(57)【要約】【課題】ＥＧＲフィルタからタール生成物および硫酸鉄の両方を除去可能とし、タール生成物および硫酸鉄がＥＧＲフィルタに堆積することに起因するＥＧＲ通路に生じる圧力損失を抑制する。【解決手段】ＥＧＲフィルタ１２の排気流れ方向上流側の低圧ＥＧＲ通路１１における接続部９の下面９１には、ＤＰＦ４２を通過した排気の流れに抗する位置に、排気および排気とともにＤＰＦ４２から流出する凝縮水が排気流れに対して跳ね返る跳ね返り面１５を設け、ＥＧＲフィルタ１２は、跳ね返り面１５から跳ね返った排気および凝縮水が直接当たる位置に配置される。【選択図】図９
2014088776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、排気に含まれるＰＭを捕集するフィルタと、
前記フィルタを昇温して前記フィルタに捕集されたＰＭを燃焼除去することで前記フィルタを再生する昇温手段と、
前記フィルタの排気流れ方向直後の前記排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを連通することで排気の一部を前記内燃機関に還流するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路における前記排気通路との接続部の近傍に設けられ、前記ＥＧＲ通路に流入する異物を捕捉するＥＧＲフィルタと、を備えた内燃機関の排気還流装置であって、
前記ＥＧＲフィルタの排気流れ方向上流側の前記ＥＧＲ通路の壁面、および／または、前記接続部の排気流れ方向下流側の前記排気通路の壁面には、前記フィルタを通過した排気の流れに抗する位置に、排気および排気とともに前記フィルタから流出する凝縮水が排気流れに対して跳ね返る跳ね返り面を設け、
前記ＥＧＲフィルタは、前記跳ね返り面から跳ね返った排気および凝縮水が直接当たる位置に配置されることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲフィルタは、前記跳ね返り面から目視できる位置に設けられることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項３】
前記跳ね返り面は、前記排気通路の排気流れ方向上流側の位置から目視できる位置に設けられ、
前記ＥＧＲフィルタは、前記排気通路の排気流れ方向上流側の位置から目視できない位置に設けられることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項４】
前記排気通路の排気圧を取得する排気圧取得手段と、
前記吸気通路の吸気圧を取得する吸気圧取得手段と、
取得された排気圧および吸気圧に基づいて、前記ＥＧＲフィルタを含む前記ＥＧＲ通路の圧力異常が発生しているか否かを判定する第１判定手段と、
前記第１判定手段によって圧力異常が発生していると判定されたときに、前記昇温手段を用いて前記フィルタの再生を実施し、前記フィルタの再生後に前記第１判定手段を用いて再度の判定を実施し、前記第１判定手段の再度の判定によって圧力異常が発生していると判定されたときに、前記ＥＧＲ通路に圧力異常が発生していると確定する第２判定手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項５】
前記第２判定手段は、前記第１判定手段の再度の判定によって圧力異常が発生していると確定させたときは、前記ＥＧＲフィルタを除く前記ＥＧＲ通路に圧力異常が発生していると確定することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項６】
前記昇温手段を用いた前回の前記フィルタの再生から、前記内燃機関が搭載された車両の走行距離または前記内燃機関の運転時間が所定値以下であるときに、前記第１判定手段によって圧力異常が発生していると判定されたときは、前記ＥＧＲ通路に圧力異常が発生していると確定する第３判定手段を更に備えたことを特徴とする請求項４または５記載の内燃機関の排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気還流装置に関する。詳しくは、ＥＧＲ通路に流入する異物を捕捉するＥＧＲフィルタを備える内燃機関の排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気還流装置として、特許文献１に開示された技術がある（特許文献１参照）。
特許文献１に開示された技術では、内燃機関の排気通路に配置されたディーゼルパティキュレートフィルタ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ、以下、ＤＰＦという）よりも排気流れ方向下流側の部位から分岐し、吸気通路のコンプレッサよりも吸気流れ方向上流側の部位に合流する低圧ＥＧＲ通路を備える。そして、低圧ＥＧＲ通路の排気流れ方向上流側の部位に、低圧ＥＧＲ通路に流入するＤＰＦの欠片や金属片などの異物を捕捉するＥＧＲフィルタを配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０２５３６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、ＨＣ反応物としてのタール生成物が排気中に含まれて排気通路から低圧ＥＧＲ通路に流入する。また、燃料成分として含有されたりエキゾーストマニホルドやＤＰＦから排出されたりした硫酸鉄が凝縮水に混入して排気通路からＥＧＲ通路に流入する。
タール生成物や硫酸鉄は、排気や凝縮水とともに低圧ＥＧＲ通路に流入し、低圧ＥＧＲ通路に配置された異物を捕捉するＥＧＲフィルタに堆積する。そして、タール生成物や硫酸鉄を堆積させたＥＧＲフィルタは、低圧ＥＧＲ通路を用いて排気の一部を内燃機関に還流させる際に低圧ＥＧＲ通路に圧力損失を生じさせる。
【０００５】
これに対し、低圧ＥＧＲ通路におけるＤＰＦ近傍の部位にＥＧＲフィルタを配置すれば、ＥＧＲフィルタに堆積したタール生成物はＤＰＦの再生制御時の熱で燃焼除去することができる。
しかしながら、ＥＧＲフィルタの位置がＤＰＦ近傍である程、排気通路を流通する凝縮水がＥＧＲフィルタに付着し易くなり、凝縮水に混入した硫酸鉄がＥＧＲフィルタに多量に堆積し易くなる。この場合には、硫酸鉄がＤＰＦの再生制御時の熱で燃焼除去できないため、多量に硫酸鉄を堆積させたＥＧＲフィルタが、低圧ＥＧＲ通路に圧力損失を生じさせる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、ＥＧＲフィルタからタール生成物および硫酸鉄の両方を除去可能とし、タール生成物および硫酸鉄がＥＧＲフィルタに堆積することに起因するＥＧＲ通路に生じる圧力損失を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内燃機関（例えば、後述のエンジン１）の排気還流装置（例えば、後述の低圧ＥＧＲ装置１０）は、内燃機関の排気通路（例えば、後述の排気管４）に設けられ、排気に含まれるＰＭを捕集するフィルタ（例えば、後述のＤＰＦ４２）と、前記フィルタを昇温して前記フィルタに捕集されたＰＭを燃焼除去することで前記フィルタを再生する昇温手段（例えば、後述のＤＰＦ再生制御部１０１）と、前記フィルタの排気流れ方向直後の前記排気通路と前記内燃機関の吸気通路（例えば、後述の吸気管３）とを連通することで排気の一部を前記内燃機関に還流するＥＧＲ通路（例えば、後述の低圧ＥＧＲ通路１１）と、前記ＥＧＲ通路における前記排気通路との接続部（例えば、後述の接続部９）の近傍に設けられ、前記ＥＧＲ通路に流入する異物を捕捉するＥＧＲフィルタ（例えば、後述のＥＧＲフィルタ１２）と、を備えた内燃機関の排気還流装置であって、前記ＥＧＲフィルタの排気流れ方向上流側の前記ＥＧＲ通路の壁面（例えば、後述の下面９１）、および／または、前記接続部の排気流れ方向下流側の前記排気通路の壁面には、前記フィルタを通過した排気の流れに抗する位置に、排気および排気とともに前記フィルタから流出する凝縮水が排気流れに対して跳ね返る跳ね返り面（例えば、後述の跳ね返り面１５）を設け、前記ＥＧＲフィルタは、前記跳ね返り面から跳ね返った排気および凝縮水が直接当たる位置に配置されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によると、ＥＧＲフィルタは、跳ね返り面から跳ね返った排気および凝縮水が直接当たる位置に配置される。このため、ＥＧＲフィルタは、跳ね返り面から跳ね返った排気および凝縮水が直接当たるようなフィルタ近傍に配置されるため、ＥＧＲフィルタに堆積するタール生成物をフィルタの再生時に燃焼除去することができる。また、ＥＧＲフィルタには、跳ね返り面から跳ね返った凝縮水が直接当たるため、フィルタ近傍に配置されたＥＧＲフィルタに堆積し易い硫酸鉄を凝縮水で洗い流して除去することができる。これによって、ＥＧＲフィルタに堆積し易い硫酸鉄をＥＧＲフィルタに所定量以上堆積させない。したがって、ＥＧＲフィルタからタール生成物および硫酸鉄の両方を除去可能とし、タール生成物および硫酸鉄がＥＧＲフィルタに堆積することに起因するＥＧＲ通路に生じる圧力損失を抑制することができる。
【０００９】
前記ＥＧＲフィルタは、前記跳ね返り面から目視できる位置に設けられることが好ましい。
【００１０】
本発明によると、ＥＧＲフィルタは、跳ね返り面から目視できる位置に設けられるため、跳ね返り面とＥＧＲフィルタとの間に障害物が無く、排気および凝縮水を跳ね返り面からＥＧＲフィルタに直接当てることができる。
【００１１】
前記跳ね返り面は、前記排気通路の排気流れ方向上流側の位置から目視できる位置に設けられ、前記ＥＧＲフィルタは、前記排気通路の排気流れ方向上流側の位置から目視できない位置に設けられることが好ましい。
【００１２】
本発明によると、跳ね返り面は、排気通路の排気流れ方向上流側の位置から目視できる位置に設けられるため、排気通路を流通する排気および凝縮水が跳ね返り面に直接衝突し、排気および凝縮水を跳ね返り面で跳ね返すことができる。
また、ＥＧＲフィルタは、排気通路の排気流れ方向上流側の位置から目視できない位置に設けられるため、排気通路を流通する排気がＥＧＲフィルタに直接当たり難く、排気に含まれるＨＣ反応物としてのタール生成物がＥＧＲフィルタに堆積し難くなる。
【００１３】
前記排気通路の排気圧を取得する排気圧取得手段（例えば、後述の排気圧センサ４４）と、前記吸気通路の吸気圧を取得する吸気圧取得手段（例えば、後述の吸気圧センサ２１）と、取得された排気圧および吸気圧に基づいて、前記ＥＧＲフィルタを含む前記ＥＧＲ通路の圧力異常が発生しているか否かを判定する第１判定手段（例えば、後述のステップＳ１，Ｓ２）と、前記第１判定手段によって圧力異常が発生していると判定されたときに、前記昇温手段を用いて前記フィルタの再生を実施し、前記フィルタの再生後に前記第１判定手段を用いて再度の判定を実施し、前記第１判定手段の再度の判定によって圧力異常が発生していると判定されたときに、前記ＥＧＲ通路に圧力異常が発生していると確定する第２判定手段（例えば、後述のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）と、を更に備えたことが好ましい。
【００１４】
本発明によると、第１判定手段によって圧力異常が発生していると判定されたときに、昇温手段を用いてフィルタの再生を実施し、フィルタの再生後に第１判定手段を用いて再度の判定を実施する。このため、フィルタの再生の実施によりタール生成物をＥＧＲフィルタから燃焼除去することで、ＥＧＲフィルタにタール生成物が堆積したことを要因とするＥＧＲ通路の圧力異常を直ぐに解消することができる。これにより、直ぐに解消可能なＥＧＲ通路の圧力異常と、直ぐに解消できないＥＧＲ通路の圧力異常とを切り分け、直ぐに解消できないＥＧＲ通路の圧力異常を確実に発見することができる。
【００１５】
前記第２判定手段は、前記第１判定手段の再度の判定によって圧力異常が発生していると確定させたときは、前記ＥＧＲフィルタを除く前記ＥＧＲ通路に圧力異常が発生していると確定することが好ましい。
【００１６】
本発明によると、第２判定手段は、フィルタの再生の実施によりタール生成物をＥＧＲフィルタから燃焼除去することで、ＥＧＲフィルタにタール生成物が堆積したことを要因とするＥＧＲ通路の圧力異常を直ぐに解消する。これにより、第１判定手段の再度の判定によって圧力異常が発生していると確定させたときは、ＥＧＲフィルタにタール生成物が堆積したことを要因とするＥＧＲ通路の圧力異常は生じない。その結果、第２判定手段は、異常が発生した部位を、ＥＧＲフィルタを除くＥＧＲ通路の部位であると特定することができ、異常判定の精度を向上することができる。
【００１７】
前記昇温手段を用いた前回の前記フィルタの再生から、前記内燃機関が搭載された車両の走行距離または前記内燃機関の運転時間が所定値以下であるときに、前記第１判定手段によって圧力異常が発生していると判定されたときは、前記ＥＧＲ通路に圧力異常が発生していると確定する第３判定手段（例えば、後述のステップＳ３）を更に備えたことが好ましい。
【００１８】
前回のフィルタの再生から、内燃機関が搭載された車両の走行距離または内燃機関の運転時間が所定値以下である場合には、未だＥＧＲフィルタにはタール生成物が堆積していない。本発明によると、前回のフィルタの再生から、内燃機関が搭載された車両の走行距離または内燃機関の運転時間が所定値以下であり、未だＥＧＲフィルタにタール生成物が堆積していないと判断できる場合には、第２判定手段によるフィルタの再生を実施させず、余計なフィルタの再生を回避する。そして、余計なフィルタの再生の実施時間などを省略し、迅速にＥＧＲ通路の圧力異常を確定することができる。また、余計なフィルタの再生を回避するため、燃費や排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＥＧＲフィルタからタール生成物および硫酸鉄の両方を除去可能とし、タール生成物および硫酸鉄がＥＧＲフィルタに堆積することに起因するＥＧＲ通路に生じる圧力損失を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関を示す概略構成図である。
【図２】上記実施形態に係る排気管と低圧ＥＧＲ通路との接続部の近傍を示す図である。
【図３】上記実施形態に係る排気管と低圧ＥＧＲ通路との接続部の近傍を示す図２のＡ−Ａ線での断面図である。
【図４】上記実施形態に係る排気管と低圧ＥＧＲ通路との接続部の近傍を示す図２のＢ−Ｂ線での断面図である。
【図５】上記実施形態に係る排気管と低圧ＥＧＲ通路との接続部の近傍を示す図２のＣ−Ｃ線での断面図である。
【図６】上記実施形態に係るＤＰＦ再生制御時のタール生成物燃焼特性を示す図である。
【図７】上記実施形態に係るＤＰＦ再生制御時の排気管と低圧ＥＧＲ通路との接続部の近傍の温度変化を示す図である。
【図８】上記実施形態に係る機関運転時のＥＧＲフィルタの温度変化を示す図である。
【図９】上記実施形態に係る機関始動時の排気管と低圧ＥＧＲ通路との接続部の近傍における凝縮水の流れを示す図である。
【図１０】上記実施形態に係るＥＣＵによる低圧ＥＧＲ異常検知の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２２】
まず、本実施形態に係る内燃機関１の構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る内燃機関１を示す概略構成図である。
【００２３】
内燃機関（以下、エンジン）１は、車両に搭載され、各気筒２の燃焼室内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンである。エンジン１の各気筒２には、図示しない燃料噴射弁が設けられる。
エンジン１は、燃料噴射弁と電気的に接続された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）１００を備える。燃料噴射弁の開弁時間および閉弁時間は、ＥＣＵ１００により制御される。
【００２４】
エンジン１は、吸気管３と、排気管４と、過給機５と、低圧ＥＧＲ装置１０と、を備える。
【００２５】
吸気管３は、吸気を流通させる吸気通路として機能し、吸気マニホールド７の複数の分岐部を介してエンジン１の各気筒２の吸気ポートに接続される。
【００２６】
吸気管３には、吸気圧センサ３１が設けられる。
吸気圧センサ３１は、吸気管３を流通する吸気の圧力を検出する。
吸気圧センサ３１は、ＥＣＵ１００に電気的に接続され、吸気管３を流通する吸気の圧力の検出信号をＥＣＵ１００に送信する。
【００２７】
排気管４は、排気を流通させる排気通路として機能し、排気マニホールド８の複数の分岐部を介してエンジン１の各気筒２の排気ポートに接続される。
【００２８】
過給機５は、吸気を吸気管３に圧送する。
過給機５は、タービン５１と、コンプレッサ５２と、を有する。
【００２９】
タービン５１は、排気管４の途中に配置され、排気管４を流通する排気の運動エネルギにより駆動される。
タービン５１は、図示しない複数の可変ベーンを有し、可変ベーンの開度を変化させることでタービン５１の回転速度を変更可能に構成される。可変ベーンの開度は、ＥＣＵ１００により電磁的に制御される。
【００３０】
コンプレッサ５２は、吸気管３の途中に配置され、タービン５１の回転が伝達されて従動回転し、吸気を加圧して吸気管３へ圧送する。
【００３１】
排気管４におけるタービン５１の排気流れ方向下流側の部位には、酸化触媒４１と、ＤＰＦ４２と、が排気流れ方向上流側からこの順でケース４３（図２参照）内に設けられる。
【００３２】
酸化触媒４１は、排気や燃料との反応により発生する熱で排気を昇温する。
酸化触媒４１としては、例えば、触媒として作用する白金（Ｐｔ）を、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）担体に担持させたものに、ＨＣの吸着作用に優れたゼオライトと、ＨＣの水蒸気改質作用に優れたロジウム（Ｒｈ）を加えて構成されたものを用いる。
【００３３】
ＤＰＦ４２は、排気がフィルタ壁の微細な孔を通過する際に、ＰＭをフィルタ壁の表面およびフィルタ壁中の孔に堆積させることで捕集する。フィルタ壁の構成材料としては、例えば、炭化ケイ素などのセラミックスの多孔体が使用される。
ＤＰＦ４２は、捕集能力の限界すなわち堆積限界までＰＭを捕集すると排気管４の圧力損失が大きくなるため、ＤＰＦ４２に捕集したＰＭを燃焼除去させるＤＰＦ再生制御が実行される。
【００３４】
排気管４における酸化触媒４１の排気流れ方向下流側かつＤＰＦ４２の排気流れ方向上流側の部位には、排気圧センサ４４が設けられる。
排気圧センサ４４は、排気管４におけるＤＰＦ４２の排気流れ方向上流側の位置の圧力を検出する。
排気圧センサ４４は、ＥＣＵ１００に電気的に接続され、排気管４におけるＤＰＦ４２の排気流れ方向上流側の位置の圧力の検出信号をＥＣＵ１００に送信する。
【００３５】
低圧ＥＧＲ装置１０は、排気管４を流通する排気の一部を低圧ＥＧＲガスとしてエンジン１へ還流させる。
低圧ＥＧＲ装置１０は、低圧ＥＧＲ通路１１と、ＥＧＲフィルタ１２と、低圧ＥＧＲクーラ１３と、低圧ＥＧＲ弁１４と、を有する。
【００３６】
低圧ＥＧＲ通路１１は、管状体を用いて排気管４におけるＤＰＦ４２の排気流れ方向直後の部位（コーン部４５（図２参照））と、吸気管３におけるコンプレッサ５２の上流側の部位とを連通し、ＤＰＦ４２の排気流れ方向直後の排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして吸気管３におけるコンプレッサ５２の排気流れ方向上流側の部位に還流する。
【００３７】
ＥＧＲフィルタ１２は、低圧ＥＧＲ通路１１における排気管４との接続部９（図４参照）の近傍に設けられ、低圧ＥＧＲ通路１１に流入するＤＰＦ４２の欠片や金属片など異物を捕捉する。ＤＰＦ４２の欠片や金属片など異物が低圧ＥＧＲ通路１１を流通し、コンプレッサ５２の吸気流れ方向上流側の部位に到達すると、異物はコンプレッサ５２に流入しコンプレッサ５２を破損させるおそれがあるため、ＥＧＲフィルタ１２が配置される。
【００３８】
低圧ＥＧＲクーラ１３は、低圧ＥＧＲ通路１１を通して還流する低圧ＥＧＲガスの温度を低下させる。
低圧ＥＧＲクーラ１３は、水冷式であり、低圧ＥＧＲ通路１１を流通する低圧ＥＧＲガスとエンジン冷却水との間で熱交換をする。
【００３９】
低圧ＥＧＲ弁１４は、低圧ＥＧＲ通路１１を通して還流する低圧ＥＧＲガスの流量を制御する。
低圧ＥＧＲ弁１４は、図示しないアクチュエータを介してＥＣＵ１００に接続されており、その弁開度はＥＣＵ１００により電磁的に制御される。
【００４０】
ＥＣＵ１００は、入力回路と、中央演算処理ユニット（以下、ＣＰＵという）と、記憶回路と、出力回路と、を備える。
入力回路は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換するなどの機能を有する。
記憶回路は、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムおよび演算結果などを記憶する。
出力回路は、低圧ＥＧＲ弁１４やエンジン１の燃料噴射弁などに制御信号を出力する。
【００４１】
ＥＣＵ１００は、上記のようなハードウェア構成により、ＤＰＦ再生制御部１０１と、低圧ＥＧＲ制御部１０２と、のモジュールが構成される。
以下、各モジュールの機能について説明する。
【００４２】
ＤＰＦ再生制御部１０１は、堆積量パラメータ算出部と、フィルタリング部と、再生判定部と、再生実行部と、を含んで構成される（いずれも図示せず）。
堆積量パラメータ算出部では、ＤＰＦ４２に堆積したＰＭの堆積量の指標となる堆積量パラメータを算出する。
フィルタリング部では、堆積量パラメータ算出部により算出された堆積量パラメータに対して、フィルタリング処理を施す。
再生判定部では、フィルタリングされた堆積量パラメータに基づいてＤＰＦ再生制御を実行するか否かを判定する。
再生実行部では、ＤＰＦ再生制御を実行する。ＤＰＦ再生制御は、燃料噴射弁でポスト噴射を実行し、未燃の燃料を酸化触媒４１で燃焼させることで、ＤＰＦ４２に流入する排気を昇温させ、ＤＰＦ４２に堆積したＰＭを燃焼除去する。
【００４３】
低圧ＥＧＲ制御部１０２は、低圧ＥＧＲ弁１４の開度を制御し、低圧ＥＧＲ通路１１を介して還流される低圧ＥＧＲガスの流量を調整し、エンジン１への排気の還流制御を行う。
【００４４】
次に、排気管４と低圧ＥＧＲ通路１１との接続部９の近傍の詳細について説明する。
図２は、本実施形態に係る排気管４と低圧ＥＧＲ通路１１との接続部９の近傍を示す図である。図３は、本実施形態に係る排気管４と低圧ＥＧＲ通路１１との接続部９の近傍を示す図２のＡ−Ａ線での断面図である。図４は、本実施形態に係る排気管４と低圧ＥＧＲ通路１１との接続部９の近傍を示す図２のＢ−Ｂ線での断面図である。図５は、本実施形態に係る排気管４と低圧ＥＧＲ通路１１との接続部９の近傍を示す図２のＣ−Ｃ線での断面図である。
【００４５】
低圧ＥＧＲ通路１１は、図２に示すように、エンジン１の側面に沿って排気流れ方向を下向きにした排気管４におけるＤＰＦ４２の排気流れ方向直後の部位である下流側程縮径したコーン部４５に接続部９を有する。
接続部９は、コーン部４５の途中から低圧ＥＧＲ通路１１をやや上方に傾けながら横向きに延出する。
接続部９の近傍には、跳ね返り面１５と、ＥＧＲフィルタ１２と、を備える。
【００４６】
跳ね返り面１５は、低圧ＥＧＲ通路１１におけるＥＧＲフィルタ１２の排気流れ方向上流側の壁面であってＤＰＦ４２を通過した排気の流れに抗する位置、すなわち接続部９の下面９１に設けられ、排気および排気とともにＤＰＦ４２から流出する凝縮水を排気流れに対して跳ね返らせる（図７、図９参照）。
【００４７】
跳ね返り面１５は、図３に示すように、跳ね返り面１５の位置よりも排気流れ方向上流側の位置（図２の矢印Ｄ）から排気流れ方向下流側を見たときに、その位置と跳ね返り面１５との間に障害物が無く、目視できる。
跳ね返り面１５は、ＤＰＦ４２から流出する凝縮水を跳ね返した際に、跳ね返した凝縮水を一旦上方に飛翔させて低圧ＥＧＲ通路１１における排気流れ方向下流側（ＥＧＲフィルタ１２側）に向かわせる角度で配置される。
【００４８】
ＥＧＲフィルタ１２は、図４、図５に示すように、半球状の金属メッシュ（特にはＳＵＳ材）製で形成される。
ＥＧＲフィルタ１２は、図４に示すように、半球状の凸部を上下方向に延びる排気管４に対して直交するように排気流れ方向上流側に突出させ（図７、図９参照）、跳ね返り面１５から跳ね返った排気および凝縮水が直接当たる位置に配置される。
ここで、跳ね返り面１５から跳ね返った排気および凝縮水が直接当たる位置とは、跳ね返り面１５から跳ね返って上方に飛翔した凝縮水が全体に降りかかる位置である。
【００４９】
跳ね返り面１５を含む下面９１は、排気管４側を下方に傾斜させた傾斜面に構成される。
【００５０】
ＥＧＲフィルタ１２は、図５に示すように、跳ね返り面１５（図２の矢印Ｅ）から見ると、跳ね返り面１５とＥＧＲフィルタ１２との間に障害物が無く、目視できる位置に設けられる。
一方、ＥＧＲフィルタ１２は、図３に示すように、跳ね返り面１５の位置よりも排気流れ方向上流側の位置（図２の矢印Ｄ）から排気流れ方向下流側を見たときに、その位置からコーン部４５の壁面４５ａが障害物となり、目視できない。このため、ＤＰＦ４２を流通する排気がＥＧＲフィルタ１２に直接当たり難く、排気に含まれるＨＣ反応物としてのタール生成物がＥＧＲフィルタ１２に堆積し難くなる。
【００５１】
次に、ＥＧＲフィルタ１２に堆積したタール生成物を燃焼除去する方法について説明する。
図６は、本実施形態に係るＤＰＦ再生制御時のタール生成物燃焼特性を示す図である。図６は、横軸に時間を示し、縦軸に温度およびタール生成物重量変化を示したグラフである。
ＤＰＦ再生制御時には、タール生成物は、図６に示すように、約１０分程度のＤＰＦ４２の再生時間を考慮して５３０℃以上に加熱されると燃焼し、完全消滅する。このため、ＥＧＲフィルタ１２に堆積したタール生成物を燃焼除去するためには、ＤＰＦ再生制御時にＥＧＲフィルタ１２が５３０℃以上に加熱される必要がある。
【００５２】
図７は、本実施形態に係るＤＰＦ再生制御時の排気管４と低圧ＥＧＲ通路１１との接続部の近傍の温度変化を示す図である。
ＤＰＦ再生制御時には、ＤＰＦ４２が６００℃程度に加熱されてＰＭを燃焼除去するため、接続部９の近傍では、図７に示すような温度変化が生じる。
すなわち、コーン部４５の排気流れ方向上流側の部位は、ＤＰＦ再生制御時に６００℃程度となる。コーン部４５に近接する接続部９は、ＤＰＦ再生制御時に５８０℃程度となる。ＥＧＲフィルタ１２を配置した位置は、ＤＰＦ再生制御時に５３０℃程度となる。低圧ＥＧＲ通路１１におけるＥＧＲフィルタ１２よりも排気流れ方向下流側の部位は、ＤＰＦ再生制御時に４８０℃程度となる。
【００５３】
図７に示すように、ＤＰＦ再生制御時にＥＧＲフィルタ１２を配置した位置が５３０℃程度に加熱される。これにより、ＥＧＲフィルタ１２に堆積したタール生成物は燃焼除去される。
【００５４】
一方、ＤＰＦ再生制御時にコーン部４５に近接するＥＧＲフィルタ１２よりも排気流れ方向上流側の接続部９では、５８０℃程度に加熱される。
ＥＧＲフィルタ１２を配置した位置が６００℃を超える温度に加熱されると、ＥＧＲフィルタ１２は鋭敏化して耐食性の劣化現象を引き起こす。このため、安全性を加味してＥＧＲフィルタ１２は、ＤＰＦ再生制御時や機関運転が全負荷となる場合であっても、５５０℃以下に収まるように加熱される必要がある。
そのため、５８０℃程度に加熱されるこの部位では、上記のように弊害が生じるため、ＥＧＲフィルタ１２を配置できない。
【００５５】
図８は、本実施形態に係る機関運転時のＥＧＲフィルタ１２の温度変化を示す図である。図８は、横軸にＥＧＲフィルタ１２の位置を基準とした現位置からの排気流れ方向上流側および下流側への距離を示し、縦軸に温度を示したグラフである。
図８に示すように、機関回転速度が２０００回転や３０００回転であり全負荷の機関運転時であっても、排気流れ方向上流側となる位置程、温度上昇する傾向が見られる。
そして、ＥＧＲフィルタ１２は、ＤＰＦ再生制御時だけでなく機関運転が、機関回転速度が２０００回転や３０００回転であり全負荷となる場合であっても、５３０℃以上５５０℃以下に加熱される。
【００５６】
以上のように、ＥＧＲフィルタ１２は、ＤＰＦ再生制御時および機関運転が全負荷となる場合に、５３０℃以上５５０℃以下に加熱されるため、ＥＧＲフィルタ１２に堆積するタール生成物をそれらの場合に燃焼除去する。
【００５７】
次に、ＥＧＲフィルタ１２に堆積した硫酸鉄を除去する方法について説明する。
図９は、本実施形態に係る機関始動時の排気管４と低圧ＥＧＲ通路１１との接続部９の近傍における凝縮水の流れを示す図である。
機関停止中は、機関停止後に低温化する排気中の水分が凝縮してＤＰＦ４２の内部に凝縮水が多量に保持される。このため、機関始動時に、機関始動の排気圧によってＤＰＦ４２の内部に多量に保持された凝縮水が排気流れ方向下流側に排気とともに一気に流出する。このとき、ＤＰＦ４２から多量に流出する凝縮水は、図９に示すように、排気とともに跳ね返り面１５に衝突して排気流れに対して跳ね返り、ＥＧＲフィルタ１２に直接当たる。
【００５８】
具体的には、図３に示すように、跳ね返り面１５の位置よりも排気流れ方向上流側の位置（図２の矢印Ｄ）から排気流れ方向下流側を見たときに、その位置と跳ね返り面１５との間に障害物が無いため、排気とともに凝縮水は跳ね返り面１５に直接衝突する。
【００５９】
そして、図５に示すように、跳ね返り面１５（図２の矢印Ｅ）から見ると、ＥＧＲフィルタ１２は目視できるため、跳ね返り面１５から跳ね返る凝縮水は、上方に飛翔してＥＧＲフィルタ１２の全体に直接降りかかる。
ＥＧＲフィルタ１２に直接降りかかった凝縮水は、ＥＧＲフィルタ１２から排気管４側に下方に傾斜した下面９１を流れて排気管４に再度戻って排出される。
【００６０】
以上により、機関始動時に、ＤＰＦ４２から多量の凝縮水が排気流れ方向下流側に排気とともに一気に流出すると、多量の凝縮水は跳ね返り面１５で跳ね返ってＥＧＲフィルタ１２の全体を濡らし、ＥＧＲフィルタ１２に堆積した硫酸鉄を洗い流して除去する。
これにより、機関始動ごとにＥＧＲフィルタ１２に堆積した硫酸鉄を洗い流して除去するため、硫酸鉄をＥＧＲフィルタ１２に継続的に所定量以上堆積させない。
【００６１】
次に、ＥＣＵ１００による低圧ＥＧＲ異常検知の制御を説明する。
図１０は、本実施形態に係るＥＣＵ１００による低圧ＥＧＲ異常検知の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、所定の制御周期ごとに実行される。
【００６２】
ステップＳ１では、低圧ＥＧＲ異常検知を実施する。
低圧ＥＧＲ異常検知は、排気圧センサ４４の検出信号および吸気圧センサ３１の検出信号を用い、排気圧と吸気圧との差圧を算出する。
【００６３】
ステップＳ２では、差圧異常が発生したか否かを判定する。
差圧異常が発生したか否かは、ステップＳ１で算出した排気圧と吸気圧との差圧が、予め定められた所定値を超える場合に差圧異常が発生したと判定する。
ステップＳ２において、差圧異常が発生したと肯定判定した場合には、ステップＳ３へ移行し、否定判定した場合には、ステップＳ９へ移行して正常であると確定する。
ここで、ステップＳ１，Ｓ２の処理が第１判定手段を構成する。
【００６４】
ステップＳ３では、前回のＤＰＦ再生制御から車両の走行距離が所定値以下か否かを判定する。
ステップＳ３において、前回のＤＰＦ再生制御から車両の走行距離が所定値以下であると肯定判定された場合には、ステップＳ７へ移行して異常であると確定し、さらにステップＳ８へ移行して警告ランプを点灯する。一方、否定判定した場合には、ステップＳ４へ移行する。
ここで、ステップＳ３の処理が第３判定手段を構成する。
【００６５】
ステップＳ４では、ＤＰＦ再生制御を実施する。
ＤＰＦ再生制御は、ＤＰＦ再生制御部１０１によって、燃料噴射弁でポスト噴射を実行し、未燃の燃料を酸化触媒４１で燃焼させることで、ＤＰＦ４２に流入する排気を昇温させ、ＤＰＦ４２に堆積したＰＭを燃焼除去する。このとき、ＥＧＲフィルタ１２に堆積したタール生成物も燃焼除去する。
【００６６】
ステップＳ５では、再度の低圧ＥＧＲ異常検知を実施する。
再度の低圧ＥＧＲ異常検知は、ステップＳ１と同様に、排気圧センサ４４の検出信号および吸気圧センサ３１の検出信号を用い、排気圧と吸気圧との差圧を算出する。
【００６７】
ステップＳ６では、差圧異常が発生したか否かを判定する。
差圧異常が発生したか否かは、ステップＳ５で算出した排気圧と吸気圧との差圧が、予め定められた所定値を超える場合に差圧異常が発生したと判定する。
ステップＳ６において、差圧異常が発生したと肯定判定した場合には、ステップＳ７へ移行して異常を確定し、さらにステップＳ８へ移行して警告ランプを点灯する。一方、否定判定した場合には、ステップＳ９へ移行して正常であると確定する。
ここで、ステップＳ５，Ｓ６の処理が第１判定手段を構成する。また、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６の処理が第２判定手段を構成する。
【００６８】
以上の本実施形態に係る低圧ＥＧＲ装置１０によれば、以下の効果を奏する。
【００６９】
（１）本実施形態によると、ＥＧＲフィルタ１２は、跳ね返り面１５から跳ね返った排気および凝縮水が直接当たる位置に配置される。このため、ＥＧＲフィルタ１２は、跳ね返り面１５から跳ね返った排気および凝縮水が直接当たるようなＤＰＦ４２の近傍に配置されるため、ＥＧＲフィルタ１２に堆積するタール生成物をＤＰＦ再生制御時や機関運転が全負荷となる時に燃焼除去することができる。また、ＥＧＲフィルタ１２には、機関始動時にＤＰＦ４２の内部から多量に流出して跳ね返り面１５から跳ね返った凝縮水が直接当たるため、ＤＰＦ４２の近傍に配置されたＥＧＲフィルタ１２に堆積し易い硫酸鉄を凝縮水で洗い流して除去することができる。これによって、ＥＧＲフィルタ１２に堆積し易い硫酸鉄をＥＧＲフィルタ１２に所定量以上堆積させない。したがって、ＥＧＲフィルタ１２からタール生成物および硫酸鉄の両方を除去可能とし、タール生成物および硫酸鉄がＥＧＲフィルタ１２に堆積することに起因する低圧ＥＧＲ通路１１に生じる圧力損失を抑制することができる。
【００７０】
（２）本実施形態によると、ＥＧＲフィルタ１２は、跳ね返り面１５（図２の矢印Ｅ）から目視できる位置に設けられるため、跳ね返り面１５とＥＧＲフィルタ１２との間に障害物が無く、排気および凝縮水を跳ね返り面１５からＥＧＲフィルタ１２に直接当てることができる。
【００７１】
（３）本実施形態によると、跳ね返り面１５は、跳ね返り面１５の位置よりも排気流れ方向上流側の位置（図２の矢印Ｄ）から目視できる位置に設けられるため、排気管４を流通する排気および凝縮水が跳ね返り面１５に直接衝突し、排気および凝縮水を跳ね返り面１５で跳ね返すことができる。
また、ＥＧＲフィルタ１２は、跳ね返り面１５の位置よりも排気流れ方向上流側の位置（図２の矢印Ｄ）から目視できない位置に設けられるため、ＤＰＦ４２から流出する排気がＥＧＲフィルタ１２に直接当たり難く、排気に含まれるＨＣから生成されるタール生成物がＥＧＲフィルタ１２に堆積し難くなる。
【００７２】
（４）本実施形態によると、ステップＳ１，Ｓ２の処理によって圧力異常が発生していると判定されたときに、ステップＳ４の処理によってＤＰＦ再生制御を実施し、ＤＰＦ再生制御後にステップＳ５，Ｓ６の処理によって再度の判定を実施する。このため、ステップＳ４の処理でのＤＰＦ再生制御の実施によりタール生成物をＥＧＲフィルタ１２から燃焼除去することで、ＥＧＲフィルタ１２にタール生成物が堆積したことを要因とする低圧ＥＧＲ通路１１の圧力異常を直ぐに解消することができる。これにより、直ぐに解消可能な低圧ＥＧＲ通路１１の圧力異常と、直ぐに解消できない低圧ＥＧＲ通路１１の圧力異常とを切り分け、直ぐに解消できない低圧ＥＧＲ通路１１の圧力異常を確実に発見することができる。
【００７３】
（５）本実施形態によると、ステップＳ４の処理によってＤＰＦ再生制御の実施によりタール生成物をＥＧＲフィルタ１２から燃焼除去することで、ＥＧＲフィルタ１２にタール生成物が堆積したことを要因とする低圧ＥＧＲ通路１１の圧力異常を直ぐに解消する。これにより、ステップＳ５，Ｓ６の処理の再度の判定によって圧力異常が発生していると確定させたときは、ＥＧＲフィルタ１２にタール生成物が堆積したことを要因とする低圧ＥＧＲ通路１１の圧力異常は生じない。その結果、ステップＳ６の処理では、異常が発生した部位を、ＥＧＲフィルタ１２を除く低圧ＥＧＲ通路１１の部位であると特定することができ、異常判定の精度を向上することができる。
【００７４】
（６）前回のＤＰＦ再生制御から、エンジン１が搭載された車両の走行距離が所定値以下である場合には、未だＥＧＲフィルタ１２にはタール生成物が堆積していない。本実施形態によると、ステップＳ３の処理によって、前回のＤＰＦ再生制御から、エンジン１が搭載された車両の走行距離が所定値以下であり、未だＥＧＲフィルタ１２にタール生成物が堆積していないと判断できる場合には、ステップＳ４によるＤＰＦ再生制御を実施させず、余計なＤＰＦ再生制御を回避する。そして、余計なＤＰＦ再生制御の実施時間などを省略し、ステップＳ７に移行して迅速に低圧ＥＧＲ通路１１の圧力異常を確定することができる。また、余計なＤＰＦ再生制御を回避するため、燃費や排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００７５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で変形、改良などを行っても、本発明の範囲に包含される。
【００７６】
本実施形態では、跳ね返り面１５を、低圧ＥＧＲ通路１１におけるＥＧＲフィルタ１２の排気流れ方向上流側の壁面である下面９１に設けたが、これに限られない。例えば、跳ね返り面１５は、接続部９における排気流れ方向下流側の排気管４の壁面などに設けられるものであってもよい。
【００７７】
本実施形態では、排気圧センサ４４によって排気圧を検出し、吸気圧センサ３１によって吸気圧を検出していたが、これに限られない。例えば、排気圧や吸気圧は、演算によって推定されるものであってもよい。
【００７８】
本実施形態では、ステップＳ３において、前回のＤＰＦ再生制御から、エンジン１が搭載された車両の走行距離が所定値以下であり、未だＥＧＲフィルタ１２にタール生成物が堆積していないと判断できる場合には、ステップＳ４によるＤＰＦ再生制御を実施させなかった。しかし、これに限られない。例えば、ステップＳ３において、前回のＤＰＦ再生制御から、エンジン１の運転時間が所定値以下であり、未だＥＧＲフィルタ１２にタール生成物が堆積していないと判断できる場合には、同様にステップＳ４によるＤＰＦ再生制御を実施させないものであってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１…エンジン（内燃機関）
３…吸気管（吸気通路）
４…排気管（排気通路）
９…接続部
１０…低圧ＥＧＲ装置（排気還流装置）
１１…低圧ＥＧＲ通路（ＥＧＲ通路）
１２…ＥＧＲフィルタ
１５…跳ね返り面
２１…吸気圧センサ（吸気圧取得手段）
４２…ＤＰＦ（フィルタ）
４４…排気センサ（排気圧取得手段）
９１…下面（壁面）
１０１…ＤＰＦ再生制御部（昇温手段）
Ｓ１，Ｓ２…（第１判定手段）
Ｓ５，Ｓ６…（第１判定手段）
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６…（第２判定手段）
Ｓ３…（第３判定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014088776.tif 000009
【図８】
2014088776.tif 000010
【図９】
2014088776.tif 000011
【図１０】
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