(57)【要約】【課題】内燃機関のＥＧＲ通路に備えたＥＧＲクーラーにおいて、その内部のＥＧＲガス流路にＥＧＲガス中の水分や炭化水素成分が付着して生じる汚損とこの汚損に依る冷却性能の低下を防止することができる内燃機関及び内燃機関の制御方法を提供する。【解決手段】ＥＧＲクーラー１０の内部冷却媒体流路１１につながる冷却媒体Ｗの通路に、冷却媒体排出弁を備えた冷却媒体排出流路３０と、空気流入弁４１を備えた空気流入流路４０を接続して設けて構成し、内燃機関の運転条件が通常の運転時では、冷却媒体Ｗを内部冷却媒体流路１１に循環させると共に、内燃機関の運転条件が予め設定した冷却媒体排出条件になったときには、冷却媒体排出弁３１を冷却媒体Ｗが冷却媒体排出流路３０を通過できる状態に、空気流入弁４１を空気Ａが通過できる状態にして、冷却媒体Ｗを内部冷却媒体流路１１から排出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体によりＥＧＲガスが冷却されるＥＧＲクーラーをＥＧＲ通路に設けた内燃機関において、
前記ＥＧＲクーラーの内部の内部冷却媒体流路の入口側と出口側に冷却媒体の流通を止める入口弁と出口弁をそれぞれ設けると共に、
これらの入口弁と出口弁の間の冷却媒体の通路に冷却媒体排出流路と空気流入流路を接続して設け、前記冷却媒体排出流路に冷却媒体排出弁を、前記空気流入流路に空気流入弁をそれぞれ設けて構成し、
これらの入口弁、出口弁、冷却媒体排出弁、空気流入弁を制御する弁制御装置が、
当該内燃機関の運転条件が通常の運転時では、前記入口弁と前記出口弁を冷却媒体が流通できる状態にすると共に、前記冷却媒体排出弁と前記空気流入弁を閉弁して、冷却媒体を前記内部冷却媒体流路に循環させる循環制御と行うと共に、
当該内燃機関の運転条件が予め設定した冷却媒体排出条件になったときには、前記入口弁と前記出口弁を冷却媒体が流通できない状態にすると共に、前記冷却媒体排出弁を冷却媒体が前記冷却媒体排出流路を通過できる状態に、前記空気流入弁を空気が通過できる状態にして、冷却媒体を前記内部冷却媒体流路から排出する清掃制御を行うように構成されたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記弁制御装置が、当該内燃機関の運転状態別の排気ガス中の成分に基づいて、前記運転状態別に付着定数を設定し、この付着定数を重みにした、エンジン運転時間の付着重み付時間積分値が、予め設定した付着判定時間に到達したときを、前記冷媒排出条件になったときとして、前記清掃制御をすると共に、前記付着重み付時間積分値をリセットする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記弁制御装置が、当該内燃機関の運転状態別の排気ガス中の成分に基づいて、前記運転状態別に清掃定数を設定し、この清掃定数を重みにした、前記清掃制御の開始からの清掃重み付時間積分値が、予め設定した清掃判定時間に到達したときを、前記清掃制御を終了すると共に、前記清掃重み付時間積分値をリセットする請求項１又は２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記入口弁と前記出口弁の間にある冷却媒体の通路の前記入口弁若しくは前記出口弁を三方弁で形成し、この三方弁に前記空気流入流路を接続して、前記入口弁と前記空気流量弁と、若しくは、前記出口弁と前記空気流量弁を、前記三方弁で兼用する請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項５】
冷却媒体によりＥＧＲガスが冷却されるＥＧＲクーラーをＥＧＲ通路に設け、前記ＥＧＲクーラーの内部の内部冷却媒体流路の入口側と出口側に冷却媒体の流通を止める入口弁と出口弁をそれぞれ設けると共に、これらの入口弁と出口弁の間の冷却媒体の通路に冷却媒体排出流路と空気流入流路を接続して設け、さらに、前記冷却媒体排出流路に冷却媒体排出弁を、前記空気流入流路に空気流入弁をそれぞれ設けて構成した内燃機関の制御方法において、
当該内燃機関の運転条件が通常の運転時では、前記入口弁と前記出口弁を冷却媒体が流通できる状態にして、冷却媒体を前記内部冷却媒体流路に循環させると共に、
当該内燃機関の運転条件が予め設定した冷却媒体排出条件になったときには、前記入口弁と前記出口弁を冷却媒体が流通できない状態にすると共に、前記冷却媒体排出弁を冷却媒体が前記冷却媒体排出流路を通過できる状態に、前記空気流入弁を空気が通過できる状態にして、冷却媒体を前記内部冷却媒体流路から排出することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関及び内燃機関の制御方法に関し、より詳細には、ＥＧＲガス中に含まれる水分や炭化水素成分のＥＧＲクーラー内への付着とこの付着によるＥＧＲクーラーの冷却性能の低下を防止できる内燃機関及び内燃機関の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両に搭載するディーゼルエンジン等の内燃機関では、排気ガス内のＮＯｘ（窒素酸化物）の低減手段として、排気ガスの一部（ＥＧＲガス）を吸気に混合するＥＧＲ（排気再循環）が行われている。このＥＧＲでは、気筒内の燃焼温度を下げることでＮＯｘの発生を抑制している。
【０００３】
しかしながら、ＥＧＲガスを吸気に混合することにより、エンジンの気筒に吸入される新気の量が減少するため、エンジン出力が低下してしまう。このエンジン出力の低下を抑制するために、ＥＧＲガスの通路にＥＧＲクーラーを設けて、エンジンの冷却水により、ＥＧＲガスを冷却してその体積を減少し、その減少分、新気を増加して、新気の吸入量を多くすることが行われている。この場合、ＥＧＲガス温度が低い程、新気の割合を増加させることができる。
【０００４】
このＥＧＲクーラーは、例えば、エンジンの排気マニホールドと吸気マニホールドとの間等を結ぶＥＧＲ通路に配設され、このＥＧＲクーラーの熱交換部には、ＥＧＲガスとエンジン冷却水の一部が流入し、両者の間で熱交換が行われ、ＥＧＲガスの熱がエンジン冷却水に移動し、ＥＧＲガスが冷却される。このエンジン冷却水は、１００℃以下に保たれるように制御されるため、ＥＧＲクーラーの熱交換部のＥＧＲガス側の表面に、結露水や炭化水素成分が付着することになる。
【０００５】
そして、ＥＧＲクーラーの冷却能力が低く、大量のＥＧＲガスが流れてＥＧＲガスの出口温度が１００℃以上になるような場合には、ＥＧＲクーラー内面に付着した結露水や炭化水素成分を蒸発することが期待できる。
【０００６】
しかしながら、ＥＧＲクーラーの冷却能力を増加させて、ＥＧＲガスの出口温度を１００度以下にして、かつ、大量のＥＧＲガスを流した場合には、ＥＧＲガス中に含まれる水分や炭化水素成分がＥＧＲクーラーの内面に付着し、ＥＧＲクーラーの冷却能力を低下させるという問題が生じる。この場合、長期のエンジン運転により、ＥＧＲクーラーの熱交換部に汚損が生じ、ＥＧＲクーラーが劣化してＥＧＲクーラーの冷却能力が低下することになる。
【０００７】
一方、エンジンの排気マニホールドと吸気管とを水冷式のＥＧＲクーラーを有するＥＧＲ管路で連結し、このＥＧＲ管路のＥＧＲクーラーの上流及び下流にそれぞれＥＧＲバルブを設け、更に、ＥＧＲクーラーの下流側に温度センサーを設けて、温度センサーがＥＧＲクーラー内の漏水を検出した時に、ＥＧＲバルブを閉止してＥＧＲガス通路を閉鎖して漏出水のエンジン内への侵入を防止すると共に、ＥＧＲクーラー内の冷却水を排出して、冷却水の漏出によるエンジンの破損を防止するＥＧＲクーラー付ＥＧＲ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
このＥＧＲクーラーでは、ＥＧＲ管路内へのエンジン冷却水の漏出という異常事態に、ＥＧＲクーラー内のエンジン冷却水を排出することが開示されているが、ＥＧＲガス中に含まれる水分や炭化水素成分がＥＧＲクーラーの内面に付着し、ＥＧＲクーラーの冷却能力を低下させるという問題に関しては触れられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１６９５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関のＥＧＲ通路に備えたＥＧＲクーラーにおいて、その内部のＥＧＲガス流路にＥＧＲガス中の水分や炭化水素成分が付着して生じる汚損とこの汚損に依る冷却性能の低下を防止することができる内燃機関及び内燃機関の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、冷却媒体によりＥＧＲガスが冷却されるＥＧＲクーラーをＥＧＲ通路に設けた内燃機関において、前記ＥＧＲクーラーの内部の内部冷却媒体流路の入口側と出口側に冷却媒体の流通を止める入口弁と出口弁をそれぞれ設けると共に、これらの入口弁と出口弁の間の冷却媒体の通路に冷却媒体排出流路と空気流入流路を接続して設け、前記冷却媒体排出流路に冷却媒体排出弁を、前記空気流入流路に空気流入弁をそれぞれ設けて構成し、これらの入口弁、出口弁、冷却媒体排出弁、空気流入弁を制御する弁制御装置が、当該内燃機関の運転条件が通常の運転時では、前記入口弁と前記出口弁を冷却媒体が流通できる状態にすると共に、前記冷却媒体排出弁と前記空気流入弁を閉弁して、冷却媒体を前記内部冷却媒体流路に循環させる循環制御と行うと共に、当該内燃機関の運転条件が予め設定した冷却媒体排出条件になったときには、前記入口弁と前記出口弁を冷却媒体が流通できない状態にすると共に、前記冷却媒体排出弁を冷却媒体が前記冷却媒体排出流路を通過できる状態に、前記空気流入弁を空気が通過できる状態にして、冷却媒体を前記内部冷却媒体流路から排出する清掃制御を行うように構成される。
【００１２】
なお、この出口弁は開閉弁としてもよいが、入口側から出口側への通過のみを容認する逆止弁としてもよい。また、入口弁、出口弁、冷却媒体排出弁、空気冷却媒体排出弁には一方向の開閉弁を用いた構成にしてもよいが、二方向の三方弁を用いた構成にしてもよく、２つの弁を三方弁で兼用してもよい。要は、清掃制御中に内部冷却媒体流路から冷却媒体を排出でき、清掃制御の通常運転時には内部冷却媒体流路に冷却媒体を循環させることができれば構成であればよい。
【００１３】
この構成によれば、内燃機関の運転条件が通常の運転時では、循環制御により、ＥＧＲクーラーの入口弁と前記出口弁を冷却媒体が流通できる状態にして、ＥＧＲクーラーの内部冷却媒体流路にエンジン冷却水などの冷却媒体を流通して、ＥＧＲクーラーの機能を発揮させて、通常のＥＧＲを行うことができる。
【００１４】
一方、内燃機関の運転条件が予め設定した冷却媒体排出条件になったときには、清掃制御により、一時的に、冷却媒体排出弁を開弁することにより、冷却媒体をＥＧＲクーラーの内部冷却媒体流路から排出することができる。また、このとき、空気流入弁を開くことで内部冷却媒体流路に空気を導入できるので、冷却媒体の排出を円滑に行うことができる。
【００１５】
なお、冷却媒体の排出中に高温のＥＧＲガスが内部ＥＧＲガス流路を通過すると、冷却媒体がある部分と冷却媒体に触れていない部分とが生じ、この場合に熱膨張の差による熱応力が発生するので、この応力とＥＧＲクーラーの構造的強度との関係により、冷却媒体の排出中はＥＧＲバルブを一時的に閉止して、ＥＧＲガスの流通を止めるようにしてもよい。この場合には、冷却媒体の排出を完了したらＥＧＲバルブを開弁して、ＥＧＲガスの流通を再開する。
【００１６】
そして、内部冷却媒体流路の内部に冷却媒体が無い状態で、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラーの内部ＥＧＲガス流路を通過することになる。その結果、ＥＧＲにおけるＥＧＲガスの冷却はできないが、通過するＥＧＲガスにより、内部ＥＧＲガス流路の温度を上昇させることができるので、内部ＥＧＲガス流路の内部に付着した水分を蒸発させることができると共に、内部に付着した炭化水素成分を取り除くことができる。つまり、内部ＥＧＲガス流路の内部をクリーニングすることができる。このクリーニングを完了した後は、清掃制御を止めて、通常の運転時の循環制御に戻り、次に内燃機関の運転条件が冷却媒体排出条件になったときには、再度、清掃制御を行う。そして、エンジンの運転中は、この循環制御と清掃制御を繰り返す。
【００１７】
その結果、内燃機関のＥＧＲ通路に備えたＥＧＲクーラーにおいて、その内部のＥＧＲガス流路にＥＧＲガス中の水分や炭化水素成分が付着して生じる汚損とこの汚損に依る冷却性能の低下を防止することができる。
【００１８】
また、上記の内燃機関において、前記弁制御装置が、当該内燃機関の運転状態別の排気ガス中の成分に基づいて、前記運転状態別に付着定数を設定し、この付着定数を重みにした、エンジン運転時間の付着重み付時間積分値が、予め設定した付着判定時間に到達したときを、前記冷媒排出条件になったときとして、前記清掃制御をすると共に、前記付着重み付時間積分値をリセットするように構成されると、次の効果がある。
【００１９】
清掃の開始の判定に関して、アイドリング運転時でも、ＥＧＲクーラーの内部ＥＧＲガス流路への汚れの付着が進行していくので、車両の走行時間や走行距離よりもエンジンの運転時間が汚れの付着の進捗状態と密接な関係がある。そのため、車両の走行時間や走行距離よりもエンジンの運転時間で、清掃時間の開始を管理した方がよい。
【００２０】
従って、エンジン運転時間の時間積分値を用いて、この時間積分値が、予め設定した付着判定時間に到達した時に、清掃制御を行ってもよいが、エンジンの運転状態によっては、排気ガス中に含まれる水分量や炭化水素成分の量が異なり、又は、ＥＧＲガスの流量や温度も異なるので、内部ＥＧＲガス流路に付着する水分量や炭化水素成分量が異なる。
【００２１】
そのため、エンジン運転時間の付着重み付時間積分値を用いることで、より適切なときに清掃制御を行うことができるようになり、制御中はＥＧＲガスを冷却できない清掃制御を無駄に行うことを回避でき、よりＥＧＲを適切に行うことができるようになる。なお、この付着の重みや付着判定時間は、予め実験やシミュレーション計算などにより設定しておく。
【００２２】
また、上記の内燃機関において、前記弁制御装置が、当該内燃機関の運転状態別の排気ガス中の成分に基づいて、前記運転状態別に清掃定数を設定し、この清掃定数を重みにした、前記清掃制御の開始からの清掃重み付時間積分値が、予め設定した清掃判定時間に到達したときを、前記清掃制御を終了すると共に、前記清掃重み付時間積分値をリセットするように構成されると、次の効果がある。
【００２３】
清掃の完了の判定に関して、エンジン運転時間の時間積分値を用いて、この時間積分値が、予め設定した清掃判定時間に到達した時に、清掃制御を行ってもよいが、エンジンの運転状態によっては、排気ガスの流量や温度が異なり、クリーニング効果も異なる。例えば、ＥＧＲガスの温度が高い場合には清掃制御の時間を短くでき、ＥＧガスの温度が低い場合には清掃制御の時間を長くする必要があり、また、ＥＧＲガスの温度が一定の温度より低い場合には清掃効果が無いので清掃制御の時間積分値に加えない方が良い。
【００２４】
従って、ＥＧＲガスの温度と時間を組み合わせた、エンジン運転時間の清掃重み付時間積分値を用いることで、より適切な時間の間清掃制御を行うことができるようになり、制御中はＥＧＲガスを冷却できない清掃制御の時間を最適化でき、よりＥＧＲを適切に行うことができるようになる。なお、この清掃の重みや清掃判定時間は、予め実験やシミュレーション計算などにより設定しておく。
【００２５】
また、上記の内燃機関において、前記入口弁と前記出口弁の間にある冷却媒体の通路の前記入口弁若しくは前記出口弁を三方弁で形成し、この三方弁に前記空気流入流路を接続して、前記入口弁と前記空気流量弁と、若しくは、前記出口弁と前記空気流量弁を、前記三方弁で兼用するように構成されると、比較的簡単な構成と制御で、清掃制御を行うことができるようになる。
【００２６】
そして、上記の目的を達成するための内燃機関の制御方法は、冷却媒体によりＥＧＲガスが冷却されるＥＧＲクーラーをＥＧＲ通路に設け、前記ＥＧＲクーラーの内部の内部冷却媒体流路の入口側と出口側に冷却媒体の流通を止める入口弁と出口弁をそれぞれ設けると共に、これらの入口弁と出口弁の間の冷却媒体の通路に冷却媒体排出流路と空気流入流路を接続して設け、さらに、前記冷却媒体排出流路に冷却媒体排出弁を、前記空気流入流路に空気流入弁をそれぞれ設けて構成した内燃機関の制御方法において、当該内燃機関の運転条件が通常の運転時では、前記入口弁と前記出口弁を冷却媒体が流通できる状態にして、冷却媒体を前記内部冷却媒体流路に循環させると共に、当該内燃機関の運転条件が予め設定した冷却媒体排出条件になったときには、前記入口弁と前記出口弁を冷却媒体が流通できない状態にすると共に、前記冷却媒体排出弁を冷却媒体が前記冷却媒体排出流路を通過できる状態に、前記空気流入弁を空気が通過できる状態にして、冷却媒体を前記内部冷却媒体流路から排出することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の内燃機関及び内燃機関の制御方法によれば、内燃機関のＥＧＲ通路に備えたＥＧＲクーラーにおいて、その内部のＥＧＲガス流路にＥＧＲガス中の水分や炭化水素成分が付着して生じる汚損とこの汚損に依る冷却性能の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る実施の形態の内燃機関のＥＧＲクーラーの構成を示す図である。
【図２】図１のＸ―Ｘ断面を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の内燃機関のＥＧＲクーラー他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関及び内燃機関の制御方法について図面を参照しながら説明する。この実施の形態の内燃機関は、エンジン冷却水（冷却媒体）によりＥＧＲガスが冷却されるＥＧＲクーラーをＥＧＲ通路に設けて構成される。なお、図１〜図３ではＥＧＲクーラー１０を多管式の熱交換器で示してあるが、本発明は、これに限定されず、他の形式の熱交換器でもよい。
【００３０】
本発明においては、図１及び図２に示すように、このＥＧＲクーラー１０の内部の内部冷却媒体流路１１の入口側と出口側にエンジン冷却水Ｗの流通を止める入口弁２１と出口弁２２をそれぞれ設ける。それと共に、これらの入口弁２１と出口弁２２の間のエンジン冷却水のＷの通路に冷却媒体排出流路３０と空気流入流路４０を接続して設ける。即ち、ＥＧＲクーラー１０と入口弁２１の間の通路２０ａに冷却媒体排出流路３０を設け、ＥＧＲクーラー１０と出口弁２２の間の通路２０ｂに空気流入流路４０を接続する。なお、ＥＧＲクーラー１０の内部冷却媒体流路１１に直接、冷却媒体排出流路３０と空気流入流路４０を接続して設けてもよい。そして、この冷却媒体排出流路３０に冷却媒体排出弁３１を設ける。また、空気流入流路４０に空気流入弁４１を設ける。
【００３１】
なお、この出口弁２２は開閉弁としてもよいが、入口側から出口側への通過のみを容認する逆止弁としてもよい。また、入口弁２１、出口弁２２、冷却媒体排出弁３１、空気冷却媒体排出弁４１には、図１に示すように、一方向の開閉弁を用いた構成にしてもよいが、図３に示すように、二方向の三方弁を用いた構成にしてもよく、２つの弁を三方弁で兼用してもよい。
【００３２】
つまり、図１の入口弁２１の代わりに、入口弁２１を図３に示すように三方弁２１Ａで形成し、この三方弁２１Ａに冷却媒体排出流路３０を接続してもよく、また、図１の出口弁２２の代わりに、出口弁２２を図３に示すように三方弁２２Ａで形成し、この三方弁２２Ａに空気流入流路４０を接続してもよい。これにより、入口弁２１と冷却媒体排出弁３１とを三方弁２１Ａで兼用でき、また、出口弁２２と空気流入弁４１を、三方弁２２Ａで兼用できるようになる。
【００３３】
要は、必要とされるときに、内部冷却媒体流路３０からエンジン冷却水Ｗを排出でき、また、再度、内部冷却媒体流路１１にエンジン冷却水Ｗを戻して、循環させることができる構成であればよい。
【００３４】
更に、弁制御装置５１を設けて、この弁制御装置５１により、これらの入口弁２１（または、２１Ａ）、出口弁２２（または２２Ａ）、冷却媒体排出弁３１、空気流入弁４１を制御する。この弁制御装置５１は、通常は、内燃機関に備えた各種センサー、または、内燃機関を搭載した車両に備えた各種センサーの情報に基づいて、内燃機関の全般の制御を行う、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）と呼ばれる制御装置５０に組み入れられて構成される。
【００３５】
そして、この弁制御装置５１は次の通常のＥＧＲガスＧを冷却するＥＧＲ制御を行う循環制御と、内部冷却媒体流路１１のクリーニングを行う清掃制御（クリーニング制御）を交互に繰り返し行うように構成される。つまり、内燃機関の運転条件が通常の運転時では、循環制御を行い、入口弁２１と出口弁２２を開弁してエンジン冷却水Ｗが流通できる状態にする。それと共に、冷却媒体排出弁３１と空気流入弁４１を閉弁して、エンジン冷却水Ｗを内部冷却媒体流路１１に循環させる。
【００３６】
また、内燃機関の運転条件が予め設定した冷却媒体排出条件になったときには、清掃制御を行い、入口弁２１と出口弁３１を閉弁してエンジン冷却水Ｗが流通できない状態にする。それと共に、冷却媒体排出弁３１を開弁してエンジン冷却水Ｗが冷却媒体排出流路３０を通過できる状態にする。また、空気流入弁４１を開弁して空気Ａが通過できる状態にする。これにより、エンジン冷却水Ｗを内部冷却媒体流路１１から排出する。
【００３７】
この清掃制御に開始に関しては、ＥＧＲガスＧの温度Ｔｇが低いときに水分と炭化水素成分が付着し易い上に、内燃機関の運転状態に関しては負荷が低いときにＥＧＲを大きくする傾向があり、アイドリング運転時でも、ＥＧＲクーラー１０の内部ＥＧＲガス流路１２への汚れの付着が進行していくので、車両の走行時間や走行距離よりも内燃機関の運転時間が汚れの付着の進捗状態と密接な関係がある。
【００３８】
そのため、車両の走行時間や走行距離よりも内燃機関の運転時間やＥＧＲクーラー１０を通過するＥＧＲガスＧの流量Ｖｇの時間積分値Ｖａ＝ΣＶｇで、清掃時間の開始を管理することが好ましい。そのため、例えば、エンジン運転時間の時間積分値ＴｉやＥＧＲガスＧの流量Ｖｇの時間積分値Ｖａを用いて、この時間積分値Ｔｉや時間積分値Ｖａが、予め設定した付着判定時間Ｔｉｃ、Ｖａｃに到達した時に、清掃制御を行う。
【００３９】
より好ましくは、内燃機関の運転状態によっては、ＥＧＲガスＧ中に含まれる水分量や炭化水素成分の量が異なり、又は、ＥＧＲガスＧの流量Ｖｇや温度Ｔｇも異なるので、内部ＥＧＲガス流路１２に付着する水分量や炭化水素成分量が異なる。
【００４０】
そのため、弁制御装置５１が、内燃機関の運転状態別のＥＧＲガスＧ中の成分に基づいて、運転状態別に付着定数Ｃａｉを設定し、この付着定数Ｃａｉを重みにした、エンジン運転時間の付着重み付時間積分値Ｔａ＝ΣΔｔｉ×Ｃａｉが、予め設定した付着判定時間Ｔａｃに到達したときを、冷媒排出条件になったときとして、清掃制御をすることが好ましい。また、この場合には、この清掃制御の開始後から清掃制御の終了まで、若しくは、終了直後に、着重み付時間積分値Ｔａをリセットする（Ｔａ＝０）。
【００４１】
これにより、エンジン運転時間の付着重み付時間積分値Ｔａを用いることで、より適切なときに清掃制御を行うことができるようになり、制御中はＥＧＲガスＧを冷却できない清掃制御を無駄に行うことを回避でき、よりＥＧＲを適切に行うことができるようになる。
【００４２】
なお、この付着の重みＣａｉや付着判定時間Ｔａｃは、予め実験やシミュレーション計算などにより設定しておくことができる。例えば、付着の重みＣａｉは、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｑをベースにしたデータマップ等にしておく。
【００４３】
なお、エンジン冷却水Ｗの排出途中で高温のＥＧＲガスＧが内部ＥＧＲガス流路１２を通過すると、エンジン冷却水Ｗがある部分とエンジン冷却水Ｗに触れていない部分とが生じ、この場合に熱膨張の差による熱応力が発生するので、この熱応力とＥＧＲクーラー１０の構造的強度との関係により、エンジン冷却水Ｗの排出途中では、ＥＧＲバルブ（図示しない）を一時的に閉弁して、ＥＧＲガスＧの流通を止めるようにしてもよい。この場合には、エンジン冷却水Ｗの排出を完了したらＥＧＲバルブを開弁して、ＥＧＲガスＧの流通を再開する。
【００４４】
このエンジン冷却水Ｗの排出完了は、予め実験等で、排出が完了する排出完了時間Ｔｚを確認して設定しておいて、この排出完了時間Ｔｚを経過したら、ＥＧＲバルブを開弁したり、あるいは、冷却媒体排出流路３０に流量計を設けて、エンジン冷却水Ｗの排出流量Ｖｏが、内部冷却媒体流路１１の容積以上になったら排出完了とし、ＥＧＲバルブを開弁したりする。
【００４５】
また、清掃の完了の判定に関して、エンジン運転時間の時間積分値Ｔｊを用いて、この時間積分値Ｔｊが、予め設定した清掃判定時間Ｔｂｃに到達した時に、清掃制御を行ってもよい。しかし、内燃機関の運転状態によっては、ＥＧＲガスＧの流量Ｖｇや温度Ｔｇが異なり、クリーニング効果も異なる。
【００４６】
例えば、ＥＧＲガスＧの温度Ｔｇが高い場合には清掃制御の時間を短くでき、ＥＧガスＧの温度Ｔｇが低い場合には清掃制御の時間を長くする必要があり、また、ＥＧＲガスＧの温度Ｔｇが一定の温度Ｔｇｃ（例えば１００℃以下）より低い場合には、清掃効果が無いので清掃制御の時間積分値Ｔｊに加えない方が良い。例えば、ＥＧＲガスＧの温度Ｔｇが２００℃以上になったら、時間積分を行う。
【００４７】
そのため、弁制御装置５１は、内燃機関の運転状態別の排気ガス中の成分に基づいて、運転状態別に清掃定数Ｃｂｊを設定し、この清掃定数Ｃｂｊを重みにした、清掃制御の開始からの清掃重み付時間積分値Ｔｂ＝ΣΔｔｊ×Ｃｂｊが、予め設定した清掃判定時間Ｔｃｂに到達したときを、清掃制御を終了することが好ましい。この場合には、清掃制御直後若しくは次の循環制御中、若しくは循環制御直後に、清掃重み付時間積分値Ｔｂをリセットする（Ｔｂ＝０）。
【００４８】
このＥＧＲガスＧの流量Ｖｇと温度Ｔｇに密接な関係を持つエンジン運転状態を考慮した清掃定数Ｃｂｊと時間ｔを組み合わせた、エンジン運転時間の清掃重み付時間積分値Ｔｂを用いることで、より適切な時間の間、清掃制御を行うことができるようになり、制御中はＥＧＲガスＧを冷却できない清掃制御の時間を最適化でき、よりＥＧＲを適切に行うことができるようになる。
【００４９】
なお、この清掃の重みＣｂｊや清掃判定時間Ｔｂｃは、予め実験やシミュレーション計算などにより設定しておくことができる。例えば、清掃の重みＣｂｊは、エンジン回転数Ｎｅと負荷Ｑをベースにしたデータマップ等にしておく。
【００５０】
また、別の方法としては、ＥＧＲクーラー１０の出口側にＥＧＲガスの流量を計測する流量計（図示しない）と、ＥＧＲガスＧの温度Ｔｇを計測する温度センサー（図示しない）とを設け、この流量計と温度センサーで計測されるＥＧＲガスＧの流量Ｖｇと温度Ｔｇから、予め設定したデータマップを参照して、清掃の重みＣｂｊを算出するようにしてもよい。
【００５１】
次に、本発明に係る実施の形態の内燃機関の制御方法について説明する。この方法は、エンジン冷却水ＷによりＥＧＲガスＧが冷却されるＥＧＲクーラー１０をＥＧＲ通路２に設け、ＥＧＲクーラー１０の内部の内部冷却媒体流路１１の入口側と出口側にエンジン冷却水Ｗの流通を止める入口弁２１と出口弁２２をそれぞれ設けると共に、これらの入口弁２１と出口弁２２の間のエンジン冷却水Ｗの通路に冷却媒体排出流路３０と空気流入流路４０を接続して設け、さらに、冷却媒体排出流路３０に冷却媒体排出弁３１を、空気流入流路４０に空気流入弁４１をそれぞれ設けて構成した内燃機関の制御方法である。
【００５２】
この方法において、内燃機関の運転条件が通常の運転時では、入口弁２１と出口弁２２をエンジン冷却水Ｗが流通できる状態にして、エンジン冷却水Ｗを内部冷却媒体流路１１に循環させると共に、内燃機関の運転条件が予め設定した冷却媒体排出条件になったときには、入口弁２１と出口弁２２をエンジン冷却水Ｗが流通できない状態にすると共に、冷却媒体排出弁３１をエンジン冷却水Ｗが冷却媒体排出流路３０を通過できる状態に、空気流入弁４１を空気Ａが通過できる状態にして、エンジン冷却水Ｗを内部冷却媒体流路１１から排出する方法である。
【００５３】
上記の構成の内燃機関及び内燃機関の制御方法によれば、内燃機関の運転条件が通常の運転時では、循環制御により、ＥＧＲクーラー１０の入口弁２１と出口弁２２をエンジン冷却水Ｗが流通できる状態にして、ＥＧＲクーラー１０の内部冷却媒体流路１１にエンジン冷却水Ｗを流通して、ＥＧＲクーラー１０の機能を発揮させて、通常のＥＧＲを行うことができる。
【００５４】
一方、内燃機関の運転条件が予め設定した冷却媒体排出条件になったときには、清掃制御により、一時的に、冷却媒体排出弁３１を開弁することにより、エンジン冷却水ＷをＥＧＲクーラー１０の内部冷却媒体流路１１から排出することができる。また、このとき、空気流入弁４１を開くことで内部冷却媒体流路１１に空気Ａを導入できるので、エンジン冷却水Ｗの排出を円滑に行うことができる。
【００５５】
そして、内部冷却媒体流路１１の内部にエンジン冷却水Ｗが無い状態で、ＥＧＲガスＧがＥＧＲクーラー１０の内部ＥＧＲガス流路１２を通過することになる。その結果、ＥＧＲにおけるＥＧＲガスＧの冷却はできないが、通過するＥＧＲガスＧにより、内部ＥＧＲガス流路１１の温度を上昇させることができるので、内部ＥＧＲガス流路１２の内部に付着した水分を蒸発させることができると共に、内部に付着した炭化水素成分を取り除くことができる。つまり、内部ＥＧＲガス流路１１の内部をクリーニングすることができる。
【００５６】
このクリーニングを完了した後は、清掃制御を止めて、通常の運転時の循環制御に戻り、次に内燃機関の運転条件が冷却媒体排出条件になったときには、再度、清掃制御を行う。そして、内燃機関の運転中は、この循環制御と清掃制御を繰り返す。
【００５７】
その結果、内燃機関のＥＧＲ通路２に備えたＥＧＲクーラー１０において、その内部の内部ＥＧＲガス流路１２にＥＧＲガスＧ中の水分や炭化水素成分が付着して生じる汚損とこの汚損に依る冷却性能の低下を防止することができる。
【００５８】
従って、内燃機関のＥＧＲ通路２に備えたＥＧＲクーラー１０において、その内部の内部ＥＧＲガス流路１２にＥＧＲガスＧ中の水分や炭化水素成分が付着して生じる汚損とこの汚損に依る冷却性能の低下を防止することができる。
【符号の説明】
【００５９】
２  ＥＧＲ通路
１０  ＥＧＲクーラー
１１  内部冷却媒体流路
１２  内部ＥＧＲガス流路
２１  入口弁
２２  出口
３０  冷却媒体排出流路
３１  冷却媒体排出弁
４０  空気流入流路
４１  空気流入弁
５０  制御装置（ＥＣＵ）
５１  弁制御装置
Ａ  空気
Ｇ  ＥＧＲガス
Ｗ  エンジン冷却水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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