(57)【要約】【課題】シリンダ内に腐食性流体が残留することを効果的に抑止する。【解決手段】車両１に搭載されたエンジン１０と、エンジン１０のシリンダＣ内に燃料を噴射するインジェクタ１５と、エンジン１０の排気系と吸気系とを接続する再循環排気通路５１及び、再循環排気通路５１を開閉可能なバルブ５３を有する排気再循環装置５０と、エンジン１０の停止要求がなされると、バルブ５３を全閉にすると共に、インジェクタ１５の燃料噴射量を増加させてエンジン回転数を上昇させ、シリンダＣ内に新気を導入することにより、シリンダＣ内に残留する腐食性流体を外部に送り出す掃気制御を実行する掃気制御実行部１１０とを備えた。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたエンジンと、
前記エンジンのシリンダ内に燃料を噴射するインジェクタと、
前記エンジンの排気系と吸気系とを接続する再循環排気通路及び、該再循環排気通路を開閉可能なバルブを有する排気再循環装置と、
前記エンジンの停止要求がなされると、前記バルブを全閉にすると共に、前記インジェクタの燃料噴射量を増加させて前記エンジンの回転数を上昇させ、前記シリンダ内に新気を導入することにより、該シリンダ内に残留する腐食性流体を外部に送り出す掃気制御を実行する掃気制御実行手段と、を備える
ことを特徴とするエンジン装置。
【請求項２】
前記掃気制御実行手段は、前記エンジンの停止要求がなされた際に、該エンジンの冷却水温が所定の暖機温度未満の場合に、前記掃気制御を実行する
請求項１に記載のエンジン装置。
【請求項３】
前記掃気制御実行手段は、前記冷却水温が低いほど、前記インジェクタの燃料噴射量を増加させる
請求項２に記載のエンジン装置。
【請求項４】
前記掃気制御実行手段は、前記エンジンの直近の始動から今回の停止までの前記車両の走行距離又は走行時間が短距離移動を示す所定の閾値以下の場合に、前記掃気制御を実行する
請求項１から３の何れか一項に記載のエンジン装置。
【請求項５】
前記掃気制御実行手段は、前記走行距離又は前記走行時間が短いほど、前記インジェクタの燃料噴射量を増加させる
請求項４に記載のエンジン装置。
【請求項６】
車両に搭載されたエンジンと、前記エンジンのシリンダ内に燃料を噴射するインジェクタと、前記エンジンの排気系と吸気系とを接続する再循環排気通路及び、該再循環排気通路を開閉可能なバルブを有する排気再循環装置と、を備えるエンジン装置の制御方法であって、
前記エンジンの停止要求がなされると、前記バルブを全閉にすると共に、前記インジェクタの燃料噴射量を増加させて前記エンジンの回転数を上昇させ、前記シリンダ内に新気を導入することにより、該シリンダ内に残留する腐食性流体を外部に送り出す掃気制御を実行する
ことを特徴とするエンジン装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジン装置及び、エンジン装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のエンジン装置の一例として、排気の少なくとも一部を吸気系に再循環させて排気中に含まれるＮＯｘを低減させる排気再循環装置（Exhaust Gas Recirculation System以下、ＥＧＲ装置）を備えるものが知られている（例えば、特許文献１，２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１０５１８９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８８９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＥＧＲ装置を備えるエンジン装置においては、例えば、車両が短距離移動を繰り返し、これに伴いエンジンが頻繁に始動／停止を繰り返すと、ＥＧＲガスやＥＧＲガスに含まれる水蒸気から生成される凝縮水等の腐食性流体がシリンダ内に残留する場合がある。このような腐食性流体がシリンダ内に残留した状態で放置されると、エンジン内部の腐食や破損を引き起こすといった課題がある。
【０００５】
本開示の技術は、シリンダ内に腐食性流体が残留することを効果的に抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の装置は、車両に搭載されたエンジンと、前記エンジンのシリンダ内に燃料を噴射するインジェクタと、前記エンジンの排気系と吸気系とを接続する再循環排気通路及び、該再循環排気通路を開閉可能なバルブを有する排気再循環装置と、前記エンジンの停止要求がなされると、前記バルブを全閉にすると共に、前記インジェクタの燃料噴射量を増加させて前記エンジンの回転数を上昇させ、前記シリンダ内に新気を導入することにより、該シリンダ内に残留する腐食性流体を外部に送り出す掃気制御を実行する掃気制御実行手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記掃気制御実行手段は、前記エンジンの停止要求がなされた際に、該エンジンの冷却水温が所定の暖機温度未満の場合に、前記掃気制御を実行することが好ましい。
【０００８】
また、前記掃気制御実行手段は、前記冷却水温が低いほど、前記インジェクタの燃料噴射量を増加させることが好ましい。
【０００９】
また、前記掃気制御実行手段は、前記エンジンの直近の始動から今回の停止までの前記車両の走行距離又は走行時間が短距離移動を示す所定の閾値以下の場合に、前記掃気制御を実行することが好ましい。
【００１０】
また、前記掃気制御実行手段は、前記走行距離又は前記走行時間が短いほど、前記インジェクタの燃料噴射量を増加させることが好ましい。
【００１１】
本開示の方法は、車両に搭載されたエンジンと、前記エンジンのシリンダ内に燃料を噴射するインジェクタと、前記エンジンの排気系と吸気系とを接続する再循環排気通路及び、該再循環排気通路を開閉可能なバルブを有する排気再循環装置と、を備えるエンジン装置の制御方法であって、前記エンジンの停止要求がなされると、前記バルブを全閉にすると共に、前記インジェクタの燃料噴射量を増加させて前記エンジンの回転数を上昇させ、前記シリンダ内に新気を導入することにより、該シリンダ内に残留する腐食性流体を外部に送り出す掃気制御を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の技術によれば、シリンダ内に腐食性流体が残留することを効果的に抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る車両に搭載されたエンジン装置を示す模式的な全体構成図である。
【図２】本実施形態に係る第１マップの一例を示す模式図である。
【図３】本実施形態に係る第２マップの一例を示す模式図である。
【図４】本実施形態に係る掃気制御の処理を説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るエンジン装置及び、エンジン装置の制御方法を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る車両１に搭載されたエンジン装置を示す模式的な全体構成図である。
【００１６】
エンジン１０のシリンダヘッド１１には、シリンダＣ内に吸気を導入する吸気ポート１１Ａ及び、シリンダＣ内から排気を導出する排気ポート１１Ｂが設けられている。また、シリンダヘッド１１には、図示しない動弁機構により開閉作動する吸気バルブ１２及び、排気バルブ１４が設けられている。さらに、シリンダヘッド１１には、シリンダＣ内に燃料を直噴するインジェクタ１５が設けられている。インジェクタ１５の燃料噴射量や噴射タイミングは、電子制御ユニット（Electric  Control  Unit；以下、ＥＣＵ）１００から入力される指示信号に応じて制御される。
【００１７】
シリンダヘッド１１の下部には、シリンダブロック１６が設けられている。また、シリンダブロック１６には、ピストンＰを往復移動自在に収容するシリンダＣが設けられている。ピストンＰには、コネクティングロッドＣＲやクランクアームＣＡ等を介してクランクシャフトＣＳが連結されており、ピストンＰの往復運動が回転運動に変換されてクランクシャフトＣＳに伝達されるようになっている。
【００１８】
なお、図示の関係上、図１にはエンジン１０の複数気筒のうち１気筒のみを示し、他の気筒については図示を省略している。エンジン１０は、複数気筒又は単気筒の何れであってもよい。
【００１９】
シリンダヘッド１１の吸気側の側部には、吸気ポート１１Ａと連通する吸気マニホールド２０が設けられている。吸気マニホールド２０には吸気を導入する吸気通路２１が接続されている。吸気通路２１には、吸気上流側から順に、エアクリーナ２２、過給機３０のコンプレッサ３２、インタークーラ２３、吸気スロットルバルブ２４等が設けられている。吸気スロットルバルブ２４の開閉作動は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて制御される。
【００２０】
シリンダヘッド１１の排気側の側部には、排気ポート１１Ｂと連通する排気マニホールド２５が設けられている。排気マニホールド２５には排気を大気に導く排気通路２６が接続されている。排気通路２６には、排気上流側から順に、過給機３０のタービン３１、不図示の排気浄化装置等が設けられている。
【００２１】
過給機３０は、排気により駆動するタービン３１と、タービン３１と回転軸で連結されて吸気を圧送するコンプレッサ３２とを備えている。なお、過給機３０は、図示例のコンベンショナルタイプに限定されず、可変翼を備える可変容量型タイプであってもよい。
【００２２】
ＥＧＲ装置５０は、排気通路２６を流れる排気の少なくとも一部をＥＧＲガスとして吸気通路２１に再循環させるＥＧＲ通路５１（再循環排気通路）と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ５２と、ＥＧＲ通路５１を開閉可能なＥＧＲバルブ５３（バルブ）とを備えている。ＥＧＲバルブ５３は、好ましくは、ＥＧＲクーラ５２よりも下流側のＥＧＲ通路５１に設けられている。ＥＧＲバルブ５３の作動は、ＥＣＵ１００からの指令に応じて制御される。
【００２３】
冷却水循環装置６０は、冷却水を外気との熱交換により冷却するラジエータ６１と、シリンダブロック１６に形成されたウォータジャケット６２と、ウォータジャケット６２の出口部とラジエータ６１の入口部とを接続する上流配管６３と、ラジエータ６１の出口部とウォータジャケット６２の入口部とを接続する下流配管６４と、上流配管６３と下流配管６４とを接続してラジエータ６１を迂回するバイパス配管６５と、上流配管６３とバイパス配管６５との分岐部に設けられたサーモスタット６６と、冷却水を圧送する圧送ポンプ６７とを備えている。
【００２４】
上流配管６３のウォータジャケット６２出口部近傍には、ウォータジャケット６２から上流配管６３に流れ込む冷却水の温度（以下、冷却水温Ｔ）を取得する水温センサ９０が設けられている。水温センサ９０のセンサ値は、電気的に接続されたＥＣＵ１００に出力される。
【００２５】
ＥＣＵ１００は、エンジン１０等の各種制御を行うもので、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。また、ＥＣＵ１００は、掃気制御実行部１１０（掃気制御実行手段）を一部の機能要素として有する。
【００２６】
掃気制御実行部１１０は、イグニッションスイッチ９５のＯＦＦ操作によりエンジン１０の停止要求がなされると、インジェクタ１５の燃料噴射量を増加（好ましくは、短時間増加）させてエンジン回転数を例えばアイドリング回転数よりも上昇させ、続く燃料カット後に、低下しながら回転するエンジン１０のポンピング作用によりシリンダＣ内に十分な新気を導入することにより、シリンダＣ内に残留するＥＧＲガスや凝縮水を外部に送り出す掃気制御を実行する。
【００２７】
まず、掃気制御実行部１１０は、イグニッションスイッチ９５がＯＦＦ操作されたときの冷却水温Ｔに基づいて、所定の実行条件を満たすか否かを判定する。実行条件としては、例えば、水温センサ９０から入力される冷却水温Ｔが所定の暖機温度ＴＷ（例えば、約８０℃）未満である場合としてもよい。暖機温度ＴＷを閾値とするのは、暖機完了前の低温時にＥＧＲガスに含まれる水蒸気が液化して凝縮水になり易いためである。
【００２８】
なお、実行条件としては、これに限られず、種々の条件とすることができ、例えば、直近のイグニッションＯＮから今回のイグニッションＯＦＦまでの走行距離Ｄ（又は、継続走行時間）、言い替えれば、今回のイグニッションＯＦＦ操作時の走行距離Ｄ２（又は、走行時間）から、該ＯＦＦ操作よりも前に最後にイグニッションがＯＮ操作された時にＥＣＵ１００のメモリに記憶した走行距離Ｄ１（又は、走行時間）を減算して得られる走行距離Ｄ（＝Ｄ２−Ｄ１）が、車両１の短距離移動を示す所定の閾値距離以下であることを条件としてもよい。
【００２９】
次いで、掃気制御実行部１１０は、実行条件を満たすと判定した場合には、インジェクタ１５の燃料噴射量を例えばアイドリング運転時の噴射量よりも増加させる制御を行うと共に、吸気スロットルバルブ２４を全開、且つ、ＥＧＲバルブ５３を全閉にさせるように制御する。このように、掃気制御時は、ＥＧＲバルブ５３を全閉にすることで、ＥＧＲ通路５１側に残留するＥＧＲガスや凝縮水のシリンダＣへの流れ込みを防止しつつ、吸気スロットルバルブ２４を全開にすることで、吸気通路２１からシリンダＣ内に取り込まれる新気の流通抵抗を効果的に低減することができる。
【００３０】
本実施形態において、掃気制御時のインジェクタ１５の燃料噴射量Ｑは、冷却水温Ｔに基づいて可変に設定される。具体的には、ＥＣＵ１００のメモリには、横軸にインジェクタ１５の燃料噴射量Ｑ、縦軸に冷却水温Ｔを規定した図２に示す第１マップＭ１が格納されている。この第１マップＭ１において、インジェクタ１５の燃料噴射量Ｑは、冷却水温Ｔが暖機温度ＴＷ以上ではアイドリング相当の噴射量とされ、冷却水温Ｔが暖機温度ＴＷよりも低くなるに従い増加するように設定されている。また、吸気マニホールド２０及びシリンダＣを完全に掃気できる回転数を超えてまで、燃料噴射量を増加させると、無駄な燃料消費となるため、燃料噴射量Ｑには所定の上限噴射量ＱＭａｘが設定されている。
【００３１】
掃気制御実行部１１０は、イグニッションスイッチ９５がＯＦＦ操作されたときの冷却水温Ｔに基づいて第１マップＭ１を参照することにより、インジェクタ１５の燃料噴射量Ｑを設定し、当該設定噴射量Ｑの燃料をインジェクタ１５に噴射させることにより掃気制御を実行する。このように、冷却水温Ｔが低くなるほどインジェクタ１５の燃料噴射量を増加させてエンジン回転数を高く上昇させることで、エンジン停止後にシリンダＣ内に残留するＥＧＲ通路５１を経由した排気ガス及び、排気ガスから生成する凝縮水等をシリンダＣの外部へ確実に送り出すことが可能になる。
【００３２】
なお、インジェクタ１５の燃料噴射量Ｑは、横軸にインジェクタ１５の燃料噴射量Ｑ、縦軸に直近のイグニッションＯＮからＯＦＦまでの走行距離Ｄ（又は、走行時間）を規定した図３に示す第２マップＭ２を参照することにより設定してもよい。この第２マップＭ２において、インジェクタ１５の燃料噴射量Ｑは、走行距離Ｄが車両１の短距離移動を示す所定の閾値距離よりも長い領域ではアイドリング相当の噴射量とされ、走行距離Ｄが閾値距離よりも短くなるに従い増加するように設定されている。また、吸気マニホールド２０及びシリンダＣを完全に掃気できる回転数を超えてまで、燃料噴射量を増加させると、無駄な燃料消費となるため、燃料噴射量Ｑには所定の上限噴射量ＱＭａｘが設定されている。
【００３３】
また、掃気制御実行部１１０による掃気制御の実行は、ＥＣＵ１００への入力が可能なサービスツール（外部接続機器）等により無効化できるようにしてもよい。このように構成すれば、掃気制御の実行を車両の納車前（例えば、工場出荷前）のみに限定して機能させることができる。また、掃気制御の実行は、車両の走行距離が所定の上限距離（例えば、工場出荷までの走行距離を目安に設定した値）に達した場合に、自動的に無効化されるようにしてもよい。
【００３４】
次に、図４に基づいて、本実施形態に係る制御処理のフローを説明する。本制御は、例えば、イグニッションスイッチ９５のＯＮ操作により開始される。
【００３５】
ステップＳ１００では、エンジン１０の停止要求、すなわち、イグニッションスイッチ９５がＯＦＦ操作されたか否かを判定する。イグニッションスイッチ９５がＯＦＦ操作された場合（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ１１０に進む。一方、イグニッションスイッチ９５がＯＦＦ操作されていない場合（Ｎｏ）、ステップＳ１００の処理を繰り返す。
【００３６】
ステップＳ１１０では、掃気制御の実行条件が満たされるか否かを判定する。水温センサ９０から入力される冷却水温Ｔが所定の暖機温度ＴＷ未満である場合、或いは、直近のイグニッションＯＮからＯＦＦまでの走行距離Ｄが車両１の短距離移動を示す所定の閾値距離以下である場合は、実行条件を満たすと判定し（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ１２０に進む。一方、実行条件を満たさない場合（Ｎｏ）、本制御は終了する。
【００３７】
ステップＳ１２０では、インジェクタ１５の燃料噴射量を増加させる共に、吸気スロットルバルブ２４を全開、且つ、ＥＧＲバルブ５３を全閉にさせる掃気制御を実行する。この際、インジェクタ１５の燃料噴射量は、上述の第１マップＭ１又は第２マップＭ２に基づいて設定される。
【００３８】
ステップＳ１３０では、インジェクタ１５の燃料噴射量が設定噴射量に達したか否かを判定する。燃料噴射量が設定噴射量に達した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１４０に進み、インジェクタ１５の燃料噴射を停止し、その後、本制御は終了する。なお、この間の噴射量の増加率は、予めＥＣＵ１００にプログラムされている。また、イグニッションスイッチ９５がＯＦＦ操作されたときの燃料噴射量が既に設定噴射量を上回っている場合には、即時にステップＳ１４０に進むものとする。
【００３９】
以上詳述した本実施形態によると、イグニッションスイッチ９５のＯＦＦ操作によりエンジン１０の停止要求がなされると、吸気スロットルバルブ２４を全開、且つ、ＥＧＲバルブ５３を全閉にした状態でインジェクタ１５の燃料噴射量を増加させ、エンジン回転数を上昇させることにより、シリンダＣ内に新気を導入させる掃気制御を実行するように構成されている。これにより、シリンダＣ内に残留するＥＧＲガスや凝縮水等の腐食性流体がシリンダＣ内から外部に効果的に送り出されるようになり、これら腐食性流体の残留を起因としたエンジン１０内部の腐食や破損を効果的に防止することが可能になる。
【００４０】
また、インジェクタ１５の燃料噴射量を増加させる掃気制御を、冷却水温Ｔが低い場合、或いは、車両１が短距離移動をした場合に限定的に行うことで、燃料消費量が無駄に嵩むことを効果的に抑止することができる。
【００４１】
また、インジェクタ１５の燃料噴射量を、冷却水温Ｔが低いほど、或は、車両１の移動距離が短いほど増加するように設定することで、凝縮水が生成されやすい条件ほどエンジン回転数が高く上昇されるようになり、シリンダＣ内に残留する凝縮水等をシリンダＣの外部に確実に送り出すことが可能になる。
【００４２】
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００４３】
例えば、ＥＧＲ装置５０は、図１に示すような、ＥＧＲガスをコンプレッサ３２よりも下流側の吸気通路２１に再循環させる高圧ＲＧＲ装置に限定されず、ＥＧＲガスをコンプレッサ３２よりも上流側の吸気通路２１に再循環させる低圧ＥＧＲ装置としてもよい。
【００４４】
また、車両１は、駆動力源としてエンジン１０のみを備える車両に限定されず、エンジン１０と走行用モータとを併用するハイブリッド車等であってもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  車両
１０  エンジン
１１  シリンダヘッド
１６  シリンダブロック
Ｃ  シリンダ
Ｐ  ピストン
ＣＳ  クランクシャフト
１５  インジェクタ
２０  吸気マニホールド
２１  吸気通路
２４  吸気スロットルバルブ
２５  排気マニホールド
２６  排気通路
５０  ＥＧＲ装置（排気再循環装置）
５１  ＥＧＲ通路（再循環排気通路）
５３  ＥＧＲバルブ（バルブ）
９０  水温センサ
９５  イグニッションスイッチ
１００  ＥＣＵ
１１０  掃気制御実行部（掃気制御実行手段）
【図１】
2020045877.tif 000003
【図２】
2020045877.tif 000004
【図３】
2020045877.tif 000005
【図４】
2020045877.tif 000006