JP2008138638A - 内燃機関の排気還流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲクーラの大型化を抑制でき、かつ吸気通路に還流される排気の温度を適切に調整することが可能な内燃機関の排気還流装置を提供する。
【解決手段】排気通路４から吸気通路３に排気を還流するＥＧＲ通路２０と、ＥＧＲ通路２０に設けられてＥＧＲ通路２０の排気を冷却するＥＧＲクーラ２１と、ＥＧＲクーラ２１を迂回して吸気通路３に排気を導くＥＧＲバイパス通路２３と、を備えた内燃機関１の排気還流装置において、ＥＧＲバイパス通路２３に設けられ、酸化能を有する酸化触媒２５と、吸気通路３に還流される排気のうちＥＧＲクーラ２１を迂回する排気の割合を調整するＥＧＲクーラバイパス弁２４と、を備え、ＥＧＲクーラバイパス弁２４は内燃機関１の運転状態に基づいて制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＥＧＲ通路にＥＧＲクーラが設けられた内燃機関の排気還流装置に関する。

メインＥＧＲ通路に上流側から順にクーラ前触媒及びＥＧＲクーラが設けられるとともに、クーラ前触媒の上流とＥＧＲクーラの下流とを接続する第一ＥＧＲバイパス路及びクーラ前触媒とＥＧＲクーラとの間とＥＧＲクーラの下流とを接続する第二ＥＧＲバイパス路を備え、内燃機関の運転状態に応じてメインＥＧＲ通路、第一ＥＧＲバイパス路及び第二ＥＧＲバイパス路の各通路を流れる排気量をそれぞれ調整する内燃機関が知られている（特許文献１参照）。また、ＥＧＲクーラが設けられるＥＧＲ通路とそのＥＧＲクーラをバイパスして排気を吸気系に導くためのＥＧＲクーラバイパス通路とを備えた内燃機関が知られている（特許文献２及び３参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献４及び５が存在する。

特開２００６−１１２２７３号公報 特開２００３−２０６７２４号公報 特開２００６−１５２８９１号公報 特開平１０−１９６４６２号公報 特開平１１−１２５１４８号公報

特許文献１の内燃機関においては、ＥＧＲクーラにはクーラ前触媒を通過した排気が導かれるため、クーラ前触媒によって温度が上昇した排気をＥＧＲクーラで冷却しなければならない。そのため、ＥＧＲクーラが大型になるおそれがある。特許文献４及び５の排気還流装置においても同様の問題が生じる。特許文献２及び３の排気還流装置では温度を上昇させることなく排気をＥＧＲクーラに導くことができるが、ＥＧＲ通路に触媒が設けられていないので、吸気通路に還流させる排気（以下、ＥＧＲガスと呼ぶこともある。）の温度の制御範囲が制限される。

そこで、本発明は、ＥＧＲクーラの大型化を抑制でき、かつ吸気通路に還流される排気の温度を適切に調整することが可能な内燃機関の排気還流装置を提供することを目的とする。

本発明の排気還流装置は、排気通路から吸気通路に排気を還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられて前記ＥＧＲ通路の排気を冷却する排気冷却手段と、前記排気冷却手段を迂回して吸気通路に排気を導くバイパス通路と、を備えた内燃機関の排気還流装置において、前記バイパス通路に設けられ、酸化能を有する触媒と、前記吸気通路に還流される排気のうち前記排気冷却手段を迂回する排気の割合を調整するバイパス弁と、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記バイパス弁の動作を制御する制御手段と、を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明の排気還流装置によれば、触媒をバイパス通路に設けたので、ＥＧＲクーラに排気通路から直接排気を導くことができる。これにより、温度を上昇させることなく排気をＥＧＲクーラに導くことができるので、ＥＧＲクーラの大型化を抑制できる。また、ＥＧＲクーラにて冷却した排気と触媒にて昇温した排気とを吸気通路に導くことができ、かつこれらの排気の割合をバイパス弁によって調整できるので、吸気通路に還流されるＥＧＲガスの温度の適切に調整することができる。

本発明の一形態において、前記制御手段は、前記内燃機関の負荷が低いほど前記排気冷却手段を迂回する排気が増加するように前記バイパス弁の動作を制御してもよい（請求項２）。一般に内燃機関の負荷が低い場合、排気に含まれる炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の量が多く、また排気の温度も低い。この形態では、内燃機関の負荷が低いほど触媒に導く排気の量を増加させるので、負荷が高いときよりも触媒にて温度を高めた排気を多く吸気通路に還流させて吸気温度を高めることができる。これにより内燃機関の燃焼温度を高めることができるので、排気中のＨＣ及びＣＯを低減でき、低負荷運転時における排気エミッションを改善できる。

本発明の一形態においては、前記吸気通路に還流される排気の量を調整する還流排気量調整手段と、前記触媒の温度及びその温度と相関する物理量の少なくともいずれか一つを取得する触媒温度取得手段と、をさらに備え、前記制御手段は、前記触媒温度取得手段が取得した前記触媒の温度又は前記物理量の少なくともいずれか一つに基づいて前記還流排気量調整手段を制御してもよい（請求項３）。ＥＧＲガスの量を増加させることにより、より多くのＨＣ及びＣＯを触媒にて反応させることができるので、この反応熱により触媒を昇温できる。また、ＥＧＲガスから触媒に伝達される熱量も増加するので、触媒を昇温できる。一方、ＥＧＲガスの量を減少させると触媒におけるＨＣ及びＣＯの反応が抑制され、またＥＧＲガスから伝達される熱量も減少するので、触媒の温度を下げることができる。そのため、触媒の温度又はその温度と相関する物理量に基づいて触媒に導かれるＥＧＲガスの量を調整することにより、触媒の温度を適切に制御することができる。

この形態において、前記制御手段は、前記触媒温度取得手段が取得した前記触媒の温度又は前記物理量に基づいて前記触媒の温度が所定の許容上限温度以上に変化すると判断した場合、前記吸気通路に還流される排気の量が減少するように前記還流排気量調整手段を制御してもよい（請求項４）。触媒の温度が過度に上昇すると、触媒が焼損して触媒の性能が低下する。上述したようにＥＧＲガス量を減少させることにより触媒の温度を下げることができるので、このようにＥＧＲガス量を調整することにより、触媒の焼損を防止できる。また、このように吸気通路に還流される排気の量を減少させることにより、バイパス弁の状態に関わりなく触媒の温度を下げることができる。そのため、例えばバイパス弁が固着して触媒への排気の流れを止めることができない場合でも、触媒の温度を下げることができ、触媒の焼損を防止できる。

また、前記制御手段は、前記触媒温度取得手段が取得した前記触媒の温度又は前記物理量に基づいて前記触媒の温度が所定の許容下限温度以下に変化すると判断した場合、前記吸気通路に還流される排気の量が増加するように前記還流排気量調整手段を制御してもよい（請求項５）。触媒は所定の活性温度域にてその性能を適切に発揮するため、触媒の温度がその活性温度域の下限値より低下するとＥＧＲガス中のＨＣ及びＣＯが触媒において適切に浄化されずに吸気通路に還流される。この形態では、触媒の温度が所定の許容下限温度以下に変化すると判断した場合にＥＧＲガス量を増加させるので、触媒を昇温して触媒の温度を活性温度域に調整できる。そのため、触媒にてＨＣ及びＣＯを適切に浄化できる。

触媒温度取得手段を備えた排気還流装置の一形態において、前記触媒温度取得手段は、前記物理量として前記ＥＧＲ通路の接続位置より下流の吸気通路における吸気の温度を取得してもよい（請求項６）。この吸気の温度は、ＥＧＲガスの温度の影響を受け、ＥＧＲガスの温度が高くなるほど高くなる。また、排気が触媒に導かれている場合、ＥＧＲガスの温度と触媒の温度とは相関関係を有し、ＥＧＲガスの温度が高くなるほど触媒の温度も高くなると考えられる。そのため、ＥＧＲガスが合流した後の吸気の温度を参照することにより触媒の温度を推定できる。

この形態において、前記制御手段は、前記触媒温度取得手段により取得された吸気の温度が所定の上限吸気温度以上の場合、前記触媒の温度が所定の許容上限温度以上になると判断してもよい（請求項７）。上述したようにＥＧＲガスが合流した後の吸気の温度が高い場合は触媒の温度が高くなると考えられるため、このように判断してＥＧＲガス量を減少させることにより、触媒の焼損を防止できる。

また、前記所定の上限吸気温度を前記内燃機関の運転状態に基づいて設定する上限吸気温度設定手段をさらに備えていてもよい（請求項８）。周知のように排気通路の排気の温度は内燃機関の運転状態に応じて変化し、ＥＧＲガスの温度は排気通路の排気の温度に応じて変化する。この場合、内燃機関の運転状態が変化したことによるＥＧＲガスの温度変化を考慮した所定の上限吸気温度を設定できるので、ＥＧＲガスが無駄に減少されることを抑制できる。

前記制御手段は、前記触媒温度取得手段により取得された吸気の温度が所定の判定温度未満の場合、前記触媒の温度が所定の許容下限温度以下に変化すると判断してもよい（請求項９）。上述したようにＥＧＲガスが合流した後の吸気の温度が低い場合は触媒の温度が低下していると考えられるため、このように判断してＥＧＲガス量を増加させることにより、触媒の温度を活性温度域に調整できる。

以上に説明したように、本発明の排気還流装置によれば、触媒をバイパス通路に設けたので、ＥＧＲクーラに排気通路から直接排気を導くことができる。そのため、ＥＧＲクーラの大型化を抑制できる。また、ＥＧＲクーラにて冷却した排気と触媒にて昇温した排気とを吸気通路に導くことができ、かつこれらの排気の割合をバイパス弁によって調整できるので、吸気通路に還流されるＥＧＲガスの温度の適切に調整することができる。

図１は、本発明の一形態に係る排気還流装置が組み込まれた内燃機関を示している。図１の内燃機関１は、車両に走行用動力源として搭載される４気筒直列式のディーゼルエンジンとして構成されている。以下、内燃機関１をエンジンと呼ぶこともある。エンジン１の各気筒２には、吸気通路３及び排気通路４がそれぞれ接続されている。吸気通路３には、吸気濾過用のエアクリーナ５、ターボ過給機６のコンプレッサ６ａ、吸気を冷却するインタークーラ７、及び吸気の流量を調整する吸気絞り弁８が設けられている。また、図１に示したように吸気通路３には、ターボ過給機６のコンプレッサ６ａよりも上流側の吸気通路とコンプレッサ６ａよりも下流側の吸気通路とを接続するコンプレッサバイパス通路９と、吸気の流れをコンプレッサ６ａ又はコンプレッサバイパス通路９のいずれか一方に切り替え可能な吸気バイパス弁１０とが設けられている。なお、通常運転時は吸気がコンプレッサ６ａに導かれるように吸気バイパス弁１０の位置が切り替えられる。排気通路４には、ターボ過給機６のタービン６ｂ、排気を浄化するための排気後処理装置１１、及び排気後処理装置１１の機能再生時などに燃料を排気通路４内に添加するための燃料添加弁１２が設けられている。ターボ過給機６はモータ（不図示）を備えており、このモータにて駆動可能なモータアシストターボである。エンジン１は、各気筒２にそれぞれ設けられて各気筒２内に燃料を噴射するインジェクタ１３と、各インジェクタ１３から噴射する高圧の燃料を蓄えるコモンレール１４とを備えている。

図１に示したように、排気通路４と吸気通路３とはＥＧＲ通路２０で接続され、ＥＧＲ通路２０には排気を冷却する排気冷却手段としてのＥＧＲクーラ２１と吸気通路３に還流される排気、すなわちＥＧＲガスの量を調整する還流排気量調整手段としてのＥＧＲ弁２２とが設けられている。また、図１に示したようにＥＧＲ通路２０には、ＥＧＲクーラ２１を迂回して排気を吸気通路３に導くためのＥＧＲバイパス通路２３と吸気通路３に導かれるＥＧＲガスのうちＥＧＲクーラ２１を迂回するＥＧＲガスの割合を調整するＥＧＲクーラバイパス弁２４とが設けられ、ＥＧＲバイパス通路２３には酸化触媒２５が設けられている。酸化触媒２５は、酸化能を有する周知の触媒でよいため、詳細な説明は省略する。なお、ＥＧＲクーラバイパス弁２４は、吸気通路３に還流されるＥＧＲガスの全量をＥＧＲクーラ２１に導く第１位置と、吸気通路３に還流されるＥＧＲガスの全量をＥＧＲバイパス通路２３に導く第２位置とに切り替えることができる。

ＥＧＲ弁２２及びＥＧＲクーラバイパス弁２４の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０にてそれぞれ制御される。ＥＣＵ３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、インジェクタ１３、吸気絞り弁８、及び燃料添加弁１２といった各種の装置を操作してエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。また、ＥＣＵ３０は、モータアシストターボコントローラ１５を介してターボ過給機６のモータの動作を制御する。ＥＣＵ３０には、このような制御において参照されるべき各種の物理量又は状態量を検出する検出手段として、例えば吸入空気量に対応した信号を出力するエアフローメータ３１、吸気の温度に対応した信号を出力する吸気温センサ３２、エンジン１のクランク角に対応した信号を出力するクランク角センサ３３、及びアクセルの開度に対応した信号を出力するアクセル開度センサ３４などが接続されている。図１に示したように吸気温センサ３２は、ＥＧＲ通路２０の接続位置よりも下流の吸気通路３に設けられている。そのため、吸気温センサ３２からは、ＥＧＲガスが合流した後の吸気の温度に対応した信号が出力される。

吸気通路３に還流すべきＥＧＲガスの温度及び流量は、エンジン１の運転状態に応じて変化する。例えば、エンジン１の負荷が低い場合は負荷が高い場合と比較してＥＧＲガスの温度を高めることにより、エンジン１の燃焼温度を上げることができるので、これにより排気中のＨＣ及びＣＯを低減できる。このようなＥＧＲガスの制御は、例えば図２に一例を示したようにエンジン１の負荷及びエンジン１の回転数とＥＧＲガスの制御内容との対応付けを予め設定してＥＣＵ３０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、このマップに基づいて行えばよい。なお、図２の領域ＡはＥＧＲガスの全量をＥＧＲバイパス通路２３に導く領域（以下、ＥＧＲクーラバイパス領域と呼ぶこともある。）として設定され、領域ＢはＥＧＲガスの全量をＥＧＲクーラ２１に導く領域（以下、ＥＧＲクーラ領域と呼ぶこともある。）として設定される。また、図２の領域Ｃは、吸気通路３へのＥＧＲガスの還流を停止する領域として設定される。

図３は、ＥＣＵ３０がエンジン１の運転状態に応じて吸気通路３へのＥＧＲガスの還流を制御するべく実行するＥＧＲ制御ルーチンを示している。図３のＥＧＲ制御ルーチンは、エンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、この制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ３０が本発明の制御手段として機能する。

図３の制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、例えば、エンジン１の回転数、エンジン１の負荷、ＥＧＲ通路２０の接続位置よりも下流の吸気通路３の吸気の温度Ｔｂ、及びアクセル開度ａｃｃｐｆなどを取得する。エンジン１の回転数は、例えばクランク角センサ３３の出力信号に基づいて取得する。エンジン１の負荷は、例えば吸入空気量又はインジェクタ１３からの燃料噴射量に基づいて取得する。

続くステップＳ１２においてＥＣＵ３０は、取得したエンジン１の回転数及びエンジン１の負荷にて特定される位置が図２のＥＧＲクーラバイパス領域Ａ内か否か判断する。ＥＧＲクーラバイパス領域Ａ内と判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ３０はＥＧＲクーラバイパス弁２４を第２位置に切り替える。すなわち、ＥＧＲガスの全量をＥＧＲバイパス通路２３に導く。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、ＥＧＲクーラバイパス領域Ａ外と判断した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ３０は、取得したエンジン１の回転数及びエンジン１の負荷にて特定される位置が図２のＥＧＲクーラ領域Ｂ内か否か判断する。ＥＧＲクーラ領域Ｂ内と判断した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ３０はＥＧＲクーラバイパス弁２４を第１位置に切り替える。すなわち、ＥＧＲガスの全量をＥＧＲクーラ２１に導く。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、ＥＧＲクーラ領域Ｂ外と判断した場合はステップＳ１６に進み、ＥＣＵ３０はＥＧＲ弁２２を全閉にする。これにより、ＥＧＲガスの還流が停止される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

図３の制御ルーチンによれば、エンジン１の運転状態が図２のＥＧＲクーラバイパス領域Ａ内の場合、ＥＧＲガスの全量をＥＧＲバイパス通路２３に導くので、酸化触媒２５にて排気中のＨＣ及びＣＯを酸化させて浄化できるとともに、このときの反応熱によりＥＧＲガスを昇温できる。エンジン１が低負荷の時又はエンジン１が低回転で運転されているときには、エンジン１の燃焼温度が低く、排気中のＨＣ及びＣＯが増加する。ＥＧＲクーラバイパス領域Ａは、このような運転状態に対応付けられているため、図３の制御ルーチンが実行されてＥＧＲガスの温度が高められることにより、エンジン１の燃焼温度を高めて排気中のＨＣ及びＣＯを低減できる。

ＥＧＲクーラ領域Ｂにおいては、ＥＧＲガスの全量がＥＧＲクーラ２１に導かれるので、ＥＧＲクーラ２１で冷却して容積を減少させたＥＧＲガスを吸気通路３に還流できる。そのため、多量のＥＧＲガスを吸気通路３に還流させて窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制できる。このように本発明では、吸気通路３に還流される排気の温度を適切に調整することができる。また、ＥＧＲクーラ２１には、排気通路４の排気を直接導くことができるので、ＥＧＲクーラ２１はこの排気を冷却可能な性能を有していればよい。そのため、ＥＧＲクーラ２１の大型化を抑制できる。

吸気通路３へのＥＧＲガス還流時に酸化触媒２５の温度が過度に上昇すると酸化触媒２５が焼損し、浄化性能が低下するおそれがある。そこで、ＥＣＵ３０は酸化触媒２５の温度の過度の上昇を防止するべく図４に示した触媒過熱防止制御ルーチンをエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する。なお、図４において図３と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。

図４の制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。続くステップＳ２１においてＥＣＵ３０は、取得したエンジン１の負荷及びエンジン１の回転数に基づいて上限吸気温度αを設定する。上限排気温度αは、酸化触媒２５の温度が酸化触媒２５が焼損する許容上限温度以上に変化するか否か判断するための基準として設定する基準値である。ＥＧＲ通路２０の接続位置よりも下流の吸気通路３の吸気温度ＴｂはＥＧＲガスの温度の影響を受けるため、この吸気温度ＴｂにてＥＧＲガスの温度が推定できる。ＥＧＲガスの温度が過度に高いと酸化触媒２５が過度に昇温されてその温度が許容上限温度以上になる可能性がある。そのため、吸気温度Ｔｂが上限吸気温度α以上の場合、酸化触媒２５の温度が許容上限温度以上に変化する可能性がある。なお、ＥＧＲガスの温度はエンジン１の運転状態の影響を受ける。そこで、上限吸気温度αは、エンジン１の負荷及びエンジン１の回転数に基づいて設定される。この設定は、例えば図５に一例を示した関係を予め実験などにより求めてＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておき、そのマップを参照して行えばよい。なお、この処理を実行することにより、ＥＣＵ３０が本発明の上限吸気温度設定手段として機能する。また、このように吸気温度Ｔｂにて酸化触媒２５の温度を推定することにより、吸気温センサ３２及びＥＣＵ３０が本発明の触媒温度取得手段として機能する。

次のステップＳ２２においてＥＣＵ３０は、ＥＧＲ通路２０の接続位置よりも下流の吸気通路３の吸気温度Ｔｂが上限吸気温度α以上か否か判断する。吸気温度Ｔｂが上限吸気温度α未満と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、吸気温度Ｔｂが上限吸気温度α以上と判断した場合はステップＳ２３に進み、ＥＣＵ３０はＥＧＲ弁２２を所定開度分閉じ側に制御する。なお、すでにＥＧＲ弁２２が全閉状態の場合はその状態を維持する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

図４の制御ルーチンによれば、吸気温度Ｔｂが上限吸気温度α以上の場合、ＥＧＲ弁２２を閉じ側に制御してＥＧＲガスの量を減少させるので、これにより酸化触媒２５の温度を下げることができる。そのため、酸化触媒２５の焼損を防止し、性能の低下を抑制できる。また、ＥＧＲ弁２２にてＥＧＲガスの量を減少させて酸化触媒２５の温度を下げるので、ＥＧＲクーラバイパス弁２４が固着して動作しなかった場合でも酸化触媒２５の温度を下げることができる。

酸化触媒２５は、所定の活性温度域においてその性能を適切に発揮するため、吸気通路３にＥＧＲガスを還流する場合は酸化触媒２５の温度をその活性温度域内に維持する必要がある。エンジン１が低負荷で運転されている場合は排気の温度が低下するため、酸化触媒２５の温度が活性温度域の下限値未満に低下するおそれがある。そこで、ＥＣＵ３０は、酸化触媒２５の温度を活性温度域内に調整するべく図６に示した触媒温度維持制御ルーチンをエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する。なお、図６において図３及び図４と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。

図６の制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０はまずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。続くステップＳ３１においてＥＣＵ３０は、アクセル開度ａｃｃｐｆが０、又はエンジン１がアイドリング中か否か判断する。アイドリング中か否かは、例えば車速が０で、かつ所定の時間エンジン１の回転数が所定のアイドリング回転数範囲内の場合にアイドリング中と判断する。アクセル開度ａｃｃｐｆが０以外であり、かつエンジン１がアイドリング中ではないと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、アクセル開度ａｃｃｐｆが０、又はエンジン１がアイドリング中と判断した場合はステップＳ３２に進み、ＥＣＵ３０はＥＧＲ通路２０の接続位置よりも下流の吸気通路３の吸気温度Ｔｂが所定の判定温度β未満か否か判断する。判定温度βは、酸化触媒２５の温度が活性温度域の下限値以下に変化するか否か判断するための基準として設定する基準値である。そのため、判定温度βには、例えば、酸化触媒２５の温度が活性温度域の下限値の場合におけるＥＧＲ通路２０の接続位置よりも下流の吸気通路３の吸気温度が設定される。なお、このような吸気温度は、予め実験又は数値計算などにより求めてＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておく。吸気温度Ｔｂが判定温度β以上と判断した場合は今回の制御ルーチンを終了する。一方、吸気温度Ｔｂが判定温度β未満と判断した場合はステップＳ３３に進み、ＥＣＵ３０はＥＧＲ弁２２を所定開度分開き側に制御する。なお、すでにＥＧＲ弁２２が全開状態の場合はその状態を維持する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

図６の制御ルーチンによれば、吸気温度Ｔｂが判定温度β未満の場合、ＥＧＲ弁２２を開き側に制御してＥＧＲガス量を増加するので、これにより酸化触媒２５の温度を上げることができる。そのため、酸化触媒２５の温度を活性温度域内に維持することができる。これにより、エンジン１が低負荷で運転されていても酸化触媒２５にてＨＣ及びＣＯの浄化を行うことができる。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される内燃機関はディーゼルエンジンに限定されない。本発明は、ＥＧＲクーラが設けられたＥＧＲ通路及びＥＧＲクーラを迂回するバイパス通路を備えた種々の内燃機関に適用できる。上述した形態においては、ＥＧＲ通路の接続位置よりも下流の吸気通路の吸気の温度に基づいてＥＧＲ弁の制御を行っているが、制御に使用するパラメータは吸気の温度に限定されない。酸化触媒の温度を検出してこの触媒の温度に基づいてＥＧＲ弁の制御を行ってもよい。また、酸化触媒の温度と相関関係を有する種々の物理量に基づいてＥＧＲ弁の制御を行ってもよい。ＥＧＲクーラバイパス弁は１つでなくてもよい。ＥＧＲ通路とＥＧＲバイパス通路にそれぞれ弁を設け、これらの弁の開度をそれぞれ調整することによって各通路を流れるＥＧＲガスの割合を調整してもよい。

本発明の一形態に係る排気還流装置が組み込まれた内燃機関を示す図。 エンジンの負荷及びエンジンの回転数とＥＧＲガスの制御内容とを対応付けて示す図。 図１のＥＣＵが実行するＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャート。 図１のＥＣＵが実行する触媒過熱防止制御ルーチンを示すフローチャート。 エンジンの負荷及びエンジンの回転数と上限吸気温度との関係の一例を示す図。 図１のＥＣＵが実行する触媒温度維持制御ルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１ 内燃機関
３ 吸気通路
４ 排気通路
２０ ＥＧＲ通路
２１ ＥＧＲクーラ（排気冷却手段）
２２ ＥＧＲ弁（還流排気量調整手段）
２３ ＥＧＲバイパス通路
２４ ＥＧＲクーラバイパス弁
２５ 酸化触媒
３０ エンジンコントロールユニット（制御手段、触媒温度取得手段、上限吸気温度設定手段）
３２ 吸気温センサ（触媒温度取得手段）

Claims (9)

1. 排気通路から吸気通路に排気を還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられて前記ＥＧＲ通路の排気を冷却する排気冷却手段と、前記排気冷却手段を迂回して吸気通路に排気を導くバイパス通路と、を備えた内燃機関の排気還流装置において、
   前記バイパス通路に設けられ、酸化能を有する触媒と、前記吸気通路に還流される排気のうち前記排気冷却手段を迂回する排気の割合を調整するバイパス弁と、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記バイパス弁の動作を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
2. 前記制御手段は、前記内燃機関の負荷が低いほど前記排気冷却手段を迂回する排気が増加するように前記バイパス弁の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
3. 前記吸気通路に還流される排気の量を調整する還流排気量調整手段と、前記触媒の温度及びその温度と相関する物理量の少なくともいずれか一つを取得する触媒温度取得手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記触媒温度取得手段が取得した前記触媒の温度又は前記物理量の少なくともいずれか一つに基づいて前記還流排気量調整手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気還流装置。
4. 前記制御手段は、前記触媒温度取得手段が取得した前記触媒の温度又は前記物理量に基づいて前記触媒の温度が所定の許容上限温度以上に変化すると判断した場合、前記吸気通路に還流される排気の量が減少するように前記還流排気量調整手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気還流装置。
5. 前記制御手段は、前記触媒温度取得手段が取得した前記触媒の温度又は前記物理量に基づいて前記触媒の温度が所定の許容下限温度以下に変化すると判断した場合、前記吸気通路に還流される排気の量が増加するように前記還流排気量調整手段を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の排気還流装置。
6. 前記触媒温度取得手段は、前記物理量として前記ＥＧＲ通路の接続位置より下流の吸気通路における吸気の温度を取得することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の排気還流装置。
7. 前記制御手段は、前記触媒温度取得手段により取得された吸気の温度が所定の上限吸気温度以上の場合、前記触媒の温度が所定の許容上限温度以上になると判断することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排気還流装置。
8. 前記所定の上限吸気温度を前記内燃機関の運転状態に基づいて設定する上限吸気温度設定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の排気還流装置。
9. 前記制御手段は、前記触媒温度取得手段により取得された吸気の温度が所定の判定温度未満の場合、前記触媒の温度が所定の許容下限温度以下に変化すると判断することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の排気還流装置。

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