(57)【要約】【課題】簡単な構成でＥＧＲ装置の腐食抑制効果を向上させるように改善された内燃機関を提供する。【解決手段】エンジン１は、エンジン本体１０、吸気通路２２、排気通路３０、およびＥＧＲ装置４０を備えている。ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲ通路４２と、ＥＧＲ弁４４と、ＥＧＲクーラ４６とを備えている。エンジン１は、さらに吸気絞り弁２８と、排気絞り弁３２と、を備えている。吸気絞り弁２８は、吸気通路２２におけるＥＧＲ通路４２との合流部２４よりも上流に設けられている。排気絞り弁３２は、排気通路３０の途中に設けられている。ＥＧＲ装置４０は、エンジン１を停止したときに、排気絞り弁３２を閉じ、ＥＧＲ弁４４を開き、吸気絞り弁２８を開く。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路と排気通路とを接続させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲクーラと、
前記排気通路の途中に設けられた排気絞り弁と、
前記内燃機関を停止したときに、前記排気絞り弁を閉じ、前記ＥＧＲ弁を開き、排気ガスの冷却に応じた収縮を利用して前記吸気通路から前記ＥＧＲ通路に新気を導入することを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００７−１９８３１０号公報に開示されているように、ＥＧＲ装置の腐食を防止するために凝縮水を除去するようにした内燃機関が知られている。エンジン停止後にＥＧＲガスに含まれる水蒸気が凝縮すると、塩を含む凝縮水が生じてしまう。この凝縮水によってＥＧＲ弁およびＥＧＲクーラが腐食するという問題がある。この点、上記従来の技術では、過給ＬＰＬ−ＥＧＲ装置を備えるエンジンにおいて、コンプレッサで加圧された吸気の一部をＥＧＲクーラより下流のＥＧＲ通路に導くバイパス通路を備えている。エンジンがＥＧＲを停止する運転状態のときに、バイパス通路を介してＥＧＲ通路に導入された吸気をＥＧＲ通路の下流から上流へと逆流させるようにしている。つまり、吸気がＥＧＲ通路を吸気通路寄りから排気通路寄りへ流れるようにしている。ＥＧＲ通路内の未燃燃料および凝縮水を吹き飛ばし、除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９８３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の内燃機関はコンプレッサで加圧された吸気の一部をＥＧＲクーラより下流のＥＧＲ通路に導くために、その加圧吸気を導くバイパス通路および過給機を必要としており、構成の簡素化という面では不利である。また、ＥＧＲバルブがこのバイパス通路とＥＧＲ通路との接続部よりも上流に位置すると、ＥＧＲバルブにおける凝縮水発生を防止することができず、ＥＧＲ装置の腐食抑制という観点からはいまだ改善の余地を残すものであった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成でＥＧＲ装置の腐食抑制効果を向上させるように改善された内燃機関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】
【０００６】
本発明にかかる内燃機関は、内燃機関の吸気通路と排気通路とを接続させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲ弁と、前記ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲクーラと、前記排気通路の途中に設けられた排気絞り弁と、前記内燃機関を停止したときに、前記排気絞り弁を閉じ、前記ＥＧＲ弁を開き、排気ガスの冷却に応じた収縮を利用して前記吸気通路から前記ＥＧＲ通路に新気を導入する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高温の排気ガスが冷却過程で収縮する現象を利用し、ＥＧＲ弁およびＥＧＲクーラの周辺に新気を導入することにより凝縮水の発生を抑制できるようにしたので、バイパス通路を用いない簡単な構成であるとともに、ＥＧＲ装置の腐食抑制効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態にかかる内燃機関を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる内燃機関の停止時において実行される制御内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態にかかる内燃機関の始動時において実行される制御内容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】
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態にかかる内燃機関を示す図である。内燃機関１（以下、エンジン１とも称す）は、エンジン本体１０、吸気通路２２、排気通路３０、およびＥＧＲ装置４０を備えている。エンジン本体１０は、シリンダブロック１２と、このシリンダブロック１２内で往復運動するピストン１４と、シリンダブロック１２とともに燃焼室を形成するシリンダヘッド１６と、シリンダヘッド１６に設けられた吸気バルブ１８および排気バルブ２０を備えている。吸気バルブ１８は、吸気通路２２に連通する吸気ポートと燃焼室との間を開閉し、排気バルブ２０は、排気通路３０に連通する排気ポートと燃焼室との間を開閉する。
【００１０】
ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲ通路４２と、ＥＧＲ弁４４と、ＥＧＲクーラ４６とを備えている。ＥＧＲ装置４０は、高圧排気ガスを吸気通路へと還流する外部ＥＧＲ装置である。ＥＧＲ通路４２は、吸気通路２２と排気通路３０とを接続させる。ＥＧＲ弁４４は、ＥＧＲ通路４２の途中に設けられており、その開閉によりＥＧＲの実行と停止を切り替えるとともに、その開度を調節することでＥＧＲガス流量を調整することができる。ＥＧＲクーラ４６は、ＥＧＲ通路４２の途中に設けられている。エンジン１の停止後に高温の排気が外気で冷却されて収縮する際にＥＧＲ通路４２の内部の圧力が低下する。ＥＧＲ弁４４を開いておくことで、水分量の少ない大気（新気）が吸気通路２２を経由して流入し、水蒸気を多く含むＥＧＲガスをその新気に置換することができる。
【００１１】
エンジン１は、さらに吸気絞り弁２８と、排気絞り弁３２と、を備えている。吸気絞り弁２８は、吸気通路２２におけるＥＧＲ通路４２との合流部２４よりも上流に設けられており、本実施形態では吸気量を調整するスロットル弁も兼ねている。排気絞り弁３２は、排気通路３０の途中に設けられている。排気絞り弁３２は、エンジン１の停止後に閉じることで、高温の排気が外気で冷却されて収縮する際にテールエンドから大気を吸い込まないようにすることができる。また、ＮＯｘ低減、ＰＭ低減、および燃費向上のためにＥＧＲガス量を増やすためにも必要な弁である。
【００１２】
エンジン１は、制御装置としてのＥＣＵ５０を備えている。ＥＣＵ５０には、ＥＧＲ弁４４と、吸気絞り弁２８と、排気絞り弁３２が、それぞれ接続されており、それらの開閉を制御する制御信号が伝達される。ＥＣＵ５０は、エンジン１を停止したときに、排気絞り弁３２を閉じ、ＥＧＲ弁４４を開き、吸気絞り弁２８を開くようにプログラムされている。
【００１３】
図２は、本発明の実施の形態にかかるエンジン１の停止時において実行される制御内容を示すフローチャートである。図２のフローチャートでは、イグニッションがオフとされた場合（ステップＳ１００）、これに応じてＥＣＵ５０がエンジン１を停止する処理を実行する（ステップＳ１０２）。この時点では排気ガス温度は３００℃以上である。その後、ＥＣＵ５０は、排気絞り弁３２を閉じる（ステップＳ１０４）。これにより排気側からの大気流入を遮ることができる。排気絞り弁３２を閉じるのは「エンジン１を停止したとき」であるが、その具体的なタイミングについては一定のタイムラグがあってもよく、例えばエンジン停止後に予め定めた期間（例えば数秒後）が経過したとき排気絞り弁３２を閉じるようにしてもよい。高温な排気ガスが冷えて常温になる前のタイミングに、排気絞り弁３２を閉じればよい。
【００１４】
さらに、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁４４を開く（ステップＳ１０６）。これにより、吸気側から大気を流入させるための通路を確保することができる。なお、ＥＧＲ弁４４は、異物が飛来した際にこの異物をかみこんで作動不良を起こすことがありうるが、エンジン１を停止するときにＥＧＲ弁４４を開くことでこの異物を取り除くこともできる。さらに、ＥＣＵ５０は、吸気絞り弁２８を開く（ステップＳ１０８）。
【００１５】
このようにすることで、エンジン１を停止したときに、排気絞り弁３２を閉じ、ＥＧＲ弁４４を開き、吸気絞り弁２８を開くことができる。このようにすることで、ＥＧＲ通路４２にある排気ガスが冷却される過程でこの排気ガスが収縮して排気絞り弁３２側に集まり、吸気口２６から新気が吸い込まれる。このように高温の排気ガスが冷却過程で収縮する現象を利用し、ＥＧＲ弁４４およびＥＧＲクーラ４６の周辺に新気を導入することにより、それらの周辺で凝縮水が発生するのを抑制できる。
【００１６】
なお、図２のルーチンを実行した後、エンジン停止期間中、排気絞り弁３２が閉じ状態に維持されていてもよい。あるいは、排気絞り弁３２は、エンジン停止期間の途中で開かれてもよい。
【００１７】
図３は、本発明の実施の形態にかかるエンジン１の始動時において実行される制御内容を示すフローチャートである。図３のフローチャートでは、イグニッションがオンとされたら（ステップＳ２００）、吸気絞り弁２８が閉じられる（ステップＳ２０２）。その後、ＥＧＲ弁４４が閉じられる（ステップＳ２０４）。ＥＧＲ弁４４が開いたままだと空気が多すぎてエンジン１の始動ができないからである。次に、ＥＣＵ５０は、排気絞り弁３２を開く（ステップＳ２０６）。これにより、燃焼ガスの排出経路が確保される。その後、ＥＣＵ５０はエンジン１の始動処理を開始し（ステップＳ２０８）、エンジン１の始動後は通常のエンジン制御が実行される。
【００１８】
なお、図１に示すエンジン１は過給機を設けていないが、本発明は過給内燃機関および自然吸気内燃機関のいずれにも適用することができる。つまり、エンジン１に図示しない過給機を設けてもよく、この過給機のコンプレッサ下流にＥＧＲ通路４２の一端を接続するとともに、ＥＧＲ通路の他の一端は過給機のタービン上流へと接続するようにしてＨＰＬ−ＥＧＲ装置を構成してもよい。あるいは、この図示しない過給機のコンプレッサ上流にＥＧＲ通路４２の一端を接続するとともに、ＥＧＲ通路の他の一端は過給機のタービン下流（あるいは排気触媒の下流）に接続するようにして、ＬＰＬ−ＥＧＲ装置を構築していてもよい。また、ＨＰＬ−ＥＧＲを行うＥＧＲ装置およびＬＰＬ−ＥＧＲを行うＥＧＲ装置の両方を設けて、それぞれに本発明を適用してもよい。
【００１９】
なお、合流部２４とシリンダブロック１２の気筒内との間およびその下流に設けられた弁（例えば吸気バルブ１８および排気バルブ２０）については、エンジン１０を停止したときに閉塞された状態となっていることが好ましい。この弁が開いている場合（例えば吸気バルブ１８および排気バルブ２０がバルブオーバーラップ状態で停止していた場合）には、ＥＧＲ通路４２内のＥＧＲガスを新気へ置換する効果が低下してしまうからである。また、ＥＧＲ装置がＬＰＬ−ＥＧＲのみであり、吸気通路２２において合流部２４より下流にスロットル弁が設けられているときには、エンジン１０を停止したときにこの合流部２４より下流側のスロットル弁を閉じるようにＥＣＵ５０が制御を行うことが好ましい。このスロットル弁を閉じることで、吸気口２６→合流部２４→ＥＧＲ通路４２→排気通路３０という経路を開きつつ、合流部２４からエンジン本体１０の気筒を経て排気通路３０へと至る経路は閉じるようにし、新気を合流部２４からＥＧＲ通路４２へと確実に流すことができるからである。
【符号の説明】
【００２０】
１  内燃機関（エンジン）、１０  エンジン本体、１２  シリンダブロック、１４  ピストン、１６  シリンダヘッド、１８  吸気バルブ、２０  排気バルブ、２２  吸気通路、２４  合流部、２６  吸気口、２８  吸気絞り弁、３０  排気通路、３２  排気絞り弁、４０  ＥＧＲ装置、４２  ＥＧＲ通路、４４  ＥＧＲ弁、４６  ＥＧＲクーラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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