專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置(排氣再循環(huán)裝置)。
背景技術(shù)：
如下技術(shù)已為公眾所知(例如參照專利文獻(xiàn)1)在將來自內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的排氣的一部分作為EGR氣體取入并使該EGR氣體回流(再循環(huán))向內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通路的EGR 通路內(nèi)，設(shè)置捕集該EGR氣體中的異物的旋風(fēng)式捕集裝置。專利文獻(xiàn)1 日本特開2002-130058號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2000-170608號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開2005-155559號公報專利文獻(xiàn)4 日本特開平07-158420號公報
發(fā)明內(nèi)容
設(shè)置在EGR通路內(nèi)的旋風(fēng)式捕集裝置，若EGR氣體流量變大(多)、EGR氣體流速 變快，則能夠捕集粒子直徑比較小的異物。但是，在EGR氣體流量變大的情況下，EGR氣體 通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失變大。該壓力損失變大，則使得不能向內(nèi)燃機(jī)供給期望 量的EGR氣體，EGR氣體不足、導(dǎo)致排氣排放物的惡化。這樣，在旋風(fēng)式捕集裝置中的壓力 損失大時，會產(chǎn)生各種弊端。本發(fā)明是鑒于上述情況而做成，其目的在于提供一種在內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置中 降低在旋風(fēng)式捕集裝置中的壓力損失的技術(shù)。在本發(fā)明中采用以下構(gòu)成。即，本發(fā)明是一種內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置，其特征在 于，具有渦輪增壓器，其具有配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的渦輪機(jī)、和配置在上述內(nèi)燃機(jī)的 進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)；低壓EGR通路，其從比上述渦輪機(jī)靠下游的上述排氣通路將排氣的一部分作為低 壓EGR氣體取入、使該低壓EGR氣體向比上述壓縮機(jī)靠上游的上述進(jìn)氣通路回流；旋風(fēng)式捕集裝置，其配置在上述低壓EGR通路、捕集上述低壓EGR氣體中的異物；流量調(diào)整路，其使上述低壓EGR氣體從上述旋風(fēng)式捕集裝置的異物捕集部向比與 上述低壓EGR通路連接的連接部位靠下游的上述排氣通路流出；流量調(diào)整閥，其配置在上述流量調(diào)整路、調(diào)整在該流量調(diào)整路中流通的低壓EGR 氣體流量；和第1控制單元，其根據(jù)在上述低壓EGR通路中流通的低壓EGR氣體通過上述旋風(fēng) 式捕集裝置時的壓力損失、開閉控制上述流量調(diào)整閥。設(shè)置在低壓EGR通路內(nèi)的旋風(fēng)式捕集裝置，在低壓EGR氣體流量變大、低壓EGR氣 體流速變快時能夠捕集粒子直徑比較小的異物。但是，在低壓EGR氣體流量變大的情況下， 低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失變大。該壓力損失變大，則使得不能向內(nèi)燃機(jī)供給期望量的低壓EGR氣體，低壓EGR氣體不足從而導(dǎo)致排氣排放物的惡化。采用本發(fā)明，根據(jù)低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失、開閉控制流 量調(diào)整閥。因此，在壓力損失變大的情況下，即低壓EGR氣體流量變大的情況下，可以打開 流量調(diào)整閥。由此，使低壓EGR氣體從旋風(fēng)式捕集裝置流向流量調(diào)整路，減少阻塞(滯留) 在旋風(fēng)式捕集裝置的低壓EGR氣體。于是，低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損 失變小，因此，可向內(nèi)燃機(jī)供給期望量的低壓EGR氣體，可抑制因低壓EGR氣體不足所引起 的排氣排放物的惡化。另外，若如本發(fā)明那樣使低壓EGR氣體從旋風(fēng)式捕集裝置流向流量調(diào)整路，則通 過旋風(fēng)式捕集裝置的低壓EGR氣體流速變慢，旋風(fēng)式捕集裝置不能捕集粒子直徑小的異 物。但是，即使在這種情況下，只要旋風(fēng)式捕集裝置能夠捕集對內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響 的粒子直徑以上的粒子直徑大的異物即可。這樣，只要能用旋風(fēng)式捕集裝置捕集對內(nèi)燃機(jī) 的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的粒子直徑大的異物，就不會因異物混入對內(nèi)燃機(jī)的 進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響。優(yōu)選，上述第1控制單元，在上述低壓EGR通路中流通的低壓EGR氣體流量比第1 預(yù)定流量少的情況下，關(guān)閉上述流量調(diào)整閥，上述第1預(yù)定流量為使得上述低壓EGR氣體通 過上述旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失的降低優(yōu)先于由上述旋風(fēng)式捕集裝置捕集異物的閾 值；在上述低壓EGR通路中流通的低壓EGR氣體流量為上述第1預(yù)定流量以上的情況下，以 上述旋風(fēng)式捕集裝置能夠捕集粒子直徑大的異物的范圍的開度打開上述流量調(diào)整閥，上述 粒子直徑大的異物是對上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的異物。在此，第1預(yù)定流量是成為下述閾值的低壓EGR氣體流量，該閾值是若為該流量以 上的流量則使得低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失的降低優(yōu)先于由旋風(fēng)式 捕集裝置捕集異物的閾值。采用本發(fā)明，在低壓EGR氣體流量變?yōu)楸鹊?預(yù)定流量大的情況下，打開流量調(diào)整 閥，可降低低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失。另外，在打開流量調(diào)整閥時， 旋風(fēng)式捕集裝置可捕集對內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的粒子直徑大的異 物。在本發(fā)明中，采用了如下結(jié)構(gòu)。即，本發(fā)明是一種內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置，其特征 在于，具有渦輪增壓器，其具有配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的渦輪機(jī)、和配置在上述內(nèi)燃機(jī)的 進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)；催化劑，其配置在比上述渦輪機(jī)靠下游的上述排氣通路、活化時變?yōu)楦邷?；旋風(fēng)式捕集裝置，其配置在上述催化劑的緊下游的上述排氣通路、捕集排氣中的 異物；低壓EGR通路，其從比上述旋風(fēng)式捕集裝置靠下游的上述排氣通路將排氣的一部 分作為低壓EGR氣體取入、使該低壓EGR氣體向比上述壓縮機(jī)靠上游的上述進(jìn)氣通路回 流；流量調(diào)整路，其使排氣從上述旋風(fēng)式捕集裝置的異物捕集部向比與上述低壓EGR 通路連接的連接部位靠下游的上述排氣通路流出；流量調(diào)整閥，其配置在上述流量調(diào)整路、調(diào)整在該流量調(diào)整路中流通的排氣流量；禾口第2控制單元，其根據(jù)在上述排氣通路中流通的排氣通過上述旋風(fēng)式捕集裝置時 的壓力損失、開閉控制上述流量調(diào)整閥。設(shè)置在排氣通路內(nèi)的旋風(fēng)式捕集裝置在排氣流量變大、排氣流速變快時能夠捕集 粒子直徑比較小的異物。但是，在排氣流量變大的情況下，排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓 力損失變大。該壓力損失變大，則導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的輸出降低、燃料經(jīng)濟(jì)性變差。采用本發(fā)明，則根據(jù)排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失、控制流量調(diào)整閥的 開度。因此，在壓力損失變大的情況下，即排氣流量變大的情況下，可以打開流量調(diào)整閥。由 此，使排氣從旋風(fēng)式捕集裝置流向流量調(diào)整路，減少阻塞在旋風(fēng)式捕集裝置的排氣。于是， 排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失變小，因此，可抑制內(nèi)燃機(jī)的輸出降低、燃料經(jīng)濟(jì)性 變差。
另外，如本發(fā)明那樣使排氣從旋風(fēng)式捕集裝置流向流量調(diào)整路，則通過旋風(fēng)式捕 集裝置的排氣流速變慢，旋風(fēng)式捕集裝置不能捕集粒子直徑小的異物。但是，即使在這種情 況下，只要旋風(fēng)式捕集裝置能夠捕集對內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的粒子 直徑大的異物即可。這樣，只要能用旋風(fēng)式捕集裝置捕集對內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的 粒子直徑以上的粒子直徑大的異物，就不會因異物混入對內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響。而且，如本發(fā)明那樣在催化劑的緊接著下游配置有旋風(fēng)式捕集裝置，則排氣從在 活化時變?yōu)楦邷亓说拇呋瘎ё邿崃?，排氣以被暖化了的狀態(tài)流入旋風(fēng)式捕集裝置。因此， 在旋風(fēng)式捕集裝置內(nèi)排氣為高溫，因此，排氣的飽和蒸氣量不會減少，可抑制在旋風(fēng)式捕集 裝置內(nèi)從排氣產(chǎn)生冷凝水。因此，可以抑制因冷凝水的產(chǎn)生而引起的對進(jìn)氣排氣配管的耐 腐蝕可靠性的影響。優(yōu)選，上述第2控制單元，在上述排氣通路中流通的排氣流量比第2預(yù)定流量少的 情況下，關(guān)閉上述流量調(diào)整閥，上述第2預(yù)定流量為使得排氣通過上述旋風(fēng)式捕集裝置時 的壓力損失的降低優(yōu)先于由上述旋風(fēng)式捕集裝置捕集異物的閾值；在上述排氣通路中流通 的排氣流量為上述第2預(yù)定流量以上的情況下，以上述旋風(fēng)式捕集裝置能夠捕集粒子直徑 大的異物的范圍的開度打開上述流量調(diào)整閥，上述粒子直徑大的異物是對上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn) 氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的異物。在此，第2預(yù)定流量是成為下述閾值的排氣流量，上述閾值是若為該流量以上的 流量則使得排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失的降低優(yōu)先于由旋風(fēng)式捕集裝置捕集 異物。采用本發(fā)明，在排氣流量變?yōu)楸鹊?預(yù)定流量大的情況下，打開流量調(diào)整閥，可降 低排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失。另外，在打開流量調(diào)整閥時，旋風(fēng)式捕集裝置可 捕集對內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的粒子直徑大的異物。在本發(fā)明中采用以下構(gòu)成。即，本發(fā)明是一種內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置，其特征在 于，具有渦輪增壓器，其具有配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的渦輪機(jī)、和配置在上述內(nèi)燃機(jī)的 進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)；低壓EGR通路，其從比上述渦輪機(jī)靠下游的上述排氣通路將排氣的一部分作為低 壓EGR氣體取入、使該低壓EGR氣體向比上述壓縮機(jī)靠上游的上述進(jìn)氣通路回流；
旋風(fēng)式捕集裝置，其配置在上述低壓EGR通路、捕集上述低壓EGR氣體中的異物；旁通通路，其使得在上述低壓EGR通路內(nèi)上述低壓EGR氣體繞過上述旋風(fēng)式捕集
裝置；
開閉上述旁通通路的旁通閥；和第3控制單元，其在上述低壓EGR通路流通的低壓EGR氣體流量比第3預(yù)定流量 少、且上述渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速低于預(yù)定轉(zhuǎn)速的情況下，打開上述旁通閥，上述第3預(yù)定流量 是不會使異物到達(dá)上述壓縮機(jī)的閾值，上述預(yù)定轉(zhuǎn)速是即使由上述旋風(fēng)式捕集裝置捕集不 了的小粒子直徑的異物到達(dá)上述壓縮機(jī)也不會損傷上述壓縮機(jī)的閾值。在此，第3預(yù)定流量是指作為若為比該流量小的流量則可使異物不會到達(dá)壓縮 機(jī)的閾值的低壓EGR氣體流量。另外，預(yù)定轉(zhuǎn)速是指作為下述閾值的渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速，該 閾值是若為比該轉(zhuǎn)速低的轉(zhuǎn)速則即使由旋風(fēng)式捕集裝置未捕集完的小粒徑的異物到達(dá)壓 縮機(jī)也不會損傷壓縮機(jī)的閾值。采用本發(fā)明，在低壓EGR通路中流通的低壓EGR氣體流量比使異物不會到達(dá)壓縮 機(jī)的第3預(yù)定流量小、且渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速比即使由旋風(fēng)式捕集裝置未捕集完的小粒徑的 異物到達(dá)壓縮機(jī)也不會損傷壓縮機(jī)的預(yù)定轉(zhuǎn)速低的情況下，打開旁通閥。由此，使在低壓 EGR通路中流通的低壓EGR氣體繞過旋風(fēng)式捕集裝置，該低壓EGR氣體在旁通通路中流通。 所以，沒有低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失。因此，在低壓EGR通路的路徑 上的壓力損失變小，因此，可以向內(nèi)燃機(jī)供給期望量的低壓EGR氣體，可以抑制因低壓EGR 氣體不足所引起的排氣排放物的惡化。采用本發(fā)明，可以在內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置中降低在旋風(fēng)式捕集裝置中的壓力損失。
圖1是表示實施例1中所涉及的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)氣排氣系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。圖2是表示實施例1中所涉及的根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)所要求的低壓EGR氣體流 量的圖。圖3是表示實施例1中所涉及的流入旋風(fēng)式捕集裝置的低壓EGR氣體流量與低壓 EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失的關(guān)系的圖。圖4是表示實施例1中所涉及的異物的粒子直徑與旋風(fēng)式捕集裝置中的異物捕集 效率的關(guān)系的圖。圖5是表示實施例1中所涉及的低EGR氣體流量的控制程序的流程圖。圖6是表示實施例2中所涉及的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)氣排氣系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。圖7是表示實施例2中所涉及的三通閥能夠取得的狀態(tài)的圖。圖8是表示實施例2中所涉及的排氣溫度和水蒸氣量的特性的圖。圖9是表示實施例2中所涉及的排氣流量的控制程序的流程圖。圖10是表示實施例3中所涉及的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)氣排氣系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。圖11是表示實施例3中所涉及的根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)打開旁通閥的區(qū)域的圖。圖12是表示實施例3中所涉及的低EGR氣體流量和在低壓EGR通路的路徑上的 壓力損失的關(guān)系的圖。
圖13是表示實施例3中所涉及的旁通閥的控制程序的流程圖。附圖標(biāo)記說明1 內(nèi)燃機(jī)；2 氣缸；3 進(jìn)氣通路；4 排氣通路；5 渦輪增壓器；5a 壓縮機(jī)；5b 潤 輪機(jī)；6 :節(jié)氣門；7 空氣流量計；8 中間冷卻器；9 排氣凈化裝置；10 排氣節(jié)流閥；11 旋 風(fēng)式捕集裝置；12 流量調(diào)整路；13 流量調(diào)整閥；14 :E⑶；15 曲軸位置傳感器；16 三通 閥；17 旁通通路；18 旁通閥；30 低壓EGR裝置；31 低EGR通路；32 低壓EGR閥；33 低 EGR冷卻器。
具體實施例方式以下對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行說明。(實施例1)圖1是表示應(yīng)用本實施例中所涉及的內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)氣 排氣系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。圖1中所示的內(nèi)燃機(jī)1是具有4個與活塞一起形成燃燒室的氣 缸2的水冷式4沖程循環(huán)柴油發(fā)動機(jī)。內(nèi)燃機(jī)1搭載于車輛。在內(nèi)燃機(jī)1連接有進(jìn)氣通路 3和排氣通路4。在被連接到內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣通路3的途中配置有以排氣的能量作為驅(qū)動源而工作 的渦輪增壓器5的壓縮機(jī)5a。在比壓縮機(jī)5a靠上游的進(jìn)氣通路3配置有調(diào)節(jié)在該進(jìn)氣通路3內(nèi)流通的進(jìn)氣的 流量的節(jié)氣門6。該節(jié)氣門6由電動致動器打開關(guān)閉。在比節(jié)氣門6靠上游的進(jìn)氣通路3 配置有輸出與在該進(jìn)氣通路3內(nèi)流通的新鮮空氣(新気)的流量相應(yīng)的信號的空氣流量計 7。由該空氣流量計7測定內(nèi)燃機(jī)1的吸入空氣量(新鮮空氣量)。在比壓縮機(jī)5a靠下游的進(jìn)氣通路3配置有由進(jìn)氣和外部氣體進(jìn)行熱交換的中間 冷卻器8。另一方面，在連接到內(nèi)燃機(jī)1的排氣通路4的途中配置有渦輪增壓器5的渦輪機(jī) 5b。在比渦輪機(jī)5b靠下游的排氣通路4配置有排氣凈化裝置9。排氣凈化裝置9構(gòu)成為具有氧化催化劑和配置在該氧化催化劑的后段的微粒過 濾器(以下簡稱過濾器)。另外，在過濾器也可擔(dān)載吸藏還原型NOx催化劑(以下簡稱為 NOx催化劑)。排氣凈化裝置9在氧化催化劑、NOx催化劑活化時變?yōu)楦邷?，各催化劑發(fā)揮 功能。在排氣凈化裝置9中所使用的氧化催化劑、NOx催化劑相當(dāng)于本發(fā)明的催化劑。另外，在比排氣凈化裝置9靠下游的排氣通路4設(shè)置有調(diào)節(jié)在該排氣通路4內(nèi)流 通的排氣的流量的排氣節(jié)流閥10。該排氣節(jié)流閥10由電動致動器打開關(guān)閉。而且，在內(nèi)燃機(jī)1具有使在排氣通路4內(nèi)流通的排氣的一部分以低壓回流(再循 環(huán))到進(jìn)氣通路3的低壓EGR裝置30。該低壓EGR裝置30構(gòu)成為具有低壓EGR通路31、 低壓EGR閥32和低壓EGR冷卻器33。低壓EGR通路31將比排氣凈化裝置9靠下游且比排氣節(jié)流閥10靠上游側(cè)的排氣 通路4和比壓縮機(jī)5a靠上游并且比節(jié)氣門6靠下游側(cè)的進(jìn)氣通路3連接。通過該低壓EGR 通路31，排氣以低壓被送入內(nèi)燃機(jī)1。在本實施例中，將在低壓EGR通路31流通而回流的 排氣稱為低壓EGR氣體。低壓EGR閥32通過調(diào)整低壓EGR通路31的通路截面積來調(diào)節(jié)在該低壓EGR通路
831中流動的低壓EGR氣體的量。該低壓EGR閥32由電動致動器打開關(guān)閉。另外，低壓EGR 氣體量的調(diào)節(jié)也可以由低壓EGR閥32的開度的調(diào)整以外的方法進(jìn)行。例如，通過調(diào)整節(jié)氣 門6的開度或通過調(diào)節(jié)排氣節(jié)流閥10的開度、改變低壓EGR通路31的上游和下游的壓差， 由此，可調(diào)節(jié)低壓EGR氣體的量。低壓EGR冷卻器33由通過該低壓EGR冷卻器33的低壓EGR氣體和內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi) 燃機(jī)冷卻水進(jìn)行熱交換，降低該低壓EGR氣體的溫度。在此，在本實施例中，在比低壓EGR冷卻器33靠下游的低壓EGR通路31配置有旋風(fēng)式捕集裝置11。在旋風(fēng)式捕集裝置11，在含有異物的低壓EGR氣體流入旋風(fēng)式捕集裝置 11內(nèi)時，低壓EGR氣體沿著旋風(fēng)式捕集裝置11的越往下方直徑越小的圓筒內(nèi)壁一邊旋轉(zhuǎn)運 動一邊下降，其間離心力作用于異物使異物向壁方向移動從而從低壓EGR氣體分離。分離 了異物的低壓EGR氣體向旋風(fēng)式捕集裝置11的中心部方向流動并從旋風(fēng)式捕集裝置11的 上部的排出口流出。另一方面，從低壓EGR氣體分離的異物在從低壓EGR氣體分離之后也 下降，由旋風(fēng)式捕集裝置11下部的異物捕集部捕集。在本實施例中，設(shè)置有連接旋風(fēng)式捕集裝置11下部的異物捕集部和比與低壓 EGR31連接的連接部位靠下游的排氣通路4的流量調(diào)整路12。流量調(diào)整路12使低壓EGR 氣體與異物一起從旋風(fēng)式捕集裝置11的異物捕集部向排氣通路4流出。在流量調(diào)整路12配置有流量調(diào)整閥13。流量調(diào)整閥13調(diào)整在流量調(diào)整路12中 流通的低壓EGR氣體流量。該流量調(diào)整閥13由電動致動器打開關(guān)閉。在如以上所述構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)1同時設(shè)置有作為用于控制該內(nèi)燃機(jī)1的電子控制單 元的ECU14。ECU14是根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)條件、駕駛員的要求控制內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的 單元。在ECU14通過電氣配線連接著空氣流量計7和檢測內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的曲軸位置傳 感器15，這些各種傳感器的輸出信號被輸入到E⑶14。另一方面，在E⑶14通過電氣配線連接著節(jié)氣門6、排氣節(jié)流閥10 JSSEGR閥32 和流量調(diào)整閥13的各致動器，由該E⑶14控制這些設(shè)備。而且，在本實施例中，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)使用低壓EGR閥32控制低壓EGR 氣體流量。由此，進(jìn)行所謂的EGR運轉(zhuǎn)，S卩，以在被吸入內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣中含有低壓EGR氣 體的狀態(tài)使內(nèi)燃機(jī)1運轉(zhuǎn)，降低進(jìn)氣的氧(氧氣)濃度，降低燃燒溫度、燃燒速度，從而發(fā)揮 減少在燃燒時產(chǎn)生的NOx的效果。圖2表示根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)所要求的低壓EGR氣體流量。圖2的橫軸表示 內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載、縱軸表示低壓EGR氣體流量。在圖2中的2條特性曲線中，上側(cè)的 特性曲線為內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為高轉(zhuǎn)速的情況下的特性曲線，下側(cè)的特性曲線為內(nèi)燃 機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為低轉(zhuǎn)速的情況下的特性曲線。如圖2所示，有下述傾向作為內(nèi)燃機(jī)1 的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，內(nèi)燃機(jī)負(fù)載越為輕、中負(fù)載且內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速越高，則內(nèi)燃機(jī)1所要求的低壓EGR 氣體流量越增加。使用如圖2的圖(映射圖)、供給根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)所要求的低壓 EGR氣體流量。在本實施例中，在低壓EGR通路31內(nèi)配置有旋風(fēng)式捕集裝置11。設(shè)置在低壓EGR 通路31內(nèi)的旋風(fēng)式捕集裝置11在低壓EGR氣體流量變大低壓EGR氣體流速變快時也可捕 集粒子直徑較小的異物。但是，在低壓EGR氣體流量變大的情況下，低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失變大。若該壓力損失變大，則期望量的低壓EGR氣體不會向內(nèi) 燃機(jī)1供給，低壓EGR氣體不足。因此，由于低壓EGR氣體的不足，進(jìn)氣的氧濃度不會被降 低、燃燒溫度、燃燒速度不會被降低，在燃燒時產(chǎn)生N0X，導(dǎo)致排氣排放物的惡化。另外，若為了供給不足的低壓EGR氣體而將排氣節(jié)流閥10控制為關(guān)閉側(cè)，則低壓 EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失進(jìn)一步變大，并且，排氣的流動也受到阻塞， 泵氣損失增加，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)1的輸出降低、燃料經(jīng)濟(jì)性變差。因此，在本實施例中，做成為根據(jù)在低壓EGR通路31中流通的低壓EGR氣體通過 旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失、開閉控制流量調(diào)整閥13。在此，低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失與流入旋風(fēng)式捕集裝置 11的低壓EGR氣體流量具有相關(guān)關(guān)系，低壓EGR氣體流量變得越大，則壓力損失也變得越 大。因此，作為實際的流量調(diào)整閥13的控制，算出預(yù)先求出了與壓力損失相關(guān)的關(guān)系的低 壓EGR氣體流量，根據(jù)計算出的低壓EGR氣體流量，開閉控制流量調(diào)整閥13。具體來說，在低壓EGR通路31中流通的低壓EGR氣體流量比第1預(yù)定流量少的情 況下，關(guān)閉流量調(diào)整閥13，所述第1預(yù)定流量是相比于由旋風(fēng)式捕集裝置11捕集異物而使 低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失的降低優(yōu)先的閾值。另一方面，低壓EGR氣體流量變?yōu)榈?預(yù)定流量以上的情況下，打開流量調(diào)整閥 13。而且，流量調(diào)整閥13打開時的開度設(shè)定在旋風(fēng)式捕集裝置11可捕集對內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn) 氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的粒子直徑大的異物的范圍。另外，第1預(yù)定流量是指成為下述閾值的低壓EGR氣體流量，該閾值是若為該流 量以上的流量則使得低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失的降低優(yōu)先于由 旋風(fēng)式捕集裝置11捕集異物的閾值。采用本實施例，在低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失變大的情況 下，即流入旋風(fēng)式捕集裝置11的低壓EGR氣體流量變大的情況下，打開流量調(diào)整閥13。由 此，在低壓EGR氣體流量變大的情況下，使低壓EGR氣體從旋風(fēng)式捕集裝置11流向流量調(diào) 整路12，減少阻塞在旋風(fēng)式捕集裝置11的低壓EGR氣體。這樣，低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式 捕集裝置11時的壓力損失變小。圖3是表示流入旋風(fēng)式捕集裝置11的低壓EGR氣體流量與低壓EGR氣體通過旋 風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失之間的關(guān)系的圖。圖3中，第1特性曲線是表示關(guān)閉著流量 調(diào)整閥13的情況下的低壓EGR氣體流量和壓力損失的關(guān)系，第2特性曲線是表示打開著流 量調(diào)整閥13的情況下的低壓EGR氣體流量和壓力損失的關(guān)系。如圖3所示，通過打開流量 調(diào)整閥13，從第1特性曲線的A位置轉(zhuǎn)變到第2特性曲線的B位置，相對于低壓EGR氣體流 量的壓力損失變小。這樣壓力損失降低，因此，可向內(nèi)燃機(jī)1供給期望量的低壓EGR氣體，供給到內(nèi)燃 機(jī)1的低壓EGR氣體不會不足。因此，可供給充分的低壓EGR氣體，進(jìn)氣的氧濃度降低、燃 燒溫度、燃燒速度降低、從而可降低在燃燒時產(chǎn)生的N0X，可抑制排氣排放物的惡化。另外，不需要為了供給不足的低壓EGR氣體而將排氣節(jié)流閥10控制為關(guān)閉側(cè)，低 壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失不會進(jìn)一步變大，另外，不會阻塞排氣的 流動，不會增加進(jìn)氣排氣損失，可以抑制內(nèi)燃機(jī)1的輸出降低、燃料經(jīng)濟(jì)性變差。在此，使低壓EGR氣體從旋風(fēng)式捕集裝置11流向流量調(diào)整路12，則通過旋風(fēng)式捕
10集裝置11的低壓EGR氣體流速變慢，旋風(fēng)式捕集裝置11不能捕集粒子直徑小的異物，對粒子直徑小的異物的捕集效率降低。但是，在本實施例中，以旋風(fēng)式捕集裝置11可捕集對內(nèi) 燃機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的粒子直徑大的異物的范圍，將流量調(diào)整閥13 的開度控制為打開側(cè)。因此，可以由旋風(fēng)式捕集裝置11捕集對內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影 響的粒子直徑以上的粒子直徑大的異物。圖4是表示異物的粒子直徑與在旋風(fēng)式捕集裝置11的異物捕集效率的關(guān)系的圖。 圖4中A表示在圖3中用到的關(guān)閉著流量調(diào)整閥13的情況下的第1特性曲線的A位置的 異物捕集效率；B表示在圖3中用到的打開了流量調(diào)整閥13的情況下的第2特性曲線的B 位置的異物捕集效率。另外，C表示在圖3中關(guān)閉了流量調(diào)整閥13的情況下第1特性曲線 的低壓EGR氣體流量小時的C位置的異物捕集效率。另外，斜線部(陰影部分)表示異物 的粒子直徑對內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的范圍(NG區(qū)域)。如圖4所 示，因打開流量調(diào)整閥13，從A的異物捕集效率轉(zhuǎn)變到B的異物捕集效率，粒子直徑小的異 物的異物捕集效率降低，但是，可以捕集NG區(qū)域的對內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子 直徑以上的大的粒子直徑的異物。因此，在本實施例的情況下，不會因不能由旋風(fēng)式捕集裝置11捕集的異物的混入 而導(dǎo)致異物到達(dá)壓縮機(jī)5a而損傷壓縮機(jī)5a等這樣的對內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)的影響。接著，對本實施例中所涉及的低壓EGR氣體流量的控制程序進(jìn)行說明。圖5是表 示本實施例中所涉及的低壓EGR氣體流量的控制程序的流程圖。本程序每隔預(yù)定時間重復(fù) 實行。另外，實行本流程的ECU14相當(dāng)于本發(fā)明的第1控制單元。在步驟S101，E⑶14讀取各種傳感器的輸出信號，檢測出內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。在步驟S102，E⑶14根據(jù)在步驟SlOl檢測出的內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)判斷是否需要 將低壓EGR氣體導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1。在需要降低進(jìn)氣的氧濃度、降低燃燒溫度、燃燒速度、減少在燃燒時產(chǎn)生的NOx等 情況下，判定為需要將低壓EGR氣體導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1。在步驟S102中肯定判定為需要將低壓EGR氣體導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1的情況下，轉(zhuǎn)到步驟 S103。在步驟S102否定判定為不需要將低壓EGR氣體導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1的情況下，轉(zhuǎn)到步驟 S106。在步驟S103，E⑶14根據(jù)在步驟SlOl檢測出的內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)計算出應(yīng)導(dǎo)入 的低壓EGR氣體流量。低壓EGR氣體流量可以通過預(yù)先求出如圖2所示的圖、將內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載 和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速代入該圖來計算出。在步驟S104，E⑶14根據(jù)在步驟S103中計算出的低壓EGR氣體流量計算出流量調(diào) 整閥13的開度。在步驟103計算出的低壓EGR氣體流量比第1預(yù)定流量少的情況下，使得由旋風(fēng) 式捕集裝置11捕集異物優(yōu)先，因此，流量調(diào)整閥13的開度為零(關(guān)閉狀態(tài))。在計算出的 低壓EGR氣體流量為第1預(yù)定流量以上的情況下，將該低壓EGR氣體流量代入預(yù)先求出的 圖3、圖4中所示的圖中，在旋風(fēng)式捕集裝置11可捕集對內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒 子直徑以上的粒子直徑大的異物的范圍內(nèi)計算出流量調(diào)整閥13的開度。該開度為比零大 的值。另外，低壓EGR氣體流量越大，則低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失變得越大。由此，為了使得低壓EGR氣體流量越多壓力損失更小，可進(jìn)一步打開流量調(diào)整 閥13的開度。在步驟S105，E⑶14將流量調(diào)整閥13的開度控制為在步驟S104計算出的值。另一方面，在步驟S106，E⑶14關(guān)閉流量調(diào)整閥13、使其處于全閉狀態(tài)。在步驟S107，E⑶14在將低壓EGR氣體導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1的情況下、實際導(dǎo)入在步驟 S103計算出的低壓EGR氣體流量的低壓EGR氣體、實施EGR運轉(zhuǎn)。另外，此時，也可導(dǎo)入高 壓EGR氣體和/或內(nèi)部EGR氣體。另一方面，在不將低壓EGR氣體導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1的情況下， 僅導(dǎo)入高壓EGR氣體和/或內(nèi)部EGR氣體，實施EGR運轉(zhuǎn)。在本步驟的處理之后，本程序一 度終止。通過實施以上的控制程序，可降低低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力 損失。(實施例2)接著，對實施例2進(jìn)行說明。在此，對與上述實施例不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，對相同 的結(jié)構(gòu)省略其說明。圖6是表示應(yīng)用本實施例所涉及的內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)氣排 氣系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。在本實施例中，在排氣凈化裝置9的緊接著的下游，與排氣凈化裝置9 一體化地配 置有旋風(fēng)式捕集裝置11。在本實施例中，也設(shè)置有連接旋風(fēng)式捕集裝置11下部的異物捕集 部和比與低壓EGR通路31連接的連接部位靠下游的排氣通路4的流量調(diào)整路12。在流量 調(diào)整路12配置有流量調(diào)整閥13。低壓EGR通路31將比旋風(fēng)式捕集裝置11靠下游并且比與流量調(diào)整路12連接的 連接部位靠上游側(cè)的排氣通路4、和比壓縮機(jī)5a靠上游且比節(jié)氣門6靠下游側(cè)的進(jìn)氣通路 3連接。在連接低壓EGR通路31和上游側(cè)排氣通路4以及下游側(cè)排氣通路4的連接部位 配置有三通閥16。三通閥16由電動致動器動作。三通閥16的致動器通過電氣配線連接在 E⑶14，由該E⑶14控制三通閥16。圖7是表示本實施例中所涉及的三通閥16的圖。圖7所示的三通閥16可變更為 如下三種狀態(tài)圖7(a)中所示的將比三通閥16靠上游側(cè)的上游側(cè)排氣通路4和比三通閥 16靠下游側(cè)的下游側(cè)排氣通路4連接且切斷低壓EGR通路31的狀態(tài)(低壓EGR氣體關(guān)閉 (OFF)狀態(tài))、圖7 (b)中所示的將上游側(cè)排氣通路4和下游側(cè)排氣通路4和低壓EGR通路 31連接的狀態(tài)(低壓EGR氣體打開(ON)狀態(tài))、和圖7(c)中所示的切斷所有通路的狀態(tài) (所有通路切斷狀態(tài))。在圖7(a)中所示的低壓EGR氣體關(guān)閉狀態(tài)、圖7(b)中所示的低壓EGR氣體打開狀 態(tài)，三通閥16通過調(diào)整與上游側(cè)排氣通路4和/或下游側(cè)排氣通路4的邊界部分的通路截 面積、可以調(diào)節(jié)流向下游側(cè)排氣通路4的排氣的量，可以起到排氣節(jié)流閥的作用。在圖7(b) 所示的低壓EGR氣體打開狀態(tài)，三通閥16通過調(diào)整與低壓EGR通路31的邊界部分的通路 截面積、可以調(diào)節(jié)在該低壓EGR通路31中流動的低壓EGR氣體的量，可以起到低壓EGR閥 的作用。在圖7(c)中所示的切斷所有通路的狀態(tài)下，使排氣全部向流量調(diào)整路12流通，可 以將堆積在旋風(fēng)式捕集裝置11下部的異物捕集部的異物向排氣通路4排出。
在本實施例中，在排氣通路4內(nèi)配置有旋風(fēng)式捕集裝置11。設(shè)置在排氣通路4內(nèi)的 旋風(fēng)式捕集裝置11，若排氣流量變大、排氣流速變快，則也可捕集粒子直徑比較小的異物。 但是，在排氣流量變大的情況下，排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失變大。該壓力 損失變大，則泵氣損失增加，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)1的輸出降低、燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化。因此，在本實施例中，做成為根據(jù)在排氣通路4流通的排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置 11時的壓力損失、開閉控制流量調(diào)整閥13。在此，排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失與流入旋風(fēng)式捕集 裝置11的排 氣流量具有相關(guān)關(guān)系，排氣流量變得越大，則壓力損失也變得越大。因此，作為實際的流量 調(diào)整閥13的控制，算出預(yù)先求出與壓力損失的相關(guān)關(guān)系的排氣流量，根據(jù)計算出的排氣流 量，開閉控制流量調(diào)整閥13。具體來說，在排氣通路4中流通的排氣流量小于第2預(yù)定流量的情況下，關(guān)閉流量 調(diào)整閥13，該第2預(yù)定流量是相比于由旋風(fēng)式捕集裝置11捕集異物而使排氣通過旋風(fēng)式捕 集裝置11時的壓力損失的降低優(yōu)先的閾值。另一方面，排氣流量變?yōu)榈?預(yù)定流量以上的情況下，打開流量調(diào)整閥13。而且， 流量調(diào)整閥13打開時的開度設(shè)定在旋風(fēng)式捕集裝置11可捕集對內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn) 生影響的粒子直徑以上的粒子直徑大的異物的范圍。另外，第2預(yù)定流量是成為下述閾值的排氣流量，該閾值是若為該流量以上的流 量則使得排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失的降低優(yōu)先于由旋風(fēng)式捕集裝置11捕 集異物的閾值。采用本實施例，在排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失變大的情況下，即流 入旋風(fēng)式捕集裝置11的排氣流量變大的情況下，打開流量調(diào)整閥13。由此，在排氣流量變 大的情況下，使排氣從旋風(fēng)式捕集裝置11流向流量調(diào)整路12，減少阻塞在旋風(fēng)式捕集裝置 11的排氣。這樣，排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失變小。流入旋風(fēng)式捕集裝置11的排氣流量與排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失 的關(guān)系與圖3所示的流入旋風(fēng)式捕集裝置11的低壓EGR氣體流量與低壓EGR氣體通過旋 風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失的關(guān)系相同。因此，如圖3所示，通過打開流量調(diào)整閥13，從 第1特性曲線的A位置轉(zhuǎn)變到第2特性曲線的B位置，相對于排氣流量的壓力損失變小。這樣壓力損失降低，因此，減少泵氣損失，可抑制內(nèi)燃機(jī)1的輸出降低、燃料經(jīng)濟(jì) 性變差。在此，使排氣從旋風(fēng)式捕集裝置11流向流量調(diào)整路12，則通過旋風(fēng)式捕集裝置11 的排氣流速變慢，旋風(fēng)式捕集裝置11不能捕集粒子直徑小的異物，對粒子直徑小的異物的 捕集效率降低。但是，在本實施例中，在旋風(fēng)式捕集裝置11可捕集對內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng) 產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的粒子直徑大的異物的范圍內(nèi)，將流量調(diào)整閥13的開度控制在 打開側(cè)。因此，可以由旋風(fēng)式捕集裝置11捕集對內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑 以上的粒子直徑大的異物。在本實施例的情況下，也由圖4表示異物的粒子直徑與旋風(fēng)式捕集裝置11中的異 物捕集效率的關(guān)系。因此，如圖4所示，因打開流量調(diào)整閥13，從A的異物捕集效率轉(zhuǎn)變到 B的異物捕集效率，粒子直徑小的異物的異物捕集效率降低，但是，可以捕集對內(nèi)燃機(jī)1的 進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的大的粒子直徑的異物。
因此，在本實施例的情況下，不會因不能由旋風(fēng)式捕集裝置11捕集的異物的混入 而導(dǎo)致異物通過低壓EGR通路31到達(dá)壓縮機(jī)5a損傷壓縮機(jī)5a等的對內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣系 統(tǒng)的影響。
在本實施例中，在排氣凈化裝置9的緊接著的下游，與排氣凈化裝置9 一體化地配 置有旋風(fēng)式捕集裝置11。因此，排氣從具有活化時變?yōu)楦邷氐难趸呋瘎┖?或NOx催化 劑的排氣凈化裝置9帶走熱量，排氣以被暖化了的狀態(tài)流入旋風(fēng)式捕集裝置11。圖8是表示排氣溫度和水蒸氣量的特性的圖。圖8的橫軸表示排氣溫度，縱軸表 示水蒸氣量。如圖8所示，若如本實施例那樣在旋風(fēng)式捕集裝置11內(nèi)排氣為高溫，則相對 于水與蒸氣的分界線，全部水蒸氣量進(jìn)入蒸氣側(cè)，不會產(chǎn)生冷凝水。與此相對，如用虛線表 示那樣排氣為低溫，則相對于水與蒸氣的分界線，水蒸氣量超出到水側(cè)，該超出的量變成冷 凝水。這樣，在本實施例中，在旋風(fēng)式捕集裝置11內(nèi)排氣為高溫，因此，排氣的飽和蒸氣量 不會被減少，能夠抑制在旋風(fēng)式捕集裝置11內(nèi)從排氣產(chǎn)生冷凝水。因此，可以抑制因冷凝水產(chǎn)生所引起的對進(jìn)氣排氣配管的耐腐蝕可靠性的影響。接著，對本實施例所涉及的排氣流量的控制程序進(jìn)行說明。圖9是表示本實施例 所涉及的排氣流量的控制程序的流程圖。本程序每隔預(yù)定時間重復(fù)實行。另外，實施本程 序的ECU14相當(dāng)于本發(fā)明的第2控制單元。在步驟S201中，E⑶14讀取各種傳感器的輸出信號，檢測出內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。在步驟S202，ECU14根據(jù)在步驟S201檢測出的內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)計算出排氣流量。在步驟S203，E⑶14根據(jù)在步驟S202計算出的排氣流量，計算出流量調(diào)整閥13的開度。在步驟202中計算出的排氣流量比第2預(yù)定流量小的情況下，使得由旋風(fēng)式捕集 裝置11捕集異物優(yōu)先，因此，流量調(diào)整閥13的開度為零(關(guān)閉狀態(tài))。在計算出的排氣流 量為第2預(yù)定流量以上的情況下，將該排氣流量代入與預(yù)先求出的對應(yīng)于排氣流量的圖3、 圖4相同的圖，在旋風(fēng)式捕集裝置11可捕集對內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以 上的粒子直徑大的異物的范圍內(nèi)計算出流量調(diào)整閥13的開度。該開度為比零大的值。另 外，排氣流量越大，則排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失變得越大。由此，為了排氣 流量越多而使壓力損失較小，可進(jìn)一步打開流量調(diào)整閥13的開度。在步驟S204，E⑶14以在步驟S203計算出的值控制流量調(diào)整閥13的開度。在本 步驟的處理之后，本程序一度終止。通過實施以上的控制程序，可降低排氣通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失。另外，在本實施例中，旋風(fēng)式捕集裝置11 一體化地設(shè)置在排氣凈化裝置9的緊接 著的下游，但不限于此，只要是流入旋風(fēng)式捕集裝置11的排氣從排氣凈化裝置9帶走熱量、 變?yōu)楦邷?，在旋風(fēng)式捕集裝置11內(nèi)排氣不產(chǎn)生冷凝水，也可旋風(fēng)式捕集裝置11從排氣凈化 裝置9離開而分離。(實施例3)接著，對實施例3進(jìn)行說明。在此，對與上述實施例不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，對相同 的結(jié)構(gòu)省略其說明。圖10是表示應(yīng)用本實施例所涉及的內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)氣排氣系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。在本實施例中，在低壓EGR通路31內(nèi)設(shè)置有供低壓EGR氣體繞過旋風(fēng)式捕集裝置11的旁通通路17。在旁通通路17配置有如下旁通閥18 為了使低壓EGR氣體在旁通通路17流通而 打開、為了切斷低壓EGR氣體在旁通通路17中的流通而關(guān)閉。該旁通閥18由電動致動器 打開關(guān)閉。在E⑶14通過電氣配線連接有旁通閥18的致動器，由該E⑶14控制旁通閥18。在本實施例中，在低壓EGR通路31內(nèi)配置有旋風(fēng)式捕集裝置11。低壓EGR氣體通 過旋風(fēng)式捕集裝置11時產(chǎn)生很多壓力損失。若該壓力損失變大，則使得不能向內(nèi)燃機(jī)供給 期望量的低壓EGR氣體，低壓EGR氣體不足。因此，由于低壓EGR氣體不足，進(jìn)氣的氧濃度 不會被降低、燃燒溫度、燃燒速度不會被降低，在燃燒時產(chǎn)生NOx，導(dǎo)致排氣排放物變差。另外，為了供給不足的低壓EGR氣體而將排氣節(jié)流閥10控制在關(guān)閉側(cè)，則低壓EGR 氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失進(jìn)一步變大，并且，排氣的流動阻塞，泵氣損失 增加，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)1的輸出降低、燃料經(jīng)濟(jì)性變差。因此，在本實施例中，做成為在低壓EGR通路31中流通的低壓EGR氣體流量小于 第3預(yù)定流量、并且渦輪增壓器5的轉(zhuǎn)速低于預(yù)定轉(zhuǎn)速的情況下，打開旁通閥18，所述第3 預(yù)定流量是使乘載于低壓EGR氣體的異物不會到達(dá)壓縮機(jī)5a的閾值，所述預(yù)定轉(zhuǎn)速是即使 由旋風(fēng)式捕集裝置11未捕集完的小粒徑的異物到達(dá)壓縮機(jī)5a也不會損傷壓縮機(jī)5a的閾值。另外，第3預(yù)定流量是成為下述閾值的低壓EGR氣體流量，該閾值是若為比該流量 小的流量則不會使乘載在低壓EGR氣體中的異物到達(dá)壓縮機(jī)5a的閾值。另外，預(yù)定轉(zhuǎn)速是 成為下述閾值的渦輪增壓器5的轉(zhuǎn)速，該閾值是若為比該轉(zhuǎn)速低的轉(zhuǎn)速則即使由旋風(fēng)式捕 集裝置11未捕集完的小粒徑的異物到達(dá)壓縮機(jī)5a也不會損傷壓縮機(jī)5a的閾值。圖11是表示根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)打開旁通閥18的區(qū)域的圖。圖11的橫軸 表示內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速，縱軸表示內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載。圖11中多條實線的特性曲 線表示根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)所要求的低壓EGR氣體流量，存在如下傾向內(nèi)燃機(jī)負(fù)載 越為輕、中負(fù)載且內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速越高、則內(nèi)燃機(jī)所要求的低壓EGR氣體流量越增加。多條虛線 的特性曲線表示根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)所要求的渦輪增壓器5的轉(zhuǎn)速，存在如下傾向內(nèi) 燃機(jī)負(fù)載越為高負(fù)載并且內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速越高、則內(nèi)燃機(jī)1所要求的渦輪增壓器5的轉(zhuǎn)速越高。 而且，斜線部表示滿足打開旁通閥18的條件的區(qū)域(旁通閥打開區(qū)域)。作為旁通閥打開 區(qū)域的斜線部是低壓EGR氣體流量比第3預(yù)定流量小且渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速比預(yù)定轉(zhuǎn)速低 的區(qū)域。采用本實施例，在內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)處于圖11的斜線部的旁通閥打開區(qū)域的情 況下，打開旁通閥18。于是，使在低壓EGR通路31中流通的低壓EGR氣體繞過旋風(fēng)式捕集 裝置11，該低壓EGR氣體在旁通通路17中流通。因此，低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置 11時的壓力損失消除。因此，在低壓EGR通路31的路徑上的壓力損失變小。圖12是表示低壓EGR氣體流量與低壓EGR通路31的路徑上的壓力損失的關(guān)系的 圖。在圖12中，虛線的特性曲線表示相對于低壓EGR氣體流量的低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式 捕集裝置11時的壓力損失，實線的特性曲線表示相對于低壓EGR氣體流量的低壓EGR氣體 通過旁通通路17時的壓力損失。如圖12所示，在打開旁通閥18、低壓EGR氣體通過旁通通路17的情況下壓力損失變小。這樣在低壓EGR通路31的路徑上的壓力損失降低，因此，可以向內(nèi)燃機(jī)1供給期 望量的低壓EGR氣體，供給到內(nèi)燃機(jī)1的低壓EGR氣體不會不足。因此，可供給充分的低壓 EGR氣體、降低進(jìn)氣的氧濃度、降低燃燒溫度、燃燒速度，從而可降低燃燒時所產(chǎn)生的而”抑 制排氣排放物的惡化。另外，不需要為了供給不足的低壓EGR氣體而將排氣節(jié)流閥10控制為關(guān)閉側(cè)，低 壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置11時的壓力損失不會進(jìn)一步變大，另外，不會阻塞排氣的 流動，不會增加泵氣損失，可以抑制內(nèi)燃機(jī)1的輸出降低、燃料經(jīng)濟(jì)性變差。在此，使低壓EGR氣體流向旁通通路17，則使得低壓EGR氣體不通過旋風(fēng)式捕集裝 置11，從而旋風(fēng)式捕集裝置11不能捕集異物。但是，在本實施例中，在低壓EGR通路31中 流通的低壓EGR氣體流量小于作為不會使乘載在低壓EGR氣體中的異物到達(dá)壓縮機(jī)5a的 閾值的第3預(yù)定流量、并且渦輪增壓器5的轉(zhuǎn)速低于作為即使由旋風(fēng)式捕集裝置11未捕集 完的小粒徑的異物到達(dá)壓縮機(jī)5a也不會損傷壓縮機(jī)5a的閾值的預(yù)定轉(zhuǎn)速的情況下、打開 旁通閥18。因此，即使不能由旋風(fēng)式捕集裝置11捕集異物、乘載在低壓EGR氣體中的異物 也不會到達(dá)壓縮機(jī)5a、或者即使由旋風(fēng)式捕集裝置11未捕集完的小粒徑的異物到達(dá)壓縮 機(jī)5a也不會損傷壓縮機(jī)5a。因此，能夠抑制由異物混入內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)所產(chǎn)生的不良 影響。接著，對本實施例所涉及的旁通閥18的控制程序進(jìn)行說明。圖13是表示本實施 例所涉及的旁通閥18的控制程序的流程圖。本程序每隔預(yù)定時間重復(fù)實施。另外，實施本 程序的ECU14相當(dāng)于本發(fā)明的第3控制單元。在步驟S301，E⑶14讀取各種傳感器的輸出信號，檢測出內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。在 此，由與壓縮機(jī)5a相鄰配置的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器等檢測出渦輪增壓器5的轉(zhuǎn)速。在步驟S302，E⑶14根據(jù)在步驟S301檢測出的內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，判斷是否需 要將低壓EGR氣體導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1。在步驟S302肯定判定為需要將低壓EGR氣體導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1的情況下，轉(zhuǎn)到步驟 S303。在步驟S302否定判定為不需要將低壓EGR氣體導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)1的情況下，轉(zhuǎn)到步驟 S307。在步驟S303，E⑶14根據(jù)在步驟S301檢測出的內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)計算出應(yīng)導(dǎo)入 的低壓EGR氣體流量。在步驟S304，E⑶14判斷在步驟S303中計算出的低壓EGR氣體流量是否比第3預(yù)
定流量小。在步驟S304肯定判定為低壓EGR氣體流量比第3預(yù)定流量小的情況下，轉(zhuǎn)到步驟
5305。在步驟S304否定判定為低壓EGR氣體流量為第3預(yù)定流量以上的情況下，轉(zhuǎn)到步驟 S307。在步驟S305，E⑶14判斷在步驟S301中檢測出的渦輪增壓器5的轉(zhuǎn)速是否比預(yù)定 轉(zhuǎn)速低。在步驟S305肯定判定為渦輪增壓器5的轉(zhuǎn)速比預(yù)定轉(zhuǎn)速低的情況下，轉(zhuǎn)到步驟
5306。在步驟S305否定判定為渦輪增壓器5的轉(zhuǎn)速為預(yù)定轉(zhuǎn)速以上的情況下，轉(zhuǎn)到步驟
5307。
在步驟S306，E⑶14打開旁通閥18。在本步驟的處理之后，本程序一度終止。另一方面，在步驟S307，E⑶14關(guān)閉旁通閥18。在本步驟的處理之后，本程序一度終止。通過實施以上的控制程序，使低壓EGR氣體繞過旋風(fēng)式捕集裝置11，可降低在低 壓EGR通路31的路徑上的壓力損失。本發(fā)明所采用的內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明的要 旨的范圍內(nèi)也可施加各種變更。
權(quán)利要求
一種內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于，具有渦輪增壓器，其具有配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的渦輪機(jī)、和配置在上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)；低壓EGR通路，其從比上述渦輪機(jī)靠下游的上述排氣通路將排氣的一部分作為低壓EGR氣體取入，使該低壓EGR氣體向比上述壓縮機(jī)靠上游的上述進(jìn)氣通路回流；旋風(fēng)式捕集裝置，其配置在上述低壓EGR通路，捕集上述低壓EGR氣體中的異物；流量調(diào)整路，其使上述低壓EGR氣體從上述旋風(fēng)式捕集裝置的異物捕集部向比與上述低壓EGR通路連接的連接部位靠下游的上述排氣通路流出；流量調(diào)整閥，其配置在上述流量調(diào)整路，調(diào)整在該流量調(diào)整路中流通的低壓EGR氣體流量；和第1控制單元，其根據(jù)在上述低壓EGR通路中流通的低壓EGR氣體通過上述旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失，開閉控制上述流量調(diào)整閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于，上述第1控制單元， 在上述低壓EGR通路中流通的低壓EGR氣體流量比第1預(yù)定流量少的情況下，關(guān)閉上述流量調(diào)整閥，上述第1預(yù)定流量為使得上述低壓EGR氣體通過上述旋風(fēng)式捕集裝置時的 壓力損失的降低優(yōu)先于由上述旋風(fēng)式捕集裝置捕集異物的閾值；在上述低壓EGR通路中流通的低壓EGR氣體流量為上述第1預(yù)定流量以上的情況下， 以上述旋風(fēng)式捕集裝置能夠捕集粒子直徑大的異物的范圍的開度打開上述流量調(diào)整閥，上 述粒子直徑大的異物是對上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的異物。
3.一種內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于，具有渦輪增壓器，其具有配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的渦輪機(jī)、和配置在上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣 通路的壓縮機(jī)；催化劑，其配置在比上述渦輪機(jī)靠下游的上述排氣通路，活化時變?yōu)楦邷兀?旋風(fēng)式捕集裝置，其配置在上述催化劑的緊下游的上述排氣通路，捕集排氣中的異物；低壓EGR通路，其從比上述旋風(fēng)式捕集裝置靠下游的上述排氣通路將排氣的一部分作 為低壓EGR氣體取入，使該低壓EGR氣體向比上述壓縮機(jī)靠上游的上述進(jìn)氣通路回流；流量調(diào)整路，其使排氣從上述旋風(fēng)式捕集裝置的異物捕集部向比與上述低壓EGR通路 連接的連接部位靠下游的上述排氣通路流出；流量調(diào)整閥，其配置在上述流量調(diào)整路，調(diào)整在該流量調(diào)整路中流通的排氣流量；和 第2控制單元，其根據(jù)在上述排氣通路中流通的排氣通過上述旋風(fēng)式捕集裝置時的壓 力損失，開閉控制上述流量調(diào)整閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于，上述第2控制單元， 在上述排氣通路中流通的排氣流量比第2預(yù)定流量少的情況下，關(guān)閉上述流量調(diào)整閥，上述第2預(yù)定流量為使得排氣通過上述旋風(fēng)式捕集裝置時的壓力損失的降低優(yōu)先于由 上述旋風(fēng)式捕集裝置捕集異物的閾值；在上述排氣通路中流通的排氣流量為上述第2預(yù)定流量以上的情況下，以上述旋風(fēng)式 捕集裝置能夠捕集粒子直徑大的異物的范圍的開度打開上述流量調(diào)整閥，上述粒子直徑大 的異物是對上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子直徑以上的異物。
5. 一種內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置，其特征在于，具有渦輪增壓器，其具有配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的渦輪機(jī)、和配置在上述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣 通路的壓縮機(jī)；低壓EGR通路，其從比上述渦輪機(jī)靠下游的上述排氣通路將排氣的一部分作為低壓 EGR氣體取入，使該低壓EGR氣體向比上述壓縮機(jī)靠上游的上述進(jìn)氣通路回流；旋風(fēng)式捕集裝置，其配置在上述低壓EGR通路，捕集上述低壓EGR氣體中的異物； 旁通通路，其使得在上述低壓EGR通路內(nèi)上述低壓EGR氣體繞過上述旋風(fēng)式捕集裝置；開閉上述旁通通路的旁通閥；和第3控制單元，其在上述低壓EGR通路中流通的低壓EGR氣體流量比第3預(yù)定流量少、 且上述渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速低于預(yù)定轉(zhuǎn)速的情況下，打開上述旁通閥，上述第3預(yù)定流量是 不會使異物到達(dá)上述壓縮機(jī)的閾值，上述預(yù)定轉(zhuǎn)速是即使由上述旋風(fēng)式捕集裝置捕集不了 的小粒子直徑的異物到達(dá)上述壓縮機(jī)也不會損傷上述壓縮機(jī)的閾值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在內(nèi)燃機(jī)的排氣回流裝置中降低在旋風(fēng)式捕集裝置中的壓力損失的技術(shù)。具有渦輪增壓器(5)；低壓EGR通路(31)；配置在低壓EGR通路(31)、捕集低壓EGR氣體中的異物的旋風(fēng)式捕集裝置(11)；流量調(diào)整路(12)，其使低壓EGR氣體從旋風(fēng)式捕集裝置(11)的異物捕集部向比與低壓EGR通路(31)連接的連接部位靠下游的排氣通路(4)流出；配置在流量調(diào)整路(12)、調(diào)整在流量調(diào)整路(12)中流通的低壓EGR氣體流量的流量調(diào)整閥(13)；ECU(14)，其根據(jù)在低壓EGR通路(31)中流通的低壓EGR氣體通過旋風(fēng)式捕集裝置(11)時的壓力損失，開閉控制流量調(diào)整閥(13)。
文檔編號F02M25/07GK101828021SQ20088011204
公開日2010年9月8日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
發(fā)明者山下晃 申請人:豐田自動車株式會社