CN109779770B

CN109779770B - Egr控制装置

Info

Publication number: CN109779770B
Application number: CN201811345571.3A
Authority: CN
Inventors: 中川政善
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2021-08-31
Anticipated expiration: 2038-11-13
Also published as: JP2019090374A; US20190145357A1; US10753317B2; CN109779770A; JP6825541B2

Abstract

本发明提供一种EGR控制装置，内燃机具备：具有压缩机(34a)和涡轮机(34b)的增压器(34)；和具有排气回流管(51)、上游侧EGR阀(52)以及下游侧EGR阀(53)的EGR装置(50)。在排气压力的峰值变得过大的情况下，电子控制单元(60)将上游侧EGR阀(52)设定为完全打开，并由下游侧EGR阀(53)控制EGR量。由此，排气容积变大，所以排气压力的峰值降低。因此避免排气***构件的破损。在排气压力的峰值变得过小的情况下，电子控制单元(60)将下游侧EGR阀(53)设定为完全打开，并由上游侧EGR阀(52)控制EGR量。由此，排气容积变小，所以排气压力的峰值上升。因此能够一边导入EGR气体一边也继续增压。

Description

EGR控制装置

技术领域

本发明涉及应用于具备增压器的内燃机的EGR控制装置。

背景技术

在以往已知的具备增压器的内燃机中，各汽缸的排气门依次打开，从打开了排气门的汽缸向排气通路释放高压的排气。由此产生排气脉动(排气压力的周期性的变动)。不过，例如在排气流量小的情况下，伴随排气脉动的排气压力的峰值(最大值)变小。当排气压力的峰值小时，无法充分地驱动涡轮机，从而无法充分地进行由增压器实现的增压。

因此，以往的EGR控制装置的一例，在排气脉动的振幅(排气脉动的一个周期中的排气压力的最大值与最小值的差)小的情况下，将EGR阀关闭。其结果，“从燃烧室排出的排气的压力直接传播的部分的容积(以下称为“排气容积”)”变小，因此能够避免伴随排气脉动的排气压力的峰值过度地降低。因此，在这样的情况下也能够进行增压(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-246889号公报

发明内容

然而，由于上述以往的EGR控制装置在排气脉动的振幅小的情况下将EGR阀关闭，因此，虽然能够抑制伴随排气脉动的排气压力的峰值的降低，但无法确保预定的EGR量。其结果，无法由EGR改善排放的运转状态频发。

而且，上述以往的EGR控制装置所使用的EGR阀配置于靠近涡轮机的位置。因此，当内燃机的运转状态成为“排气脉动的振幅大且目标EGR量小的运转状态”时，EGR阀的开度变小，排气容积实质上变小。其结果，伴随排气脉动的排气压力的峰值变得过高，因此有可能发生排气***构件破损以及排气门因排气压力而强制性地打开等。

本发明是为了处理这样的问题而作出的。即，本发明的目的之一在于，提供一种能够确保预定的EGR量并且能够将伴随排气脉动的排气压力的峰值的大小尽可能保持在适当的范围内的EGR控制装置。

本发明的EGR控制装置应用于具备增压器(34)的内燃机10。

增压器(34)具有配设于内燃机(10)的排气通路(41，42)的涡轮机(34b)和配设于内燃机(10)的进气通路(31，32)的压缩机(34a)。

本发明的EGR控制装置具备：

EGR通路构成部(51)，该EGR通路构成部(51)将所述排气通路的所述涡轮机的上游部与所述进气通路连接；

上游侧EGR阀(52)，该上游侧EGR阀(52)配设于所述EGR通路构成部的第1位置(51a)并且能够与该上游侧EGR阀(52)的变更相应地对作为所述EGR通路构成部的的该第1位置(51a)处的流路的截面积的上游侧通路截面积进行变更；

下游侧EGR阀(53)，该下游侧EGR阀(53)配设于与所述EGR通路构成部的所述第1位置(51a)相比处于在所述EGR通路构成部流动的排气即EGR气体的气流的下游侧的第2位置(51b)，并且能够与该下游侧EGR阀(53)的变更相应地对作为所述EGR通路构成部的该第2位置(51b)处的流路的截面积的下游侧通路截面积进行变更；以及

控制部(60)，该控制部(60)对所述上游侧EGR阀(52)和所述下游侧EGR阀(53)各自的开度进行控制。

所述控制部(60)构成为，能够将EGR控制模式(控制EGR气体流量时的控制模式)在第1模式与第2模式之间进行切换。

所述第1模式是如下模式：

对所述上游侧EGR阀(52)和所述下游侧EGR阀(53)各自的开度进行控制，以使得所述上游侧通路截面积比所述下游侧通路截面积小且所述EGR气体的流量即EGR量根据所述上游侧EGR阀(52)的开度而增减。

所述第2模式是如下模式：

对所述上游侧EGR阀(52)和所述下游侧EGR阀(53)各自的开度进行控制，以使得所述下游侧通路截面积比所述上游侧通路截面积小且所述EGR量根据所述下游侧EGR阀(53)的开度而增减。

像这样，本发明的EGR控制装置能够将EGR控制模式在第1模式与第2模式之间进行切换。在EGR控制模式为第1模式的情况下，上游侧通路截面积比下游侧通路截面积小且EGR气体量根据上游侧EGR阀的开度而增减。因此，在EGR控制模式为第1模式的情况下，上述排气容积包括EGR通路构成部中的到配设有上游侧EGR阀的第1位置为止的部分的容积。与此相对，在EGR控制模式为第2模式的情况下，下游侧通路截面积比上游侧通路截面积小且EGR气体量根据下游侧EGR阀的开度而增减。因此，在EGR控制模式为第2模式的情况下，上述排气容积包括EGR通路构成部中的到配设有下游侧EGR阀的第2位置为止的部分的容积。因此，EGR控制模式为第1模式的情况下的排气容积比EGR控制模式为第2模式的情况下的排气容积小。

而且，所述控制部(60)构成为，在所述EGR控制模式被设定为所述第1模式的情况下，在所述内燃机的运转状态成为了伴随所述涡轮机上游(34b)处的排气脉动的排气压力的峰值为第1阈值以上的第1运转状态时，将所述EGR控制模式切换为第2模式。

因此，当成为伴随排气脉动的排气压力的峰值为第1阈值以上那样的状况时排气容积被增大，因此能够避免该峰值变得过大。其结果，能够避免排气***构件的破损和/或排气门因排气压力而打开。另一方面，在伴随排气脉动的排气压力的峰值没有成为第1阈值以上那样的状况下，EGR量根据上游侧EGR阀的开度进行调整，因此能够使用EGR气体来改善排放，并且排气压力的峰值不会变得过小从而也能够进行增压。

而且，所述控制部(60)构成为，在所述EGR控制模式被设定为所述第2模式的情况下，在所述内燃机的运转状态成为了所述排气压力的峰值低于“所述第1阈值以下的第2阈值”的第2运转状态时，将所述EGR控制模式切换为所述第1模式。

因此，当成为伴随排气脉动的排气压力的峰值低于第2阈值那样的状况时排气容积被减小，因此能够避免该峰值变得过小。其结果，能够充分地驱动涡轮机，因此能够进行增压。

本发明的一技术方案的EGR控制装置具备对所述涡轮机上游处的排气压力进行检测的排气压力传感器(83)。

在该技术方案中，所述控制部(60)构成为，

在所述EGR控制模式被设定为所述第1模式的情况下(F＝0)，在由所述排气压力传感器检测的排气压力的“该排气压力的变动的一个周期中的峰值”变为所述第1阈值(高阈值THhigh)以上时，判定为所述内燃机的运转状态成为了所述第1运转状态(步骤210、步骤230：“否”)而将所述EGR控制模式切换为所述第2模式(步骤245)，

在所述EGR控制模式被设定为所述第2模式的情况下(F＝1)，在由所述排气压力传感器检测的排气压力的“该排气压力的变动的一个周期中的峰值”低于所述第2阈值(低阈值THlow)时，判定为所述内燃机的运转状态成为了所述第2运转状态(步骤255、步骤230：“是”)而将所述EGR控制模式切换为所述第1模式(步骤235)。

根据该技术方案，基于实际检测的“伴随排气脉动的排气压力的峰值”来切换EGR控制模式。因此，能够更可靠地避免该峰值变得过大，因此更可靠地避免排气***构件的破损和/或排气门因排气压力而打开。而且，能够更可靠地避免伴随排气脉动的排气压力的峰值变得过小，因此能够更可靠地进行增压。

本发明的一技术方案的EGR控制装置具备取得分别与所述内燃机的负载和转速具有相关性的运转状态参数的参数取得部(60、84、85、步骤415)。

在该技术方案中，所述控制部(60)构成为，

在所述EGR控制模式被设定为所述第1模式的情况下(F＝0)，在由所述取得的运转状态参数确定的运转状态成为了基于负载和转速预先设定的第1运转区域(运转区域B)内的运转状态时，判定为所述内燃机的运转状态成为了所述第1运转状态(步骤425：“是”)而将所述EGR控制模式切换为所述第2模式(步骤440、步骤430：“否”、步骤455)，

在所述EGR控制模式被设定为所述第2模式的情况下(F＝1)，在由所述取得的运转状态参数确定的运转状态成为了基于负载和转速预先设定的第2运转区域(运转区域A)内的运转状态时，判定为所述内燃机的运转状态成为了所述第2运转状态(步骤450：“是”)而将所述EGR控制模式切换为所述第1模式(步骤455、步骤430：“是”、步骤435)。

根据该技术方案，基于分别与内燃机的“负载和转速”具有相关性的运转状态参数来切换EGR控制模式。因此，不需要具有用于取得伴随排气脉动的排气压力的峰值的高速运算处理和/或高响应性的排气压力传感器，能够避免该峰值变得过大和过小。

在本发明的一技术方案中，

所述控制部(60)构成为，

在所述EGR控制模式被设定为所述第1模式的情况下，使所述下游侧EGR阀53完全打开(步骤235、步骤435)，

在所述EGR控制模式被设定为所述第2模式的情况下，使所述上游侧EGR阀52完全打开(步骤245、步骤445)。

根据该技术方案，在第1模式下，下游侧EGR阀为完全打开，因此下游侧通路截面积成为最大的面积，并且由上游侧EGR阀调整EGR量，因此排气容积更可靠地成为小的容积。由此，能够使伴随排气脉动的排气压力的峰值更可靠地上升。而且，在第2模式下，上游侧EGR阀成为完全打开，因此上游侧通路截面积成为最大的面积，并且由下游侧EGR阀调整EGR量，因此排气容积更可靠地成为大的容积。由此，能够使伴随排气脉动的排气压力的峰值更可靠地降低。

本发明的一技术方案的EGR控制装置还具备：

EGR冷却器(54)，该EGR冷却器(54)配设于所述EGR通路构成部中的所述上游侧EGR阀(52)与所述下游侧EGR阀(53)之间(的位置)。

伴随排气脉动的排气压力的峰值变高的内燃机的运转状态主要是高旋转和/或高负载的状态，这样的运转状态下的排气温度相对高。本发明的EGR控制装置在这样的状况下将EGR控制模式设定为第2模式。在第2模式下，上游侧通路截面积相对大，因此，从燃烧室排出的高温的排气通过EGR通路构成部到达至下游侧EGR阀，其一部分流向进气通路，剩余部分再次通过EGR通路构成部而回到排气通路。由此，如上述技术方案那样，通过在上游侧EGR阀与下游侧EGR阀之间设置EGR冷却器，从而能够利用EGR冷却器使在第2模式下流入涡轮机的排气的温度高效地降低。其结果，能够避免涡轮机的过热，因此能够降低涡轮机损伤或热劣化的可能性。

此外，在上述说明中，为了帮助发明的理解，对于与后述的实施方式对应的发明的构成，在括号中添加该实施方式中使用的名称和/或标号。但是，本发明的各构成要素并不限于由所述名称和/或标号规定的实施方式。本发明的其他目的、其他特征以及附带的优点可根据参照以下的附图而记述的关于本发明的实施方式的说明而容易地理解。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的EGR控制装置以及应用了该EGR控制装置的内燃机的概略构成图。

图2是示出本发明的第1实施方式的EGR控制装置的CPU所执行的例程的流程图。

图3是示出应用了本发明的第1实施方式的EGR控制装置的内燃机的排气压力的波形的图。

图4是示出本发明的第2实施方式的EGR控制装置的CPU所执行的例程的流程图。

图5是示出本发明的第2实施方式的EGR控制装置的CPU所参照的与内燃机的运转区域相关的图。

附图标记说明

10…内燃机，31…进气歧管，32…进气管，34…增压器，34a…压缩机，34b…涡轮机，35…中间冷却器，40…排气***，41…排气歧管，42…排气管，50…EGR装置，51…排气回流管，51a…第1位置，51b…第2位置，52…上游侧EGR阀，53…下游侧EGR阀，54…EGR冷却器，60…电子控制单元，81…空气流量计，82…进气管压力传感器，83…排气管压力传感器，84…加速器踏板操作量传感器，85…内燃机转速传感器。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。

<第1实施方式>

(构成)

本发明的第1实施方式的EGR控制装置(以下，有时称为“第1装置”)应用于图1所示的内燃机10。内燃机10是多缸(在本例中为三汽缸)〃四冲程〃活塞往复型〃柴油内燃机。此外，图1仅示出了内燃机10的特定的汽缸的截面，其他汽缸也具备与图1所示的汽缸同样的构成。内燃机10具备内燃机主体部20、进气***30以及排气***40。第1装置具备EGR装置50、电子控制单元60以及各种传感器81～85。

内燃机主体部20具备包括汽缸体、汽缸盖以及曲柄箱等的主体21。在主体21形成有收纳活塞22的汽缸(燃烧室)CC。在各汽缸CC的上部设置有燃料喷射阀23。主体21还具备由未图示的进气凸轮驱动的进气门24和由未图示的排气凸轮驱动的排气门25。

进气***30包括进气歧管部(包括进气通道)31、进气管32、空气滤清器33、增压器34的压缩机34a、中间冷却器35以及节气门36。进气歧管部31与燃烧室CC连接。进气歧管部31与燃烧室CC的连通部由进气门24进行开闭。进气管32与进气歧管部31连接。进气歧管部31以及进气管32构成进气通路。在进气通路从进气的上游朝向下游依次配设有空气滤清器33、压缩机34a、中间冷却器35以及节气门36。

排气***40包括排气歧管部(包括排气通道部)41、排气管42、增压器34的涡轮机34b以及排气净化装置43。排气歧管部41与燃烧室CC连接。排气歧管(排气通道部)41与燃烧室CC的连通部由排气门25进行开闭。排气管42与排气歧管部41连接。排气歧管部41以及排气管42构成排气通路。在排气通路从排气的上游朝向下游依次配设有涡轮机34b和排气净化装置43。

EGR装置50包括排气回流管51、上游侧EGR阀52、下游侧EGR阀53以及EGR冷却器54。

排气回流管51是构成EGR气体所通过的通路(即EGR通路)的EGR通路构成部。排气回流管51将构成排气通路的排气歧管部41的“涡轮机34b的上游侧(燃烧室CC侧)的部位”与构成进气通路的进气歧管部31的“节气门36的下游侧(燃烧室CC侧)的部位”连通。

上游侧EGR阀52配设于排气回流管51的“排气回流管51与排气歧管部41的连通部的附近的位置51a”。以下，也将配设上游侧EGR阀52的位置称为“第1位置51a”。第1位置51a是在排气回流管51流动的EGR气体的气流中的排气回流管51的最上游侧的位置。上游侧EGR阀52响应从电子控制单元60发送来的指示(驱动)信号来变更该上游侧EGR阀52的开度。因此，上游侧EGR阀52能够对作为排气回流管51的第1位置51a处的流路的截面积的上游侧通路截面积进行变更。在上游侧EGR阀52完全关闭的情况下，上游侧通路截面积变为“0”，EGR停止。

下游侧EGR阀53配设于排气回流管51的“排气回流管51与进气歧管部31的连通部的附近的位置51b”。以下，也将配设下游侧EGR阀53的位置称为“第2位置51b”。第2位置51b是在排气回流管51流动的EGR气体的气流中的排气回流管51的最下游侧的位置。下游侧EGR阀53响应从电子控制单元60发送来的指示(驱动)信号来变更该下游侧EGR阀53的开度。因此，下游侧EGR阀53能够对作为排气回流管51的第2位置51b处的流路的截面积的下游侧通路截面积进行变更。在下游侧EGR阀53完全关闭的情况下，下游侧通路截面积变为“0”，EGR停止。

EGR冷却器54是对EGR气体进行冷却的水冷式冷却器。EGR冷却器54配设于排气回流管51的“上游侧EGR阀52与下游侧EGR阀53之间”。

另外，在通过使上游侧EGR阀52完全打开且将下游侧EGR阀53设定为小于完全打开的预定的开度来调整EGR量的情况下，“从燃烧室CC排出的排气的压力直接传播的部分的容积(即排气容积)”为“从燃烧室CC与排气歧管部41的连通部到涡轮机34b的排气的入口部为止的排气通路的容积V0”与“从排气歧管部41与排气回流管51的连通部到下游侧EGR阀53为止的EGR通路的容积VL”的和(V0+VL)。此外，为了方便，有时将容积V0与容积VL的和(V0+VL)称为“大容积”或“第1容积”。

与此相对，在通过使下游侧EGR阀53完全打开且将上游侧EGR阀52设定为小于完全打开的预定的开度来调整EGR量的情况下，排气容积为“排气通路的容积V0”与“从排气歧管部41与排气回流管51的连通部到上游侧EGR阀52为止的EGR通路的容积VS”的和(V0+VS)。此外，“到上游侧EGR阀52为止的EGR通路的容积VS”非常小。因此，在通过使下游侧EGR阀53完全打开且将上游侧EGR阀52设定为小于完全打开的预定的开度来调整EGR量的情况下，排气容积实质上等于“排气通路的容积V0”。此外，为了方便，有时将容积V0与容积VS的和(V0+VS)称为“小容积”或“第2容积”。

电子控制单元(以下，称为“ECU”)60是包括微计算机的电子控制电路。微计算机包括CPU、ROM、RAM、备用RAM以及接口等。CPU通过执行存储于ROM的指令(程序、例程)来实现各种功能。ECU与以下所述的各种传感器81～85连接，并接收(输入)来自这些传感器的信号。ECU根据来自CPU的指示向各致动器(燃料喷射阀23、上游侧EGR阀52以及下游侧EGR阀53等)发送指示(驱动)信号。

空气流量计81配设于进气管32的中间冷却器35与节气门36之间的部位。空气流量计81对流入燃烧室CC的大气(新气)的质量流量Ga进行测定，并输出表示该流量(新气流量)Ga的信号。

进气管压力传感器82配设于进气管32的节气门36与燃烧室CC之间的部位。进气管压力传感器82对进行配设的部位处的压力(进气压力)Pin进行测定，并输出表示进气压力Pin的信号。

排气管压力传感器83配设于排气歧管部41的燃烧室CC与涡轮机34b之间的部位。排气管压力传感器83对进行配设的部位处的压力(排气压力)Pex进行测定，并输出表示排气压力Pex的信号。

加速器踏板操作量传感器84对搭载有内燃机10的车辆的未图示的加速器踏板的操作量进行检测，并输出表示加速器踏板操作量AP的信号。加速器踏板操作量AP是表示内燃机10的负载的参数。

内燃机转速传感器85对内燃机10的转速NE进行检测，并输出表示内燃机转速NE的信号。

此外，ECU60基于加速器踏板操作量AP和内燃机转速NE等而根据众所周知的方法来决定燃料喷射量，并对燃料喷射阀23进行控制，以使得从燃料喷射阀23喷射决定了的燃料喷射量的燃料。

(工作的概要)

接着，对第1装置的工作的概要进行说明。

第1装置将EGR控制模式在以下所述的第1模式与第2模式之间进行切换。EGR控制模式是将EGR气体向燃烧室CC供给时的“上游侧EGR阀52和下游侧EGR阀53”的控制方式。

第1模式：使下游侧EGR阀53完全打开，并对上游侧EGR阀52的开度进行调整(控制)以使得实际的EGR气体的量(实际EGR量)成为预定的EGR量。

第2模式：使上游侧EGR阀52完全打开，并对下游侧EGR阀53的开度进行调整(控制)以使得实际EGR量成为预定的EGR量。

第1装置检测(取得)起因于从各汽缸排出排气而脉动的排气压力Pex的“脉动一个周期中的峰值(伴随排气脉动的排气压力的峰值)”。以下，有时将检测的该峰值称为“实际排气脉动峰值”。

第1装置，在将EGR控制模式设定为第1模式的情况下，在伴随于内燃机转速和/或内燃机的负载的上升而实际排气脉动峰值成为了高阈值(第1阈值)THhigh以上时，将EGR控制模式切换为第2模式。其结果，排气容积从小容积增大为大容积，因此，第1装置能够使伴随排气脉动的排气压力的峰值降低。高阈值THhigh被设定为如下值：当实际排气脉动峰值为高阈值THhigh以上时，发生例如排气***构件破损的事态和/或排气门25被排气压力压下而打开的事态(排气门的强制性打开)的可能性高。

第1装置，在将EGR控制模式设定为第2模式的情况下，在伴随于内燃机转速和/或内燃机的负载的降低而实际排气脉动峰值低于低阈值(第2阈值)THlow时，将EGR控制模式切换为第1模式。其结果，排气容积从大容积减小为小容积，因此，第1装置能够使伴随排气脉动的排气压力的峰值上升。因此，即使在该情况下实质上也能够进行由增压器34实现的增压。低阈值THlow被设定为高阈值THhigh以下的值。低阈值THlow被设定为如下值：当伴随排气脉动的排气压力的峰值低于低阈值THlow时，例如增压器34的涡轮机34b没有被充分地驱动。此外，低阈值THlow优选设定为如下值：在实际排气脉动峰值低于低阈值THlow的情况下，在将EGR控制模式从第2模式切换为第1模式之后，紧接着排气脉动的峰值不会成为高阈值THhigh以上。即，低阈值THlow优选设定为比高阈值THhigh小正的预定值的值。

(具体的工作)

ECU60的CPU按每经过预定时间执行由图2的流程图所示的例程。因此，当成为预定的定时时，CPU从步骤200开始进行处理而进入步骤205，对模式标志F的值是否为0进行判定。在模式标志F的值为“0”的情况下，表示EGR控制模式为上述的第1模式。在模式标志F的值为“1”的情况下，表示EGR控制模式为上述的第2模式。在未图示的点火钥匙开关从切断位置向导通位置变化时(以下，称为“IG导通时”)通过由CPU执行的初始化例程将模式标志F设定为“0”。而且，CPU在IG导通时将EGR控制模式设定为第1模式。

若此时模式标志F的值为0，则CPU在步骤205中判定为“是”而进入步骤210，将阈值TH设定为高阈值THhigh。

接着，CPU依次进行以下所述的步骤215～步骤225的处理，然后进入步骤230。

步骤215：CPU通过将加速器踏板操作量AP和内燃机转速NE应用于存储在ROM的查阅表来求得目标EGR率Rtgt。目标EGR率Rtgt也可以基于包括新气流量Ga和燃料喷射量等的其他内燃机运转状态参数来决定。

步骤220：CPU根据下述的(1)式～(3)式来算出实际EGR率Ract。Gegr是EGR气体流量。Gcyl是流入燃烧室CC的全部气体的流量。a和b是预定的常数。Ga是由空气流量计81检测的新气流量Ga。Pin是由进气管压力传感器82检测的进气压力Pin。

Ract＝Gegr/(Ga+Gegr)…(1)

Gegr＝Gcyl-Ga…(2)

Gcyl＝a〃Pin+b…(3)

步骤225：CPU基于由排气管压力传感器83检测的排气压力Pex来取得排气脉动峰值(即，实际排气脉动峰值)。实际排气脉动峰值是将内燃机10的一个循环所需要的曲轴角除以汽缸数而得的曲轴角(即，排气脉动的一个周期)中的排气压力Pex的最大值。

接着，CPU进入步骤230，对在步骤225中所取得的实际排气脉动峰值是否低于阈值TH进行判定。在该时间点，阈值TH在步骤210中被设定为高阈值THhigh。

现在，假设由于内燃机的负载比较低且内燃机转速也比较低，从而排气流量少，因此实际排气脉动峰值低于高阈值THhigh。在该情况下，CPU在步骤230中判定为“是”而进入步骤235，将EGR的控制模式设定为第1模式。

更具体而言，CPU在步骤235中将下游侧EGR阀53的开度设定为完全打开(最大开度)。因此，实际EGR量不由下游侧EGR阀53控制。而且，CPU在步骤235中进行调整(控制)，以使得上游侧EGR阀52的开度为“小于完全打开的相对小的开度”，且实际EGR率Ract与目标EGR率Rtgt一致(即，实际EGR量与目标EGR量一致)。换言之，CPU对上游侧EGR阀52和下游侧EGR阀53各自的开度进行控制，以使得上游侧通路截面积比下游侧通路截面积小且EGR气体量根据上游侧EGR阀52的开度而增减。在该情况下，排气容积成为小容积(实质上为容积V0)，因此，即使在排气流量小的情况下伴随排气脉动的排气压力的峰值也比较大。其结果，涡轮机34b被高效地驱动，因此能够进行由增压器34实现的增压。

接着，CPU进入步骤240，将模式标志F的值设定为0。此后，CPU进入步骤295而暂且结束本例程。之后，只要实际排气脉动峰值低于高阈值THhigh，则CPU反复进行上述的处理，由此根据第1模式来控制EGR量。

当因内燃机10的负载增大和/或内燃机转速NE变高而排气流量变大时，实际排气脉动峰值成为高阈值THhigh以上。在该情况下，CPU在进入步骤230时，在该步骤230中判定为“否”而进入步骤245，将EGR的控制模式设定为第2模式。

更具体而言，CPU在步骤245中将上游侧EGR阀52的开度设定为完全打开(最大开度)。因此，实际EGR量不由上游侧EGR阀52控制。而且，CPU在步骤245中进行调整(控制)，以使得下游侧EGR阀53的开度为“小于完全打开的相对小的开度”，且实际EGR率Ract与目标EGR率Rtgt一致(即，实际EGR量与目标EGR量一致)。换言之，CPU对上游侧EGR阀52和下游侧EGR阀53各自的开度进行控制，以使得下游侧通路截面积比上游侧通路截面积小且EGR气体量根据下游侧EGR阀53的开度而增减。在该情况下，排气容积成为大容积(V0+VL)，因此，即使在排气流量大的情况下伴随排气脉动的排气压力的峰值也比较小。其结果，能够避免排气***构件的破损和/或排气门因排气压力而打开。

之后，CPU进入步骤250，将模式标志F的值设定为“1”，然后进入步骤295而暂且结束本例程。

在该状态下，在CPU再次从步骤200开始进行处理而进入步骤205时，由于模式标志F的值为“1”，从而CPU在该步骤205中判定为“否”。然后，CPU进入步骤255，将阈值TH设定为“比高阈值THhigh小的低阈值THlow”。此外，低阈值THlow也可以等于高阈值THhigh。

之后，CPU执行上述的步骤215～步骤225的处理，然后进入步骤230，对在步骤225中所取得的实际排气脉动峰值是否小于阈值TH进行判定。在该时间点，阈值TH被设定为低阈值THlow。因此，CPU在步骤230中对实际排气脉动峰值是否低于低阈值THlow进行判定。

在实际排气脉动峰值为低阈值THlow以上的情况下，CPU在步骤230中判定为“否”，执行步骤245和步骤250的处理。在该情况下，EGR控制模式被维持为第2模式。之后，CPU进入步骤295而暂且结束本例程。

之后，当因内燃机的负载降低和/或内燃机转速NE变低而排气流量变小时，实际排气脉动峰值低于低阈值THlow。在该情况下，CPU在进入步骤230时，在该步骤230中判定为“是”而进行步骤235和步骤240的处理。由此，EGR的控制模式回到第1模式。其结果，伴随排气脉动的排气压力的峰值变得比较大，因此能够进行由增压器34实现的增压。以上为第1装置的具体的工作。

图3是示出从排气管压力传感器83所取得的排气压力Pex的图。在内燃机10的运转刚开始之后，模式标志F的值被设定为“0”。因此，EGR控制模式被设定为第1模式。在该情况下，排气压力Pex如实线C1所示那样伴随排气脉动而变化，实际排气脉动峰值P1为低阈值THlow与高阈值THhigh之间的值。

在EGR控制模式被设定为第1模式的情况下，当因内燃机10的负载增大和/或内燃机转速NE变高而排气流量变大时，排气压力Pex增大且如点划线C2所示那样变化。此时，实际排气脉动峰值P2变得比高阈值THhigh大。因此，CPU在实际排气脉动峰值为高阈值THhigh以上时，将EGR控制模式切换为第2模式。其结果，排气压力Pex如虚线C3所示那样降低，实际排气脉动峰值P3为低阈值THlow与高阈值THhigh之间的值。由此，能够避免排气***构件的破损和/或排气门因排气压力而打开。

另一方面，在EGR控制模式被设定为第2模式的情况下，当因内燃机10的负载降低和/或内燃机转速NE变低而排气流量变小时，排气压力Pex减小且如双点划线C4所示那样变化。此时，实际排气脉动峰值P4变得比低阈值THlow小。因此，CPU在实际排气脉动峰值低于低阈值THlow时，将EGR控制模式切换为第1模式。其结果，排气压力Pex如实线C1所示那样增大，实际排气脉动峰值P1为低阈值THlow与高阈值THhigh之间的值。由此，伴随排气脉动的排气压力的峰值变得比较大，因此能够充分地进行由增压器34实现的增压。

<第2实施方式>

接着，对本发明的第2实施方式的EGR控制装置(以下，有时称为“第2装置”)进行说明。第2装置仅在以下方面与第1装置不同：不取得实际排气脉动峰值，而是取得分别与内燃机10的负载和转速具有相关性的运转状态参数，并基于由运转状态参数确定的内燃机10的运转状态将EGR控制模式在第1模式与第2模式之间进行切换。以下，以该不同点为主进行说明。

(具体的工作)

第2装置的ECU60的CPU按每经过预定时间执行“由代替图2的图4的流程图所示的例程”。因此，当成为预定的定时时，CPU从步骤400开始进行处理并依次进行以下所述的步骤405～步骤415的处理，然后进入步骤420。

步骤405：CPU进行与步骤215同样的处理，取得目标EGR率Rtgt。

步骤410：CPU进行与步骤220同样的处理，取得实际EGR率Ract。

步骤415：CPU取得作为内燃机10的运转状态参数的、内燃机10的负载(在此为加速器踏板操作量AP，但也可以是燃料喷射量)和内燃机转速NE。

CPU在步骤420中对模式标志F的值是否为0进行判定。通过上述的初始化例程将该模式标志F的值设定为“0”。在模式标志F的值为“0”的情况下，CPU在步骤420中判定为“是”而进入步骤425，对“由在步骤415中所取得的运转状态参数确定的内燃机10的当前的运转状态”是否为图5所示的运转区域B(第1运转区域)内的状态进行判定。

图5是示出在横轴取内燃机转速NE、纵轴取负载(加速器踏板操作量AP)的“内燃机10的运转区域”的图。第2装置将该图所示的信息以映射的形式存储于ROM。图5所示的运转区域B是在EGR控制模式被设定为第1模式的情况下伴随排气脉动的排气压力的峰值超过高阈值THhigh的运转区域。图5所示的运转区域A(第2运转区域)是在EGR控制模式被设定为第2模式的情况下伴随排气脉动的排气压力的峰值低于低阈值THlow的运转区域。

若此时为刚开始内燃机10的运转之后，则内燃机10的当前的运转状态并非运转区域B内的状态。在该情况下，CPU在步骤425中判定为“否”而直接进入步骤430。

CPU在步骤430中对模式标志F的值是否为0进行判定。此时模式标志F的值为“0”。由此，CPU在步骤430中判定为“是”而进入步骤435，与步骤235同样地将EGR的控制模式设定为第1模式。其结果，排气容积变为小容积(实质上为容积V0)，因此，即使在排气流量小的情况下伴随排气脉动的排气压力的峰值也比较大。其结果，涡轮机34b被高效地驱动，因此能够进行由增压器34实现的增压。之后，CPU进入步骤495，暂且结束本例程。

之后，若内燃机10的负载和/或内燃机转速NE变高，则内燃机10的运转状态成为运转区域B内的状态。即，内燃机10的运转状态成为伴随排气脉动的排气压力的峰值超过高阈值THhigh那样的状态(第1运转状态)。在该情况下，CPU在进入步骤425时，在该步骤425中判定为“是”而进入步骤440，将模式标志F的值设定为“1”。

由此，CPU在下一步骤430中判定为“否”而进入步骤445，与步骤245同样地将EGR的控制模式设定为第2模式。其结果，排气容积成为大容积(V0+VL)，因此伴随排气脉动的排气压力的峰值降低而成为低阈值THlow与高阈值THhigh之间的值。由此，能够避免排气***构件的破损和/或排气门因排气压力而打开。之后，CPU进入步骤495，暂且结束本例程。

在该状态下，CPU再次从步骤400开始进行处理，在经由步骤405～步骤415进入到步骤420时，由于模式标志F的值为“1”，从而CPU在该步骤420中判定为“否”。然后，CPU进入步骤450，对由运转状态参数确定的内燃机10的当前的运转状态是否为图5所示的运转区域A内的状态进行判定。

在内燃机10的当前的运转状态并非运转区域A内的状态的情况下，CPU在步骤450中判定为“否”，直接进入步骤430。此时，由于模式标志F的值为“1”，从而CPU在步骤430中判定为“否”而进入步骤445，将EGR控制模式维持为第2模式。

之后，若内燃机10的负载和/或内燃机转速NE变低，则内燃机10的运转状态成为运转区域A内的状态。即，内燃机10的运转状态成为伴随排气脉动的排气压力的峰值低于低阈值THlow那样的状态(第2运转状态)。在该情况下，CPU在进入步骤450时，在该步骤450中判定为“是”而进入步骤455，将模式标志F的值设定为“0”。

由此，CPU在下一步骤430中判定为“是”而进入步骤435，将EGR控制模式设定为第1模式。其结果，伴随排气脉动的排气压力的峰值比较大，从而能够进行由增压器34实现的增压。之后，CPU进入步骤495，暂且结束本例程。

如以上所说明，本发明的各实施方式通过将EGR控制模式在第1模式与第2模式之间进行切换，从而能够使伴随排气脉动的排气压力的峰值既不会成为过大的值也不会成为过小的值。其结果，能够在宽运转区域中实现增压器34的增压和EGR气体的导入，并且能够避免排气***构件的破损和/或排气门因排气压力而打开。

而且，本发明的各实施方式在上游侧EGR阀52与下游侧EGR阀53之间具备EGR冷却器54。伴随排气脉动的排气压力的峰值变高的内燃机的运转状态主要是高旋转且高负载的状态，这样的运转状态下的排气温度相对高，在这样的情况下，本发明的各实施方式将EGR控制模式设定为第2模式。当EGR控制模式被设定为第2模式时，从燃烧室CC排出的高温的排气到达排气回流管51和EGR冷却器54，其一部分流向进气通路，剩余部分返回排气通路。由此，本发明的各实施方式能够利用EGR冷却器54高效地降低向涡轮机34b流入的排气的温度。其结果，能够避免涡轮机34b及其构成构件过热，因此能够降低这些构件损伤或热劣化的可能性。

本发明不限定于上述实施方式，在本发明的范围内能够采用各种变形例。例如，内燃机10也可以是汽油发动机。而且，也可以不具备EGR冷却器54。而且，排气回流管51的下游侧部位也可以连接于进气通路的节气门36与中间冷却器35之间的位置，或者连接于进气通路的中间冷却器35与压缩机34a之间的位置。

而且，上述各实施方式对上游侧EGR阀52和下游侧EGR阀53进行控制，以使得实际EGR率与目标EGR率一致，但也可以对上游侧EGR阀52和下游侧EGR阀53进行控制以使得实际的EGR量与目标EGR量一致。

而且，在EGR控制模式被设定为第1模式的情况下，下游侧EGR阀53的开度不需要为完全打开，只要控制下游侧EGR阀53以使得下游侧通路截面积比上游侧通路截面积大即可。换言之，在EGR控制模式被设定为第1模式的情况下，下游侧EGR阀53设定为实质上不会妨碍EGR气体的通流那样的开度即可。

同样地，在EGR控制模式被设定为第2模式的情况下，上游侧EGR阀52的开度不需要为完全打开，只要控制上游侧EGR阀52以使得上游侧通路截面积比下游侧通路截面积大即可。换言之，在EGR控制模式被设定为第2模式的情况下，上游侧EGR阀52设定为实质上不会妨碍EGR气体的通流那样的开度即可。而且，在第1实施方式的步骤225和步骤230中，也可以代替取得实际排气脉动的峰值并使用该峰值，而是例如根据EGR控制模式、燃料喷射量、内燃机转速等通过进行运算来推定排气脉动的峰值并使用该推定值。

Claims

1.一种EGR控制装置，应用于具备如下增压器的内燃机，所述增压器具有配设于内燃机的排气通路的涡轮机和配设于该内燃机的进气通路的压缩机，所述EGR控制装置具备：

EGR通路构成部，该EGR通路构成部将所述排气通路的所述涡轮机的上游部与所述进气通路连接；

上游侧EGR阀，该上游侧EGR阀配设于所述EGR通路构成部的第1位置并且能够与该上游侧EGR阀的开度的变更相应地对作为所述EGR通路构成部的该第1位置处的流路的截面积的上游侧通路截面积进行变更；

下游侧EGR阀，该下游侧EGR阀配设于与所述EGR通路构成部的所述第1位置相比处于在所述EGR通路构成部流动的排气即EGR气体的气流的下游侧的第2位置，并且能够与该下游侧EGR阀的开度的变更相应地对作为所述EGR通路构成部的该第2位置处的流路的截面积的下游侧通路截面积进行变更；以及

控制部，该控制部对所述上游侧EGR阀和所述下游侧EGR阀各自的开度进行控制，

其特征在于，

所述控制部构成为，

能够将EGR控制模式在第1模式与第2模式之间切换，在所述第1模式下，对所述上游侧EGR阀和所述下游侧EGR阀各自的开度进行控制，以使得所述上游侧通路截面积比所述下游侧通路截面积小且所述EGR气体的流量即EGR量根据所述上游侧EGR阀的开度而增减，在所述第2模式下，对所述上游侧EGR阀和所述下游侧EGR阀各自的开度进行控制，以使得所述下游侧通路截面积比所述上游侧通路截面积小且所述EGR量根据所述下游侧EGR阀的开度而增减，

在所述EGR控制模式被设定为所述第1模式的情况下，在所述内燃机的运转状态成为了伴随所述涡轮机上游处的排气脉动的排气压力的峰值为第1阈值以上的第1运转状态时，将所述EGR控制模式切换为第2模式，

在所述EGR控制模式被设定为所述第2模式的情况下，在所述内燃机的运转状态成为了所述排气压力的峰值低于第2阈值的第2运转状态时，将所述EGR控制模式切换为所述第1模式，所述第2阈值为所述第1阈值以下。

2.根据权利要求1所述的EGR控制装置，具备：

排气压力传感器，该排气压力传感器对所述涡轮机上游处的排气压力进行检测，

所述控制部构成为，

在所述EGR控制模式被设定为所述第1模式的情况下，在由所述排气压力传感器检测的排气压力的该排气压力的变动的一个周期中的峰值变为所述第1阈值以上时，判定为所述内燃机的运转状态成为了所述第1运转状态而将所述EGR控制模式切换为所述第2模式，

在所述EGR控制模式被设定为所述第2模式的情况下，在由所述排气压力传感器检测的排气压力的该排气压力的变动的一个周期中的峰值变为低于所述第2阈值时，判定为所述内燃机的运转状态成为了所述第2运转状态而将所述EGR控制模式切换为所述第1模式。

3.根据权利要求1所述的EGR控制装置，具备：

参数取得部，该参数取得部取得分别与所述内燃机的负载和转速具有相关性的运转状态参数，

所述控制部构成为，

在所述EGR控制模式被设定为所述第1模式的情况下，在由所述取得的运转状态参数确定的运转状态成为了基于负载和转速预先设定的第1运转区域内的运转状态时，判定为所述内燃机的运转状态成为了所述第1运转状态而将所述EGR控制模式切换为所述第2模式，

在所述EGR控制模式被设定为所述第2模式的情况下，在由所述取得的运转状态参数确定的运转状态成为了基于负载和转速预先设定的第2运转区域内的运转状态时，判定为所述内燃机的运转状态成为了所述第2运转状态而将所述EGR控制模式切换为所述第1模式。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的EGR控制装置，

所述控制部构成为，

在所述EGR控制模式被设定为所述第1模式的情况下，使所述下游侧EGR阀完全打开，

在所述EGR控制模式被设定为所述第2模式的情况下，使所述上游侧EGR阀完全打开。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的EGR控制装置，还具备：

EGR冷却器，该EGR冷却器配设于所述EGR通路构成部中的所述上游侧EGR阀与所述下游侧EGR阀之间。

6.根据权利要求4所述的EGR控制装置，还具备：