JP4046062B2 - 内燃機関の排気再循環制御装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関の排気再循環制御装置に関する。

吸気通路内に配置されたコンプレッサを排気通路内に配置されたタービンにより駆動する過給機と、タービン出口下流の排気通路とコンプレッサ入口上流の吸気通路とを低圧側排気再循環（以下、ＥＧＲとも称する）通路により接続すると共に低圧側ＥＧＲ通路内に低圧側ＥＧＲ制御弁を配置し、タービン入口上流の排気通路とコンプレッサ出口下流の吸気通路とを高圧側ＥＧＲ通路により接続すると共に高圧側ＥＧＲ通路内に高圧側ＥＧＲ制御弁を配置し、機関低負荷運転時には低圧側ＥＧＲ制御弁を閉弁して高圧側ＥＧＲ通路を介しＥＧＲガスを機関に供給し、機関中負荷運転時には高圧側ＥＧＲ制御弁を閉弁して低圧側ＥＧＲ通路を介しＥＧＲガスを機関に供給するようにした内燃機関が公知である（特許文献１の図１７等参照）。

高圧側ＥＧＲ通路を介しＥＧＲガスを供給する場合には高圧側ＥＧＲ通路の流出端が機関に近いので良好な応答性が得られるので機関に供給されるＥＧＲガスの量を精密に制御でき、従って高圧側ＥＧＲ通路を介しＥＧＲガスを供給するのが好ましい。ところが、機関負荷が高くなると高圧側ＥＧＲ通路の上下流の圧力差が小さくなるので機関に十分な量のＥＧＲガスを供給するのが困難になる。一方、低圧側ＥＧＲ通路を介しＥＧＲガスを供給する場合には機関負荷が高くなっても低圧側ＥＧＲ通路上下流の圧力差が小さくならず、十分な量のＥＧＲガスを供給することができる。

そこで上述の内燃機関では、機関低負荷運転時には高圧側ＥＧＲ通路を介しＥＧＲガスを機関に供給し、機関中負荷運転時には低圧側ＥＧＲ通路を介しＥＧＲガスを機関に供給するようにしている。

ところで、機関高負荷運転時には機関に多量の新気を供給しなければならず、このため機関へのＥＧＲガスの供給を停止するのが一般的である。そうすると、上述した内燃機関では、機関低負荷運転時には高圧側ＥＧＲ通路を介しＥＧＲガスを供給し、機関中負荷運転時には低圧側ＥＧＲ通路を介しＥＧＲガスを供給し、機関高負荷運転時にはＥＧＲガスの供給が停止されるということになる。

特開２００１−１４０７０３号公報 特開平５−８６９４８号公報 特開平５−１８７３２７号公報

上述の内燃機関において、高圧側ＥＧＲ制御弁が開弁され低圧側ＥＧＲ制御弁が閉弁されている低負荷運転から加速運転が行われる場合、まず機関中負荷運転になると高圧側ＥＧＲ制御弁が閉弁され低圧側ＥＧＲ制御弁が開弁され、次いで機関高負荷運転になると低圧側ＥＧＲ制御弁が閉弁が停止される。この場合、低圧側ＥＧＲ制御弁は閉弁停止状態から開弁され次いで再び閉弁され、即ち一時的に開弁されるということになる。ここで、低圧側ＥＧＲ制御弁が開弁されている時間は加速運転の加速度合いに依存する。このため、急加速運転が行われた場合には極めて短い時間の間に低圧側ＥＧＲ制御弁の開弁動作と閉弁動作とが行われることになり、その結果低圧側ＥＧＲ制御弁の耐久性が悪化するおそれがある。

また、加速運転時に低圧側ＥＧＲ制御弁が開弁されて機関にＥＧＲガスが供給されると、機関に多量の新気を供給することができず、機関出力を急激に増大させることができなくなるおそれもある。

そこで本発明は、ＥＧＲ装置の耐久性が悪化するのを阻止しかつ加速性能を確保することができる内燃機関の排気再循環制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために１番目の発明によれば、吸気通路内に配置されたコンプレッサを排気通路内に配置されたタービンにより駆動する過給機を具備し、タービン入口上流の排気通路とコンプレッサ出口下流の吸気通路とを高圧側排気再循環通路により接続すると共に該高圧側排気再循環通路内に高圧側排気再循環制御弁を配置し、タービン出口下流の排気通路とコンプレッサ入口上流の吸気通路とを低圧側排気再循環通路により接続すると共に該低圧側排気再循環通路内に低圧側排気再循環制御弁を配置し、高圧側排気再循環制御弁を機関負荷が予め定められた設定負荷よりも低いときに開弁し機関負荷が設定負荷よりも高いときに閉弁し、低圧側排気再循環制御弁を機関負荷が設定負荷よりも低いときに閉弁し機関負荷が設定負荷よりも高いときに開弁し、機関負荷が設定負荷よりも高く設定された上限負荷よりも高いときには高圧側排気再循環制御弁と低圧側排気再循環制御弁との双方を閉弁するようにした内燃機関の排気再循環制御装置において、機関負荷が設定負荷よりも低く高圧側排気再循環制御弁が開弁され低圧側排気再循環制御弁が閉弁されているときに機関緩加速運転が行われて機関負荷が上限負荷よりも高くなるときには低圧側排気再循環制御弁を機関負荷に応じて開弁又は閉弁し、機関負荷が設定負荷よりも低く高圧側排気再循環制御弁が開弁され低圧側排気再循環制御弁が閉弁されているときに機関急加速運転が行われて機関負荷が上限負荷よりも高くなるときには低圧側排気再循環制御弁を閉弁状態に保持するようにしている。

また、前記課題を解決するために２番目の発明によれば、吸気通路内に配置されたコンプレッサを排気通路内に配置されたタービンにより駆動する過給機を具備し、タービン入口上流の排気通路とコンプレッサ出口下流の吸気通路とを高圧側排気再循環通路により接続すると共に該高圧側排気再循環通路内に高圧側排気再循環制御弁を配置し、タービン出口下流の排気通路とコンプレッサ入口上流の吸気通路とを低圧側排気再循環通路により接続すると共に該低圧側排気再循環通路内に低圧側排気再循環制御弁を配置し、低圧側排気再循環制御弁を機関負荷が第１の設定負荷よりも低いときに閉弁し機関負荷が第１の設定負荷よりも高いときに開弁し、高圧側排気再循環制御弁を機関負荷が第１の設定負荷よりも高く設定された第２の設定負荷よりも低いときに開弁し機関負荷が第２の設定負荷よりも高いときに閉弁し、機関負荷が第２の設定負荷よりも高く設定された上限負荷よりも高いときには高圧側排気再循環制御弁と低圧側排気再循環制御弁との双方を閉弁するようにした内燃機関の排気再循環制御装置において、機関負荷が第１の設定負荷よりも低く高圧側排気再循環制御弁が開弁され低圧側排気再循環制御弁が閉弁されているときに機関緩加速運転が行われて機関負荷が上限負荷よりも高くなるときには低圧側排気再循環制御弁を機関負荷に応じて開弁又は閉弁し、機関負荷が第１の設定負荷よりも低く高圧側排気再循環制御弁が開弁され低圧側排気再循環制御弁が閉弁されているときに機関急加速運転が行われて機関負荷が上限負荷よりも高くなるときには低圧側排気再循環制御弁を閉弁状態に保持するようにしている。

ＥＧＲ装置の耐久性が悪化するのを阻止しかつ加速性能を確保することができる。

図１は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。しかしながら、本発明を火花点火式内燃機関に適用することもできる。

図１を参照すると、機関本体１は例えば４つの気筒１ａを有する。各気筒１ａはそれぞれ対応する吸気枝管２を介して共通のサージタンク３に連結され、サージタンク３は吸気ダクト４を介して排気ターボチャージャ５のコンプレッサ６の出口に連結される。コンプレッサ６の入口には吸気管４ａが連結される。吸気ダクト４内にはステップモータ７Ｈにより駆動されるスロットル弁８Ｈが配置され、吸気管４ａ内にはステップモータ７Ｌにより駆動されるスロットル弁８Ｌが配置される。更に、吸気ダクト４周りには吸気ダクト４内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置９が配置される。

一方、各気筒１ａは排気マニホルド１０及び排気管１１を介して排気ターボチャージャ５の排気タービン１２の入口に連結され、排気タービン１２の出口は排気管１３を介して触媒コンバータ１４に連結される。触媒コンバータ１４には排気管１３ａが連結される。

各気筒１ａの筒内には燃料噴射弁１５が配置され、これら燃料噴射弁１５は共通のコモンレール１６を介して吐出量可変の電気制御式燃料ポンプ１７に連結される。燃料ポンプ１７の吸込口は燃料タンク１８に連結される。コモンレール１６にはコモンレール１６内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ（図示しない）が取付けられており、燃料圧センサの出力信号に基づいてコモンレール１６内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ１７の吐出量が制御される。

排気マニホルド１０とサージタンク３とは高圧側ＥＧＲ通路１９Ｈを介して互いに連結され、高圧側ＥＧＲ通路１９Ｈ内には電気制御式の高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈが配置される。高圧側ＥＧＲ通路１９Ｈ周りには高圧側ＥＧＲ通路１９Ｈ内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２１Ｈが配置される。一方、触媒コンバータ１４下流の排気管１３ａとスロットル弁８Ｌ下流の吸気管４ａとは低圧側ＥＧＲ通路１９Ｌを介して互いに連結され、低圧側ＥＧＲ通路１９Ｌ内には電気制御式の低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが配置される。低圧側ＥＧＲ通路１９Ｌ周りには低圧側ＥＧＲ通路１９Ｌ内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２１Ｌが配置される。

電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、バックアップＲＡＭ（Ｂ−ＲＡＭ）３５、入力ポート３６及び出力ポート３７を具備する。スロットル弁８Ｌ上流の吸気管４ａには吸入空気量を検出するためのエアフローメータ４０が取り付けられ、エアフローメータ４０の出力信号は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。また、アクセルペダル（図示しない）にはアクセルペダルの踏み込み量に比例した出力電圧を発生する踏み込み量センサ４１が接続され、踏み込み量センサ４１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。このアクセルペダルの踏み込み量は機関負荷Ｌを表している。更に、入力ポート３６にはクランクシャフトが例えば１０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４２が接続される。ＣＰＵ３４ではクランク角センサ４２からの出力パルスに基づいて機関回転数Ｎが算出される。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路３９を介してステップモータ７Ｈ，７Ｌ、燃料噴射弁１５、燃料ポンプ１７、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈ、及び低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌにそれぞれ接続される。

図１に示される内燃機関では、ＥＧＲガスを高圧側ＥＧＲ通路１９Ｈを介して機関に供給することもできるし、低圧側ＥＧＲ通路１９Ｌを介して供給することもできる。ＥＧＲガスを高圧側ＥＧＲ通路１９Ｈを介して供給する場合には、良好な応答性を確保することができ、従って機関に供給されるＥＧＲガスの量を精密に制御することができる。ところが、機関負荷が高くなると高圧側ＥＧＲ通路１９Ｈの上下流の圧力差が小さくなるので機関に十分な量のＥＧＲガスを供給するのが困難になる。一方、低圧側ＥＧＲ通路１９Ｌを介しＥＧＲガスを供給する場合には機関負荷が高くなっても低圧側ＥＧＲ通路１９Ｌの上下流の圧力差が小さくならず、十分な量のＥＧＲガスを供給することができる。

そこで本発明による第１実施例では、機関負荷Ｌが予め定められた設定負荷ＬＳ（Ｎ）よりも低いときには高圧側ＥＧＲ通路１９Ｈのみを介してＥＧＲガスを供給し、機関負荷Ｌが設定負荷ＬＳ（Ｎ）よりも高いときには低圧側ＥＧＲ通路１９Ｌのみを介してＥＧＲガスを供給するようにしている。

ただし、機関負荷Ｌが設定負荷ＬＳ（Ｎ）よりも高く設定された上限負荷ＬＵ（Ｎ）よりも高いときには、機関に多量の新気を供給するために、機関へのＥＧＲガスの供給が停止される。

これらをまとめると、図２に示されるように機関負荷Ｌが設定負荷ＬＳ（Ｎ）よりも低く従って機関運転状態が第１領域Ｉ内にあるときには、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが閉弁され高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈが開弁され、ＥＧＲガスが高圧側ＥＧＲ通路１９Ｈのみを介して機関に供給される。この場合の高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈの開度ＤＨは機関運転状態例えば機関負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数として図３（Ａ）に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。

一方、機関負荷Ｌが設定負荷ＬＳ（Ｎ）よりも高く上限負荷ＬＵ（Ｎ）よりも低く従って機関運転状態が第２領域ＩＩ内にあるときには、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈが閉弁され低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが開弁され、ＥＧＲガスが低圧側ＥＧＲ通路１９Ｌのみを介して機関に供給される。この場合の低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの開度ＤＬは機関運転状態例えば機関負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数として図３（Ｂ）に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。

機関負荷Ｌが上限負荷ＬＵ（Ｎ）よりも高く従って機関運転状態が第３領域ＩＩＩ内にあるときには、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈ及び低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが閉弁され、機関へのＥＧＲガスの供給が停止される。

図３（Ａ）及び（Ｂ）において黒丸で示される各格子点は開度ＤＨ，ＤＬがそれぞれ設定されている点を表しており、格子点間については補間によって開度ＤＨ，ＤＬがそれぞれ算出される。なお、設定負荷ＬＳ（Ｎ）及び上限負荷ＬＵ（Ｎ）はそれぞれ機関回転数Ｎの関数として図２に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。

このように機関運転状態が属する領域に応じて高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈ及び低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが制御される。従って、機関加速運転が行われて機関運転状態が例えば図４に矢印Ａで示されるように第１領域Ｉから第２領域ＩＩに移行すると、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈが開弁から閉弁に切り替えられ、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが閉弁から開弁に切り替えられる。

一方、機関運転状態が図４に矢印Ｂで示されるように第１領域Ｉから第３領域ＩＩＩに移行する場合には、次のようにして高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈ及び低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが制御される。

図５（Ａ）は機関緩加速運転が行われる場合を示している。図５（Ａ）を参照すると、矢印Ｘで示されるように機関緩加速運転が開始されると機関負荷Ｌが増大し始め、このとき高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈは開弁状態に保持され低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌは閉弁状態に保持される。次いで、矢印Ｙで示されるように機関負荷Ｌが設定負荷ＬＳ（Ｎ）よりも高くなり機関運転状態が第２領域ＩＩに移行すると、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈが閉弁され低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが開弁される。次いで、矢印Ｚで示されるように機関負荷Ｌが上限負荷ＬＵ（Ｎ）よりも高くなり機関運転状態が第３領域ＩＩＩに移行すると、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが閉弁され、斯くしてＥＧＲガスの供給が停止される。

これに対し、機関急加速運転が行われる場合を示す図５（Ｂ）を参照すると、矢印Ｘで示されるように機関急加速運転が開始されると、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈが閉弁される。このとき、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌも閉弁されているので、機関へのＥＧＲガスの供給が停止されることになる。次いで、矢印Ｙで示されるように機関負荷Ｌが設定負荷ＬＳ（Ｎ）よりも高くなり機関運転状態が第２領域ＩＩに移行しても、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈ及び低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌは閉弁状態に保持され、ＥＧＲガスの供給が停止され続ける。次いで、矢印Ｚで示されるように機関負荷Ｌが上限負荷ＬＵ（Ｎ）よりも高くなり機関運転状態が第３領域ＩＩＩに移行しても、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈ及び低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌは閉弁状態に保持され、ＥＧＲガスの供給が停止され続ける。このようにしているのは次の理由による。

図５（Ａ）に示される例では時間ｔだけ低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが開弁され、この時間ｔは加速運転の加速度合いに依存する。従って、冒頭で述べたように、急加速運転が行われると極めて短い時間の間に低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの開弁動作と閉弁動作とが行われることになり、その結果低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの耐久性が悪化するおそれがある。また、加速運転時に低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが開弁されて機関にＥＧＲガスが供給されると、機関に多量の新気を供給することができず、機関出力を急激に増大させることができなくなるおそれもある。

そこで本発明による第１実施例では、機関負荷Ｌが設定負荷ＬＳ（Ｎ）よりも低く高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈが開弁され低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが閉弁されているときに機関急加速運転が行われて機関負荷Ｌが上限負荷ＬＵ（Ｎ）よりも高くなるときには低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌを閉弁状態に保持するようにしている。その結果、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの耐久性が悪化するのを阻止し、加速性能を確保することができる。なお、緩加速運転が行われているか急加速運転が行われているかは例えば機関負荷Ｌの変化速度に基づいて決めることができる。

図６は本発明による第１実施例のＥＧＲ制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。

図６を参照すると、まずステップ１００では機関急加速運転が行われているか否かが判別される。機関急加速運転が行われていないとき、即ち緩加速運転又は定常運転などが行われているときには次いでステップ１０１に進み、上限負荷ＬＵ（Ｎ）が図２のマップから算出される。続くステップ１０２では機関負荷Ｌが上限負荷ＬＵ（Ｎ）よりも低いか否かが判別される。Ｌ＜ＬＵ（Ｎ）のときには次いでステップ１０３に進み、図２のマップから設定負荷ＬＳ（Ｎ）が算出される。続くステップ１０４では機関負荷Ｌが設定負荷ＬＳ（Ｎ）よりも低いか否かが判別される。Ｌ＜ＬＳ（Ｎ）のとき、即ち機関運転状態が第１領域Ｉ内にあるときには次いでステップ１０５に進み、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの開度ＤＬがゼロとされ、即ち低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが閉弁される。続くステップ１０６では図３（Ａ）のマップから高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈの開度ＤＨが算出される。一方、Ｌ≧ＬＳ（Ｎ）のとき、即ち機関運転状態が第２領域ＩＩ内にあるときにはステップ１０４からステップ１０７に進み、図３（Ｂ）のマップから低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの開度ＤＬが算出される。続くステップ１０８では高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈの開度ＤＨがゼロとされ、即ち高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈが閉弁される。

Ｌ≧ＬＵ（Ｎ）のとき、即ち機関運転状態が第３領域ＩＩＩ内にあるときにはステップ１０２からステップ１０９に進み、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの開度ＤＬ及び高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈの開度ＤＨが共にゼロとされる。

一方、急加速運転が行われているときにはステップ１００からステップ１０９に進み、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの開度ＤＬ及び高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈの開度ＤＨが共にゼロとされる。低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌ及び高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈはそれぞれの開度が算出された開度ＤＬ，ＤＨに一致するように制御される。

次に、図７を参照しながら本発明による第２実施例を説明する。

本発明による第２実施例では、図７に示されるように４つの領域が設けられている。機関負荷Ｌが第１の設定負荷ＬＳ１（Ｎ）よりも低い第１領域Ｉでは、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈが開弁され低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが閉弁される。

機関負荷Ｌが第１の設定負荷ＬＳ１（Ｎ）よりも高く設定された第２の設定負荷ＬＳ２（Ｎ）よりも高くかつ上限負荷ＬＵ（Ｎ）よりも低い第２領域ＩＩでは、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが開弁され高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈが閉弁される。機関負荷Ｌが上限負荷ＬＵ（Ｎ）よりも高い第３領域ＩＩＩでは、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈと低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌとの双方が閉弁される。

機関負荷Ｌが第１の設定負荷ＬＳ１（Ｎ）よりも高く第２の設定負荷ＬＳ２（Ｎ）よりも低い第４領域ＩＶでは、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈと低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌとの双方が開弁される。なお、第１の設定負荷ＬＳ１（Ｎ）、第２の設定負荷ＬＳ２（Ｎ）、及び上限負荷ＬＵ（Ｎ）はそれぞれ機関回転数Ｎの関数として図７に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。

言い換えると、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈを機関負荷Ｌが第２の設定負荷ＬＳ２（Ｎ）よりも低いときに開弁し機関負荷Ｌが第２の設定負荷ＬＳ２（Ｎ）よりも高いときに閉弁し、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌを機関負荷Ｌが第１の設定負荷ＬＳ１（Ｎ）よりも低いときに開弁し機関負荷Ｌが第１の設定負荷ＬＳ１（Ｎ）よりも高くかつ第２の設定負荷ＬＳ２（Ｎ）よりも低いときに開弁しているということになる。

この場合の高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈの開度ＤＨは機関運転状態例えば機関負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数として図８（Ａ）に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの開度ＤＬも機関運転状態例えば機関負荷Ｌ及び機関回転数Ｎの関数として図８（Ｂ）に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。

ここで、第１の設定負荷ＬＳ１（Ｎ）を本発明による第１実施例の設定負荷ＬＳ（Ｎ）よりも低く、第２の設定負荷ＬＳ２（Ｎ）を設定負荷ＬＳ（Ｎ）よりも高く設定することができる。即ち、本発明による第１実施例に比べて、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈが開弁される運転領域を低負荷側に拡大し、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが開弁される運転領域を高負荷側に拡大することができる。

本発明による第２実施例でも、機関運転状態が機関急加速運転でもって第１領域Ｉから第３領域ＩＩＩに移行される場合には低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが閉弁状態に保持される。

これに対し、機関運転状態が機関緩加速運転でもって第１領域Ｉから第３領域ＩＩＩに移行される場合には、順次、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが開弁され、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈが閉弁され、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌが閉弁される。

図９は本発明による第２実施例のＥＧＲ制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。

図９を参照すると、まずステップ１２０では機関急加速運転が行われているか否かが判別される。機関急加速運転が行われていないときには次いでステップ１２１に進み、上限負荷ＬＵ（Ｎ）が図７のマップから算出される。続くステップ１２２では機関負荷Ｌが上限負荷ＬＵ（Ｎ）よりも低いか否かが判別される。Ｌ＜ＬＵ（Ｎ）のときには次いでステップ１２３に進み、図７のマップから第１の設定負荷ＬＳ１（Ｎ）が算出される。続くステップ１２４では機関負荷Ｌが第１の設定負荷ＬＳ１（Ｎ）よりも低いか否かが判別される。Ｌ＜ＬＳ１（Ｎ）のとき、即ち機関運転状態が第１領域Ｉ内にあるときには次いでステップ１２５に進み、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの開度ＤＬがゼロとされる。次いでステップ１２７に進む。これに対し、Ｌ≧ＬＳ１（Ｎ）のとき、即ち機関運転状態が第２領域ＩＩ又は第４領域ＩＶ内にあるときには次いでステップ１２６に進み、図８（Ｂ）のマップから低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの開度ＤＬ算出される。次いでステップ１２７に進む。

ステップ１２７では図７のマップから第２の設定負荷ＬＳ２（Ｎ）が算出される。続くステップ１２８では機関負荷Ｌが第２の設定負荷ＬＳ２（Ｎ）よりも低いか否かが判別される。Ｌ＜ＬＳ２（Ｎ）のとき、即ち機関運転状態が第１領域Ｉ又は第４領域ＩＶ内にあるときには次いでステップ１２９に進み、図８（Ａ）のマップから高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈの開度ＤＨが算出される。一方、Ｌ≧ＬＳ２（Ｎ）のとき、即ち機関運転状態が第２領域ＩＩ内にあるときにはステップ１３０に進み、高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈの開度ＤＨがゼロとされる。

Ｌ≧ＬＵ（Ｎ）のとき、即ち機関運転状態が第３領域ＩＩＩ内にあるときにはステップ１２２からステップ１３１に進み、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの開度ＤＬ及び高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈの開度ＤＨが共にゼロとされる。

一方、急加速運転が行われているときにはステップ１２０からステップ１３１に進み、低圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｌの開度ＤＬ及び高圧側ＥＧＲ制御弁２０Ｈの開度ＤＨが共にゼロとされる。

本発明による第２実施例のその他の構成及び作用は本発明による第１実施例と同様であるので説明を省略する。

内燃機関の全体図である。 設定負荷ＬＳ（Ｎ）及び上限負荷ＬＵ（Ｎ）を示す線図である。 高圧側ＥＧＲ制御弁及び低圧側ＥＧＲ制御弁の開度を示す線図である。 機関運転状態の変化を説明する図である。 本発明による第１実施例を説明するためのタイムチャートである。 本発明による第１実施例のＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。 第１の設定負荷ＬＳ１（Ｎ）、第２の設定負荷ＬＳ２（Ｎ）、及び上限負荷ＬＵ（Ｎ）を示す線図である。 高圧側ＥＧＲ制御弁及び低圧側ＥＧＲ制御弁の開度を示す線図である。 本発明による第２実施例のＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１…機関本体
３…サージタンク
４ａ…吸気管
５…排気ターボチャージャ
６…タービン
１０…排気マニホルド
１２…コンプレッサ
１３ａ…排気管
１９Ｈ…高圧側ＥＧＲ通路
１９Ｌ…低圧側ＥＧＲ通路
２０Ｈ…高圧側ＥＧＲ制御弁
２０Ｌ…低圧側ＥＧＲ制御弁
４１…踏み込み量センサ

Claims (2)

1. 吸気通路内に配置されたコンプレッサを排気通路内に配置されたタービンにより駆動する過給機を具備し、タービン入口上流の排気通路とコンプレッサ出口下流の吸気通路とを高圧側排気再循環通路により接続すると共に該高圧側排気再循環通路内に高圧側排気再循環制御弁を配置し、タービン出口下流の排気通路とコンプレッサ入口上流の吸気通路とを低圧側排気再循環通路により接続すると共に該低圧側排気再循環通路内に低圧側排気再循環制御弁を配置し、高圧側排気再循環制御弁を機関負荷が予め定められた設定負荷よりも低いときに開弁し機関負荷が設定負荷よりも高いときに閉弁し、低圧側排気再循環制御弁を機関負荷が設定負荷よりも低いときに閉弁し機関負荷が設定負荷よりも高いときに開弁し、機関負荷が設定負荷よりも高く設定された上限負荷よりも高いときには高圧側排気再循環制御弁と低圧側排気再循環制御弁との双方を閉弁するようにした内燃機関の排気再循環制御装置において、機関負荷が設定負荷よりも低く高圧側排気再循環制御弁が開弁され低圧側排気再循環制御弁が閉弁されているときに機関緩加速運転が行われて機関負荷が上限負荷よりも高くなるときには低圧側排気再循環制御弁を機関負荷に応じて開弁又は閉弁し、機関負荷が設定負荷よりも低く高圧側排気再循環制御弁が開弁され低圧側排気再循環制御弁が閉弁されているときに機関急加速運転が行われて機関負荷が上限負荷よりも高くなるときには低圧側排気再循環制御弁を閉弁状態に保持するようにした内燃機関の排気再循環制御装置。
2. 吸気通路内に配置されたコンプレッサを排気通路内に配置されたタービンにより駆動する過給機を具備し、タービン入口上流の排気通路とコンプレッサ出口下流の吸気通路とを高圧側排気再循環通路により接続すると共に該高圧側排気再循環通路内に高圧側排気再循環制御弁を配置し、タービン出口下流の排気通路とコンプレッサ入口上流の吸気通路とを低圧側排気再循環通路により接続すると共に該低圧側排気再循環通路内に低圧側排気再循環制御弁を配置し、低圧側排気再循環制御弁を機関負荷が第１の設定負荷よりも低いときに閉弁し機関負荷が第１の設定負荷よりも高いときに開弁し、高圧側排気再循環制御弁を機関負荷が第１の設定負荷よりも高く設定された第２の設定負荷よりも低いときに開弁し機関負荷が第２の設定負荷よりも高いときに閉弁し、機関負荷が第２の設定負荷よりも高く設定された上限負荷よりも高いときには高圧側排気再循環制御弁と低圧側排気再循環制御弁との双方を閉弁するようにした内燃機関の排気再循環制御装置において、機関負荷が第１の設定負荷よりも低く高圧側排気再循環制御弁が開弁され低圧側排気再循環制御弁が閉弁されているときに機関緩加速運転が行われて機関負荷が上限負荷よりも高くなるときには低圧側排気再循環制御弁を機関負荷に応じて開弁又は閉弁し、機関負荷が第１の設定負荷よりも低く高圧側排気再循環制御弁が開弁され低圧側排気再循環制御弁が閉弁されているときに機関急加速運転が行われて機関負荷が上限負荷よりも高くなるときには低圧側排気再循環制御弁を閉弁状態に保持するようにした内燃機関の排気再循環制御装置。

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