(57)【要約】【課題】この発明は、ＥＧＲ配管の腐食を抑制するのに好適な排気還流制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】 内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路の吸気通路側と排気通路側に配設された吸気通路側ＥＧＲ弁と排気通路側ＥＧＲ弁と、を備える内燃機関の排気還流制御装置において、前記排気通路側ＥＧＲ弁を開いた後に前記ＥＧＲ通路内に生じる圧力波によって前記ＥＧＲガスの放出が促進されるタイミングで前記吸気通路側ＥＧＲ弁を開くことにより、前記ＥＧＲ通路内に閉じ込められた前記ＥＧＲガスを放出することを特徴とする排気還流制御装置。【選択図】図３
2012158998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路の吸気通路側と排気通路側に配設された吸気通路側ＥＧＲ弁と排気通路側ＥＧＲ弁と、
を備える内燃機関の排気還流制御装置において、
前記排気通路側ＥＧＲ弁を開いた後に前記ＥＧＲ通路内に生じる圧力波によって前記ＥＧＲガスの放出が促進されるタイミングで前記吸気通路側ＥＧＲ弁を開くことにより、前記ＥＧＲ通路内に閉じ込められた前記ＥＧＲガスを放出することを特徴とする排気還流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気還流制御装置に係り、より具体的には、車両に搭載するのに好適な排気還流制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関が燃料カット状態となるときに、ＥＧＲ通路の吸気通路側と排気通路側に設けられたＥＧＲ弁を閉じてＥＧＲ通路の内部にＥＧＲガスを貯めておき、燃料カット状態が解除されるときに、ＥＧＲ弁を開けてＥＧＲガスを吸気通路に導入する排気還流制御装置が知られている。（例えば、特開２００７−２６２９０２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７−２６２９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、燃料カット状態に内燃機関の停止をした場合等、長時間ＥＧＲガスをＥＧＲ通路に封入しておくとＥＧＲガス中に含まれる水分と腐食成分により、ＥＧＲ通路が腐食する虞がある。また、内燃機関が停止しているため、ＥＧＲ通路に高圧な空気を供給することができない。そのため、内燃機関の停止後にＥＧＲガスを放出しようとＥＧＲ弁を開いたとしても、大気圧のＥＧＲガスが残ってしまう。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ＥＧＲ配管の腐食を抑制するのに好適な排気還流制御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】
【０００６】
第１の発明は、上記目的を達成するため、排気還流制御装置であって、
内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路の吸気通路側と排気通路側に配設された吸気通路側ＥＧＲ弁と排気通路側ＥＧＲ弁と、
を備える内燃機関の排気還流制御装置において、
前記排気通路側ＥＧＲ弁を開いた後に前記ＥＧＲ通路内に生じる圧力波によって前記ＥＧＲガスの放出が促進されるタイミングで前記吸気通路側ＥＧＲ弁を開くことにより、前記ＥＧＲ通路内に閉じ込められた前記ＥＧＲガスを放出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを閉じ込めていてＥＧＲ通路が腐食する虞がある場合に、ＥＧＲガスを放出することができる。ＥＧＲガスを放出することによりＥＧＲ配管の腐食を抑制することができる。また、ＥＧＲガスを放出する際には、ＥＧＲ弁のうち、排気通路側のＥＧＲ弁を先に開くことにより、ＥＧＲ通路内に圧力波が生じる。吸気通路側のＥＧＲ弁を閉じているため、圧力波がＥＧＲ弁に到達すると、排気通路側のＥＧＲ弁に向かって圧力波が負圧波となって反射する。このタイミングで吸気通路側のＥＧＲ弁を開放して、吸気通路側から新気を導入する。すると、新気が負圧波の伝播の後を追うことにより、ＥＧＲガスの放出を促進することができる。放出したＥＧＲガスは触媒を通って大気へと放出される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１を備えた排気還流システムの構成を示す図である。
【図２】圧力波を利用したＥＧＲガスの放出を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１における排気還流制御装置による制御のフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２における排気還流制御装置による制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１にかかる排気還流制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態１を備えた排気還流システムの構成を示す図である。図に示すように、排気還流システムにはエンジン本体２が設けられている。エンジン本体２には吸気マニホールド４が接続されている。吸気マニホールド４には、吸気通路としての吸気管５が接続されている。吸気管５には、吸気管５を通過する空気流量を検出するエアフロメータ１３が設けられている。また、エンジン本体２には排気マニホールド６が接続されている。排気マニホールド６には、排気通路としての排気管７が接続されている。吸気管５と排気管７とを連通するようにＥＧＲ通路としてのＥＧＲ管８が設けられている。ＥＧＲ管８の吸気通路側と排気通路側には、それぞれＥＧＲ弁１０、１２が設けられている。吸気マニホールド４側に設けられているＥＧＲ弁を吸気通路側ＥＧＲ弁１０とする。排気マニホールド６側に設けられているＥＧＲ弁を排気通路側ＥＧＲ弁１２とする。ＥＧＲ弁１０、１２を開閉することにより、ＥＧＲ管８を開閉することが可能である。
【００１０】
ＥＧＲ管８には、ＥＧＲ管８内の圧力を検出するための圧力センサ１４とＥＧＲ管８内のガス温度を検出するための温度センサ１６が設けられている。圧力センサ１４は排気通路側ＥＧＲ弁１２の近傍に設けられている。圧力センサ１４、温度センサ１６が検知した信号は排気還流制御装置１８に入力される。さらに、排気還流制御装置１８には、内燃機関の運転状態やエンジンキーがＯＦＦか否かの信号が入力される。排気還流制御装置１８は入力された信号に基づいてＥＧＲ弁１０、１２の開閉を制御する。ＥＧＲ弁１０、１２を閉じてＥＧＲ管８の内部にＥＧＲガスを貯めておくことができる。なお、エンジンキーがＯＦＦの代わりに、エンジンスタートボタンがＯＦＦか否かの信号が、排気還流制御装置１８に入力されてもよい。
【００１１】
ところで、ＥＧＲガスをＥＧＲ管８の内部に貯めておいた状態で、内燃機関が停止した場合、ＥＧＲ管８はＥＧＲガスに長時間晒される状況となる。ＥＧＲガス中には水分と腐食成分が含まれている。そのため、ＥＧＲ管８をＥＧＲガスに長時間晒しておくと、ＥＧＲ管８が腐食する虞がある。また、内燃機関が停止しているため、ＥＧＲ通路に高圧な空気を供給することができない。そのため、内燃機関の停止後にＥＧＲガスを放出しようとＥＧＲ弁１０、１２を開いたとしても、大気圧のＥＧＲガスがＥＧＲ管８内に残ってしまう。
【００１２】
そこで、本発明の実施の形態１では、圧力波を利用して大気圧のＥＧＲガスも放出する。図２は圧力波を利用したＥＧＲガスの放出（ハ゜ーシ゛）を説明するための図である。ＥＧＲガスを放出する際には、ＥＧＲ弁１０、１２のうち、排気通路側ＥＧＲ弁１２を先に開くことにより、ＥＧＲ管８内に圧力波が生じる。吸気通路側ＥＧＲ弁１０は閉じているため、圧力波が吸気通路側ＥＧＲ弁１０に到達すると、排気通路側ＥＧＲ弁１２に向かって圧力波が負圧波となって反射する。このタイミングで吸気通路側ＥＧＲ弁１０を開放して、吸気通路側から新気を導入する。すると、新気が負圧波の伝播の後を追うことにより、ＥＧＲガスを放出することができる。
【００１３】
以下、ＥＧＲ配管の腐食を抑制するための排気還流制御装置１８による制御フローチャートを具体的に説明する。図３は排気還流制御装置１８による制御フローチャートである。この処理は、排気還流制御装置１８によって繰り返し実行される。
【００１４】
ステップ１００では、ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを閉じ込めていてＥＧＲ通路が腐食する虞があるため、ＥＧＲガスを放出すべきか否かを判定する。具体的には、エンジンキーがＯＦＦか否かで判定する。エンジンキーがＯＦＦと判定（ステップ１００：ＹＥＳ）された場合は、ステップ１０２へ進む。エンジンキーがＯＮと判定（ステップ１００：ＮＯ）された場合は、スタートに戻る。
【００１５】
ステップ１０２では、時間ｔの計測を開始しているか否かを判定する。時間ｔは、ステップ１０４で排気通路側ＥＧＲ弁１２を開いてからの経過時間を意味する。具体的には、時間ｔが「０」より大きいか否かで判定する。時間ｔが「０」より大きいと判定（ステップ１０２：ＹＥＳ）された場合は、ステップ１０６へ進む。時間ｔが「０」以下と判定（ステップ１０２：ＮＯ）された場合は、ステップ１０４へ進む。
【００１６】
ステップ１０４では、圧力波をＥＧＲ管８内に発生させるために排気通路側ＥＧＲ弁１２を開く。また、時間ｔの計測を開始する。さらに、温度センサ１６からＥＧＲ管８内のガス温度Ｔｅｇｒを入力する。入力した値を次式に代入することにより、吸気通路側ＥＧＲ弁１０を開く時間ｔ０を算出する。ｔ１：圧力波が吸気通路側ＥＧＲ弁１０に到達するまでの時間、α：反射波発生後の待ち時間、Ｌ：ＥＧＲ管８の長さ（排気通路側ＥＧＲ弁１２から吸気通路側ＥＧＲ弁１０までの長さ）、ａ：ＥＧＲガスの音速、ｋ：ＥＧＲガスの比熱比、Ｒ０：ガス定数、Ｍｅｇｒ：ＥＧＲガスの分子量、Ｔｅｇｒ：ＥＧＲ管８内のガス温度、と定めた場合にｔ０、ｔ１は次式で表される。
ｔ０＝ｔ１＋α
ｔ１＝Ｌ/ａ＝Ｌ×（ｋ×Ｒ０×Ｔｅｇｒ/Ｍｅｇｒ）-0.5
そして、ステップ１０６へ進む。
【００１７】
ステップ１０６では、圧力波が吸入通路側ＥＧＲ弁１０に到達し負圧波として排気通路側ＥＧＲ弁１２へ向かって反射した後で、吸入通路側ＥＧＲ弁１０を開く時間であるか否かを判定する。具体的には、排気通路側ＥＧＲ弁１２を開いてからの経過時間ｔが、吸気通路側ＥＧＲ弁１０を開く時間ｔ０以上か否かで判定する。経過時間ｔが時間ｔ０以上と判定（ステップ１０６：ＹＥＳ）された場合は、ステップ１０８へ進む。経過時間ｔが時間ｔ０未満と判定（ステップ１０６：ＮＯ）された場合は、スタートへ戻る。なお圧力波が吸入通路側ＥＧＲ弁１０に到達し負圧波として排気通路側ＥＧＲ弁１２へ向かって反射した後は、ＥＧＲガスの放出が促進されるタイミングである。
【００１８】
ステップ１０８では、吸入通路側ＥＧＲ弁１０を開く。そして、ステップ１１０へ進む。
【００１９】
ステップ１１０からステップ１１４では、ＥＧＲガスの放出が完了したか否かを判定する。ステップ１１０では、負圧波が排気通路側ＥＧＲ弁１２に到達したか否かを判定する。具体的には、パージフラグがＯＦＦであり、さらに排気通路側ＥＧＲ弁１２近傍におけるＥＧＲ管８内の圧力Ｐｅｇｒが、大気圧Ｐａ未満であるか否かを判定する。圧力センサ１４から圧力Ｐｅｇｒを入力する。そしてパージフラグがＯＦＦであり、さらに圧力Ｐｅｇｒが大気圧Ｐａ未満と判定（ステップ１１０：ＹＥＳ）された場合は、ステップ１１２へ進む。パージフラグがＯＦＦであり、さらに圧力Ｐｅｇｒが大気圧Ｐａ未満と判定されない（ステップ１１０：ＮＯ）場合は、ステップ１１４へ進む。
【００２０】
ステップ１１２では、パージフラグをＯＮに設定する。そして、処理を終了する。
【００２１】
ステップ１１４では、負圧波が排気通路側ＥＧＲ弁１２を通過したか否かを判定する。具体的には、圧力Ｐｅｇｒと大気圧Ｐａが等しいか否かで判定する。圧力Ｐｅｇｒと大気圧Ｐａが等しいと判定（ステップ１１４：ＹＥＳ）された場合は、ＥＧＲガスの放出が完了したと判定されステップ１１６へ進む。圧力Ｐｅｇｒと大気圧Ｐａが不等と判定（ステップ１１４：ＮＯ）された場合は、スタートへ戻る。
【００２２】
ステップ１１６では、時間ｔの計測を終了して、さらに時間ｔをゼロにリセットしてから処理を終了する。
【００２３】
上述のように、実施の形態１によれば、ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを閉じ込めていてＥＧＲ通路が腐食する虞がある場合に、ＥＧＲガスを放出することができる。ＥＧＲガスを放出することによりＥＧＲ配管の腐食を抑制することができる。また、ＥＧＲガスを放出する際には、ＥＧＲ弁のうち、排気通路側のＥＧＲ弁を先に開くことにより、ＥＧＲ通路内に圧力波が生じる。吸気通路側のＥＧＲ弁を閉じているため、圧力波がＥＧＲ弁に到達すると、排気通路側のＥＧＲ弁に向かって圧力波が負圧波となって反射する。このタイミングで吸気通路側のＥＧＲ弁を開放して、吸気通路側から新気を導入する。すると、新気が負圧波の伝播の後を追うことにより、ＥＧＲガスの放出を促進することができる。
【００２４】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２にかかる排気還流装置について説明する。上記実施の形態１では、排気通路側ＥＧＲ弁１２の近傍に設けられた圧力センサ１４によって、負圧波が排気通路側ＥＧＲ弁１２を通過したかを判定している。
【００２５】
これに対して、本実施の形態２は、エアフロメータ１３によって負圧波が排気通路側ＥＧＲ弁１２を通過したかを判定している排気還流装置である。以下、上記実施の形態１にかかる排気還流装置との相違点を中心に説明する。
【００２６】
本実施の形態２にかかる排気還流制御装置１８による制御フローチャートを具体的に説明する。図４は排気還流制御装置１８による制御フローチャートである。この処理は、排気還流制御装置１８によって繰り返し実行される。
【００２７】
ステップ２００からステップ２０８までは、本実施の形態１におけるステップ１００から１０８に相当する。
【００２８】
ステップ２１０では、ＥＧＲガスの放出が完了したか否かが判定される。具体的には、エアフロメータ１３によって計測された空気流量Ｇａが０となったか否かで判定される。空気流量Ｇａが０よりも大きいと判定（ステップ２１０：ＹＥＳ）された場合は、スタートへ戻る。空気流量Ｇａが０と判定（ステップ２１０：ＮＯ）された場合は、ステップ２１２へ進む。
【００２９】
ステップ２１２では、時間ｔの計測を終了して、さらに時間ｔをゼロにリセットしてから処理を終了する。
【００３０】
実施の形態２によれば、エアフロメータ１３であってもＥＧＲガス放出の完了を検知することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態では所定時間が経過した後に吸気通路側ＥＧＲ弁１０を開いているが、圧力センサ１４が負圧波を検知して吸気通路側ＥＧＲ弁１０を開くようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
２…エンジン本体、４…吸気マニホールド、５…吸気管、６…排気マニホールド、７…排気管、８…ＥＧＲ管、１０…吸気通路側ＥＧＲ弁、１２…排気通路側ＥＧＲ弁、１３…エアフロメータ、１４…圧力センサ、１６…温度センサ、１８…排気還流制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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