以下に本発明の具体的な実施例を説明す� ��。

 <実施例1>
 図1は、本実施例に係る内燃機関の排気還流 装置を適用する内燃機関、及びその吸排気系 の概略構成を示す図である。図1に示す内燃� �関1は、ピストンと共に燃焼室を形成する気� ��2を4つ有する水冷式の4ストロークサイクル� ��ディーゼルエンジンである。内燃機関1は、 車両に搭載されている。内燃機関1には、吸� �通路3及び排気通路4が接続されている。

 内燃機関1に接続された吸気通路3の途中� �は、排気のエネルギを駆動源として作動す� �ターボチャージャ5のコンプレッサ5aが配置� �れている。

 コンプレッサ5aよりも上流の吸気通路3に� ��、該吸気通路3内を流通する吸気の流量を調 節するスロットル弁6が配置されている。こ� �スロットル弁6は、電動アクチュエータによ� ��開閉される。スロットル弁6よりも上流の吸 気通路3には、該吸気通路3内を流通する新気� ��流量に応じた信号を出力するエアフローメ� ��タ7が配置されている。このエアフローメー タ7により、内燃機関1の吸入空気量(新気量)� �測定される。

 コンプレッサ5aよりも下流の吸気通路3に� ��、吸気と外気とで熱交換を行うインターク� ��ラ8が配置されている。

 一方、内燃機関1に接続された排気通路4� �途中には、ターボチャージャ5のタービン5b� �配置されている。タービン5bよりも下流の排 気通路4には、排気浄化装置9が配置されてい� ��。

 排気浄化装置9は、酸化触媒と当該酸化触 媒の後段に配置されたパティキュレートフィ ルタ(以下単にフィルタという)とを有して構� ��される。なお、フィルタには吸蔵還元型NOx� ��媒(以下単にNOx触媒という)が担持されてい� �もよい。排気浄化装置9は、酸化触媒やNOx触� ��が活性時に高温となり各触媒が機能を発揮� ��る。排気浄化装置9に用いられる酸化触媒や NOx触媒が本発明の触媒に相当する。

 また、排気浄化装置9よりも下流の排気通 路4には、該排気通路4内を流通する排気の流� ��を調節する排気絞り弁10が設けられている� �この排気絞り弁10は、電動アクチュエータに より開閉される。

 そして、内燃機関1には、排気通路4内を� �通する排気の一部を低圧で吸気通路3へ還流( 再循環)させる低圧EGR装置30が備えられている 。この低圧EGR装置30は、低圧EGR通路31、低圧EG R弁32、及び低圧EGRクーラ33を備えて構成され� ��いる。

 低圧EGR通路31は、排気浄化装置9よりも下� ��且つ排気絞り弁10よりも上流側の排気通路4� ��、コンプレッサ5aよりも上流且つスロット� �弁6よりも下流側の吸気通路3と、を接続して いる。この低圧EGR通路31を通って、排気が低� ��で内燃機関1へ送り込まれる。本実施例では 、低圧EGR通路31を流通して還流される排気を� ��圧EGRガスと称している。

 低圧EGR弁32は、低圧EGR通路31の通路断面積 を調整することにより、該低圧EGR通路31を流� ��る低圧EGRガスの量を調節する。この低圧EGR� ��32は、電動アクチュエータにより開閉され� �。なお、低圧EGRガス量の調節は、低圧EGR弁32 の開度の調整以外の方法によって行うことも できる。例えば、スロットル弁6の開度を調� �することにより、或いは排気絞り弁10の開度 を調節することにより、低圧EGR通路31の上流� ��下流との差圧を変化させ、これにより低圧E GRガスの量を調節することができる。

 低圧EGRクーラ33は、該低圧EGRクーラ33を通 過する低圧EGRガスと、内燃機関1の機関冷却� �とで熱交換をして、該低圧EGRガスの温度を� �下させる。

 ここで、本実施例では、低圧EGRクーラ33� �りも下流の低圧EGR通路31には、サイクロン式 捕集装置11が配置されている。サイクロン式� ��集装置11では、異物を含む低圧EGRガスがサ� �クロン式捕集装置11内に流入すると、低圧EGR ガスはサイクロン式捕集装置11の下方がより� ��径となる円筒内壁に沿って回転運動しなが� ��降下し、この間に異物に遠心力が働いて異� ��が壁方向に移動して低圧EGRガスから分離す� ��。異物が分離した低圧EGRガスは、サイクロ� ��式捕集装置11の中心部方向に流れサイクロ� �式捕集装置11上部の排出口から流出する。一 方、低圧EGRガスから分離した異物は、低圧EGR ガスから分離後も降下してサイクロン式捕集 装置11下部の異物捕集部へ捕集される。

 本実施例では、サイクロン式捕集装置11� �部の異物捕集部と、低圧EGR通路31との接続部 位よりも下流の排気通路4と、を接続する流� �調整路12が設けられている。流量調整路12は� ��異物と共に低圧EGRガスをサイクロン式捕集� ��置11の異物捕集部から排気通路4へ流出させ� ��。

 流量調整路12には、流量調整弁13が配置さ れている。流量調整弁13は、流量調整路12を� �通する低圧EGRガス流量を調整する。この流� �調整弁13は、電動アクチュエータにより開閉 される。

 以上述べたように構成された内燃機関1に は、該内燃機関1を制御するための電子制御� �ニットであるECU14が併設されている。ECU14は� ��内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じ て内燃機関1の運転状態を制御するユニット� �ある。

 ECU14には、エアフローメータ7、及び機関� ��転速度を検出するクランクポジションセン� ��15が電気配線を介して接続され、これら各� �センサの出力信号がECU14に入力されるように なっている。

 一方、ECU14には、スロットル弁6、排気絞� ��弁10、低圧EGR弁32、及び流量調整弁13の各ア� ��チュエータが電気配線を介して接続されて� ��り、該ECU14によりこれらの機器が制御され� �。

 そして、本実施例では、内燃機関1の運転 状態に応じて低圧EGR弁32を用い低圧EGRガス流� ��を制御する。これにより、内燃機関1に吸入 される吸気に低圧EGRガスが含まれた状態で内 燃機関1を運転させる、いわゆるEGR運転を行� �、吸気の酸素濃度を低下させて燃焼温度、� �焼速度を低下させて、燃焼時に発生するNOx� �低減させる効果を発揮させている。

 図2は、内燃機関1の運転状態に応じて要� �される低圧EGRガス流量を示している。図2の� ��軸は内燃機関1の機関負荷を示し、縦軸が低 圧EGRガス流量を示す。図2中の2つの特性曲線� ��おいて上側の特性曲線が内燃機関1の機関回 転数が高回転の場合の特性曲線であり、下側 の特性曲線が内燃機関1の機関回転数が低回� �の場合の特性曲線である。図2に示すように� ��内燃機関1の運転状態として、機関負荷が軽 ・中負荷であり且つ機関回転数が高回転であ る程、内燃機関1に要求される低圧EGRガス流� �は増加傾向にある。図2のようなマップを用� ��、内燃機関1の運転状態に応じて要求される 低圧EGRガス流量を供給するようにしている。

 ところで、本実施例では、低圧EGR通路31� �にサイクロン式捕集装置11が配置されている 。低圧EGR通路31内に設けられたサイクロン式� ��集装置11は、低圧EGRガス流量が多くなり低� �EGRガス流速が速くなると、粒子径のより小� �い異物も捕集することができる。しかし、� �圧EGRガス流量が多くなる場合には、低圧EGR� �スがサイクロン式捕集装置11を通過する際の 圧力損失が大きくなる。この圧力損失が大き くなると、所望量の低圧EGRガスが内燃機関1� �供給されなくなり、低圧EGRガスが不足して� �まう。このため、低圧EGRガスの不足を要因� �して、吸気の酸素濃度が低下せず燃焼温度� �燃焼速度が低下せず、燃焼時にNOxが発生し� �しまい、排気エミッションの悪化を招いて� �まう。

 また、不足した低圧EGRガスを供給するた� ��に排気絞り弁10を閉じ側に制御すると、低� �EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する 際の圧力損失がさらに大きくなると共に、排 気の流れも滞り、ポンピングロスが増加し、 内燃機関1の出力低下や燃費の悪化を招いて� �まう。

 そこで、本実施例では、低圧EGR通路31を� �通する低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11 を通過する際の圧力損失に応じて、流量調整 弁13を開閉制御するようにした。

 ここで、低圧EGRガスがサイクロン式捕集� ��置11を通過する際の圧力損失は、サイクロ� �式捕集装置11に流入する低圧EGRガス流量に相 関関係があり、低圧EGRガス流量が大きくなる 程、圧力損失も大きくなる。このため、実際 の流量調整弁13の制御としては、予め圧力損� ��との相関関係が求められた低圧EGRガス流量� ��算出し、算出した低圧EGRガス流量に応じて� ��流量調整弁13を開閉制御する。

 具体的には、低圧EGR通路31を流通する低� �EGRガス流量が、サイクロン式捕集装置11で異 物を捕集するよりも低圧EGRガスがサイクロン 式捕集装置11を通過する際の圧力損失の低減� ��優先する閾値となる第1所定流量より少ない 場合には、流量調整弁13を閉弁する。

 一方、低圧EGRガス流量が第1所定流量以上 となる場合には、流量調整弁13を開弁する。� ��して、流量調整弁13の開弁時の開度は、サ� �クロン式捕集装置11が内燃機関1の吸気系に� �響を与える粒子径以上に粒子径の大きい異� �を捕集することが可能な範囲に定める。

 なお、第1所定流量とは、それ以上の流量 であると、サイクロン式捕集装置11で異物を� ��集するよりも低圧EGRガスがサイクロン式捕� ��装置11を通過する際の圧力損失の低減を優� �する閾値となる低圧EGRガス流量である。

 本実施例によると、低圧EGRガスがサイク� ��ン式捕集装置11を通過する際の圧力損失が� �きくなる場合、すなわちサイクロン式捕集� �置11に流入する低圧EGRガス流量が多くなる場 合に、流量調整弁13を開弁する。これによっ� ��、低圧EGRガス流量が多くなる場合に、低圧E GRガスをサイクロン式捕集装置11から流量調� �路12へ流し、サイクロン式捕集装置11で滞る� ��圧EGRガスを減少させる。すると、低圧EGRガ� ��がサイクロン式捕集装置11を通過する際の� �力損失が小さくなる。

 図3は、サイクロン式捕集装置11に流入す� ��低圧EGRガス流量と低圧EGRガスがサイクロン� ��捕集装置11を通過する際の圧力損失との関� �を示す図である。図3中、第1特性曲線は流量 調整弁13を閉弁している場合の低圧EGRガス流� ��と圧力損失との関係を示しており、第2特性 曲線は流量調整弁13を開弁した場合の低圧EGR� ��ス流量と圧力損失との関係を示している。� ��3に示すように、流量調整弁13を開弁するこ� ��によって、第1特性曲線のA位置から第2特性� ��線のB位置に移行し、低圧EGRガス流量に対す る圧力損失が小さくなる。

 このように圧力損失が低減されるので、� ��望量の低圧EGRガスを内燃機関1に供給でき、 内燃機関1に供給される低圧EGRガスは不足し� �い。したがって、十分な低圧EGRガスが供給� �れ、吸気の酸素濃度が低下して燃焼温度、� �焼速度が低下して、燃焼時に発生するNOxを� �減でき、排気エミッションの悪化を抑制で� �る。

 また、不足した低圧EGRガスを供給するた� ��に排気絞り弁10を閉じ側に制御する必要が� �くなり、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装� �11を通過する際の圧力損失がさらに大きくな ることがなく、また、排気の流れが滞ること がなく、ポンピングロスが増加せず、内燃機 関1の出力低下や燃費の悪化を抑制できる。

 ここで、低圧EGRガスをサイクロン式捕集� ��置11から流量調整路12へ流すと、サイクロン 式捕集装置11を通過する低圧EGRガス流速が遅� ��なり、サイクロン式捕集装置11は粒子径の� �さい異物を捕集することができず、粒子径� �小さい異物の捕集効率が低下する。しかし� �本実施例では、サイクロン式捕集装置11が内 燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上� �粒子径の大きい異物を捕集することが可能� �なる範囲に限って、流量調整弁13の開度を開 き側に制御する。このため、サイクロン式捕 集装置11で内燃機関1の吸気系に影響を与える 粒子径以上に粒子径の大きい異物は捕集でき ている。

 図4は、異物の粒子径とサイクロン式捕集 装置11での異物捕集効率との関係を示す図で� ��る。図4中Aは図3で用いた流量調整弁13を閉� �している場合の第1特性曲線のA位置での異物 捕集効率を示し、Bは図3で用いた流量調整弁1 3を開弁した場合の第2特性曲線のB位置での異 物捕集効率を示す。なお、Cは図3の流量調整� ��13を閉弁した場合の第1特性曲線の低圧EGRガ� ��流量が少ないときのC位置での異物捕集効率 を示す。また、斜線部は異物の粒子径が内燃 機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上の� �囲(NG領域)を示している。図4に示すように、 流量調整弁13を開弁することによって、Aの異 物捕集効率からBの異物捕集効率に移行し、� �子径の小さい異物の異物捕集効率が低下す� �が、NG領域の内燃機関1の吸気系に影響を与� �る粒子径以上に大きい粒子径の異物は捕集� �きている。

 よって、本実施例の場合には、サイクロ� ��式捕集装置11で捕集できない異物の混入に� �って、異物がコンプレッサ5aに到達してコン プレッサ5aを損傷させる等の内燃機関の吸気� ��に影響が及ぶことはない。

 次に、本実施例による低圧EGRガス流量の� ��御ルーチンについて説明する。図5は、本実 施例による低圧EGRガス流量の制御ルーチンを 示したフローチャートである。本ルーチンは 、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお 、本ルーチンを実行するECU14が本発明の第1制 御手段に相当する。

 ステップS101では、ECU14は、各種センサの� ��力信号を読み取り、内燃機関1の運転状態を 検出する。

 ステップS102では、ECU14は、ステップS101で 検出した内燃機関1の運転状態から、低圧EGR� �スを内燃機関1へ導入する必要があるか否か� ��別する。

 吸気の酸素濃度を低下させて燃焼温度、� ��焼速度を低下させて、燃焼時に発生するNOx� ��低減させる必要がある場合などに、低圧EGR� ��スを内燃機関1へ導入する必要があると判断 する。

 ステップS102において低圧EGRガスを内燃機 関1へ導入する必要があると肯定判定された� �合には、ステップS103へ移行する。ステップS 102において低圧EGRガスを内燃機関1へ導入す� �必要がないと否定判定された場合には、ス� �ップS106へ移行する。

 ステップS103では、ECU14は、ステップS101で 検出した内燃機関1の運転状態から、導入す� �き低圧EGRガス流量を算出する。

 低圧EGRガス流量は、図2に示すようなマッ プを予め求めておき、内燃機関1の機関負荷� �び機関回転数をこのマップに取り込むこと� �算出できる。

 ステップS104では、ECU14は、ステップS103で 算出した低圧EGRガス流量から、流量調整弁13� ��開度を算出する。

 ステップS103で算出した低圧EGRガス流量が 第1所定流量より少ない場合には、サイクロ� �式捕集装置11で異物を捕集することを優先す るので、流量調整弁13の開度は零(閉弁状態)� �ある。算出した低圧EGRガス流量が第1所定流� ��以上となる場合には、予め求めておいた図3 や図4に示すようなマップに当該低圧EGRガス� �量を取り込み、サイクロン式捕集装置11が内 燃機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上� �粒子径の大きい異物を捕集することが可能� �範囲で流量調整弁13の開度を算出する。この 開度は、零よりも大きい値となる。なお、低 圧EGRガス流量が多い程、低圧EGRガスがサイク ロン式捕集装置11を通過する際の圧力損失が� ��きくなる。このことから、低圧EGRガス流量� ��多い程、圧力損失をより小さくするために� ��流量調整弁13の開度はより開かれるとよい� �

 ステップS105では、ECU14は、ステップS104で 算出した値に流量調整弁13の開度を制御する� ��

 一方、ステップS106では、ECU14は、流量調� ��弁13を閉弁し、全閉状態とする。

 ステップS107では、ECU14は、低圧EGRガスを� ��燃機関1へ導入する場合には、ステップS103� �算出した低圧EGRガス流量の低圧EGRガスを実� �に導入してEGR運転を実施する。また、この� �き、高圧EGRガスや内部EGRガスを導入しても� �い。一方、低圧EGRガスを内燃機関1へ導入し� ��い場合には、高圧EGRガスや内部EGRガスのみ� ��導入してEGR運転を実施する。本ステップの� ��理の後、本ルーチンを一旦終了する。

 以上の制御ルーチンを実行することによ� ��、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を� �過する際の圧力損失が低減できる。

 <実施例2>
 次に、実施例2を説明する。ここでは、上述 した実施例と異なる構成について説明し、同 様の構成については説明を省略する。

 図6は、本実施例に係る内燃機関の排気還 流装置を適用する内燃機関、及びその吸排気 系の概略構成を示す図である。

 本実施例では、排気浄化装置9の直下流に 排気浄化装置9と一体化されて、サイクロン� �捕集装置11が配置されている。本実施例でも 、サイクロン式捕集装置11下部の異物捕集部� ��、低圧EGR通路31との接続部位よりも下流の� �気通路4と、を接続する流量調整路12が設け� �れている。流量調整路12には、流量調整弁13� ��配置されている。

 低圧EGR通路31は、サイクロン式捕集装置11 よりも下流且つ流量調整路12との接続部位よ� ��も上流側の排気通路4と、コンプレッサ5aよ� ��も上流且つスロットル弁6よりも下流側の吸 気通路3と、を接続している。

 低圧EGR通路31と上流側排気通路4及び下流� ��の排気通路4とが接続された接続部位に、三 方弁16が配置されている。三方弁16は、電動� �クチュエータにより作動される。ECU14には、 三方弁16のアクチュエータが電気配線を介し� ��接続されており、該ECU14により三方弁16が制 御される。

 図7は、本実施例に係る三方弁16を示す図� ��ある。図7に示す三方弁16は、図7(a)に示す三 方弁16よりも上流側の上流側排気通路4と三方 弁16よりも下流側の下流側排気通路4とをつな ぎ、低圧EGR通路31を遮断する状態(低圧EGRガス OFF状態)と、図7(b)に示す上流側排気通路4と下 流側排気通路4と低圧EGR通路31とをつなぐ状態 (低圧EGRガスON状態)と、図7(c)に示す全通路を� ��断する状態(全通路遮断状態)と、に変更可� �である。

 図7(a)に示す低圧EGRガスOFF状態や図7(b)に� �す低圧EGRガスON状態では、三方弁16は、上流� ��排気通路4や下流側排気通路4との境界部分� �通路断面積を調整することにより、下流側� �気通路4へ流れる排気の量を調節することが� ��き、排気絞り弁の役割を果たすことができ� ��。図7(b)に示す低圧EGRガスON状態では、三方� ��16は、低圧EGR通路31との境界部分の通路断面 積を調整することにより、該低圧EGR通路31を� ��れる低圧EGRガスの量を調節することができ� ��低圧EGR弁の役割を果たすことができる。図7 (c)に示す全通路を遮断する状態では、排気を 全て流量調整路12へ流通させることになり、� ��イクロン式捕集装置11下部の異物捕集部に� �積した異物を排気通路4へ排出することがで� ��る。

 ところで、本実施例では、排気通路4内に サイクロン式捕集装置11が配置されている。� ��気通路4内に設けられたサイクロン式捕集装 置11は、排気流量が多くなり排気流速が速く� ��ると、粒子径のより小さい異物も捕集する� ��とができる。しかし、排気流量が多くなる� ��合には、排気がサイクロン式捕集装置11を� �過する際の圧力損失が大きくなる。この圧� �損失が大きくなると、ポンピングロスが増� �し、内燃機関1の出力低下や燃費の悪化を招� ��てしまう。

 そこで、本実施例では、排気通路4を流通 する排気がサイクロン式捕集装置11を通過す� ��際の圧力損失に応じて、流量調整弁13を開� �制御するようにした。

 ここで、排気がサイクロン式捕集装置11� �通過する際の圧力損失は、サイクロン式捕� �装置11に流入する排気流量に相関関係があり 、排気流量が大きくなる程、圧力損失も大き くなる。このため、実際の流量調整弁13の制� ��としては、予め圧力損失との相関関係が求� ��られた排気流量を算出し、算出した排気流� ��に応じて、流量調整弁13を開閉制御する。

 具体的には、排気通路4を流通する排気流 量が、サイクロン式捕集装置11で異物を捕集� ��るよりも排気がサイクロン式捕集装置11を� �過する際の圧力損失の低減を優先する閾値� �なる第2所定流量より少ない場合には、流量� ��整弁13を閉弁する。

 一方、排気流量が第2所定流量以上となる 場合には、流量調整弁13を開弁する。そして� ��流量調整弁13の開弁時開度は、サイクロン� �捕集装置11が内燃機関1の吸気系に影響を与� �る粒子径以上に粒子径の大きい異物を捕集� �ることが可能な範囲に定める。

 なお、第2所定流量とは、それ以上の流量 であると、サイクロン式捕集装置11で異物を� ��集するよりも排気がサイクロン式捕集装置1 1を通過する際の圧力損失の低減を優先する� �値となる排気流量である。

 本実施例によると、排気がサイクロン式� ��集装置11を通過する際の圧力損失が大きく� �る場合、すなわちサイクロン式捕集装置11に 流入する排気流量が多くなる場合に、流量調 整弁13を開弁する。これによって、排気流量� ��多くなる場合に、排気をサイクロン式捕集� ��置11から流量調整路12へ流し、サイクロン式 捕集装置11で滞る排気を減少させる。すると� ��排気がサイクロン式捕集装置11を通過する� �の圧力損失が小さくなる。

 サイクロン式捕集装置11に流入する排気� �量と排気がサイクロン式捕集装置11を通過す る際の圧力損失との関係は、図3に示すサイ� �ロン式捕集装置11に流入する低圧EGRガス流量 と低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通� ��する際の圧力損失との関係と同様である。� ��たがって、図3に示すように、流量調整弁13� ��開弁することによって、第1特性曲線のA位� �から第2特性曲線のB位置に移行し、排気流量 に対する圧力損失が小さくなる。

 このように圧力損失が低減されるので、� ��ンピングロスを低減し、内燃機関1の出力低 下や燃費の悪化を抑制できる。

 ここで、排気をサイクロン式捕集装置11� �ら流量調整路12へ流すと、サイクロン式捕集 装置11を通過する排気流速が遅くなり、サイ� ��ロン式捕集装置11は粒子径の小さい異物を� �集することができず、粒子径の小さい異物� �捕集効率が低下する。しかし、本実施例で� �、サイクロン式捕集装置11が内燃機関1の吸� �系に影響を与える粒子径以上に粒子径の大� �い異物を捕集することが可能となる範囲に� �って、流量調整弁13の開度を開き側に制御す る。このため、サイクロン式捕集装置11で内� ��機関1の吸気系に影響を与える粒子径以上に 粒子径の大きい異物は捕集できている。

 本実施例の場合も、異物の粒子径とサイ� ��ロン式捕集装置11での異物捕集効率との関� �は図4に示すようになる。このため、図4に示 すように、流量調整弁13を開弁することによ� ��て、Aの異物捕集効率からBの異物捕集効率� �移行し、粒子径の小さい異物の異物捕集効� �が低下するが、内燃機関1の吸気系に影響を� ��える粒子径以上に大きい粒子径の異物は捕� ��できている。

 よって、本実施例の場合には、サイクロ� ��式捕集装置11で捕集できない異物の混入に� �って、異物が低圧EGR通路31を通過してコンプ レッサ5aに到達してコンプレッサ5aを損傷さ� �る等の内燃機関1の吸気系に影響が及ぶこと� ��ない。

 ここで、本実施例では、排気浄化装置9の 直下流に排気浄化装置9に一体化されてサイ� �ロン式捕集装置11が配置されている。このた め、排気が活性時に高温となっている酸化触 媒やNOx触媒を有する排気浄化装置9から熱量� �持ち去り、排気は暖められた状態でサイク� �ン式捕集装置11に流入する。

 図8は、排気温度と水蒸気量との特性を示 す図である。図8の横軸は排気温度を示し、� �軸は水蒸気量を示している。図8に示すよう� ��、本実施例のようにサイクロン式捕集装置1 1内で排気が高温であれば、水と蒸気との境� �線に対し蒸気側に全水蒸気量が入り、凝縮� �は発生しない。これに対し、破線で示すよ� �に排気が低温であれば、水と蒸気との境界� �に対し水側に水蒸気量がはみ出し、このは� �出した量が凝縮水となってしまう。このよ� �に、本実施例では、サイクロン式捕集装置11 内では排気が高温であるので、排気の飽和蒸 気量が減少せず、サイクロン式捕集装置11内� ��排気から凝縮水が発生してしまうことを抑� ��できる。

 したがって、凝縮水発生に起因する吸排� ��配管の腐食信頼性に影響を及ぼすことを抑� ��できる。

 次に、本実施例による排気流量の制御ル� ��チンについて説明する。図9は、本実施例に よる排気流量の制御ルーチンを示したフロー チャートである。本ルーチンは、所定の時間 毎に繰り返し実行される。なお、本ルーチン を実行するECU14が本発明の第2制御手段に相当 する。

 ステップS201では、ECU14は、各種センサの� ��力信号を読み取り、内燃機関1の運転状態を 検出する。

 ステップS202では、ECU14は、ステップS201で 検出した内燃機関1の運転状態から、排気流� �を算出する。

 ステップS203では、ECU14は、ステップS202で 算出した排気流量から、流量調整弁13の開度� ��算出する。

 ステップS202で算出した排気流量が第2所� �流量より少ない場合には、サイクロン式捕� �装置11で異物を捕集することを優先するので 、流量調整弁13の開度は零(閉弁状態)である� �算出した排気流量が第2所定流量以上となる� ��合には、予め求めておいた排気流量に対応� ��る図3や図4と同様なマップに当該排気流量� �取り込み、サイクロン式捕集装置11が内燃機 関1の吸気系に影響を与える粒子径以上に粒� �径の大きい異物を捕集することが可能な範� �で流量調整弁13の開度を算出する。この開度 は、零よりも大きい値となる。なお、排気流 量が多い程、排気がサイクロン式捕集装置11� ��通過する際の圧力損失が大きくなる。この� ��とから、排気流量が多い程、圧力損失をよ� ��小さくするために、流量調整弁13の開度は� �り開かれるとよい。

 ステップS204では、ECU14は、ステップS203で 算出した値に流量調整弁13の開度を制御する� ��本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦� ��了する。

 以上の制御ルーチンを実行することによ� ��、排気がサイクロン式捕集装置11を通過す� �際の圧力損失が低減できる。

 なお、本実施例では、サイクロン式捕集� ��置11は排気浄化装置9の直下流に一体的に設� ��られていたが、これに限られず、サイクロ� ��式捕集装置11に流入する排気が排気浄化装� �9から熱量を持ち去り高温となっており、サ� ��クロン式捕集装置11内で排気が凝縮水を発� �させなければ、サイクロン式捕集装置11は排 気浄化装置9から離れて分離していてもよい� �

 <実施例3>
 次に、実施例3を説明する。ここでは、上述 した実施例と異なる構成について説明し、同 様の構成については説明を省略する。

 図10は、本実施例に係る内燃機関の排気� �流装置を適用する内燃機関、及びその吸排� �系の概略構成を示す図である。

 本実施例では、低圧EGR通路31内において� �圧EGRガスにサイクロン式捕集装置11をバイパ スさせるバイパス通路17を設けている。

 バイパス通路17には、バイパス通路17に低 圧EGRガスを流通させるために開弁し、バイパ ス通路17での低圧EGRガスの流通を遮断するた� ��に閉弁するバイパス弁18が配置されている� �このバイパス弁18は、電動アクチュエータに より開閉される。ECU14には、バイパス弁18の� �クチュエータが電気配線を介して接続され� �おり、該ECU14によりバイパス弁18が制御され� ��。

 ところで、本実施例では、低圧EGR通路31� �にサイクロン式捕集装置11が配置されている 。低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通� ��する際には少なからず圧力損失が生じてし� ��う。この圧力損失が大きくなると、所望量� ��低圧EGRガスが内燃機関に供給されなくなり� ��低圧EGRガスが不足してしまう。このため、� ��圧EGRガスの不足を要因として、吸気の酸素� ��度が低下せず燃焼温度、燃焼速度が低下せ� ��、燃焼時にNOxが発生してしまい、排気エミ� ��ションの悪化を招いてしまう。

 また、不足した低圧EGRガスを供給するた� ��に排気絞り弁10を閉じ側に制御すると、低� �EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通過する 際の圧力損失がさらに大きくなると共に、排 気の流れも滞り、ポンピングロスが増加し、 内燃機関1の出力低下や燃費の悪化を招いて� �まう。

 そこで、本実施例では、低圧EGR通路31を� �通する低圧EGRガス流量が、低圧EGRガスに乗� �た異物をコンプレッサ5aに到達させない閾値 である第3所定流量より少なく、かつ、ター� �チャージャ5の回転数が、サイクロン式捕集� ��置11で捕集しきれない小粒径の異物がコン� �レッサ5aに到達してもコンプレッサ5aを損傷� ��せない閾値である所定回転数より低い場合� ��、バイパス弁18を開弁するようにした。

 なお、第3所定流量とは、それより少ない 流量であると、低圧EGRガスに乗った異物をコ ンプレッサ5aに到達させない閾値となる低圧E GRガス流量である。また、所定回転数とは、� ��れより低い回転数であると、サイクロン式� ��集装置11で捕集しきれない小粒径の異物が� �ンプレッサ5aに到達してもコンプレッサ5aを� ��傷させない閾値となるターボチャージャ5の 回転数である。

 図11は、内燃機関1の運転状態に応じたバ� ��パス弁18を開弁する領域を示す図である。� �11の横軸は内燃機関1の機関回転数であり、� �軸は内燃機関1の機関負荷である。図11中、� �数の実線の特性曲線は、内燃機関1の運転状� ��に応じて要求される低圧EGRガス流量を示し� ��おり、機関負荷が軽・中負荷であり且つ機� ��回転数が高回転である程、内燃機関に要求� ��れる低圧EGRガス流量は増加傾向にある。複� ��の破線の特性曲線は、内燃機関の運転状態� ��応じて要求されるターボチャージャ5の回転 数を示しており、機関負荷が高負荷であり且 つ機関回転数が高回転である程、内燃機関1� �要求されるターボチャージャ5の回転数は高� ��転になる傾向にある。そして、斜線部が、� ��イパス弁18を開弁する条件が満たされた領� �(バイパス弁開弁領域)を示している。バイパ ス弁開弁領域である斜線部は、低圧EGRガス流 量が第3所定流量より少なく、かつターボチ� �ージャの回転数が所定回転数より低い領域� �ある。

 本実施例によると、内燃機関1の運転状態 が図11の斜線部のバイパス弁開弁領域にある� ��合に、バイパス弁18を開弁する。すると、� �圧EGR通路31を流通する低圧EGRガスにサイクロ ン式捕集装置11をバイパスさせて、当該低圧E GRガスはバイパス通路17を流通する。このた� �、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置11を通 過する際の圧力損失がなくなる。よって、低 圧EGR通路31の経路上での圧力損失が小さくな� ��。

 図12は、低圧EGRガス流量と低圧EGR通路31の 経路上での圧力損失との関係を示す図である 。図12中、破線の特性曲線は低圧EGRガス流量� ��対する低圧EGRガスがサイクロン式捕集装置1 1を通過する際の圧力損失を示し、実線の特� �曲線は低圧EGRガス流量に対する低圧EGRガス� �バイパス通路17を通過する際の圧力損失を示 している。図12に示すように、バイパス弁18� �開弁し、低圧EGRガスがバイパス通路17を通過 する場合に圧力損失が小さくなる。

 このように低圧EGR通路31の経路上での圧� �損失が低減されるので、所望量の低圧EGRガ� �を内燃機関1に供給でき、内燃機関1に供給さ れる低圧EGRガスは不足しない。したがって、 十分な低圧EGRガスが供給され、吸気の酸素濃 度が低下して燃焼温度、燃焼速度が低下して 、燃焼時に発生するNOxを低減でき、排気エミ ッションの悪化を抑制できる。

 また、不足した低圧EGRガスを供給するた� ��に排気絞り弁10を閉じ側に制御する必要が� �くなり、低圧EGRガスがサイクロン式捕集装� �11を通過する際の圧力損失がさらに大きくな ることがなく、また、排気の流れが滞ること がなく、ポンピングロスが増加せず、内燃機 関1の出力低下や燃費の悪化を抑制できる。

 ここで、低圧EGRガスをバイパス通路17へ� �すと、低圧EGRガスはサイクロン式捕集装置11 を通過しなくなり、サイクロン式捕集装置11� ��異物を捕集することができない。しかし、� ��実施例では、低圧EGR通路31を流通する低圧EG Rガス流量が、低圧EGRガスに乗った異物をコ� �プレッサ5aに到達させない閾値である第3所� �流量より少なく、かつ、ターボチャージャ5� ��回転数が、サイクロン式捕集装置11で捕集� �きれない小粒径の異物がコンプレッサ5aに到 達してもコンプレッサ5aを損傷させない閾値� ��ある所定回転数より低い場合に、バイパス� ��18を開弁する。このため、サイクロン式捕� �装置11で異物が捕集できていなくても、低圧 EGRガスに乗った異物はコンプレッサ5aに到達� ��ない、又はサイクロン式捕集装置11で捕集� �きれない小粒径の異物がコンプレッサ5aに到 達してもコンプレッサ5aを損傷させない。し� ��がって、内燃機関1の吸気系への異物混入に よる弊害が抑制できる。

 次に、本実施例によるバイパス弁18の制� �ルーチンについて説明する。図13は、本実施 例によるバイパス弁18の制御ルーチンを示し� ��フローチャートである。本ルーチンは、所� ��の時間毎に繰り返し実行される。なお、本� ��ーチンを実行するECU14が本発明の第3制御手� ��に相当する。

 ステップS301では、ECU14は、各種センサの� ��力信号を読み取り、内燃機関1の運転状態を 検出する。ここで、ターボチャージャ5の回� �数もコンプレッサ5aに隣接配置されるコンプ レッサ回転数センサなどにより検出されるこ ととなる。

 ステップS302では、ECU14は、ステップS301で 検出した内燃機関1の運転状態から、低圧EGR� �スを内燃機関1へ導入する必要があるか否か� ��別する。

 ステップS302において低圧EGRガスを内燃機 関1へ導入する必要があると肯定判定された� �合には、ステップS303へ移行する。ステップS 302において低圧EGRガスを内燃機関1へ導入す� �必要がないと否定判定された場合には、ス� �ップS307へ移行する。

 ステップS303では、ECU14は、ステップS301で 検出した内燃機関1の運転状態から、導入す� �き低圧EGRガス流量を算出する。

 ステップS304では、ECU14は、ステップS303で 算出した低圧EGRガス流量が第3所定流量より� �少ないか否か判別する。

 ステップS304において低圧EGRガス流量が第 3所定流量よりも少ないと肯定判定された場� �には、ステップS305へ移行する。ステップS304 において低圧EGRガス流量が第3所定流量以上� �あると否定判定された場合には、ステップS3 07へ移行する。

 ステップS305では、ECU14は、ステップS301で 検出したターボチャージャ5の回転数が所定� �転数よりも低いか否か判別する。

 ステップS305においてターボチャージャ5� �回転数が所定回転数よりも低いと肯定判定� �れた場合には、ステップS306へ移行する。ス� ��ップS305においてターボチャージャ5の回転� �が所定回転数以上であると否定判定された� �合には、ステップS307へ移行する。

 ステップS306では、ECU14は、バイパス弁18� �開弁する。本ステップの処理の後、本ルー� �ンを一旦終了する。

 一方、ステップS307では、ECU14は、バイパ� ��弁18を閉弁する。本ステップの処理の後、� �ルーチンを一旦終了する。

 以上の制御ルーチンを実行することによ� ��、低圧EGRガスにサイクロン式捕集装置11を� �イパスさせて、低圧EGR通路31の経路上での圧 力損失が低減できる。

 本発明に係る内燃機関の排気還流装置は� ��上述の実施例に限定されるものではなく、� ��発明の要旨を逸脱しない範囲内において種� ��の変更を加えてもよい。