(57)【要約】【課題】凝縮水の発生によるシリンダ壁面の腐食を抑えることができる内燃機関を提供する。【解決手段】排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流するＥＧＲ装置を備えた内燃機関において、内燃機関の各気筒に設けられ、内周面にディンプルが形成されているシリンダライナと、シリンダライナの外周に設けられ、ディンプルが形成されているシリンダライナの部位の外周における流路の幅が、ディンプルが形成されていないシリンダライナの部位の外周における流路の幅よりも広いウォータージャケットと、ウォータージャケットに冷却水を循環させる電動ウォータポンプと、内燃機関の停止後、電動ウォータポンプを駆動してシリンダライナの壁面温度をＥＧＲガスの露点温度よりも低くする制御装置と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2016114015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流するＥＧＲ装置を備えた内燃機関において、
前記内燃機関の各気筒に設けられ、内周面にディンプルが形成されているシリンダライナと、
前記シリンダライナの外周に設けられ、前記ディンプルが形成されているシリンダライナの部位の外周における流路の幅が、前記ディンプルが形成されていないシリンダライナの部位の外周における流路の幅よりも広いウォータージャケットと、
前記ウォータージャケットに冷却水を循環させる電動ウォータポンプと、
前記内燃機関の停止後、前記電動ウォータポンプを駆動して前記シリンダライナの壁面温度を前記ＥＧＲガスの露点温度よりも低くする制御装置と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン停止後、燃焼室に残留したガスに含まれる水分が結露して酸性の凝縮水が発生することが知られている。燃焼室においてこの凝縮水が発生すると、燃焼室の構成部品を腐食させる可能性がある。特に、燃焼室の構成部品である燃料噴射弁の先端部が腐食すると、燃料噴射量が安定しなくなるおそれがある。
【０００３】
特許文献１には、燃料噴射弁の先端部において上記凝縮水が発生することを防止する技術が開示されている。この技術では、エンジン停止後、ウォータージャケットとラジエータとの間の冷却水を循環させて、燃焼室の内周面を構成するシリンダライナの壁面（以下、シリンダ壁面という。）の温度を積極的に低下させる。これにより、燃料噴射弁の先端部の温度が露点に到達する前にシリンダ壁面の温度が先に露点に到達するため、シリンダ壁面で上記凝縮水が発生する。そして、シリンダ壁面で発生した上記凝縮水をシリンダ壁面に付着しているアルカリ性のエンジンオイルによって中和させる。この結果、燃料噴射弁の先端部で上記凝縮水が発生して、燃料噴射弁の先端部が腐食することを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１３９４１６号公報
【特許文献２】特許第４７３７０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、シリンダ壁面においてエンジンオイルの付着量が相対的に少ない箇所で上記凝縮水が発生した場合、その箇所が腐食するおそれがあった。
【０００６】
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、凝縮水の発生によるシリンダ壁面の腐食を抑えることができる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】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成するため、
排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流するＥＧＲ装置を備えた内燃機関において、
前記内燃機関の各気筒に設けられ、内周面にディンプルが形成されているシリンダライナと、
前記シリンダライナの外周に設けられ、前記ディンプルが形成されているシリンダライナの部位の外周における流路の幅が、前記ディンプルが形成されていないシリンダライナの部位の外周における流路の幅よりも広いウォータージャケットと、
前記ウォータージャケットに冷却水を循環させる電動ウォータポンプと、
前記内燃機関の停止後、前記電動ウォータポンプを駆動して前記シリンダライナの壁面温度を前記ＥＧＲガスの露点温度よりも低くする制御装置と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンジン停止後、ディンプルが形成されているシリンダライナの部位で集中的に凝縮水を発生させることができる。そして、ディンプルに蓄えられるアルカリ性のエンジンオイルにより酸性の凝縮水を中和させることができる。この結果、燃焼室を構成する部品、例えばシリンダライナにおいてエンジンオイルの付着量が少ない部位や燃料噴射弁の先端部の腐食を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１のエンジンの気筒を表した図である。
【図２】実施の形態１のＥＣＵで実行される制御フローを表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１のエンジンの気筒を表した図である。実施の形態１のエンジンは、排気の一部を吸気通路に還流させる排気還流（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）装置を備えたエンジンである。また、通常、エンジンは複数の気筒で構成されるが、図１には１つの気筒のみが描かれている。本発明において、気筒数に限定はない。
【００１１】
燃焼室１０には、ピストン１４が備えられている。ピストン１４が上下動することで、燃焼室１０の大きさが決定される。図１には、ピストン１４の上死点と下死点がそれぞれ矢印で示されている。
【００１２】
燃焼室１０には、吸気通路２０及び排気通路２２が接続されている。吸気通路２０と燃焼室１０との間には、吸気バルブ１６が設けられている。排気通路２２と燃焼室１０との間には、排気バルブ１８が設けられている。
【００１３】
燃焼室１０の側面には、シリンダライナ２６が設けられている。シリンダライナ２６には、ピストン１４の摺動を円滑にするためのエンジンオイルが付着している。
【００１４】
シリンダライナ２６の内周面には、ウォータージャケット１２側に窪んでいる凸凹部であるディンプル２４が形成されている。図１に示すように、ディンプル２４は、シリンダライナ２６の上死点側に設けられている。ここで、ディンプル２４は、全気筒においてピストン位置が同一の高さになるように調整した際に、全気筒においてディンプル２４が露出する範囲であれば、シリンダライナ２６のどの部位に設けられていてもよい。また、各気筒にディンプル２４の形成位置に差異があってもよい。
【００１５】
ここで、シリンダライナ２６においてディンプル２４が設けられている領域（図１の両矢印Ｘ）を「ディンプル部」と称することとする。
【００１６】
図１の斜線は、シリンダライナ２６に付着しているエンジンオイルを表している。図１に示すように、ディンプル部に付着しているエンジンオイル量は、ディンプル２４が形成されていないシリンダライナ２６の部位に付着しているエンジンオイルの量よりも多い。これは、ディンプル２４の内部にエンジンオイルが蓄えられるためである。
【００１７】
シリンダライナ２６の外周には冷却水が流れるウォータージャケット１２が設けられている。冷却水は、電動ウォータポンプ（不図示）が駆動されることによってラジエータ（不図示）とウォータージャケット１２との間を循環する。冷却水が循環することで、シリンダライナ２６が冷却され、燃焼室１０が冷却される。
【００１８】
図１には、ウォータージャケット１２の流路の幅がＷ１とＷ２とで示されている。図１に示すように、ディンプル部外周のウォータージャケット１２の流路の幅Ｗ１は、ディンプル２４が形成されていないシリンダライナ２６の外周のウォータージャケット１２の流路の幅Ｗ２よりも大きい。このため、ウォータージャケット１２を冷却水が流れると、ディンプル部外周の方が冷却水の流量が大きくなる。これに伴い、ディンプル部とディンプル部外周を流れる冷却水との熱交換量が大きくなる。この結果、ディンプル２４が形成されていないシリンダライナ２６の部位よりも、ディンプル部の方が先に冷却されやすくなる。
【００１９】
図１には図示されていないが、実施の形態１のエンジンは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備えている。ＥＣＵは、ウォータージャケット１２を流れる冷却水温度（エンジン水温）からシリンダ壁面温度を推定する。ＥＣＵの出力側には、電動ウォータポンプなどのアクチュエータが接続されている。ＥＣＵは、電動ウォータポンプに信号を出力して、電動ウォータポンプを駆動する。
【００２０】
ところで、エンジン停止後、燃焼室１０に残留したＥＧＲガス中に含まれる水分が結露して、燃焼室１０内に酸性の凝縮水が発生することがある。この凝縮水は、燃焼室１０を構成する部品を腐食させる原因となる。
【００２１】
そこで、実施の形態１では、エンジン停止後、シリンダライナ２６のディンプル部に集中的に凝縮水を発生させる制御が行われる。この制御が行われると、ディンプル部に蓄えられているアルカリ性のエンジンオイルと酸性の凝縮水とを反応させて、酸性の凝縮水を中和させることができる。
【００２２】
以下、ディンプル部に凝縮水を発生させる凝縮水発生制御フローについて、図２を参照して説明する。
【００２３】
図２は、実施の形態１のＥＣＵで実行される凝縮水発生制御フローを表した図である。ＥＣＵは、この制御フローに沿ってエンジンの運転を制御する。
【００２４】
まず、ＥＣＵは、エンジンが停止しているか否かを判定する（Ｓ１００）。エンジンが停止していないと判定された場合、本凝縮水発生制御は終了する。
【００２５】
一方、ＥＣＵは、エンジンが停止していると判定した場合、各気筒のピストン位置を取得する（Ｓ１０２）。
【００２６】
次に、ＥＣＵは、全気筒でディンプル部が現れているか否かを判定する（Ｓ１０４）。ここで、全気筒でディンプル部が現れているとは、全気筒においてディンプル部がピストンによって隠されておらず、全気筒においてディンプル部が露出している状態をいう。ＥＣＵは、いずれかの気筒でディンプル部が現れていないと判定した場合、クランクを回転させてピストン位置を調整する（Ｓ１０６）。これにより、全気筒においてディンプル部を露出させることができる。その後、ＥＣＵは、再度各気筒のピストン位置を取得して、全気筒でディンプル部が現れていると判定した場合、Ｓ１０８の処理を実行する。
【００２７】
一方、Ｓ１０４において、ＥＣＵは、全気筒でディンプル部が現れていると判定した場合、アイドリング時のＥＧＲ率を取得する（Ｓ１０８）。
【００２８】
次に、ＥＣＵは、気筒内の残留ガスの露点温度Ｔｄを算出する（Ｓ１１０）。ＥＣＵは、Ｓ１０８で取得したアイドリング時のＥＧＲ率を予めＥＣＵに記憶されているマップに代入することで、露点温度Ｔｄを算出する。
【００２９】
次に、ＥＣＵは、電動ウォータポンプを駆動する（Ｓ１１２）。電動ウォータポンプを駆動すると、シリンダライナ２６が冷却される。実施の形態１のウォータージャケット１２は、図１で説明したように、ディンプル２４が形成されていない部位よりも、ディンプル部の方が先に冷却されやすい構造になっている。このため、ウォータージャケット１２に冷却水が循環すると、シリンダライナ２６においてディンプル部が先に冷却される。この結果、ディンプル部に凝縮水が集中的に発生する。
【００３０】
次に、ＥＣＵは、シリンダ壁面温度が筒内残留ガスの露点温度Ｔｄより低いか否かを判定する（Ｓ１１４）。シリンダ壁面温度が筒内残留ガスの露点温度Ｔｄ以上であると判定された場合、電動ウォータポンプの駆動を継続して、再びＳ１１４の判定を実行する。
【００３１】
一方、Ｓ１１４において、ＥＣＵは、シリンダ壁面温度が筒内残留ガスの露点温度Ｔｄより低いと判定した場合、電動ウォータポンプを停止させる（Ｓ１１６）。その後、本凝縮水発生制御は終了する。
【００３２】
上記の制御が行われることで、エンジン停止後、ディンプル部でアルカリ性のエンジンオイルにより酸性の凝縮水を中和させることができる。この結果、燃焼室１０を構成する部品、例えばシリンダライナ２６においてエンジンオイルの付着量が少ない部位や燃料噴射弁の先端部の腐食を抑えることができる。
【００３３】
実施の形態１は、ガソリンエンジン及びディーゼルエンジンのいずれにも適用可能である。
【００３４】
また、上記の制御はエンジン停止後に実行されるとしたがこれに限るものではない。例えば、残留ガスによる凝縮水が発生しやすい軽負荷運転領域に上記の制御を実行してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０  燃焼室
１２  ウォータージャケット
２４  ディンプル
２６  シリンダライナ
【図１】
2016114015.tif 000003
【図２】
2016114015.tif 000004