(57)【要約】【課題】本発明は、凝縮水の再発に伴う異常燃焼の発生を防止することができる内燃機関の排気還流装置を提供することを目的としている。【解決手段】このため、許可条件が成立すると、内燃機関の排気ガスを排気側から吸気側へ循環させる排気還流制御を実行する排気還流装置であって、還流通路又は吸気管に発生する凝縮水を検出する凝縮水検出部と、凝縮水が検出されたとき、排気ガスの還流量を抑制する抑制制御部とを備えた内燃機関の排気還流装置において、凝縮水が検出されたとき、排気還流制御が実行され難くなるように許可条件を更新する更新制御部を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
許可条件が成立すると、内燃機関の排気ガスを排気側から吸気側へ循環させる排気還流制御を実行する排気還流装置であって、還流通路又は吸気管に発生する凝縮水を検出する凝縮水検出部と、前記凝縮水が検出されたとき、前記排気ガスの還流量を抑制する抑制制御部とを備えた内燃機関の排気還流装置において、前記凝縮水が検出されたとき、前記排気還流制御が実行され難くなるように前記許可条件を更新する更新制御部を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
前記内燃機関の作動と停止とを切り替える切替スイッチを備え、前記抑制制御部は、前記切替スイッチが停止側へ切り替えられるまで、抑制制御を継続す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の排気還流装置に係り、特に凝縮水の再発に伴う異常燃焼の発生防止を図る内燃機関の排気還流装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気装置においては、排気ガスの一部を吸気管へ還流させて気筒内へ送り込むことで、燃焼温度を低下させる排気還流装置が知られている。
この排気還流装置は、例えば、燃焼温度が過度に高温となり異常燃焼が発生したときに、排気ガスを還流させて異常燃焼を抑制するために用いられる。
このようにすれば、異常燃焼によって発生するＮＯｘなどの有害物質が、抑制される。
【０００３】
従来、内燃機関の排気還流装置においては、気筒内の燃焼温度を効率よく低下させるために、排気還流通路の途中に熱交換器（「ＥＧＲクーラ」ともいう。）を備えたものが知られている。
ところが、このような熱交換器を備えた排気還流装置は、排気ガスの冷却により凝縮水が吸気管に発生し、この凝縮水が内燃機関の燃焼や部品などへ悪影響を与える恐れがある。
そこで、下記の特許文献１においては、この問題を解決するために、低圧ＥＧＲクーラおよびインタークーラの凝縮水発生に関連する直接因子および間接因子の情報を検出する運転情報検出部と、この運転情報検出部で検出される凝縮水発生に関連する間接因子を設定されたマップに適用して低圧ＥＧＲ制御デューティを決定し、凝縮水発生に関連する直接因子の条件に応じて低圧ＥＧＲバルブのデューティを制御し、インタークーラおよび低圧ＥＧＲクーラで凝縮水が発生しないように抑制させる制御部と、この制御部から印加されるデューティ制御信号に応じて低圧ＥＧＲ量（つまり、還流された排気ガス量）を調節させる低圧ＥＧＲバルブと、を含むことを特徴とする低圧ＥＧＲシステム制御装置が開示されている。
また、特許文献１において、制御部は、インタークーラの後端温度が設定された第１基準温度未満であり、ブースト圧が第１基準圧未満であれば、インタークーラの凝縮水発生条件であると判定し、低圧ＥＧＲバルブを閉鎖して低圧ＥＧＲ量を「０％」に制御している。
このため、特許文献１における低圧ＥＧＲシステム制御装置によれば、直接因子に影響を与える多様な制御変数の最適化マッピングによるＥＧＲ量の制御によって凝縮水発生が最小化することにより、インタークーラ、ターボチャージャ、低圧ＥＧＲクーラ、低圧ＥＧＲバルブ、燃焼室などを含むエンジン部品の耐久性、信頼性および安定性を向上させることができる。
また、低圧ＥＧＲバルブを最適に制御することにより、燃費の向上とＮＯｘ低減を実現できる、としている。
更に、凝縮水が発生する場合に、低圧ＥＧＲバノレブを閉鎖して、低圧ＥＧＲ量を０％にすれば、インタークーラの温度を上昇させることができ、凝縮水の発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８７７７９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、上記の特許文献１のような内燃機関の排気還流装置においては、ＥＧＲ量を制御して凝縮水の発生を抑制するようにしているが、この制御によって凝縮水が消失し、ＥＧＲ制御が再開すると再び凝縮水が発生し、異常燃焼が発生する恐れがあるという不都合がある。
【０００６】
この発明は、上記の問題に鑑みて成されたものであり、凝縮水の再発に伴う異常燃焼の発生を防止することができる内燃機関の排気還流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】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、許可条件が成立すると、内燃機関の排気ガスを排気側から吸気側へ循環させる排気還流制御を実行する排気還流装置であって、還流通路又は吸気管に発生する凝縮水を検出する凝縮水検出部と、前記凝縮水が検出されたとき、前記排気ガスの還流量を抑制する抑制制御部とを備えた内燃機関の排気還流装置において、前記凝縮水が検出されたとき、前記排気還流制御が実行され難くなるように前記許可条件を更新する更新制御部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、更新制御部は、凝縮水が検出されたとき、排気還流制御が実行され難くなるように許可条件を更新する。
このため、抑制制御が解除され、排気還流制御が許可された状態となっても、許可条件が更新されているため、排気還流制御が実行され難くなり、凝縮水による異常燃焼が再発することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は内燃機関の排気還流装置の制御用フローチャートである。（実施例）
【図２】図２は内燃機関の排気還流装置の構成図である。（実施例）
【図３】図３は内燃機関の排気還流装置のシステム図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
図１〜図３はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１は内燃機関Ｅの排気還流装置である。
この内燃機関Ｅは、吸気系において、上流側からエアクリーナ２と、このエアクリーナ２に連絡する吸気管３と、吸気マニホルド４とを備えている。
そして、前記吸気管３の途中に吸気検出手段５を配置している。
このとき、この吸気検出手段５は、吸気流量を検出するエアマスフローセンサや吸気温度を検出する吸気温センサなどの機能を備えている。
また、前記吸気管３の下流側端部、かつ、前記吸気マニホルド４の直上流部位にスロットルバルブ６を配置している。
前記内燃機関Ｅは、クランクシャフト（図示せず）のクランク角度を検出するクランク角センサ７と、カムシャフト（図示せず）のカム角度を検出するカム角センサ８と、冷却水温度を検出する水温センサ９とを備えている。
更に、前記内燃機関Ｅは、排気側において、上流側から排気マニホルド１０と、触媒１１と、排気管１２と、マフラ１３とを備えている。  そして、前記触媒１１の上流側に第１排気センサ１４を配置するとともに、触媒１１の下流側には第２排気センサ１５を配置する。
【００１２】
前記内燃機関Ｅの排気還流装置１は制御装置１６を備えている。
この制御装置１６は、図２に示す如く、前記第２排気センサ１５よりも下流側の排気系と前記スロットルバルブ６よりも下流側の吸気系とを接続する還流通路１７と、この還流通路１７の途中に排気側から吸気側に向かって順次に配置されるＥＧＲクーラ１８及び排気還流弁（「ＥＧＲバルブ」ともいう。）１９とを備えている。
そして、前記制御装置１６は、許可条件が成立した際に、前記内燃機関１の排気ガスを排気側から吸気側へ循環させる排気還流制御を実行している。
このとき、前記制御装置１６における許可条件の判定においては、例えば吸気温度や水温などの値、または、回転数と機関負荷に応じて決定される指数が、予め設定された値を超えたか否かを判定している。
【００１３】
また、前記内燃機関Ｅの排気還流装置１において、前記制御装置１６は、前記還流通路１７又は前記吸気管３に発生する凝縮水を検出する凝縮水検出部２０と、前記凝縮水が検出されたとき、前記排気ガスの還流量を抑制する抑制制御部２１とを備えている。
このとき、前記凝縮水検出部２０は、前記内燃機関Ｅの回転変動が設定値以上か否かを判定している。
なお、内燃機関Ｅの回転変動は、前記クランク角センサ７の出力値に基づいて算出している。
前記凝縮水検出部２０は、回転変動の値が設定値以上である場合に、凝縮水が堆積したものと判定している。
このため、前記凝縮水検出部２０によって凝縮水が堆積したと判定された場合には、凝縮水判定フラグＷｆに「１」を入力している。
また、前記抑制制御部２１は、前記凝縮水検出部２０によって凝縮水が堆積したと判定された後に凝縮水判定フラグＷｆに「１」が入力された際に、ＥＧＲ許可フラグＥｆに「０」を代入する。
そして、前記内燃機関Ｅの排気還流装置１において、前記制御装置１６は、ＥＧＲ許可フラグＥｆに「０」が代入されてＥＧＲ許可フラグＥｆが「０」に変更されると、ＥＧＲ制御を禁止、つまり、排気ガスの還流量を抑制する。
【００１４】
そして、前記制御装置１６において、前記凝縮水が検出されたとき、前記排気還流制御が実行され難くなるように前記許可条件を更新する更新制御部２２を備えている。
詳述すれば、前記内燃機関Ｅの排気還流装置１は、図３に示す如く、入力側に前記吸気検出手段５と前記クランク角センサ７とを備えている。
また、前記内燃機関Ｅの排気還流装置１は、出力側には前記排気還流弁１９を備えている。
更に、前記内燃機関Ｅの排気還流装置１において、前記制御装置１６は、前記凝縮水検出部２０や前記抑制制御部２１、前記更新制御部２２を備える一方、凝縮水消失検出部２３や解除制御部２４、記憶部２５を備えている。
そして、前記更新制御部２２は、ＥＧＲ許可条件を更新している。
具体的には、吸気温や水温などの値を増加させて、排気還流制御が実行され難くなるように更新する。
前記凝縮水消失検出部２３は、前記還流通路１７又は前記吸気管３に発生した凝縮水が消失状態を検出する。
これにより、上記のように構成すれば、前記更新制御部２２は、凝縮水が検出されたとき、排気還流制御が実行され難くなるように許可条件を更新する。
このため、抑制制御が解除され、排気還流制御が許可された状態となっても、許可条件が更新されているため、排気還流制御が実行され難くなり、凝縮水による異常燃焼が再発することを防止できる。
【００１５】
また、前記内燃機関Ｅの排気還流装置１は、内燃機関Ｅの作動と停止とを切り替える切替スイッチ（「エンジンキー」ともいう。）２６を備え、前記抑制制御部２１は、前記切替スイッチ２６が停止側へ切り替えられるまで、抑制制御を継続している。
つまり、前記抑制制御部２１は、前記切替スイッチ２６が停止側、すなわちオフになったか否かを判定し、切替スイッチ２６が停止側であるオフとなるまで抑制制御を継続している。
また、前記解除制御部２４は、前記切替スイッチ２６が停止側であるオフとなると、ＥＧＲ許可フラグＥｆに「１」を代入する。
このとき、ＥＧＲ許可フラグＥｆは、不揮発性メモリなどからなる前記記憶部２５に保存される。
このため、次回、前記内燃機関Ｅを始動すると、排気還流制御が許可され、排気還流制御が実行される。
これにより、上記のように構成すれば、運転者が前記内燃機関Ｅを停止させるまで、排気還流制御が再開されることが無いため、凝縮水の再発が確実に防止できる。
従って、運転者は、抑制制御が解除された場合であっても、前記内燃機関Ｅを自ら停止させるまで凝縮水が発生し異常燃焼が再発することが無いため、良好に運転を行うことができる。
【００１６】
次に作用を図１の前記内燃機関Ｅの排気還流装置１の制御用フローチャートに沿って説明する。
【００１７】
この内燃機関Ｅの排気還流装置１の制御用プログラムがスタート（１０１）すると、ＥＧＲ許可条件が成立しているか否かの判断（１０２）に移行する。
このＥＧＲ許可条件が成立しているか否かの判断（１０２）においては、例えば吸気温度や水温などの値、または、回転数と機関負荷に応じて決定される指数が、予め設定された値を超えたか否かを判定する。
このＥＧＲ許可条件が成立しているか否かの判断（１０２）において、判断（１０２）がＮＯの場合には、後述する前記内燃機関Ｅの排気還流装置１の制御用プログラムのエンド（１１０）に移行する。
ＥＧＲ許可条件が成立しているか否かの判断（１０２）がＹＥＳの場合には、ＥＧＲ制御である排気還流制御を実行する処理（１０３）に移行する。
そして、このＥＧＲ制御である排気還流制御を実行する処理（１０３）の後に、回転変動が設定値以上であるか否かの判断（１０４）に移行する。
この回転変動が設定値以上であるか否かの判断（１０４）においては、前記内燃機関Ｅの回転変動を前記クランク角センサ７の出力値に基づいて算出し、前記凝縮水検出部２０によって、回転変動の値が設定値以上であるか否かを判断している。
そして、回転変動が設定値以上であるか否かの判断（１０４）において、判断（１０４）がＮＯの場合には、前記内燃機関Ｅの排気還流装置１の制御用プログラムのエンド（１１０）に移行する。
回転変動が設定値以上であるか否かの判断（１０４）がＹＥＳの場合には、前記凝縮水検出部２０によって凝縮水が堆積したものと判定しているため、凝縮水判定フラグＷｆに「１」を入力する処理（１０５）に移行する。
この凝縮水判定フラグＷｆに「１」を入力する処理（１０５）の後には、ＥＧＲ許可フラグＥｆに「０」を代入する処理（１０６）に移行する。
このＥＧＲ許可フラグＥｆに「０」を代入する処理（１０６）においては、前記抑制制御部２１によって、ＥＧＲ許可フラグＥｆに「０」を代入して、ＥＧＲ許可フラグＥｆを「０」に変更しているため、前記内燃機関Ｅの排気還流装置１によって、ＥＧＲ制御を禁止、つまり、排気ガスの還流量を抑制する。
また、ＥＧＲ許可フラグＥｆに「０」を代入する処理（１０６）の後には、ＥＧＲ許可条件を更新する処理（１０７）に移行する。
このＥＧＲ許可条件を更新する処理（１０７）においては、前記更新制御部２２によってＥＧＲ許可条件を更新している。
このとき、具体的には、吸気温や水温などの値を増加させて、排気還流制御が実行され難くなるように更新している。
そして、ＥＧＲ許可条件を更新する処理（１０７）の後には、エンジンキー・オフであるか否かの判断（１０８）に移行する。
このエンジンキー・オフであるか否かの判断（１０８）においては、エンジンキーである前記切替スイッチ２６がオフ、つまり、停止側になったか否かを判定している。
なお、前記抑制制御部２１は、前記切替スイッチ２６が停止側へ切り替えられるまで、抑制制御を継続している。
上述のエンジンキー・オフであるか否かの判断（１０８）において、判断（１０８）がＮＯの場合には、前記内燃機関Ｅの排気還流装置１の制御用プログラムのエンド（１１０）に移行する。
エンジンキー・オフであるか否かの判断（１０８）がＹＥＳの場合には、ＥＧＲ許可フラグＥｆに「１」を代入する処理（１０９）に移行する。
そして、このＥＧＲ許可フラグＥｆに「１」を代入する処理（１０９）の後には、前記内燃機関Ｅの排気還流装置１の制御用プログラムのエンド（１１０）に移行する。
【符号の説明】
【００１８】
１  内燃機関Ｅの排気還流装置
Ｅ  内燃機関
２  エアクリーナ
３  吸気管
４  吸気マニホルド
５  吸気検出手段
６  スロットルバルブ
７  クランク角センサ
８  カム角センサ
９  水温センサ
１０  排気マニホルド
１１  触媒
１２  排気管
１３  マフラ
１４  第１排気センサ
１５  第２排気センサ
１６  制御装置
１７  還流通路
１８  ＥＧＲクーラ
１９  排気還流弁（「ＥＧＲバルブ」ともいう。）
２０  凝縮水検出部
２１  抑制制御部
２２  更新制御部
２３  凝縮水消失検出部
２４  解除制御部
２５  記憶部
２６  切替スイッチ（「エンジンキー」ともいう。）
【図１】
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【図２】
2015014271.tif 000004
【図３】
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