(57)【要約】  多気筒内燃機関（１）は、ＥＧＲクーラ（２７）を含むＥＧＲ装置（３０）が設けられ、かつ４つの気筒（２）を有する。多気筒内燃機関（１）は、気筒（２）毎に一つずつ設けられた４つの排気側分岐路（１５）と、ＥＧＲクーラ（２７）にて生成した凝縮水（ＣＷ）を貯留する貯留タンク（３１）と、排気側分岐路（１５）と貯留タンク（３１）とを連通し、排気側分岐路（１５）毎に一つずつ設けられた４つの凝縮水導入路（３３）とを備え、減速運転中に気筒（２）内の壁面温度が所定温度以上の場合、排気弁（２１）の閉弁時期が遅角し、かつ吸気弁（２０）の開弁時期が遅角するように排気側可変動弁機構（２３Ｂ）及び吸気側可変動弁機構（２３Ａ）をそれぞれ制御する。
2014174645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲクーラを含むＥＧＲ装置が設けられ、かつ複数の気筒を有する多気筒内燃機関において、
前記気筒毎に一つずつ設けられた複数の排気側分岐路と、
前記ＥＧＲクーラにて発生した凝縮水を貯留する凝縮水貯留部と、
前記排気側分岐路と前記凝縮水貯留部とを連通し、前記排気側分岐路毎に一つずつ設けられた複数の凝縮水導入路と、
排気弁のバルブタイミングを変更可能な排気側可変動弁機構と、
減速運転中に前記気筒内の壁面温度が所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構を制御するバルブタイミング制御手段と、
を備える多気筒内燃機関。
【請求項２】
前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって機関回転数が所定回転数以下かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構を制御する請求項１の多気筒内燃機関。
【請求項３】
前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって前記凝縮水貯留部に貯留された凝縮水の貯水量が所定貯水量以上かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構を制御する請求項１の多気筒内燃機関。
【請求項４】
吸気弁のバルブタイミングを変更可能な吸気側可変動弁機構を更に備え、
前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中に前記壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角し、かつ前記吸気弁の開弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構及び前記吸気側可変動弁機構をそれぞれ制御する請求項１の多気筒内燃機関。
【請求項５】
前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって機関回転数が所定回転数以下かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角し、かつ前記吸気弁の開弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構及び前記吸気側可変動弁機構をそれぞれ制御する請求項４の多気筒内燃機関。
【請求項６】
前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって前記凝縮水貯留部に貯留された凝縮水の貯水量が所定貯水量以上かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角し、かつ前記吸気弁の開弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構及び前記吸気側可変動弁機構をそれぞれ制御する請求項１の多気筒内燃機関。
【請求項７】
前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中に前記壁面温度が前記所定温度未満の場合、前記排気弁及び前記吸気弁の開弁期間が重なるバルブオーバーラップ期間の長さが０となるように前記排気側可変動弁機構を制御する請求項１〜６のいずれか一項の多気筒内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ装置が設けられた多気筒内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲクーラで生成した凝縮水を貯蔵し、貯蔵した凝縮水を吸気通路内に噴射する内燃機関が知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３１８０４９号公報
【特許文献２】特開２００３−２０１９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の内燃機関は、吸気通路内に噴射された凝縮水が吸気とともに気筒内に供給され、気筒内に供給された凝縮水が気化することによって燃焼温度を抑制する。しかしながら、凝縮水は酸性であるため、凝縮水を貯留する凝縮水貯留部に凝縮水が機関停止時に残っていると凝縮水貯留部の腐食を招くおそれがある。したがって、機関停止時においては凝縮水貯留部に凝縮水をできるだけ残留させないことが望ましい。【０００５】
そこで、本発明は、機関停止時における凝縮水貯留部の凝縮水の残存量を低減できる多気筒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】
本発明の多気筒内燃機関は、ＥＧＲクーラを含むＥＧＲ装置が設けられ、かつ複数の気筒を有する多気筒内燃機関において、前記気筒毎に一つずつ設けられた複数の排気側分岐路と、前記ＥＧＲクーラにて発生した凝縮水を貯留する凝縮水貯留部と、前記排気側分岐路と前記凝縮水貯留部とを連通し、前記排気側分岐路毎に一つずつ設けられた複数の凝縮水導入路と、排気弁のバルブタイミングを変更可能な排気側可変動弁機構と、減速運転中に前記気筒内の壁面温度が所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構を制御するバルブタイミング制御手段と、を備えるものである。【０００７】
この多気筒内燃機関によれば、気筒毎の排気側分岐路と凝縮水貯留部とが凝縮水導入路にて連通している。このため、ある気筒の吸気行程と他の気筒の排気行程とが重なる場合に、他の気筒の排気行程によって生じる排気脈動が凝縮水導入路を通じて凝縮水貯留部内を加圧する。これにより、凝縮水貯留部に貯留された凝縮水がバルブオーバーラップ期間に凝縮水導入路を通じて排気側分岐路及び気筒に供給される。また、気筒内の壁面温度が高いほど凝縮水の蒸発が促進される。したがって、壁面温度が高いほど多くの凝縮水を短時間で処理することができる。この多気筒内燃機関は、減速運転中に壁面温度が所定温度以上の場合に排気弁の閉弁時期が遅角されるため排気側分岐路から気筒内に生じる負圧が高められる。これにより、排気弁の閉弁時期を遅角しない場合よりも多くの凝縮水を気筒内に引き込むことができ、減速運転中に多くの凝縮水を処理することができる。したがって、減速運転中に凝縮水の処理が促進されるため、減速運転から機関停止に至った時点で凝縮水貯留部に残存する凝縮水の量を低減できる。よって、凝縮水貯留部の腐食を抑制できる。【０００８】
本発明の多気筒内燃機関の一態様として、前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって機関回転数が所定回転数以下かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構を制御してよい。また、本発明の多気筒内燃機関の一態様として、前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって前記凝縮水貯留部に貯留された凝縮水の貯水量が所定貯水量以上かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構を制御してもよい。これらの態様によれば、減速運転中に例外なく排気弁の閉弁時期を遅角させる場合と比べてバルブタイミングの変更頻度が低下する。これにより、バルブタイミングの変更に伴う多気筒内燃機関の出力悪化や燃費悪化等の影響を可能な限り少なくしつつ、減速運転から機関停止に至った時点で凝縮水貯留部に残存する凝縮水の量を低減できる。【０００９】
本発明の多気筒内燃機関の一態様として、吸気弁のバルブタイミングを変更可能な吸気側可変動弁機構を更に備え、前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中に前記壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角し、かつ前記吸気弁の開弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構及び前記吸気側可変動弁機構をそれぞれ制御してもよい。この態様によれば、排気弁の閉弁時期の遅角に合わせて吸気弁の開弁時期の遅角が行われるため、排気側分岐路から気筒内に生じる負圧を更に高めることができる。これにより、減速運転中の凝縮水の処理が更に促進される。【００１０】
上記態様において、前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって機関回転数が所定回転数以下かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角し、かつ前記吸気弁の開弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構及び前記吸気側可変動弁機構をそれぞれ制御してよい。また、前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって前記凝縮水貯留部に貯留された凝縮水の貯水量が所定貯水量以上かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角し、かつ前記吸気弁の開弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構及び前記吸気側可変動弁機構をそれぞれ制御してよい。これらによれば、減速運転中に例外なく排気弁の閉弁時期を遅角させかつ吸気弁の開弁時期を遅角させる場合と比べてバルブタイミングの変更頻度が低下する。これにより、バルブタイミングの変更に伴う多気筒内燃機関の出力悪化や燃費悪化等の影響を可能な限り少なくしつつ、減速運転から機関停止に至った時点で凝縮水貯留部に残存する凝縮水の量を低減できる。【００１１】
本発明の多気筒内燃機関の一態様として、前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中に前記壁面温度が前記所定温度未満の場合、前記排気弁及び前記吸気弁の開弁期間が重なるバルブオーバーラップ期間の長さが０となるように前記排気側可変動弁機構を制御してもよい。気筒の壁面温度が低く凝縮水の処理促進が期待できない場合は、凝縮水を気筒内に引き込むことによって機関停止中に凝縮水が気筒内に残存して気筒内の腐食を招くおそれがある。この態様によれば、減速運転中に気筒内の壁面温度が所定温度未満の場合にはオーバーラップ期間の長さが０となって気筒内への凝縮水の引き込みが制限される。これにより、気筒内に残存する凝縮水の量を低減できるため、気筒内の腐食を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一形態に係る多気筒内燃機関を重力方向上方から見た状態を模式的に示した図。
【図２】図１のII-II線に沿った断面図。
【図３】図１の矢印III方向から見た状態を示した図。
【図４】凝縮水の導入方法を説明する説明図。
【図５】第１の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図６】気筒内の壁面温度を推定するためのマップの構造を模式的に示した図。
【図７】第２の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図８】第３の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の形態）
図１〜図３に示すように、多気筒内燃機関（以下、エンジンと称する。）１は、４つの気筒２が一方向に配置された直列４気筒型のディーゼルエンジンとして構成されている。エンジン１は、例えば自動車の走行用動力源として搭載される。エンジン１は気筒２が形成されたシリンダブロック３と、気筒２の開口部を塞ぐようにしてシリンダブロック３に取り付けられたシリンダヘッド４とを有する。各気筒２にはピストン５が往復動自在に挿入されている。各気筒２内に燃料を供給するため、燃料噴射弁６が各気筒２の天井部に先端を露出させた状態で気筒２毎に設けられている。各燃料噴射弁６には不図示のコモンレールを介して燃料が圧送される。
【００１４】
各気筒２には吸気通路１０及び排気通路１１がそれぞれ接続されている。吸気通路１０に導かれた空気は各気筒２に順番に充填される。エンジン１の燃焼順序は、図１の左側から右側に向かって気筒番号を＃１、＃２、＃３、＃４とした場合、＃１→＃３→＃４→＃２に設定されている。燃料噴射弁６から気筒２内に噴射された燃料はこの燃焼順序に従って圧縮行程で自着火して燃焼する。燃焼後の排気は排気通路１１に導かれ、排気通路１１に導かれた排気は不図示の排気浄化装置にて浄化されてから大気に放出される。
【００１５】
吸気通路１０は不図示のエアフィルタにて濾過された空気を導く吸気管１２と、吸気管１２に導かれた空気を各気筒２に分配する吸気マニホルド１３と、吸気マニホルド１３の分岐管１３ａにそれぞれ接続され、各気筒２に通じるようにシリンダヘッド４に形成された吸気ポート１４とを含む。排気通路１１は、気筒２毎に一つずつ設けられた４つの排気側分岐路１５と、各排気側分岐路１５が集合する排気マニホルド１６とを含む。各排気側分岐路１５は、気筒２に通じるようにシリンダヘッド４に形成された排気ポート１７と、排気ポート１７に接続された排気マニホルド１６の分岐管１６ａとによって構成されている。
【００１６】
各吸気ポート１４は一つの気筒２に対して２つに分岐し、その分岐部は気筒２内に開口している。吸気ポート１４の開口部は一つの気筒２に対して２つずつ設けられた吸気弁２０によって開閉される。同様に、各排気ポート１７は一つの気筒２に対して２つに分岐し、その分岐部は気筒２内に開口している。排気ポート１７の開口部は一つの気筒２に対して２つずつ設けられた排気弁２１によって開閉される。吸気弁２０は吸気側可変動弁機構２３Ａにて、排気弁２１は排気側可変動弁機構２３Ｂにてそれぞれ開閉駆動される。吸気側可変動弁機構２３Ａ及び排気側可変動弁機構２３Ｂのそれぞれは、吸気弁２０又は排気弁２１の開弁時期、閉弁時期等のバルブタイミング並びにリフト量等の動弁特性を連続的に変更できる周知の機構である。
【００１７】
図１に示すように、エンジン１には窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減や燃費向上のため排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）を実施するＥＧＲ装置２５が設けられている。ＥＧＲ装置２５は排気通路１１と吸気通路１０とを結ぶＥＧＲ通路２６と、ＥＧＲ通路２６内の排気を冷却するＥＧＲクーラ２７と、吸気通路１０に導く排気（ＥＧＲガス）の流量を調整するためのＥＧＲ弁２８とを備えている。ＥＧＲ通路２６は、排気側の端部が＃１気筒２の排気側分岐路１５に開口し、吸気側の端部が吸気マニホルド１３に開口する。周知のように、ＥＧＲクーラ２７は、エンジン１の冷却水を冷媒として利用し、その冷媒と暖かい排気との間で熱交換を行うことにより排気（ＥＧＲガス）の温度を下げるものである。ＥＧＲガスの温度が下がることによりＥＧＲガスに含まれる水分が凝縮してＥＧＲクーラ２７内に凝縮水が発生する。
【００１８】
図２及び図３に示すように、ＥＧＲクーラ２７で発生した凝縮水ＣＷを回収して処理するため、エンジン１には凝縮水処理装置３０が設けられている。凝縮水処理装置３０は、凝縮水ＣＷを貯留する凝縮水貯留部としての貯留タンク３１と、ＥＧＲクーラ２７と貯留タンク３１とを接続する接続管３２と、貯留タンク３１の凝縮水ＣＷを各排気側分岐路１５に導くための４つの凝縮水導入路３３とを備えている。これら凝縮水導入路３３は排気側分岐路１５毎に一つずつ設けられており、各凝縮水導入路３３は排気側分岐路１５と貯留タンク３１とを連通している。
【００１９】
ＥＧＲクーラ２７で発生した凝縮水ＣＷを貯留タンク３１に効率的に回収できるようにするため、ＥＧＲクーラ２７はその底部２７ａが水平方向に対して傾くように配置され、かつ接続管３２はその開口部がＥＧＲクーラ２７の底部２７ａの最下部に設けられている。さらに、ＥＧＲクーラ２７及び貯留タンク３１は各排気側分岐路１５よりも重力方向上方に配置されている。これにより、凝縮水ＣＷを排気側分岐路１５へ導入する際に重力を利用することができるためその導入が容易になる。なお、接続管３２には凝縮水導入路３３を通じて排気がＥＧＲクーラ２７内に逆流することを防止するため、貯留タンク３１からＥＧＲクーラ２７に向かう流体の流れを阻止し、反対方向の流体の流れを許容する逆止弁３５が設けられている。
【００２０】
凝縮水ＣＷの排気側分岐路１５への導入は各気筒２のバルブオーバーラップ期間に実施される。例えば、図４に示したように、＃１気筒２の吸気行程と＃３気筒２の排気行程とが重なる場合を考える。この場合、＃３気筒２の排気行程によって生じる排気脈動が矢印ｆａで示すように凝縮水導入路３３を通じて貯留タンク３１内を加圧する。すなわち、＃３気筒２の排気行程によって生じた排気脈動によって貯留タンク３１の内圧Ｐが上昇する。これにより、＃１気筒２の吸気行程でのバルブオーバーラップ期間には凝縮水導入路３３の出口３３ｂの圧力Ｐｏｕｔが、貯留タンク３１の内圧Ｐつまり凝縮水導入路３３の入口３３ａの圧力Ｐｉｎよりも低下する。この圧力差によって貯留タンク３１に貯留された凝縮水ＣＷがバルブオーバーラップ期間に凝縮水導入路３３を通じて矢印ｆｗ排気側分岐路１５及び＃１気筒２に供給される。なお、＃２気筒２及び＃４気筒２はそれぞれ排気弁２１及び吸気弁２０のそれぞれが閉じられているため、これらの気筒２に設けられた凝縮水導入路３３の入口圧力Ｐｉｎ及び出口圧力Ｐｏｕｔは均衡し、これらの気筒２には凝縮水ＣＷは供給されない。このように、エンジン１はポンプを使用せずに気筒２内に凝縮水ＣＷを供給できるためポンプの腐食を回避できる。
【００２１】
上記の説明から推測できるように、吸気弁２０又は排気弁２１の開弁特性を変化させることにより、気筒２に供給する凝縮水の量を変化させることができる。例えば、吸気弁２０の開弁時期を遅角させ、あるいは排気弁２１の閉弁時期を遅角させると、それだけ排気側分岐路１５から気筒２に生じる負圧の大きさが大きくなる。そのため、排気側分岐路１５に導かれた凝縮水が気筒２内に引き込まれる量が多くなる。
【００２２】
エンジン１は、気筒２内の壁面温度に応じて気筒２に引き込まれる凝縮水の量を変化させることにより凝縮水の処理を促進する。図１に示したように、エンジン１には、エンジン１の各部を制御するコンピュータとして構成されたエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０が設けられている。ＥＣＵ４０は燃料噴射弁６の制御等のエンジン１の主要な動作制御を行う。本形態は凝縮水の処理にもＥＣＵ４０が用いられる。ＥＣＵ４０にはエンジン１の運転状態を把握するため種々の物理量を検出する多数のセンサからの信号が入力される。例えば、本発明に関連するセンサとしては、エンジン１のクランク角に応じた信号を出力するクランク角センサ４１、エンジン１に設けられたアクセルペダル３７の踏み込み量（アクセル開度）に応じた信号を出力するアクセル開度センサ４２等がエンジン１に設けられていて、これらのセンサの出力信号はＥＣＵ４０に入力される。
【００２３】
図５の制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ４０に保持されており、適時に読み出されて所定の演算間隔で繰り返し実行される。ステップＳ１１において、ＥＣＵ４０はエンジン１の運転状態を取得する。ここでは、ＥＣＵ４０はエンジン１のエンジン回転数（回転速度）Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑを取得する。エンジン回転数はクランク角センサ４１の出力信号に基づいて、燃料噴射量Ｑはアクセル開度センサ４２の出力信号に基づいてそれぞれ計算される。
【００２４】
ステップＳ１２において、ＥＣＵ４０は気筒２内の壁面温度Ｔｗを推定する。壁面温度Ｔｗは、ステップＳ１１で計算した燃料噴射量Ｑに基づいて算出された負荷率Ｋに基づいて推定される。具体的には、ＥＣＵ４０は図６に示すような構造を持つ算出マップを参照し、現在の負荷率Ｋに対応する壁面温度Ｔｗを特定することによって壁面温度Ｔｗを推定する。なお、壁面温度Ｔｗは上記の方法以外の方法で推定できる。例えば、エンジン１の排気温度を検出し、検出した排気温度に基づいて壁面温度Ｔｗを推定できる。また、気筒２の圧力（筒内圧）を検出し、検出した筒内圧に基づいて壁面温度Ｔｗを推定できる。これら燃料噴射量、負荷率、排気温度、及び筒内圧はいずれも壁面温度Ｔｗと相関する物理量である。ステップＳ１３において、ＥＣＵ４０はエンジン１が減速運転中か否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ４０は、アクセル開度センサ４２の出力信号を参照し、アクセル開度がゼロ、すなわち運転者の足がアクセルペダル３７から離れている場合に減速運転中であると判定する。この基準は適宜変更してよい。例えば、ＥＣＵ４０がクランク角センサ４１の出力信号に基づいてエンジン回転数の変化量を計算し、その変化量が所定の基準値以下の場合に減速運転中と判断することもできる。エンジン１が減速運転中の場合はステップＳ１４に進み、エンジン１が減速運転中でない場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。
【００２５】
ステップＳ１４において、ＥＣＵ４０はステップＳ１２で推定した壁面温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ０以上か否かを判定する。所定温度Ｔｗ０は凝縮水が気筒２内で蒸発する壁面温度Ｔｗの下限値以上であればよい。したがって、壁面温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ０以上の場合に気筒２内に凝縮水が導入されると、その凝縮水は気筒２内で蒸発する。壁面温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ０以上の場合はステップＳ１５に進み、壁面温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ０未満の場合はステップＳ１６に進む。
【００２６】
ステップＳ１５において、ＥＣＵ４０は排気弁２１の閉弁時期が遅角され、かつ吸気弁２０の開弁時期が遅角されるように吸気側可変動弁機構２３Ａ及び排気側可変動弁機構２３Ｂをそれぞれ制御する。そして、今回のルーチンを終了する。排気弁２１の閉弁時期の遅角量及び吸気弁２０の開弁時期の遅角量は適宜設定してよい。これらの遅角量が大きいほど気筒２内の負圧の大きさが大きくなるから、これらの遅角量として各可変動弁機構２３Ａ、２３Ｂの機械的な最大値に設定することもできる。
【００２７】
ステップＳ１６において、ＥＣＵ４０は排気弁２１の閉弁時期が進角されることによりバルブオーバーラップ期間の長さが０となるように排気側可変動弁機構２３Ｂを制御する。そして、今回のルーチンを終了する。
【００２８】
図５に示した制御ルーチンにより、エンジン１が減速運転中に気筒２内の壁面温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ０以上の場合に、排気弁２１の閉弁時期及び吸気弁２０の開弁時期がそれぞれ遅角されるため排気側分岐路１５から気筒２内の負圧が高まる。これにより、これらを遅角しない場合よりも多くの凝縮水を気筒２内に引き込むことができ、減速運転中に多くの凝縮水を処理することができる。したがって、減速運転中に凝縮水の処理が促進されるため、減速運転から機関停止に至った時点で貯留タンク３１に残存する凝縮水の量を低減できる。よって、貯留タンク３１の腐食を抑制できる。
【００２９】
一方、エンジン１が減速運転中に気筒２内の壁面温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ０未満の場合にはバルブオーバーラップ期間の長さが０になるため、気筒２内への凝縮水の引き込みが制限される。これにより、気筒２内に残存する凝縮水の量を低減できるため、気筒２内の腐食を抑制できる。ＥＣＵ４０は図５の制御ルーチンを実行することにより本発明に係るバルブタイミング制御手段として機能する。
【００３０】
（第２の形態）
次に、図７を参照して本発明の第２の形態を説明する。第２の形態は減速運転中に実施する制御内容を除き第１の形態と同一である。以下においては第１の形態と共通する事項の説明を省略ないし簡略化する。第２の形態のエンジン１の物理的構成については図１〜図３が参照される。
【００３１】
図７に示した制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ４０に保持されており、適時に読み出されて所定の演算間隔で繰り返し実行される。図７を参照すれば明らかなように、第２の形態に係る制御ルーチンは図５の制御ルーチンにステップＳ２０を追加したものに相当する。ステップＳ２０以外の処理は第１の形態と同じであるため重複する説明は省略する。
【００３２】
ステップＳ２０において、ＥＣＵ４０は貯留タンク３１に貯留された凝縮水の貯水量Ｗｑが所定貯水量Ｗｑ０以上か否かを判定する。貯水量Ｗｐは貯留タンク３１にレベルセンサ等の検出手段（不図示）を設けることによって直接測定される。但し、ＥＧＲガスの還流量、排気温度、エンジン１の冷却水温、外気温等の凝縮水の発生量に相関する物理量に基づいて貯水量Ｗｑを推定することも可能である。
【００３３】
所定貯水量Ｗｐ０は、上述したバルブタイミングの制御によって凝縮水の処理の促進を行わなくても、バルブオーバーラップ期間に実施される通常の凝縮水の処理によって貯留タンク３１内の凝縮水が全て消費されると見込まれる限界値として設定される。したがって、貯留タンク３１に貯留された凝縮水の貯水量Ｗｑが所定貯水量Ｗｑ０以上の場合は、通常の凝縮水の処理では貯留タンク３１内の凝縮水の消費が不足し機関停止時に貯留タンク３１内に凝縮水が残存する可能性が高い。
【００３４】
そこで、ＥＣＵ４０は、貯水量Ｗｑが所定貯水量Ｗｑ０以上の場合、ステップＳ１４〜ステップＳ１６の制御を実施して凝縮水の処理を促進する。一方、ＥＣＵ４０は、貯水量Ｗｑが所定貯水量Ｗｑ０未満の場合、以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。このように、第２の形態の制御は、凝縮水の処理の促進が必要な場合に限ってバルブタイミングが変更されるため、バルブタイミングの変更に伴うエンジン１の出力悪化や燃費悪化等の影響を可能な限り少なくしつつ、機関停止時に貯留タンク３１内に凝縮水が残存しないような凝縮水の処理が可能となる。
【００３５】
（第３の形態）
次に、図８を参照して本発明の第３の形態を説明する。第３の形態は減速運転中に実施する制御内容を除き第１の形態と同一である。以下においては第１の形態と共通する事項の説明を省略ないし簡略化する。第３の形態のエンジン１の物理的構成については図１〜図３が参照される。
【００３６】
図８に示した制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ４０に保持されており、適時に読み出されて所定の演算間隔で繰り返し実行される。図８を参照すれば明らかなように、第３の形態に係る制御ルーチンは図５の制御ルーチンにステップＳ３０を追加したものに相当する。ステップＳ３０以外の処理は第１の形態と同じであるため重複する説明は省略する。
【００３７】
ステップＳ３０において、ＥＣＵ４０はエンジン１の機関回転数（回転速度）Ｎｅが所定回転数Ｎｅ０以下か否かを判定する。所定回転数Ｎｅ０は、エンジン１が停止に至る減速とエンジン１の停止と直接関係のない減速とを区別するために設定されている。例えば、エンジン１の高回転時の減速を除外するように所定回転数Ｎｅ０の値が設定されてもよい。このような観点で所定回転数Ｎｅ０が設定されているため、機関回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ０以下の場合はエンジン１が停止に至る可能性が高い。
【００３８】
そこで、ＥＣＵ４０は、機関回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ０以下の場合、ステップＳ１４〜ステップＳ１６の制御を実施して凝縮水の処理を促進する。一方、ＥＣＵ４０は、機関回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ０未満の場合、以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。このように、第３の形態の制御は、全ての減速運転中に凝縮水の処理を促進する場合と比べてバルブタイミングの変更頻度が低下する。これにより、バルブタイミングの変更に伴うエンジン１の出力悪化や燃費悪化等の影響を可能な限り少なくしつつ、機関停止時に貯留タンク３１内に凝縮水が残存しないような凝縮水の処理が可能となる。
【００３９】
本発明は上記各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記各形態では、排気弁２１の閉弁時期の遅角と吸気弁２０の開弁時期の遅角との両方を行っているが、排気弁２１の閉弁時期の遅角だけを行ってもよい。この場合でも、排気弁２１の閉弁時期を遅角しない場合に比べて気筒２内の負圧の大きさを高めることができるため、本発明の目的を達成できる。排気側可変動弁機構２３Ｂが、排気弁２１の閉弁後に再び排気弁２１を開弁するいわゆる２回開き操作を実施できるように構成されている場合、図５又は図７のステップＳ１５の排気弁２１の閉弁時期の遅角に加えて２回開き操作を実施することもできる。このような２回開き操作を実施することにより、気筒２への凝縮水の導入を更に促進できる。
【００４０】
上記各形態のエンジン１はディーゼルエンジンとして構成されているが、本発明の適用対象はディーゼルエンジンに限らない。したがって、火花点火型のエンジンとして本発明を実施することもできる。エンジン１は直列４気筒型のエンジンであるが、気筒配列や気筒数に制限はない。例えば、複数の気筒を備えている限りＶ型や水平対向型のエンジンとして本発明を実施できる。上記各形態は、凝縮水導入路３３の出口が排気側分岐路１５に含まれる分岐管１６ａに設けられているが、その出口を排気側分岐路１５に含まれる排気ポート１７に変更することもできる。
【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】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年8月8日(2016.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有し、ＥＧＲクーラを含むＥＧＲ装置が設けられ、かつ前記複数の気筒のそれぞれに吸気弁及び排気弁が設けられた多気筒内燃機関において、
前記気筒毎に一つずつ設けられた複数の排気側分岐路と、
前記ＥＧＲクーラにて発生した凝縮水を貯留する凝縮水貯留部と、
前記排気側分岐路と前記凝縮水貯留部とを連通し、前記排気側分岐路毎に一つずつ設けられた複数の凝縮水導入路と、
前記排気弁のバルブタイミングを変更可能な排気側可変動弁機構と、
減速運転中に前記気筒内の壁面温度が所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構を制御するバルブタイミング制御手段と、
を備える多気筒内燃機関。
【請求項２】
前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって機関回転数が所定回転数以下かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構を制御する請求項１の多気筒内燃機関。
【請求項３】
前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって前記凝縮水貯留部に貯留された凝縮水の貯水量が所定貯水量以上かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構を制御する請求項１の多気筒内燃機関。
【請求項４】
前記吸気弁のバルブタイミングを変更可能な吸気側可変動弁機構を更に備え、
前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中に前記壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角し、かつ前記吸気弁の開弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構及び前記吸気側可変動弁機構をそれぞれ制御する請求項１の多気筒内燃機関。
【請求項５】
前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって機関回転数が所定回転数以下かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角し、かつ前記吸気弁の開弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構及び前記吸気側可変動弁機構をそれぞれ制御する請求項４の多気筒内燃機関。
【請求項６】
前記吸気弁のバルブタイミングを変更可能な吸気側可変動弁機構を更に備え、
前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって前記凝縮水貯留部に貯留された凝縮水の貯水量が所定貯水量以上かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角し、かつ前記吸気弁の開弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構及び前記吸気側可変動弁機構をそれぞれ制御する請求項１の多気筒内燃機関。
【請求項７】
前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中に前記壁面温度が前記所定温度未満の場合、前記排気弁及び前記吸気弁の開弁期間が重なるバルブオーバーラップ期間の長さが０となるように前記排気側可変動弁機構を制御する請求項１〜６のいずれか一項の多気筒内燃機関。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の多気筒内燃機関は、複数の気筒を有し、ＥＧＲクーラを含むＥＧＲ装置が設けられ、かつ前記複数の気筒のそれぞれに吸気弁及び排気弁が設けられた多気筒内燃機関において、前記気筒毎に一つずつ設けられた複数の排気側分岐路と、前記ＥＧＲクーラにて発生した凝縮水を貯留する凝縮水貯留部と、前記排気側分岐路と前記凝縮水貯留部とを連通し、前記排気側分岐路毎に一つずつ設けられた複数の凝縮水導入路と、前記排気弁のバルブタイミングを変更可能な排気側可変動弁機構と、減速運転中に前記気筒内の壁面温度が所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構を制御するバルブタイミング制御手段と、を備えるものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の多気筒内燃機関の一態様として、前記吸気弁のバルブタイミングを変更可能な吸気側可変動弁機構を更に備え、前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中に前記壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角し、かつ前記吸気弁の開弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構及び前記吸気側可変動弁機構をそれぞれ制御してもよい。この態様によれば、排気弁の閉弁時期の遅角に合わせて吸気弁の開弁時期の遅角が行われるため、排気側分岐路から気筒内に生じる負圧を更に高めることができる。これにより、減速運転中の凝縮水の処理が更に促進される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記態様において、前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって機関回転数が所定回転数以下かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角し、かつ前記吸気弁の開弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構及び前記吸気側可変動弁機構をそれぞれ制御してよい。また、前記吸気弁のバルブタイミングを変更可能な吸気側可変動弁機構を更に備える態様において、前記バルブタイミング制御手段は、減速運転中であって前記凝縮水貯留部に貯留された凝縮水の貯水量が所定貯水量以上かつ前記気筒内の壁面温度が前記所定温度以上の場合、前記排気弁の閉弁時期が遅角し、かつ前記吸気弁の開弁時期が遅角するように前記排気側可変動弁機構及び前記吸気側可変動弁機構をそれぞれ制御してよい。これらによれば、減速運転中に例外なく排気弁の閉弁時期を遅角させかつ吸気弁の開弁時期を遅角させる場合と比べてバルブタイミングの変更頻度が低下する。これにより、バルブタイミングの変更に伴う多気筒内燃機関の出力悪化や燃費悪化等の影響を可能な限り少なくしつつ、減速運転から機関停止に至った時点で凝縮水貯留部に残存する凝縮水の量を低減できる。
【国際調査報告】
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