(57)【要約】      （修正有）【課題】高負荷状態においてＥＧＲ流路のデポジット除去を実施することで、エンジンが低負荷状態の場合よりもＥＧＲ流路に流れる排気ガスの流量を多く確保でき、効率よくデポジット除去を行う。【解決手段】ＥＧＲ流路４と、ＥＧＲガス流量調整弁５と、ＥＧＲクーラ６と、冷却水循環路７と、冷却水流量調整弁８とを備え、冷却水の温度が所定温度以上であると判断された場合には、ＥＧＲガス流量調整弁５によりＥＧＲ流路４に排気ガスの一部を流すとともに、ＥＧＲ流路４に排気ガスが流された状態でエンジンが高負荷状態で、且つデポジット除去実施時期にあると判断された場合にはデポジット除去を実施する制御装置１０を備える。【選択図】図１
2013113217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排気ガスの一部を吸気部に戻すＥＧＲ流路を備えた車両のＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置において、車両外部から前記エンジンに供給される空気が通過する前記吸気部と、前記エンジンから排出された排気ガスが通過する排気部と、前記排気部から分岐して前記エンジンから排出された排気ガスの一部を前記吸気部に戻すＥＧＲ流路と、前記エンジン内を流れる冷却水の温度を検出する水温センサと、前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、前記エンジンの吸入空気量を検出する吸気センサと、を備え、前記ＥＧＲ流路上には、ＥＧＲ流路に流れる排気ガスの流量を調整するＥＧＲガス流量調整弁と、ＥＧＲ流路に流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラと、を備え、前記ＥＧＲクーラと前記エンジンとの間で、前記エンジンを冷却する冷却水の一部を循環させる冷却水循環路を備え、前記冷却水循環路には、前記ＥＧＲクーラヘの冷却水流量を調整する冷却水流量調整弁を備え、前記ＥＧＲ流路の未燃堆積物であるデポジットの除去を所定の時期に実施するデポジット除去実施手段を備え、冷却水の温度が所定温度以上であると判断された場合には、前記ＥＧＲガス流量調整弁により前記ＥＧＲ流路に排気ガスの一部を流すとともに、前記ＥＧＲ流路に排気ガスが流された状態で前記エンジンが高負荷状態で、且つデポジット除去実施時期にあると判断された場合にはデポジット除去を実施する制御装置を備えることを特徴とする車両のＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置。
【請求項２】
前記エンジンの点火時期を遅角する点火時期遅角手段を備え、前記デポジット除去実施手段は、前記点火時期遅角手段により前記エンジンの点火時期を遅角する処理もしくは前記冷却水流量調整弁により前記ＥＧＲクーラに供給する冷却水流量を減量する処理の少なくとも一方の処理を実施することを特徴とする車両のＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両のＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置に係り、特に、エンジンからの排気ガスの一部を吸気部に戻すＥＧＲ流路およびＥＧＲ流路に流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラを備えた車両のＥＧＲ流路未然堆積物除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載したエンジンの、燃費改善手段の一つとてしては、エンジンの低負荷状態で、ＥＧＲ流路により排気ガスの一部を吸気部に導入する方法がある。これに対して、近時は、温暖化対策や経済性など市場からの更なる燃費改善要求が高まる中、従来のエンジンの低負荷状態のみではなく、高負荷状態においても排気ガスを吸気部に導入し、燃費改善を図りたいという要求がある。
しかし、高負荷状態での吸気部へ導入する排気ガス（ＥＧＲガス）の流量（ＥＧＲ流量）増加のためには、ＥＧＲ流路上にＥＧＲクーラを備え、高負荷状態において吸気部へ導入する排気ガスを十分に冷却する必要がある。この場合、高負荷状態におけるＥＧＲガス導入要求を満たす一方、ＥＧＲクーラによるＥＧＲガス温度の過冷却によりＥＧＲ流路にハイドロカーボンなどの未然炭化水素などによる未燃堆積物（デポジット）が堆積しやすいという課題がある。
【０００３】
上記デポジットに関する従来技術としては、特開平１１−３５１０７３号（特許文献１）がある。特許文献１は、ＥＧＲガスを吸気部へ戻すＥＧＲ流路上に、ＥＧＲガスの温度を測定するガス温度センサとＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ流量調整弁とＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラとを備え、このＥＧＲクーラとエンジンとの間で冷却水を循環可能な冷却水循環路で接続し、この冷却水循環路上にはその冷却水流量を調整する冷却水流量調整弁を備えている。そして、特許文献１では、制御装置によってＥＧＲ流量調整弁と冷却水流量調整弁とを制御して、ＥＧＲガスの過冷却を防止してＥＧＲ流路内のデポジットの堆積の防止および冷却水の過熱を防ぐよう制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５１０７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１では、以下の問題がある。
デポジットの除去のためには、排気ガス温度を昇温させることが効果的である。しかし特許文献１では、ＥＧＲガスの温度を冷却水流量による調整で行うことでＥＧＲ流路を通過する排気ガスの温度を低下させることはできても、排出された排気ガス温度よりも昇温させることはできない。また、冷却水流量の調整のみでは、ＥＧＲガスを早期に昇温することができない。
さらに、特許文献１のように、ＥＧＲ流路内のデポジット堆積防止のためにＥＧＲガスを昇温させるだけでなく、エンジンの高負荷状態でのＥＧＲガス流量が増加するタイミングに合わせて、早期にＥＧＲガスを昇温してＥＧＲ流路内のデポジット除去を行うことが望まれている。
【０００６】
この発明は、ＥＧＲクーラによる排気ガスの冷却によってＥＧＲ流路内に堆積するおそれのある未燃堆積物（デポジット）を除去する車両のＥＧＲ流路未燃堆積物除去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】
この発明は、エンジンからの排気ガスの一部を吸気部に戻すＥＧＲ流路を備えた車両のＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置において、車両外部から前記エンジンに供給される空気が通過する前記吸気部と、前記エンジンから排出された排気ガスが通過する排気部と、前記排気部から分岐して前記エンジンから排出された排気ガスの一部を前記吸気部に戻すＥＧＲ流路と、前記エンジン内を流れる冷却水の温度を検出する水温センサと、前記エンジンの回転数を検出する回転数センサと、前記エンジンの吸入空気量を検出する吸気センサと、を備え、前記ＥＧＲ流路上には、ＥＧＲ流路に流れる排気ガスの流量を調整するＥＧＲガス流量調整弁と、ＥＧＲ流路に流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラと、を備え、前記ＥＧＲクーラと前記エンジンとの間で、前記エンジンを冷却する冷却水の一部を循環させる冷却水循環路を備え、前記冷却水循環路には、前記ＥＧＲクーラヘの冷却水流量を調整する冷却水流量調整弁を備え、前記ＥＧＲ流路の未燃堆積物であるデポジットの除去を所定の時期に実施するデポジット除去実施手段を備え、冷却水の温度が所定温度以上であると判断された場合には、前記ＥＧＲガス流量調整弁により前記ＥＧＲ流路に排気ガスの一部を流すとともに、前記ＥＧＲ流路に排気ガスが流された状態で前記エンジンが高負荷状態で、且つデポジット除去実施時期にあると判断された場合にはデポジット除去を実施する制御装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、エンジンの回転数や吸入空気量が高い高負荷状態においてＥＧＲ流路のデポジット除去を実施することで、エンジンが低負荷状態の場合よりもＥＧＲ流路に流れる排気ガスの流量を多く確保でき、効率よくデポジット除去を行うことができる。この発明は、所定のタイミングでＥＧＲ流路のデポジットを除去できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は車両のＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置のシステム概略図である。（実施例）
【図２】図２は車両のＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置の制御フローチャートである。（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説明する。
【実施例】
【００１１】
図１、図２は、この発明の実施例を示すものである。図１において、１は車両に搭載したエンジンである。エンジンは、２は吸気部である吸気通路、３は排気部である排気通路である。エンジン１は、車両外部からエンジン１の各気筒に供給される空気が通過する吸気部である吸気通路２と、エンジン１の各気筒から排出された排気ガスが通過する排気部である排気通路３とを備えている。
エンジン１は、燃費を改善するために、排気通路３から分岐してエンジン１から排出された排気ガスの一部を吸気通路２に戻すＥＧＲ流路４を備えている。ＥＧＲ流路４上には、ＥＧＲ流路４に流れる排気ガスの流量を調整するＥＧＲガス流量調整弁５と、ＥＧＲ流路４に流れる排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ６と、を備えている。ＥＧＲ流路４は、ＥＧＲクーラ６よりも排気通路３側の排気側ＥＧＲ流路４Ａと、ＥＧＲクーラ６よりも吸気通路２側の吸気側ＥＧＲ流路４Ｂと、で構成される。
前記ＥＧＲクーラ６には、エンジン１との間で、エンジン１を冷却する冷却水の一部を循環させる冷却水循環路７を接続している。冷却水循環路７は、エンジン１からＥＧＲクーラ６に冷却水を供給する供給側冷却水循環路７Ａと、ＥＧＲクーラ６からエンジン１に冷却水を戻す排出側冷却水循環路７Ｂと、で構成される。供給側冷却水循環路７Ａには、ＥＧＲクーラ６ヘ供給する冷却水流量を調整する冷却水流量調整弁８を備えている。
前記ＥＧＲガス流量調整弁５と冷却水流量調整弁８とは、ＥＧＲ流路４に堆積したデポジット（ハイドロカーボンなどの未然炭化水素などによる未燃堆積物）を除去するＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置９の制御装置１０に接続している。制御装置１０は、エンジン１内を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ１１と、エンジン１の回転数を検出する回転数センサ１２と、エンジン１の吸入空気量を検出する吸気センサ１３と、エンジン１の点火時期を遅角する点火時期遅角手段１４と、を備えている。
【００１２】
前記制御装置１０は、負荷状態判定手段１５と、デポジット除去実施時期判定手段１６と、デポジット除去実施手段１７と、を備えている。
負荷状態判定手段１５は、エンジン１の回転数が所定回転数以上且つエンジン１の吸入空気量から求められる充填効率が所定値以上の状況が所定時間継続した場合にエンジン１が高負荷状態であると判断し、また、エンジン１の回転数が所定回転数未満且つエンジン１の吸入空気量から求められる充填効率が所定値未満の状況が所定時間継続した場合にエンジン１が低負荷状態であると判断する。
デポジット除去実施時期判定手段１６は、前回のデポジット除去実施からの積算走行距離が所定距離以上もしくは積算走行時間が所定時間以上である場合に、デポジット除去実施時期にあると判定する。なお、積算走行距離もしくは積算走行時間は、例えば、車両の車輪の回転速度もしくは回転時間から求めることができる。
デポジット除去実施手段１７は、ＥＧＲ流路４のデポジットの除去を、デポジット除去実施時期判定手段１６が判定した所定の時期に実施する。デポジット除去実施手段１７は、点火時期遅角手段１４によりエンジン１の点火時期を遅角する処理もしくは冷却水流量調整弁８によりＥＧＲクーラ６に供給する冷却水流量を減量する処理の、少なくとも一方の処理を実施する。デポジット除去実施手段１７は、点火時期の遅角とＥＧＲクーラ６ヘの冷却水の供給流量減とを併用することで、吸気通路２に戻す排気ガス温度を昇温させて行う。
制御装置１０は、水温センサ１１の検出する冷却水の温度が所定温度以上であると判断された場合には、ＥＧＲガス流量調整弁８を開いてＥＧＲ流路４に排気ガスの一部を流すとともに、ＥＧＲ流路４に排気ガスが流された状態で負荷状態判定手段１５によりエンジン１が高負荷状態であると判断され、且つデポジット除去実施時期判定手段１６によりデポジット除去実施時期にあると判断された場合にはデポジット除去実施手段１７によりデポジット除去を実施する。
デポジット除去実施手段１７は、点火時期遅角手段１４によりエンジン１の点火時期を遅角する処理もしくは冷却水流量調整弁８によりＥＧＲクーラ６に供給する冷却水流量を減量する処理の、少なくとも一方の処理を実施する。
【００１３】
次に、この実施例の作用を説明する。
図２において、ＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置９は、制御のプログラムがスタートすると（Ｓ０１）、冷却水の温度が所定温度以上であるかを判断する（Ｓ０２）。所定温度は、排気ガスを吸気通路２に流すことを開始する温度である。
この判断（Ｓ０２）がＮＯの場合は、この判断（Ｓ０２）を繰り返す。この判断（Ｓ０２）がＹＥＳの場合は、排気ガスを吸気通路２に流すことを許可するＥＧＲ許可フラグをＯＮし（Ｓ０３）、ＥＧＲガス流量調整弁８を開いて排気ガスをＥＧＲ流路４を流し、エンジン１が高負荷状態であるか判断する（Ｓ０４）。高負荷状態は、エンジン１の回転数が所定回転数以上且つ充填効率が所定値以上の状況が所定時間継続した状態である。
この判断（Ｓ０４）がＮＯの場合は、この判断（Ｓ０４）を繰り返す。この判断（Ｓ０４）がＹＥＳの場合は、エンジン１が高負荷状態であることを示す高負荷ＥＧＲ判定フラグをＯＮし（Ｓ０５）、デポジット除去実施時期であるかを判断する（Ｓ０６）。デポジット除去実施時期は、前回のデポジット除去実施からの積算走行距離が所定距離以上であるか（もしくは積算走行時間が所定時間以上であるか）により判断する。
この判断（Ｓ０６）がＮＯの場合は、制御のプログラムをエンドにする（Ｓ１３）。この判断（Ｓ０６）がＹＥＳの場合は、デポジット除去実施時期であることを示すデポジット除去実施判定フラグをＯＮし（Ｓ０７）、エンジン１の点火時期を遅角する処理および冷却水流量調整弁８による冷却水流量を減量する処理の実施によりデポジット除去処理を実施し（Ｓ０８）、エンジン１が低負荷状態であるか判断する（Ｓ０９）。低負荷状態は、エンジン１の回転数が所定回転数未満且つ充填効率が所定値未満の状況が所定時間継続した状態である
この判断（Ｓ０９）がＹＥＳの場合は、高負荷ＥＧＲ判定フラグをＯＦＦし（Ｓ１０）、デポジット除去実施判定フラグをＯＦＦし（Ｓ１２）、制御のプログラムをエンドにする（Ｓ１３）。この判断（Ｓ０９）がＮＯの場合は、デポジット除去処理後の積算走行距離が所定距離以上であるか（もしくは積算走行時間が所定時間以上であるか）を判断する（Ｓ１１）。
この判断（Ｓ１１）がＮＯの場合は、デポジット除去処理の実施（Ｓ０８）に戻る。この判断（Ｓ１０）がＹＥＳの場合は、デポジット除去実施判定フラグをＯＦＦし（Ｓ１２）、制御のプログラムをエンドにする（Ｓ１２）。
【００１４】
このように、ＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置９は、制御装置１０によって、冷却水の温度が所定温度以上であると判断された場合には、ＥＧＲ流路４に排気ガスの一部を流すとともに、ＥＧＲ流路４に排気ガスが流された状態でエンジン１が高負荷状態で、且つデポジット除去実施時期にあると判断された場合にはデポジット除去を実施する。デポジット除去処理は、車両の積算走行距離が所定距離に達する、もしくは積算走行時間が所定時間に達するごとに行う。
これにより、ＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置９は、エンジン１の回転数や吸入空気量が高い高負荷状態においてＥＧＲ流路４のデポジット除去を実施することで、エンジン１が低負荷状態の場合よりもＥＧＲ流路４に流れる排気ガスの流量を多く確保でき、効率よくデポジット除去を行うことができる。また、ＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置９は、所定のタイミングでＥＧＲ流路４のデポジットを除去できる。エンジン１の高負荷時にデポジット除去処理を行うのは、エンジン１の低負荷時よりもエンジン１の吸入空気量が多くなることから、吸気通路２に戻される排気ガス流量を多く確保でき、デポジット除去効果が高くなるためである。
また、デポジット除去実施手段１７は、点火時期遅角手段１４によりエンジン１の点火時期を遅角する処理もしくは冷却水流量調整弁８によりＥＧＲクーラ６に供給する冷却水流量を減量する処理の少なくとも一方の処理を実施する。上述実施例においては、点火時期の遅角処理および冷却水流量の減量処理を行って、吸気通路２に戻す排気ガスの温度を上昇させている。デポジット除去は、点火時期の遅角とＥＧＲクーラヘの冷却水の供給流量減とを併用することで、ＥＧＲガスを昇温させて行う。
これにより、デポジット除去実施手段１７は、ＥＧＲ流路４のデポジット除去のために、点火時期の遅角処理もしくは冷却水流量の減量処理によるＥＧＲクーラ６の冷却効率低下の２つの排気ガス温度上昇を併用することで、吸気通路２に戻す排気ガスの温度を速やかに上昇させ、早期にＥＧＲ流路４のデポジット除去を行うことができる。
なお、ＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置９は、高負荷判定時に排気ガス温度が所定温度（例えば７００〜８００℃程度）以上の場合は、点火時期の遅角は行わず、ＥＧＲクーラ６ヘの冷却水の供給流量減のみで対応する。また、ＥＧＲガス流量調整弁５および冷却水流量調整弁８は、制御装置１０により開閉を行う。これら調整弁５・８が開く時は、全開状態とするが、エンジン１の運転状態（冷却水の温度やエンジン１の回転数、吸入空気量等）によって開度を調整する構成としても良い。
点火時期遅角手段１３による点火時期の遅角は、ＥＧＲクーラ６内の温度を早期に上げることが可能である。特に、点火時期の遅角は、ＥＧＲクーラ６の排気ガス入口付近の排気ガス温度の上昇に効果があり、デポジットの除去効果が高い。また、冷却水流量調整弁８によるＥＧＲクーラ６ヘの冷却水流量を減らすことは、ＥＧＲクーラ６の冷却効率を落とすことであり、吸気通路２に戻す排気ガスの過冷を防ぐことができる。特に、ＥＧＲクーラ６ヘの冷却水流量を減らすことは、ＥＧＲクーラ６の排気ガス出口付近の排気ガス温度の上昇に効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
この発明は、エンジンの高負荷状態においてＥＧＲ流路のデポジット除去を実施することで、エンジンが低負荷状態の場合よりもＥＧＲ流路に流れる排気ガスの流量を多く確保でき、効率よくデポジット除去を行うことができるものであり、原動機としての各種のエンジンに適用することができる。
【符号の説明】
【００１６】
１  エンジン
２  吸気通路
３  排気通路
４  ＥＧＲ流路
５  ＥＧＲガス流量調整弁
６  ＥＧＲクーラ
７  冷却水循環路
８  冷却水流量調整弁
９  ＥＧＲ流路未燃堆積物除去装置
１０  制御装置
１１  水温センサ
１２  回転数センサ
１３  点火時期遅角手段
１５  負荷状態判定手段
１６  デポジット除去実施時期判定手段
１７  デポジット除去実施手段
【図１】
2013113217.tif 000003
【図２】
2013113217.tif 000004