(57)【要約】【課題】吸気温度センサに堆積した堆積物を除去できるエンジンのセンサ清掃装置を提供する。【解決手段】エンジン１２は、ＥＧＲ装置１５と、吸気管１３に設けられた吸気温度センサ４４とを有する。センサ清掃装置は、圧縮空気供給源１９と、圧縮空気供給通路４６と、噴射ノズル２５と、制御手段１８などを備える。圧縮空気供給通路４６は、圧縮空気供給源１９と噴射ノズル２５とをつないでいる。噴射ノズル２５は、前記圧縮空気供給源４５から供給される圧縮空気を吸気温度センサ４４に向けて噴射可能である。制御手段１８は、開閉弁４７を該エンジン１２の運転停止時に所定時間のみ作動させ、前記吸気温度センサ４４に向けて圧縮空気を噴射させる。【選択図】図１
2007154676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を介して排気ガスを該吸気通路に還流させるＥＧＲ装置と、
前記ＥＧＲ通路と前記吸気通路との接続箇所よりも下流側の前記吸気通路に設けられた吸気温度センサとを有するエンジンにおいて、
圧縮空気供給源と、
前記吸気通路に配設され、前記圧縮空気供給源から圧縮空気供給通路を介して供給される圧縮空気を前記吸気温度センサに向けて噴射する噴射ノズルと、
前記圧縮空気供給通路に設けられた開閉弁と、
前記開閉弁を該エンジンの運転停止時に所定時間のみ作動させ、前記噴射ノズルから前記吸気温度センサに向けて圧縮空気を噴射させる制御手段とを備えたことを特徴とするエンジンのセンサ清掃装置。
【請求項２】
前記噴射ノズルは、前記吸気温度センサに対して、前記吸気通路における下流側から前記吸気温度センサに向けて斜め方向から前記圧縮空気を噴射することを特徴とする請求項１に記載のエンジンのセンサ清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気温度センサ等を備えたエンジンにおいて、該センサの清掃に用いられるセンサ清掃装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation ）装置を備えた車両が知られている。この車両では、排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を設け、ＥＧＲ通路を介して排気ガスの一部であるＥＧＲガスを吸気系に戻している。ＥＧＲガスを混合気に混ぜることにより、燃焼温度を下げて窒素酸化物の発生を抑止している。前記車両の場合、ＥＧＲ通路の上流側及び下流側の吸気通路に設けられＥＧＲ装置の動作状態を確認する２つの吸気温度センサと、吸気温度センサから信号を受信する制御手段とを備えている。２つの吸気温度センサの温度を比較することにより、ＥＧＲガスが正常に流れているか否かを判定できる。
【０００３】
また、未燃焼ガスであるブローバイガスが大気に放出されるのを防いだＰＣＶ（Positive crankcase Ventilation）装置を備えたエンジンが知られている。ＰＣＶ装置では、ブローバイガスを吸気通路に戻してエンジンの燃焼室内で再燃焼させることで、ブローバイガスの清浄化を図っている。このブローバイガスは、エンジンのクランクケースから排出される際にブリーザ装置等によってオイル分が除去されるが、除去しきれずに残存するエンジンオイルがオイルミストとしてガス中に残留し、吸気通路まで到達することがある。
【０００４】
また、排気中の酸素濃度を検出するための酸素濃度センサが知られている。この酸素濃度センサは、センサ素子と、センサ素子を覆う保護チューブと、保護チューブ内部に付着したカーボンを吹き飛ばすための圧縮空気の噴射装置と、を備えている。圧縮空気の噴射装置は、定期的に保護チューブの内部に圧縮空気を送っている。圧縮空気の噴射装置により、センサ素子等に付着したカーボンを吹き飛ばしてセンサ素子の応答性が悪化するのを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭６４−４８６６４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＧＲ装置とＰＣＶ装置とを採用した車両の場合、前記ＥＧＲガスに含まれるカーボンと前記オイルミストとが混ざり合って、デポジットとして吸気温度センサに付着する恐れがある。このデポジットにより、吸気温度センサがＥＧＲガス導入後の吸気温度を感知できなくなる問題がある。
【０００６】
前記デポジットを除去するため、吸気温度センサに特許文献１に記載の酸素濃度センサの圧縮空気の噴射装置を適用することが考えられる。しかし、前記圧縮空気の噴射装置を用いた吸気温度センサの場合、圧縮空気がエンジン運転中に定期的に噴射されるため、エンジン運転中に吸気温度センサの温度が低下してしまい実際にはＥＧＲガスが流れているにも拘わらず、制御手段においてＥＧＲガスが流れていないと誤判定してしまう問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、エンジン運転中の正確なＥＧＲガス判定機能を維持しつつ、吸気温度センサに堆積した堆積物を除去できるエンジンのセンサ清掃装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のエンジンのセンサ清掃装置は、排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を介して排気ガスを該吸気通路に還流させるＥＧＲ装置と、前記ＥＧＲ通路と前記吸気通路との接続箇所よりも下流側の前記吸気通路に設けられた吸気温度センサとを有するエンジンにおいて、圧縮空気供給源と、前記吸気通路に配設され、前記圧縮空気供給源から圧縮空気供給通路を介して供給される圧縮空気を前記吸気温度センサに向けて噴射する噴射ノズルと、前記圧縮空気供給通路に設けられた開閉弁と、前記開閉弁を該エンジンの運転停止時に所定時間のみ作動させ、前記噴射ノズルから前記吸気温度センサに向けて圧縮空気を噴射させる制御手段とを備えている。
【０００９】
本発明の他の形態に係るエンジンのセンサ清掃装置は、前記噴射ノズルは、前記吸気温度センサに対して、前記吸気通路における下流側から前記吸気温度センサに向けて斜め方向から前記圧縮空気を噴射する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エンジンの停止中に噴射ノズルから噴射する圧縮空気によって、吸気温度センサに堆積した堆積物を除去できるため、エンジンを運転した時に吸気温度センサの感知精度が低下することがなく、ＥＧＲガス導入後の吸気温度を精度良く感知できる。また、制御手段は、エンジンの運転停止時に所定時間のみ開閉弁を駆動して、圧縮空気を吸気温度センサに向けて噴射させる。このため、吸気温度センサの作動中に圧縮空気が噴射されて吸気温度センサの温度が低下することが回避され、ＥＧＲ装置が故障しているとの誤判定が生じてしまうことを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、図１から図５を参照して、本発明のエンジンのセンサ清掃装置を適用した車両の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、車両の一部を模式的に示す図である。図１に示すように、車両１１は、エンジン１２を具備している。エンジン１２は、例えば図示しないインタークーラーターボを備えたディーゼルエンジンである。エンジン１２は、エンジン本体２０と、吸気通路である吸気管１３と、排気通路である排気管１４と、吸気管１３と排気管１４とを連通するＥＧＲ装置（Exhaust Gas Recirculation ）１５と、ブローバイガスを吸気管１３に戻す図示しないＰＣＶ（Positive crankcase Ventilation）装置などを備えている。
【００１３】
さらに、車両１１は、制御手段であるエンジンＥＣＵ１８（Electronic control unit）と、圧縮空気供給源であるエアタンク１９などを備えている。
【００１４】
エンジン本体２０は、吸気管１３と排気管１４とに連通する燃焼室１２Ａと、燃焼室１２Ａと吸気管１３との間に設けられた吸気弁１２Ｂと、燃焼室１２Ａと排気管１４との間に設けられた排気弁１２Ｃとを有している。吸気管１３には、後述するセンサ清掃装置の一部をなす噴射ノズル２５が設けられている。
【００１５】
吸気管１３には、図示しないエアクリーナを経て吸引された空気と、エンジン１２から排出されたブローバイガスとが流れ込んでいる。ブローバイガスは、前記ＰＣＶ装置によって吸気管１３内に導かれているが、除去しきれなかったオイル分（オイルミスト）が含まれている。
【００１６】
エンジンＥＣＵ１８は、エンジン１２やその周辺機器等の電子的な制御を行うマイクロコンピュータで構成されている。圧縮空気供給源であるエアタンク１９は、例えば８気圧程度の圧力で圧縮された圧縮空気を内部に貯留している。このエアタンク１９は、図示しないエアサスやエアブレーキに圧縮空気を供給している。エアタンク１９は、下記開閉弁４７を介して、噴射ノズル２５に圧縮空気を供給するようになっている。
【００１７】
さらにエンジンＥＣＵ１８には、信号線２９を介してアクセル位置センサ２６と、エンジン１２の冷却水３０の水温を測定する水温センサ２７と、エンジン１２の回転速度を測定するエンジンスピードセンサ２８などが接続されている。
【００１８】
ＥＧＲ装置１５は、吸気管１３と排気管１４とを連通するＥＧＲ通路であるＥＧＲ管３３と、ＥＧＲ管３３の途中に設けられたＥＧＲクーラー３４と、ＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲバルブ機構３５とを有している。ＥＧＲ管３３と吸気管１３との接続部に、ＥＧＲガスを吸気管１３内に導くための接続箇所３６が設けられている。ＥＧＲ装置１５は、ＥＧＲ管３３を介して排気ガスを吸気管１３に還流させている。ＥＧＲクーラー３４は、内部に冷却水を循環させることができる。
【００１９】
ＥＧＲバルブ機構３５は、ＥＧＲガスの流量を調整するためのリフト機構３７と、リフト機構３７に圧縮空気を供給する３本のパイプ４０と、エアタンク１９に接続するとともに各パイプ４０を開閉する３個のソレノイドバルブ３８とを備えている。各ソレノイドバルブ３８は、エンジンＥＣＵ１８から延びる出力線３９を介して、エンジンＥＣＵ１８に制御されている。エンジンＥＣＵ１８は、各ソレノイドバルブ３８を介してパイプ４０内に流れる圧縮空気の量を調整することにより、リフト機構３７のリフト量を操作できる。このリフト機構３７のリフト量の操作により、ＥＧＲガスの流量を調整できる。
【００２０】
エンジン１２は、第１の吸気温度センサ４３と、第２の吸気温度センサ４４とを備えている。第１の吸気温度センサ４３は、前記接続箇所３６よりも上流位置の吸気管１３内に設けられている。第２の吸気温度センサ４４は、接続箇所３６よりも下流位置の吸気管１３内に設けられている。第１の吸気温度センサ４３および第２の吸気温度センサ４４は、それぞれ信号線４８を介してエンジンＥＣＵ１８に接続されている。
【００２１】
センサ清掃装置は、圧縮空気を第２の吸気温度センサ４４に噴射する噴射ノズル２５と、噴射ノズル２５に圧縮空気を供給する供給手段４５と、エンジンＥＣＵ１８とエアタンク１９などを含んでいる。
【００２２】
第１の吸気温度センサ４３で感知した温度の感知信号と、第２の吸気温度センサ４４で感知した温度の感知信号とを利用して、ＥＧＲガスの有無が判断される。すなわち、排気ガスの一部であるＥＧＲガスは、吸気管１３を通る空気（新気）よりも高温であることから、ＥＧＲガスが流れた際には、第２の吸気温度センサ４４は第１の吸気温度センサ４３よりも高い温度を感知できる。この温度差を利用して、エンジンＥＣＵ１８は、ＥＧＲガスが正常に流れているか否かを判断することにより、ＥＧＲ装置１５の故障を検出している。
【００２３】
図１に示すように、供給手段４５は、噴射ノズル２５とエアタンク１９とを接続する圧縮空気通路である圧縮空気管４６と、圧縮空気管４６の途中に配設された開閉弁４７とを有している。開閉弁４７は、ソレノイドによって駆動され、エンジンＥＣＵ１８によって開閉が制御される。
【００２４】
図２に示すように、第２の吸気温度センサ４４は、先端の感知部５１と、周面にねじ溝が切られた基部５２と、基部５２と吸気管１３との間に配置される第１のガスケット５３とを有している。基部５２の内部には、前記信号線４８が収容されている。感知部５１は、ＥＧＲガスに接して、吸気管１３内部のＥＧＲガスの温度を感知することができる。
【００２５】
一方、吸気管１３には、この基部５２と相補的な雌ねじを有するねじ孔５５が設けられている。第２の吸気温度センサ４４を吸気管１３に対して固定する際には、第２の吸気温度センサ４４をねじ孔５５に対してねじ込んで、第１のガスケット５３を介して固定される。第１のガスケット５３によって、吸気管１３内部の気密性が保持されている。
【００２６】
噴射ノズル２５は、第２の吸気温度センサ４４を設けた位置よりも下流で、かつ吸気管１３の内部に配置されている。噴射ノズル２５は、吸気管１３を貫通するボルト部５７と、ボルト部５７の一端に設けられ圧縮空気を噴射するノズル部５８と、ボルト部５７の他端に螺合するナット部材５９と、ボルト部５７と吸気管１３との間に配置される第２のガスケット６０とを備えている。ボルト部５７の内部に圧縮空気が流れる流路５７Ａが設けられている。
【００２７】
一方、吸気管１３には、ボルト部５７と相補的な雌ねじが形成された貫通孔６１が形成されている。噴射ノズル２５を吸気管１３に固定する際には、噴射ノズル２５を貫通孔６１にねじ込んで、第２のガスケット６０を介して吸気管１３に固定される。第２のガスケット６０により、吸気管１３内部の気密性が保持される。
【００２８】
ノズル部５８の先端は、第２の吸気温度センサ４４よりも吸気下流側から該第２の吸気温度センサ４４に向けて斜めに曲がっている。このノズル部５８により、前記圧縮空気を第２の吸気温度センサ４４の下流側の面４４Ａに向けて、第２の吸気温度センサ４４の軸線Ｘに対して斜めから噴射する。なお、この下流側の面４４Ａとは、第２の吸気温度センサ４４の全周面のうち、吸気の流れ方向に関して下流に位置する部分をいう。また、前記ノズル部５８の噴口を第２の吸気温度センサ４４に向けるため、噴射ノズル２５側と吸気管１３側とに位置決め用の合いマーク６２が設けられている。
【００２９】
次に、図３と図４を参照して、実際に第２の吸気温度センサ４４に堆積した堆積物について説明する。図３は、第２の吸気温度センサ４４を吸気管１３の側面方向から見た図であり、図４は、第２の吸気温度センサ４４を先端側から見た図である。図３と図４に示すように、車両の走行距離が長くなると、第２の吸気温度センサ４４には、前記オイルミストとＥＧＲガス中のカーボンとが混ざって堆積した堆積物がデポジット６７として付着する。
【００３０】
このデポジット６７には、第２の吸気温度センサ４４の先端面に付着したデポジット６７Ａや、第２の吸気温度センサ４４の周面に付着したデポジット６７Ｂが含まれる。デポジット６７は、吸気の流れ方向に関して、第２の吸気温度センサ４４の下流側の面４４Ａに多く付着している。
【００３１】
図５を参照して、圧縮空気の噴射であるパージのフローについて説明する。本実施形態の車両１１では、エンジンＥＣＵ１８の制御のもとで、パージ作業がなされる。以下に、パージのフローの各ステップについて説明する。
【００３２】
最初のステップＳ１１では、エンジン１２の停止が必要になる。このパージのフローでは、車両１１のエンジン１２の運転停止する毎に圧縮空気の噴射がなされるようになっている。エンジン１２が運転停止しても、一定時間の間エンジンＥＣＵ１８は、車載バッテリによって通電状態が保たれている。
【００３３】
ステップＳ１２において、エンジンＥＣＵ１８は、エンジン１２の回転数がゼロであることを確認する。回転数が正しくゼロになっている場合には、次のステップＳ１３に進む。回転数がゼロになっていない場合には、所定時間待って再度回転数を計測するようにする。
【００３４】
ステップＳ１３では、エンジンＥＣＵ１８は、供給手段４５の開閉弁４７に圧縮空気の噴射待機状態をとるように指示する。続くステップＳ１４において、エンジンＥＣＵ１８は、タイマー計測で所定時間経過した後、噴射ノズル２５にパージを実行させる。パージは、２回実行される。各回のパージは、例えば０．５秒間圧縮空気を噴射することで行う。２回目のパージは、１回目のパージが終了した後、例えば１秒間経過してから行われる。
【００３５】
このパージによって、図２に２点鎖線で示すように高圧の圧縮空気が噴射され、第２の吸気温度センサ４４の先端面のデポジット６７Ａと、第２の吸気温度センサ４４の周面のデポジット６７Ｂとが除去される。この場合、第２の吸気温度センサ４４の周面に付着したデポジット６７Ｂのうち、下流側の面４４Ａに付着したものが効率良く除去される。
【００３６】
ステップＳ１５において、パージが２回なされたか否かを確認する。２回のパージがなされた場合には、デポジット６７の除去工程が完了する。２回のパージがなされていない場合には、再度のパージを供給手段４５の開閉弁４７に指示する。
【００３７】
以上が、エンジンのセンサ清掃装置を適用した車両１１の実施形態である。本実施形態によれば、第２の吸気温度センサ４４に付着したデポジット６７を圧縮空気の噴射であるパージによって除去できる。これにより、第２の吸気温度センサ４４におけるＥＧＲガスの感知精度が低下することなく、エンジンＥＣＵ１８においてＥＧＲ装置１５の故障の有無を正確に判断できる。また、エンジン１２が停止した状態でこのパージがなされるため、第２の吸気温度センサ４４の温度が低下することがなく、ＥＧＲ装置１５が故障しているとエンジンＥＣＵ１８が誤判定してしまうのを防止できる。
【００３８】
また、エンジン１２の駆動中においては、吸気管１３内では、インタークーラーターボ等の影響によって吸気の流れが著しく変化している。本実施形態ではエンジン１２の運転停止時にパージを行うようにしているため、吸気の流れに影響されることなく、デポジット６７に対して確実に圧縮空気を噴射できる。また、噴射ノズル２５側と吸気管１３側とに位置決め用の合いマーク６２を設けているので、前記ノズル部５８の噴口の向きを第２の吸気温度センサ４４に対して、容易に一致させることができ、第２の吸気温度センサ４４に堆積しているデポジット６７に圧縮空気を確実に噴射することができる。
【００３９】
特に本実施形態では、ドライバーが運転を終了する毎にパージがなされ、デポジット６７が感知部５１に固着する以前にこれを除去できる。さらに噴射ノズル２５は、第２の吸気温度センサ４４の下流側の面４４Ａに向けて圧縮空気を噴射するようにしている。これにより、デポジット６７が堆積し易い下流側の面４４Ａにおいて、デポジット６７を重点的に除去できる。
【００４０】
噴射ノズル２５は、第２の吸気温度センサ４４に対して、吸気管１３における下流側から斜めに圧縮空気を噴射する。このため、圧縮空気は第２の吸気温度センサ４４の軸線Ｘに対して斜めに噴射されることになり、第２の吸気温度センサ４４の先端面に付着したデポジット６７Ａと、第２の吸気温度センサ４４の周面に付着したデポジット６７Ｂとを効率よく除去できる。
【００４１】
供給手段４５は、圧縮空気の供給源として、エアタンク１９を共用するようにしている。このため、エアタンクを別途に設ける必要がなく、車両１１およびセンサ清掃装置を簡単に構成できる。また、圧縮空気のパージが２回行われるため、１回目のパージで第２の吸気温度センサ４４に堆積したデポジット６７を吹き飛ばし、更に２回目のパージで第２の吸気温度センサ４４近傍で霧状に舞っているデポジット６７を第２の吸気温度センサ４４から遠ざけることができ、第２の吸気温度センサ４４に堆積したデポジット６７を十分に除去できる。
【００４２】
また、パージは０．５秒間と短い時間で２回行うので、圧縮空気の使用量を最低限に抑えつつ、効果的にデポジット６７を除去できる。
【００４３】
なお、本実施形態では、供給手段４５に開閉弁４７を設け、圧縮空気の噴射のオンとオフを切り替えるようにしているが、噴射ノズル２５内にソレノイドバルブを設けて、制御手段であるエンジンＥＣＵ１８によって該ソレノイドバルブの開閉を制御するようにしてもよい。また、圧縮空気管４６と吸気管１３との接続部分に噴射ノズル２５を設けるようにしているが、この接続部分を単なる開口部として構成し、圧縮空気管４６と吸気管１３とを連通するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のエンジンのセンサ清掃装置を備えた車両の一部の概略図。
【図２】図１に示された車両の第２の吸気温度センサ付近の断面図。
【図３】図２に示された第２の吸気温度センサにデポジットが堆積した状態を示す側面図。
【図４】図２に示された第２の吸気温度センサにデポジットが堆積した状態をセンサの先端側から見た平面図。
【図５】図２に示された第２の吸気温度センサに対して行うパージの各工程を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４５】
１１…車両
１２…エンジン
１３…吸気管
１４…排気管
１５…ＥＧＲ装置
１６…除去機構
１８…エンジンＥＣＵ
１９…エアタンク（圧縮空気供給源）
２５…噴射ノズル
４３…第１の吸気温度センサ
４４…第２の吸気温度センサ
４４Ａ…下流端部
４５…供給手段
４６…圧縮空気管
４７…開閉弁
６７…デポジット
【図１】
2007154676.tif 000003
【図２】
2007154676.tif 000004
【図３】
2007154676.tif 000005
【図４】
2007154676.tif 000006
【図５】
2007154676.tif 000007