(57)【要約】【課題】凝縮水を効率よく排出する。【解決手段】ＥＧＲ装置２００は、吸気が流通する吸気管１８における集合部２１と、排気ガスが流通する排気管２０とに接続され、排気管２０から排出された排気ガスがＥＧＲガスとして吸気管１８に還流させるＥＧＲ管２６と、ＥＧＲ管２６の途中に設けられ、ＥＧＲ管２６を開閉するＥＧＲバルブ２８と、エンジンの停止時において、予め設定された所定の条件が成立した場合に、ＥＧＲバルブ２８を開状態に制御するバルブ制御部（ＥＣＵ２０１）と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気が流通する吸気管と、排気ガスが流通する排気管とに接続され、前記排気管から排出された前記排気ガスをＥＧＲガスとして前記吸気管に還流させるＥＧＲ管と、
前記ＥＧＲ管の途中に設けられ、前記ＥＧＲ管を開閉するＥＧＲバルブと、
車両の加速度を検出するセンサと、
エンジンの停止時に、前記センサによって検出された加速度に基づいて前記ＥＧＲバルブを開状態に制御するバルブ制御部と、
を備えるＥＧＲ装置。
【請求項２】
前記バルブ制御部は、
前記吸気管に対する前記ＥＧＲ管の取り付け方向とは逆向きの、予め設定された所定値以上の加速度が前記センサによって検出された場合に、前記ＥＧＲバルブを開状態に制御する請求項１に記載のＥＧＲ装置。
【請求項３】
前記ＥＧＲ管は、
前記吸気管における取り付け位置に対して、水平または鉛直下方に延在する請求項１または２に記載のＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）装置は、排気ガスをＥＧＲガスとして吸気流路内に還流する。ＥＧＲガスは、吸気流路内で吸気と合流する際に、吸気流路を流通する吸気によって冷却される。このとき、ＥＧＲガス中に含まれている水分が凝縮し、凝縮水が発生することがある。この凝縮水が、吸気とともにシリンダ内に吸い込まれると、水撃（所謂、ウォーターハンマ）が生じ、燃焼室の破損を招くおそれがある。
【０００３】
特許文献１では、過給機によって加圧された空気をＥＧＲ通路へ導入することで、ＥＧＲ通路から凝縮水を強制的に排出するＥＧＲ装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１２１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のＥＧＲ装置では、過給機が設けられた車両にしか適応することができず、過給機が設けられていない車両においては凝縮水を排出することができないといった問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、簡易な構成で、凝縮水を効率よく排出することができるＥＧＲ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のＥＧＲ装置は、吸気が流通する吸気管と、排気ガスが流通する排気管とに接続され、排気管から排出された排気ガスをＥＧＲガスとして吸気管に還流させるＥＧＲ管と、ＥＧＲ管の途中に設けられ、ＥＧＲ管を開閉するＥＧＲバルブと、車両の加速度を検出するセンサと、エンジンの停止時に、センサによって検出された加速度に基づいてＥＧＲバルブを開状態に制御するバルブ制御部と、を備える。
【０００８】
また、バルブ制御部は、吸気管に対するＥＧＲ管の取り付け方向とは逆向きの、予め設定された所定値以上の加速度がセンサによって検出された場合に、ＥＧＲバルブを開状態に制御するとよい。
【０００９】
また、ＥＧＲ管は、吸気管における取り付け位置に対して、水平または鉛直下方に延在するとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、凝縮水を効率よく排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車両の構成を説明する図である。
【図２】ＥＧＲ装置を備えたエンジンの概略図である。
【図３】ＥＧＲ管が連結されるインテークマニホールドを説明するための斜視図である。
【図４】ＥＧＲバルブの開閉制御処理の流れ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】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１３】
図１は、車両１００の構成を説明する図である。なお、以下では、車両１００の進行方向を前方向、車両１００の後退方向を後方向、車両１００の進行方向に対して右側を右方向、車両１００の進行方向に対して左側を左方向、鉛直上方向を上方向、鉛直下方向を下方向として説明する。
【００１４】
図１に示すように、車両１００は、エンジン１０２およびモータジェネレータ１０４が設けられたハイブリッド車両である。エンジン１０２およびモータジェネレータ１０４は、車体１００ａの前方向側のボンネット内に配されている。
【００１５】
また、車両１００には、バッテリー３０８が設けられている。バッテリー３０８は、車体１００ａの後方向側のトランクルームの下方に配されている。また、パワーコントロールユニット（以下、ＰＣＵと称する）１０６は、車体１００ａの後方向側の後部座席の下方に配されている。
【００１６】
車両１００は、エンジン１０２に優先してモータジェネレータ１０４で走行するモータ走行モードや、モータジェネレータ１０４とエンジン１０２とを併用して走行するエンジン併用モードなどの走行モードが準備されている。
【００１７】
例えば、車両１００では、エンジン併用モードが選択された場合には、走行状態に応じてエンジン１０２とモータジェネレータ１０４との駆動状態が切り換わり、エネルギー効率を高めるとともに、ＣＯ２等の排気ガスを削減することが可能となる。
【００１８】
図２は、ＥＧＲ装置２００を備えたエンジン１０２の概略図である。図２に示すように、エンジン１０２は、例えば、水平対向４気筒エンジンである。エンジン１０２では、クランクシャフト２を挟んで２つのシリンダブロック３が配される。シリンダブロック３は、シリンダボア３ａがそれぞれ２つ設けられており、各シリンダブロック３のシリンダボア３ａが対向する。ここでは、水平対向４気筒エンジンを例示するが、エンジン１０２の種類は問わない。なお、図２中、信号の流れを破線の矢印で示す。
【００１９】
シリンダブロック３には、クランクケース４が一体形成される。シリンダブロック３のうち、クランクケース４とは反対側に、シリンダヘッド５が固定されている。クランクシャフト２は、クランク室６内に回転自在に支持される。クランク室６は、クランクケース４によって形成される。
【００２０】
クランクシャフト２には、コネクティングロッド７を介してピストン８が連結される。ピストン８は、シリンダボア３ａに摺動可能に収容されている。燃焼室９は、シリンダボア３ａと、シリンダヘッド５と、ピストン８の冠面とによって囲まれた空間である。
【００２１】
シリンダヘッド５には、吸気ポート１０および排気ポート１１が燃焼室９に連通するように形成される。吸気ポート１０と燃焼室９との間には、吸気弁１２の先端が位置する。排気ポート１１と燃焼室９との間には、排気弁１３の先端が位置する。
【００２２】
シリンダヘッド５およびヘッドカバー１４に囲まれた空間がカム室である。カム室内には、吸気弁用カム１５および排気弁用カム１６が設けられる。吸気弁用カム１５は、吸気弁１２の他端に当接する。吸気弁用カム１５が回転することで、吸気弁１２が軸方向に移動する。これにより、吸気弁１２は、吸気ポート１０と燃焼室９との間を開閉する。排気弁用カム１６は、排気弁１３の他端に当接する。排気弁１３が回転することで、排気弁１３が軸方向に移動する。これにより、排気弁１３は、排気ポート１１と燃焼室９との間を開閉する。
【００２３】
吸気ポート１０の上流側には、インテークマニホールド１７が設けられる。インテークマニホールド１７は、吸気ポート１０に連通する。インテークマニホールド１７は、吸気が流通する吸気管１８の一部を構成する。排気ポート１１の下流側には、エキゾーストマニホールド１９が設けられる。エキゾーストマニホールド１９は、排気ポート１１に連通する。エキゾーストマニホールド１９は、排気ガスが流通する排気管２０の一部を構成する。
【００２４】
インテークマニホールド１７は、集合部２１と、吸気管下流部２２とを有している。集合部２１は、吸気管１８のうち、インテークマニホールド１７に供給する吸気の流量を可変とするスロットルバルブ２４より上流の吸気管上流部１８ａに連通する。集合部２１は、吸気管上流部１８ａから吸気が流入するタンクである。吸気管下流部２２は、集合部２１から分岐して下流端が吸気ポート１０に接続される。吸気管１８のうち、吸気管上流部１８ａには、エアクリーナ２３が設けられる。エアクリーナ２３は、吸気に含まれる塵や埃などの異物を除去する。スロットルバルブ２４の開度は、不図示のアクチュエータによって調整される。なお、スロットルバルブ２４の開度は、予め設定されている所定のマップを参照して決定される。この所定のマップには、アクセル（不図示）の開度と、エンジン回転数に対してスロットルバルブ２４の開度が予め設定される。なお、エンジン回転数は、クランク角センサ（不図示）から取得したクランク角を示す信号に基づいてＥＣＵ２０１によって導出される。
【００２５】
スロットルバルブ２４により流量が調整された吸気は、インテークマニホールド１７の集合部２１に流入する。集合部２１に流入した吸気は、吸気管下流部２２へ分配され、吸気ポート１０を介して燃焼室９へ導かれる。燃焼室９に導かれた空気は、不図示のインジェクタから噴射された燃料と混合する。そして、吸気と燃料との混合気は、シリンダヘッド５に設けられた不図示の点火プラグによって点火される。
【００２６】
混合気の燃焼により、ピストン８がシリンダボア３ａ内で往復運動を行う。ピストン８の往復運動の動力は、コネクティングロッド７を通じてクランクシャフト２の回転運動の動力に変換される。排気ガスは、燃焼室９から、排気ポート１１、エキゾーストマニホールド１９を介して排気管２０に導かれる。排気ガスは、排気管２０に設けられた触媒２５で浄化された後、車外へ排出される。
【００２７】
（ＥＧＲ装置２００）
ＥＧＲ装置２００は、ＥＧＲ管２６、ＥＧＲクーラ２７、ＥＧＲバルブ２８を含んで構成される。
【００２８】
ＥＧＲ管２６は、排気管２０と集合部２１とに接続されている。ＥＧＲ管２６は、排気管２０に流通する排気ガスの一部を、吸気管１８に還流させる。以下では、ＥＧＲ管２６を介して集合部２１に還流される排気ガスをＥＧＲガスと称する。ＥＧＲガスは、集合部２１から流入する吸気とともに、インテークマニホールド１７、吸気ポート１０を介して燃焼室９に供給される。このように、ＥＧＲガスを吸気とともに燃焼室９に供給することで、燃焼室９に供給される吸気の酸素濃度を低下させる。これにより、エンジン１０２では、燃料の燃焼温度が低下し、ＮＯｘ（窒素酸化物）などの生成を抑制する。
【００２９】
ＥＧＲ管２６には、上流側から、ＥＧＲクーラ２７およびＥＧＲバルブ２８が順に設けられている。ＥＧＲクーラ２７は、ＥＧＲガスを冷却する。ＥＧＲバルブ２８は、開度が調整されることで、ＥＧＲ管２６を流通するＥＧＲガスの流量を可変させる。
【００３０】
図３は、ＥＧＲ管２６が連結されるインテークマニホールド１７を説明するための斜視図である。図３に示すように、インテークマニホールド１７は、集合部２１と吸気管下流部２２とが樹脂により一体形成されている。
【００３１】
吸気管下流部２２は、集合部２１の左右方向に２つずつそれぞれ接続される。吸気管下流部２２は、上流側から下流側にかけて、水平方向（図中、左右方向）に延在するとともに、途中から下方向に屈曲するように形成されている。吸気管下流部２２は、それぞれ、エンジン１０２の吸気ポート１０に接続され、集合部２１に流入した空気をエンジン１０２の各吸気ポート１０に供給する。
【００３２】
集合部２１の前方向（車両前方側）にはＥＧＲ管２６が接続されている。集合部２１には、ＥＧＲ管２６を取り付けるための取り付け部２１ａが設けられている。取り付け部２１ａは、例えば、集合部２１における前方向側の側面であって、集合部２１の底面に隣接する位置に設けられている。ＥＧＲ管２６は、その一端が吸気管１８の集合部２１における取り付け部２１ａに連通する。また、ＥＧＲ管２６は、取り付け部２１ａから前下方向（前方向かつ下方向）に延在し、ＥＧＲバルブ２８に接続した後に鉛直下方向に延在する。
【００３３】
ところで、ＥＧＲガスは、集合部２１で吸気と混合される際に、吸気によって冷却される。このとき、ＥＧＲガスは、ＥＧＲガス中の水分が凝縮し、凝縮水が発生する場合がある。そして、集合部２１で発生した凝縮水は、集合部２１に貯留されることになる。この凝縮水は酸性であり、接触する各部の劣化要因となり得る。
【００３４】
そこで、本実施形態では、集合部２１に溜まった凝縮水を、車両１００に加速度が働いた際の慣性力を用いて、車両１００外へと排出する。具体的には、モータ走行モードにおいて減速しているときなどのエンジン１０２が停止中の車両１００に後方向の加速度が働いた場合、ＥＣＵ（Engine Control Unit）２０１（図２参照）によって、ＥＧＲバルブ２８を開状態へと制御することで、集合部２１に溜まった凝縮水を車両１００外へ排出する。
【００３５】
ＥＣＵ２０１は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータで構成され、エンジン１０２全体を統括制御する。ＥＣＵ２０１には、加速度センサ２０２（図２参照）が接続されている。加速度センサ２０２は、車両１００の加速度を検出し、検出した車両１００の加速度の情報をＥＣＵ２０１に出力する。また、ＥＣＵ２０１は、スロットルバルブ２４およびＥＧＲバルブ２８を制御するバルブ制御部として作動する。
【００３６】
以下では、ＥＣＵ２０１によるＥＧＲバルブ２８の制御処理の流れについて説明する。図４は、ＥＧＲバルブ２８の開閉制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００３７】
まず、ＥＣＵ２０１は、モータ走行モードであるか、つまり、エンジン１０２が停止中であるか否か判定する（Ｓ１０）。その結果、エンジン１０２が停止中でなければ（ステップＳ１０におけるＮＯ）、ＥＣＵ２０１は、ＥＧＲバルブ２８を目標開度に制御し（Ｓ１２）、当該ＥＧＲバルブ２８の制御処理を終了する。ステップＳ１２において、ＥＣＵ２０１は、エンジン回転数に基づいて、スロットルバルブ２４を介して吸入される新気およびＥＧＲ管２６を通って還流されるＥＧＲガスの総量に対するＥＧＲガスの割合を示す目標ＥＧＲ率を導出する。そして、ＥＣＵ２０１は、目標ＥＧＲ率およびフローメータ（不図示）によって検出された吸気量に基づいて、吸気管１８に還流すべき目標ＥＧＲ流量を導出する。そして、ＥＣＵ２０１は、目標ＥＧＲ流量に基づいて導出されるＥＧＲバルブ２８の目標ＥＧＲ開度に応じて、ＥＧＲバルブ２８の開度を制御する。
【００３８】
一方、エンジン１０２が停止中であれば（ステップＳ１０におけるＹＥＳ）、ＥＣＵ２０１は、加速度センサ２０２によって、所定値（例えば、０．３Ｇ）以上の後方向の加速度が検出されたか否かを判定する（Ｓ１４）。後方向の加速度は、集合部２１に対するＥＧＲ管２６の取り付け方向（位置）とは逆向きの加速度であり、車両が進行方向である前方向に向かって加速するときの加速度を正の加速度としたときの負の加速度（減速度）である。したがって、ここでは、車両１００が所定値以上の加速度で減速しているか否かが判定される。その結果、所定値以上の後方向の加速度が検出された場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）には、ＥＣＵ２０１は、ＥＧＲバルブ２８を開状態に制御する（Ｓ１６）。
【００３９】
車両１００に所定値以上の後方向の加速度が働くことで、集合部２１に貯留された凝縮水が、慣性力によりＥＧＲ管２６におけるＥＧＲバルブ２８よりも集合部２１側に送出される。このとき、ＥＧＲバルブ２８が開状態に制御されると、ＥＧＲ管２６におけるＥＧＲバルブ２８よりも集合部２１側に送出された凝縮水が、ＥＧＲバルブ２８を通って、ＥＧＲ管２６におけるＥＧＲバルブ２８よりも排気管２０側に、自重により移動する。そして、自重により移動した凝縮水は、そのまま排気管２０まで移動し、排気ガスとともに車外へ排出される。
【００４０】
その後、ＥＣＵ２０１は、加速度センサ２０２によって所定値以上の後方向の加速度が検出されなくなるまでは、再度、ＥＧＲバルブ２８を開状態する（Ｓ１４およびＳ１６を繰り返す）。そして、所定値以上の後方向の加速度が検出されない場合（ステップＳ１４のＮＯ）には、ＥＣＵ２０１は、ＥＧＲバルブ２８を閉状態に制御し（Ｓ１８）、当該ＥＧＲバルブ２８の制御処理を終了する。
【００４１】
このように、本実施形態では、車両１００に働く加速度を利用することで、凝縮水を排出する。そして、上記のような簡易な構成で、凝縮水を効率よく排出することができるので、製造コストを抑制することが可能となる。
【００４２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４３】
例えば、上述した実施形態では、ＥＣＵ２０１は、加速度センサ２０２によって、車両１００に働く加速度を検出する場合について示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、速度センサによって車両１００の速度を検出し、検出された速度を微分することによって、車両１００に働く加速度を導出してもよい。すなわち、車両１００に働く加速度の大きさと方向が導出できればよく、その具体的な導出手段については、特に限定されない。
【００４４】
なお、上述した実施形態では、ハイブリット車においてモータ走行モード時にブレーキをかけた場合に凝縮水を集合部２１から排出する場合について説明した。しかしながら、車両１００はハイブリット車でなく、エンジンのみが設けられていてもよい。例えば、エンジンのみが設けられた車両において、下り坂走行中にエンジン１０２を停止させたときに、上記の制御処理を実行することで、凝縮水を集合部２１から排出するようにしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、集合部２１に対するＥＧＲ管２６の取り付け方向が前方向側である場合について示したが、集合部２１に対するＥＧＲ管２６の取り付け方向は特に限定されない。すなわち、集合部２１に対するＥＧＲ管２６の取り付け方向とは反対方向であって、予め設定された所定値以上の加速度が検出された場合に、ＥＣＵ２０１によってＥＧＲバルブ２８を開状態に制御すればよい。具体的には、例えば、集合部２１に対するＥＧＲ管２６の取り付け方向が右方向であった場合には、所定値以上の左方向（左旋回方向）の加速度が検出された場合に、ＥＣＵ２０１によってＥＧＲバルブ２８を開状態に制御すればよい。なお、上記実施形態では、所定値を、０．３Ｇとしたが、これに限定されず、所望の値を設定することができる。なお、上記実施形態では、ＥＧＲ管２６は、その一端が吸気管１８の集合部２１における取り付け部２１ａに接続し、他端が排気管２０に接続する場合について説明したが、ＥＧＲ管２６の一端が少なくとも吸気管１８に接続していればよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、ＥＧＲ管２６が、集合部２１における取り付け位置に対して、鉛直下方に延在する場合について示したが、ＥＧＲ管２６が、集合部２１における取り付け位置に対して、水平に延在してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、ＥＧＲ装置に利用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１８  吸気管
２０  排気管
２６  ＥＧＲ管
２８  ＥＧＲバルブ
２００  ＥＧＲ装置
２０１  ＥＣＵ（バルブ制御部）
２０２  加速度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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