内燃机的排气回流装置.pdf

本发明提供一种技术，该技术在内燃机的排气回流装置中，能够正确地算出低压EGR率及高压EGR率双方，可将低压EGR通道及高压EGR通道双方的流量控制形成为闭环控制，并使吸气温度和增压压力稳定、抑制排气排放的恶化，且可抑制动力性能的恶化。使用低压EGR通道的连接部位下游且高压EGR通道的连接部位上游的吸气通道中的CO2浓度、高压EGR通道的连接部位的下游的吸气通道中的CO2浓度、以及从内燃机排出的CO2浓度，计算出低压EGR率和高压EGR率(S103)，上述低压EGR率表示低压EGR气体量相对于内燃机吸入的吸气量的比例，上述高压EGR率表示高压EGR气体量相对于吸气量的比例，并将算出的低压EGR率和高压EGR率控制为各自的目标值(S104)。

1.  一种内燃机的排气回流装置，其特征在于，具有涡轮增压器、低压EGR通道、高压EGR通道、计算装置、以及EGR率控制机构，
上述涡轮增压器具有设置于内燃机的排气通道中的涡轮以及设置于内燃机的吸气通道中的压缩机，
上述低压EGR通道从上述涡轮下游的排气通道取入一部分排气作为低压EGR气体，并使该低压EGR气体向上述压缩机的上游的吸气通道回流，
上述高压EGR通道从上述涡轮上游的排气通道取入一部分排气作为高压EGR气体，并使该高压EGR气体向上述压缩机的下游的吸气通道回流，
上述计算装置使用上述低压EGR通道的连接部位下游且上述高压EGR通道的连接部位上游的吸气通道中的CO₂浓度、上述高压EGR通道的连接部位下游的吸气通道中的CO₂浓度、以及从内燃机排出的CO₂浓度，计算出低压EGR率以及高压EGR率，上述低压EGR率表示低压EGR气体量相对于内燃机吸入的吸气量的比例，上述高压EGR率表示高压EGR气体量相对于上述吸气量的比例，
上述EGR率控制机构将上述计算装置算出的上述低压EGR率及上述高压EGR率控制为各自的目标值。

2.  如权利要求1所述的内燃机的排气回流装置，其特征在于，具有第1CO₂浓度检测机构、第2CO₂浓度检测机构、以及第3CO₂浓度检测机构，
上述第1CO₂浓度检测机构检测上述低压EGR通道的连接部位下游且上述高压EGR通道的连接部位上游的吸气通道中的CO₂浓度，
上述第2CO₂浓度检测机构检测上述高压EGR通道的连接部位下游的吸气通道中的CO₂浓度，
上述第3CO₂浓度检测机构检测从内燃机排出的CO₂浓度。

3.  如权利要求1所述的内燃机的排气回流装置，其特征在于，具有第1CO₂浓度检测机构、第1CO₂浓度计算装置、以及第2CO₂浓度计算装置，
上述第1CO₂浓度检测机构检测上述低压EGR通道的连接部位下游且上述高压EGR通道的连接部位上游的吸气通道中的CO₂浓度，
上述第1CO₂浓度计算装置根据上述高压EGR通道的连接部位的下游的吸气通道中的吸气压力、行程容积、容积效率、吸气温度以及新气量和燃料喷射量，计算出上述高压EGR通道的连接部位下游的吸气通道中的CO₂浓度，
上述第2CO₂浓度计算装置根据新气量和燃料喷射量算出从内燃机排出的CO₂浓度。

4.  如权利要求2或权利要求3所述的内燃机的排气回流装置，其特征在于，具有旁通通道、压力调整机构、以及第1CO₂浓度检测机构，
上述旁通通道在上述低压EGR通道的连接部位下游且上述高压EGR通道的连接部位上游的吸气通道内，使上述压缩机下游的吸气通道的吸入气体返回到上述压缩机上游的吸气通道，
上述压力调整机构在上述旁通通道中将下游的压力调压为一定，
上述第1CO₂浓度检测机构在上述压力调整机构的下游的上述旁通通道中，检测上述低压EGR通道的连接部位下游且上述高压EGR通道的连接部位上游的吸气通道中的CO₂浓度。

内燃机的排气回流装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的排气回流装置。
背景技术
在日本特开2004-150319号公报中公开有以下技术，该技术具有低压EGR通道和高压EGR通道，上述低压EGR通道将来自涡轮增压器的涡轮下游的排气通道的一部分排气作为低压EGR气体而取入，并使该低压EGR气体向涡轮增压器的压缩机上游的吸气通道回流；上述高压EGR通道将来自涡轮的上游的排气通道的一部分排气作为高压EGR气体而取入，并使该高压EGR气体向压缩机下游的吸气通道回流，并且该技术同时有效地使用上述低压EGR通道和高压EGR通道，能够不损失动力性能、EGR控制的控制性以及响应性而实现在大的运转范围内降低排气排放。
发明内容
在上述公报所公开的同时使用低压EGR通道和高压EGR通道的装置中，需要将一方的EGR通道的流量控制形成为开环控制。因此，当一方的EGR通道的EGR气体流量由于内燃机的个体差等而出现偏差时，吸气温度和增压压力变化，存在导致排气排放恶化或动力性能恶化的情况。
本发明就是鉴于上述问题而提出的，目的是提供一种技术，该技术在内燃机的排气回流装置中，能正确地算出低压EGR率及高压EGR率双方，能将低压EGR通道及高压EGR通道双方的流量控制形成为闭环控制，使吸气温度和增压压力稳定，可抑制排气排放的恶化，并抑制动力性能的恶化。
本发明采用以下的结构。即，本发明是一种内燃机的排气回流装置，其特征在于，具有涡轮增压器、低压EGR通道、高压EGR通道、计算装置、以及EGR率控制机构，
上述涡轮增压器具有设置于内燃机的排气通道中的涡轮以及设置于内燃机的吸气通道中的压缩机，
上述低压EGR通道从上述涡轮下游的排气通道取入一部分排气作为低压EGR气体，并使该低压EGR气体向上述压缩机的上游的吸气通道回流，
上述高压EGR通道从上述涡轮上游的排气通道取入一部分排气作为高压EGR气体，并使该高压EGR气体向上述压缩机的下游的吸气通道回流，
上述计算装置使用上述低压EGR通道的连接部位下游且上述高压EGR通道的连接部位上游的吸气通道中的CO₂浓度、上述高压EGR通道的连接部位下游的吸气通道中的CO₂浓度、以及从内燃机排出的CO₂浓度，计算出低压EGR率以及高压EGR率，上述低压EGR率表示低压EGR气体量相对于内燃机吸入的吸气量的比例，上述高压EGR率表示高压EGR气体量相对于上述吸气量的比例，
上述EGR率控制机构将上述计算装置算出的上述低压EGR率及上述高压EGR率控制为各自的目标值。
在本发明中，使用低压EGR通道的连接部位的下游且高压EGR通道的连接部位的上游的吸气通道的CO₂浓度、高压EGR通道的连接部位的下游的吸气通道的CO₂浓度、以及从内燃机排出的CO₂浓度，计算出低压EGR率以及高压EGR率，上述低压EGR率表示相对于内燃机吸入的吸气量的低压EGR气体量的比例，上述高压EGR率表示相对于上述吸气量的高压EGR气体量的比例。
根据本发明，能够正确地算出低压EGR率及高压EGR率双方。因此，基于低压EGR率和高压EGR率，能够将低压EGR通道和高压EGR通道双方的流量控制形成为闭环控制。因此，能够使吸气温度和增压压力稳定，能够抑制排气排放的恶化，并能够抑制动力性能的恶化。
并且，由于在求得低压EGR率时能够正确地算出EGR气体量，所以在同时使用低压EGR通道和高压EGR通道的情况下，能够正确地算出通过配置于排气通道的排气净化装置的排气流量，并能够提高排气净化装置的温度控制精度。
本发明也可以具有第1CO₂浓度检测机构、第2CO₂浓度检测机构、以及第3CO₂浓度检测机构，
上述第1CO₂浓度检测机构检测上述低压EGR通道的连接部位下游且上述高压EGR通道的连接部位上游的吸气通道中的CO₂浓度，
上述第2CO₂浓度检测机构检测上述高压EGR通道的连接部位下游的吸气通道中的CO₂浓度，
上述第3CO₂浓度检测机构检测从内燃机排出的CO₂浓度。
根据本发明，能够正确地检测各部位的CO₂浓度，并能够使用各部位的CO₂浓度正确地算出低压EGR率以及高压EGR率双方。
本发明也可以具有第1CO₂浓度检测机构、第1CO₂浓度计算装置、以及第2CO₂浓度计算装置，
上述第1CO₂浓度检测机构检测上述低压EGR通道的连接部位下游且上述高压EGR通道的连接部位上游的吸气通道中的CO₂浓度，
上述第1CO₂浓度计算装置根据上述高压EGR通道的连接部位的下游的吸气通道中的吸气压力、行程容积、容积效率、吸气温度以及新气量和燃料喷射量，计算出上述高压EGR通道的连接部位下游的吸气通道中的CO₂浓度，
上述第2CO₂浓度计算装置根据新气量和燃料喷射量算出从内燃机排出的CO₂浓度。
根据本发明，仅使用1个昂贵的CO₂浓度检测机构，从而可降低成本，并能够正确地导出各部位的CO₂浓度，并能够使用各部位的CO₂浓度正确地算出低压EGR率以及高压EGR率双方。
本发明也可以具有旁通通道、压力调整机构、以及第1CO₂浓度检测机构，
上述旁通通道在上述低压EGR通道的连接部位下游且上述高压EGR通道的连接部位上游的吸气通道内，使上述压缩机下游的吸气通道的吸入气体返回到上述压缩机上游的吸气通道，
上述压力调整机构在上述旁通通道中将下游的压力调压为一定，
上述第1CO₂浓度检测机构在上述压力调整机构的下游的上述旁通通道中，检测上述低压EGR通道的连接部位下游且上述高压EGR通道的连接部位上游的吸气通道中的CO₂浓度。
根据本发明，由于检测出新气和低压EGR气体充分混合而形成一定压力后的混合气体的CO₂浓度，所以该混合气体混合均匀且具有一定的压力，因此，能够缩小检测时的计测误差，并能够正确地检测该混合气体的CO₂浓度。
根据本发明，在内燃机的排气回流装置中，可正确地算出低压EGR率及高压EGR率双方，使低压EGR通道和高压EGR通道双方的流量控制形成为闭环控制，并可使吸气温度和增压压力稳定，能够抑制排气排放的恶化，并能够抑制动力性能的恶化。
附图说明
图1是表示实施例1的内燃机和其吸、排气系统的图。
图2是表示实施例1的EGR率控制的程序的流程图。
图3是表示实施例2的内燃机和其吸、排气系统的图。
图4是表示实施例3的内燃机和其吸、排气系统的图。
具体实施方式
下面，对本发明的具体实施例进行说明。
实施例1
图1是表示适用本实施例的内燃机的排气回流装置的内燃机及其吸、排气系统的大致结构的图。图1所示的内燃机1是具有4个气缸2的水冷式4冲程柴油发动机。吸气通道3和排气通道4与内燃机1相连接。
在与内燃机1相连接的吸气通道3的中段，配置有以排气能量作为驱动源而工作的涡轮增压器5的压缩机壳体5a。并且，在压缩机壳体5a的上游的吸气通道3中，配置有调节在该吸气通道3内流通的吸入气体的流量的第1节气门6。该第1节气门6通过电动促动器而开闭。在第1节气门6的上游的吸气通道3中，配置有输出与在该吸气通道3内流通的新吸入空气(以下称为新气)的流量相对应的信号的空气流量计7。通过该空气流量计7，测定内燃机1的新气量。
在压缩机壳体5a的下游的吸气通道3中，配置有通过吸入气体和外气而进行热交换的中间冷却器8。而且，在中间冷却器8的下游的吸气通道3中，设置有调整该吸气通道3内流通的吸入气体的流量的第2节气门9。该第2节气门9通过电动促动器而开闭。
另一方面，在与内燃机1相连接的排气通道4的中途，配置有涡轮增压器5的涡轮箱5b。并且，在涡轮箱5b的下游的排气通道4中，配置有排气净化装置10。
排气净化装置10具有氧化催化剂和配置于该氧化催化剂的后段的微粒物滤清器(以下简称为滤清器)。滤清器中保持有吸附还原型NO_X催化剂(以下简称为NO_X催化剂)。
并且，在排气净化装置10的下游的排气通道4中，设置有调节该排气通道4内流通的排气的流量的排气节流阀11。该排气节流阀11通过电动促动器开闭。
而且，在内燃机1中，具有以低压使在排气通道4内流通的一部分排气向吸气通道3回流(再循环)的低压EGR装置30。该低压EGR装置30具有低压EGR通道31、低压EGR阀(LPL阀)32、以及低压EGR冷却器33。
低压EGR通道31连接排气净化装置10的下游且排气节流阀11的上游侧的排气通道4、以及压缩机壳体5a的上游且第1节气门6的下游侧的吸气通道3。通过该低压EGR通道31，排气以低压送入内燃机1。而且，在本实施例中，将流过低压EGR通道31并回流的排气称为低压EGR气体(LPL气体)。
并且，低压EGR阀32通过调整低压EGR通道31的通道截面积而调节流过该低压EGR通道31的低压EGR气体的量。另外，低压EGR气体量的调节也可以通过调整低压EGR阀32的开度以外的方法进行。例如，通过调整第1节气门6的开度而使低压EGR通道31的上游和下游的压差变化，由此可以调节低压EGR气体的量。
另外，低压EGR冷却器33利用通过该低压EGR冷却器33的低压EGR气体和内燃机1的装置冷却水进行热交换，从而降低该低压EGR气体的温度。
另一方面，在内燃机1中，具有使在排气通道4内流通的一部分排气以高压向吸气通道3回流的高压EGR装置40。该高压EGR装置40具有高压EGR通道41和高压EGR阀(HPL阀)42。
高压EGR通道41连接涡轮箱5b上游侧的排气通道4、以及压缩机壳体5a下游侧的吸气通道3。通过该高压EGR通道41，排气以高压被送入内燃机1。而且，在本实施例中，将流过高压EGR通道41而回流的排气称作高压EGR气体(HPL气体)。
并且，高压EGR阀42通过调整高压EGR通道41的通道截面积而调整流过该高压EGR通道41的高压EGR气体的量。另外，高压EGR气体量的调节也可以通过调整高压EGR阀42的开度以外的方法进行。例如，通过调整第2节气门9的开度而使高压EGR通道41的上游和下游的压差变化，由此能够调节高压EGR气体的量。并且，在涡轮增压器5为可变容量型的情况下，通过调整用于变更涡轮的流量特性的喷管隔片的开度也能够调节高压EGR气体的量。
在如上述那样构成的内燃机1中，同时设置有ECU12，该ECU12作为用于控制该内燃机1的电子控制单元。该ECU12是对应内燃机1的运转条件或驾驶者的要求而控制内燃机1的运转状态的单元。
空气流量计7等各种传感器经由电气配线与ECU12相连接，这些各种传感器的输出信号被输入ECU12。
另一方面，第1节气门6、第2节气门9、排气节流阀11、低压EGR阀32、以及高压EGR阀42的各促动器经由电气配线与ECU12相连接，通过该ECU12控制这些机器。
而且，通过控制低压EGR阀32以及高压EGR阀42，调节表示低压EGR气体相对于吸入内燃机1的吸入气体的比例的低压EGR率、以及表示高压EGR气体相对于吸入内燃机1的吸入气体的比例的高压EGR率。
这里，以往，在同时使用低压EGR通道和高压EGR通道的装置中，需要使一方的EGR通道的流量控制形成为开环控制。因此，当一方的EGR通道的EGR气体流量因内燃机的个体差等而产生偏差时，吸气温度或增压压力变化，存在导致排气排放恶化或动力性能恶化的情况。
因此，在本实施例中，由于能够正确地算出低压EGR率和高压EGR率双方，并将该低压EGR率和高压EGR率控制为各自的目标值，所以可将低压EGR通道31和高压EGR通道41的双方的流量控制形成为闭环控制。据此，能够使吸气温度和增压压力稳定，可以抑制排气排放的恶化，并抑制动力性能的恶化。
并且，由于在求得低压EGR率时能够正确地算出低压EGR气体量，所以，在同时使用低压EGR通道31和高压EGR通道41的情况下，能够正确地算出通过配置于排气通道4的排气净化装置10的排气流量，并能够提高排气净化装置10的温度控制精度。
这里，使用低压EGR通道31的连接部位下游且高压EGR通道41的连接部位上游的吸气通道3的CO₂浓度、高压EGR通道41的连接部位下游的吸气通道3的CO₂浓度、以及从内燃机1排出的CO₂浓度这3个部位的CO₂浓度，计算出本实施例的低压EGR率以及高压EGR率。
因此，在本实施例中，3个部位的CO₂浓度分别由O₂浓度传感器13、14、15检测出来。即，在本实施例中，具有用于检测低压EGR通道31的连接部位下游且高压EGR通道41的连接部位上游的吸气通道3的CO₂浓度的O₂浓度传感器13、用于检测高压EGR通道41的连接部位下游的吸气通道3的CO₂浓度的O₂浓度传感器14、以及用于检测从内燃机1排出的CO₂浓度的O₂浓度传感器15。由此，可正确地检测各部位的CO₂浓度，可使用各部位的CO₂浓度正确地算出低压EGR率以及高压EGR率双方。
另外，通过O₂浓度传感器13、14、15检测出CO₂浓度是由于如下的原因，即，由于在内燃机1中O₂浓度和CO₂浓度为1对1的关系，所以可将O₂浓度置换为CO₂浓度。因此，本实施例的O₂浓度传感器13、14、15与本发明的第1～第3CO₂浓度检测机构相当。另外，在本实施例中，为了检测出CO₂浓度而测定O₂浓度，但是除此之外，也可以测定H₂O浓度或N₂浓度来检测出CO₂浓度。
而且，使用上述3个部位的CO₂浓度，
设通过空气流量计7测定的新气量为Gn，
以新气(大气)的CO₂浓度为CO2N(由于CO2N为大气的CO₂浓度，所以为已知)，以O₂浓度传感器13检测出的新气和低压EGR气体的混合气体的CO₂浓度为CO2NL，
以O₂浓度传感器14检测出的新气、低压EGR气体和高压EGR气体的混合气体的CO₂浓度为CO2NLH，
以O₂浓度传感器15检测出的排气的CO₂浓度为CO2EH。
这样，包含全部吸入内燃机1的新气、低压EGR气体以及高压EGR气体的吸气量Gcyl可以表示为，
Gcyl＝((CO2EH-CO2N)/(CO2EH-CO2NLH))·Gn...(式1)
流过低压EGR通道31的低压EGR气体量Glpl可以表示为，
Glpl＝((CO2NL-CO2N)/(CO2EH-CO2NL))·Gn...(式2)
流过高压EGR通道41的高压EGR气体量Ghpl可以表示为，
Ghpl＝(((CO2EH-CO2N)/(CO2EH-CO2NLH))-
((CO2NL-CO2N)/(CO2EH-CO2NL))-1)·Gn...(式3)
另一方面，表示低压EGR气体相对于吸入内燃机1的吸入气体的比例的低压EGR率为，
低压EGR率＝Glpl/Gcyl...(式4)
表示高压EGR气体相对于吸入内燃机1的吸入气体的比例的高压EGR率为，
高压EGR率＝Ghpl/Gcyl...(式5)
因此，能够由上述(式1)、(式2)和(式4)算出低压EGR率，并能够由上述(式1)、(式3)和(式5)算出高压EGR率。而且，通过控制低压EGR阀32和高压EGR阀42，将算出的低压EGR率和高压EGR率控制为各自的目标值。
另外，低压EGR率和高压EGR率的目标值是对应于内燃机1的运转状态和环境状况而适当设定的值。
接下来，对本实施例的EGR率控制的程序进行说明。图2是表示本实施例的EGR率控制的程序的流程图。本程序每隔规定的时间被重复执行。
在步骤S101中，ECU12判别是否使低压EGR气体和高压EGR气体流通。通过没有图示的开度传感器检测出低压EGR阀32的开度和高压EGR阀42的开度，根据它们的开闭状态判断是否使低压EGR气体和高压EGR气体流通。
在步骤S101中，在低压EGR阀32和/或高压EGR阀42为闭阀状态，并且判定为不使低压EGR气体和高压EGR气体流通的情况下，ECU12暂时结束本程序。并且，在低压EGR阀32和高压EGR阀42为开阀状态，并且判定使低压EGR气体和高压EGR气体流通的情况下，进入步骤S102。
在步骤S102中，ECU11处理来自气体流量计7和O₂浓度传感器13、14、15等的输入信号。
在步骤S102的后续步骤S103中，ECU11算出低压EGR率和高压EGR率。如上所述，使用空气流量计7测定的新气量Gn和O₂浓度传感器13、14、15测定的CO₂浓度，能够由上述(式1)、(式2)和(式4)算出低压EGR率，并能够由上述(式1)、(式3)和(式5)算出高压EGR率。
这里，在本步骤中算出低压EGR率和高压EGR率的ECU12相当于本发明的计算装置。
在步骤S103的后续步骤S104中，ECU12为了将在步骤S103中算出的低压EGR率和高压EGR率控制为各自的目标值而调节低压EGR阀32的开度和高压EGR阀42的开度。
即，与低压EGR率和其目标值的差相对应地调节低压EGR阀32的开度，并且与高压EGR率和其目标值的差相对应地调节高压EGR阀42的开度。
这里，低压EGR阀32和高压EGR阀42的调节开度量，能够通过将上述低压EGR率和高压EGR率与它们的目标值的差适用于映像(マツプ)而得到。表示该开度量和该差的相关关系的映像通过预先的试验等求得，并储存在ECU12中。
在本步骤中，调节低压EGR阀32的开度以及高压EGR阀42的开度并将低压EGR率和高压EGR率控制为各自的目标值的ECU12，相当于本发明的EGR率控制机构。
根据以上说明的EGR率控制，通过正确地算出低压EGR率和高压EGR率，并将该低压EGR率和高压EGR率控制为各自的目标值，可使低压EGR通道和高压EGR通道双方的流量控制形成为闭环控制。
另外，在本实施例中，只通过低压EGR阀32的开度和高压EGR阀42的开度的调节进行低压EGR率和高压EGR率的控制。但是并不仅限于此，也可以采用以下方式，即，调节第1、第2节气门6、9的开度或可变容量型涡轮增压器的喷管隔片的开度等并调节低压EGR阀32的开度以及高压EGR阀42的开度，进行低压EGR率和高压EGR率的控制。
实施例2
在上述实施例中，使用O₂浓度传感器分别测定3个部位的CO₂浓度。但是，O₂浓度传感器价格昂贵，在每1个内燃机中配置3个会导致成本上升。因此，在本实施例中，只具有一个检测吸气通道的CO₂浓度的O₂浓度传感器13，上述吸气通道位于低压EGR通道31的连接部位的下游和高压EGR通道41的连接部位的上游，其它部位的CO₂浓度通过运算而算出。由于它的其它结构与上述实施例相同，所以省略重复的说明。
图3是表示适用本实施例的内燃机的排气回流装置的内燃机及其吸、排气系统的大致结构的图。在高压EGR通道41的连接部位下游的吸气通道3中，配置有检测高压EGR通道41的连接部位下游的吸气通道3的吸气压力的吸气压力传感器16。并且，同样地，在高压EGR通道41的连接部位的下游的吸气通道3中，设置有检测高压EGR通道41的连接部位下游的吸气通道3的吸气温度的吸气温度传感器17。
而且，在本实施例中，由于正确地算出低压EGR率和高压EGR率双方，并将该低压EGR率和高压EGR率控制为各自的目标值，所以能够使低压EGR通道和高压EGR通道双方的流量控制形成为闭环控制。由此，能够使吸气温度和增压压力稳定，能够抑制排气排放的恶化，并能够抑制动力性能的恶化。
并且，由于在求低压EGR率时能够正确地计算出低压EGR气体量，所以在同时使用低压EGR通道31和高压EGR通道41的情况下，能够正确地算出通过配置于排气通道4的排气净化装置10的排气流量，并能够提高排气净化装置10的温度控制精度。
这里，本实施例使用低压EGR通道31的连接部位下游且高压EGR通道41的连接部位上游的吸气通道3的CO₂浓度、高压EGR通道41的连接部位下游的吸气通道3的CO₂浓度、以及从内燃机1排出的CO₂浓度这三个部位的CO₂浓度，计算出低压EGR率以及高压EGR率。
在本实施例中，使用O₂浓度传感器13检测上述3个部位中的1个部位的CO₂浓度，并且通过运算算出其它2个部位的CO₂浓度。即，在本实施例中具有O₂浓度传感器13，该O₂浓度传感器13用于检测低压EGR通道31的连接部位下游且高压EGR通道41的连接部位上游的吸气通道3中的CO₂浓度。另外，该O₂浓度传感器13相当于本发明的第1CO₂浓度检测机构。并且，通过运算计算出高压EGR通道41的连接部位下游的吸气通道3中的CO₂浓度和从内燃机1排出的CO₂浓度。
这里，作为高压EGR通道41的连接部位的下游的吸气通道3中的CO₂浓度，新气、低压EGR气体、以及高压EGR气体的混合气体的CO₂浓度CO2NLH可以表示为
CO2NLH＝((Gcyl-Gn)·CO2EH)/Gcyl...(式6)
而且，(式6)中所使用的吸气量Gcyl可以表示为
Gcyl＝(Pim·Vcy1·ηv)/(R·Tim)...(式7)
其中，Pim：吸气压力(通过吸气压力传感器16测定)
Vcyl：行程容积
ηv：容积效率
R：气体常数
Tim：吸气温度(通过吸气温度传感器17测定)。
另一方面，作为从内燃机1排出的CO₂浓度，排气的CO₂浓度CO2EH可以表示为(Gn，Q)的函数，即，
CO2EH＝Func(Gn，Q)...(式8)
其中，Gn：新气量(通过空气流量计7测定)
Q：燃料喷射量(内燃机1喷射的量，ECU12指定的量)
另外，(式8)的函数是由Gn、Q的值导出排气的CO₂浓度CO2EH的规定函数。
因此，能够由(式6)、(式7)、(式8)导出高压EGR通道41的连接部位下游的吸气通道3中的CO₂浓度，能够由(式8)导出从内燃机1排出的CO₂浓度。另外，由本实施例的(式6)、(式7)、(式8)导出高压EGR通道41的连接部位下游的吸气通道3中的CO₂浓度的ECU12，相当于本发明的第1CO₂浓度计算装置。并且，本实施例的由(式8)导出从内燃机1排出的CO₂浓度的ECU12，相当于本发明的第2CO₂浓度计算装置。
根据本实施例，只是用1个价格昂贵的O₂浓度传感器，从而能够降低成本，并且能够正确地导出需要求得的3个部位的CO₂浓度，且能够使用各部位的CO₂浓度而正确地计算出低压EGR率以及高压EGR率双方。
实施例3
在上述实施例中，将用于检测低压EGR通道31的连接部位下游且高压EGR通道41的连接部位上游的吸气通道3中的CO₂浓度的O₂浓度传感器13，配置于压缩机壳体5a上游的吸气通道3。但是，在配置有O₂浓度传感器13的压缩机壳体5a的上游的吸气通道3中，新气与低压EGR气体没有充分地混合，不能够检测出正确的CO₂浓度。因此，在本实施例中，设置使压缩机壳体5a下游的吸气通道3的吸入气体返回压缩机壳体5a上游的吸气通道3中的旁通通道18，在该旁通通道18中通过O₂浓度传感器13检测出CO₂浓度。此时，为了使旁通通道18内流动的新气与低压EGR气体充分地混合而具有一定的压力并缩小O₂浓度传感器13的测定误差，在旁通通道18中配置将下游的压力调压为一定的压力调整阀19。由于它的其它的结构与上述实施例相同，因此省略重复的说明。
图4是表示使用本实施例的内燃机的排气回流装置的内燃机及其吸、排气系统的大致结构的图。在低压EGR通道31的连接部位的下游且高压EGR通道41的连接部位的上游的吸气通道3中，配置有旁通通道18，该旁通通道18使压缩机壳体5a下游的吸气通道3的吸入气体返回压缩机壳体5a的上游的吸气通道3。
而且，在旁通通道18中具有将下游的压力调压为一定的压力调整阀19。本实施例的压力调整阀19相当于本发明的压力调整机构。
并且，在压力调整阀19的下游的旁通通道18中，具有检测低压EGR通道31的连接部位下游且高压EGR通道41的连接部位上游的吸气通道3中的CO₂浓度的O₂浓度传感器13。另外，该O₂浓度传感器13相当于本发明的第1CO₂浓度检测机构。
在具有以上结构的本实施例中，为了检测新气和低压EGR气体充分混合并具有一定压力后的混合气体的CO₂浓度，该混合气体混合均匀并且具有一定的压力，所以能够缩小检测时的检测误差，并能够正确地检测出新气与低压EGR气体混合后的该混合气体的CO₂浓度。
因此，与上述实施例相同，通过正确地算出低压EGR率以及高压EGR率双方，并将该低压EGR率和高压EGR率控制为各自的目标值，从而使低压EGR通道和高压EGR通道双方的流量控制形成为闭环控制。据此，能够使吸气温度和增压压力稳定，并能够抑制排气排放的恶化，且能够抑制动力性能的恶化。
并且，由于在求低压EGR率时能够正确地算出低压EGR气体量，所以在同时使用低压EGR通道31和高压EGR通道41的情况下，能够正确地算出通过配置于排气通道4的排气净化装置10的排气流量，并能够提高排气净化装置10的温度控制精度。
本发明的内燃机的排气回流装置并不限定于上述实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种变化。
根据本发明，在内燃机排气回流装置中，能够正确地算出低压EGR率和高压EGR率双方，并能使低压EGR通道和高压EGR通道双方的流量控制形成为闭环控制，能够使吸气温度和增压压力稳定，并能够抑制排气排放的恶化，且能够抑制动力性能的恶化。