JP2018145870A - 排気ガス還流装置および排気ガス還流制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レイアウト上の優位性を図ることを目的とする。
【解決手段】排気通路131から排気ガスを導入する排気ガス導入口22と、排気ガスの還流量を調整する排気ガス調整弁41と、排気ガス調整弁41を駆動する駆動部30と、駆動部30と排気ガス調整弁41とを結合する駆動軸35と、排気ガス導入口22から導入された排気ガスを吸気通路122に還流させる排気ガス排出口23と、駆動軸35と同軸上に配置され、排気ガス還流装置10内に凝縮した凝縮水を排出する凝縮水排出弁43と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図2A
【解決手段】排気通路131から排気ガスを導入する排気ガス導入口22と、排気ガスの還流量を調整する排気ガス調整弁41と、排気ガス調整弁41を駆動する駆動部30と、駆動部30と排気ガス調整弁41とを結合する駆動軸35と、排気ガス導入口22から導入された排気ガスを吸気通路122に還流させる排気ガス排出口23と、駆動軸35と同軸上に配置され、排気ガス還流装置10内に凝縮した凝縮水を排出する凝縮水排出弁43と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図2A
Description
本発明は、排気ガス還流装置および排気ガス還流制御装置に関するものである。
従来から、排気ガスを吸気管に還流し、吸気ガスと共に燃焼室に吸入させて、エミッション性能を向上させる排気ガス還流装置が知られている。特許文献1には、EGRクーラの排気導入部の高さが最も高くEGRバルブの高さが低くなるよう傾斜配置し、EGRバルブの上流側底部に結露水が流入する集水凹部を形成している内燃機関のEGR装置が開示されている。このように集水凹部で回収した結露水をEGRバルブよりも下流に供給することによって燃焼温度を低下させてNOx排出量を抑制されている。
しかしながら、特許文献1の内燃機関のEGR装置では、EGRクーラからEGRバルブまでを傾斜配置し、更に複数のバルブおよびポンプを配置する必要があることから、レイアウト上の自由度を確保することができないという問題がある。
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、レイアウト上の優位性を図ることができるようにすることを目的とする。
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、レイアウト上の優位性を図ることができるようにすることを目的とする。
本発明の排気ガス還流装置は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流通路を通じて排気ガスを還流させる排気ガス還流装置であって、前記排気ガス還流装置は、前記排気通路から排気ガスを導入する排気ガス導入口と、排気ガスの還流量を調整する排気ガス調整弁と、前記排気ガス調整弁を駆動する駆動部と、前記駆動部と前記排気ガス調整弁とを結合する駆動軸と、前記排気ガス導入口から導入された排気ガスを前記吸気通路に還流させる排気ガス排出口と、前記駆動軸と同軸上に配置され、前記排気ガス還流装置内に凝縮した凝縮水を排出する凝縮水排出弁と、を備えることを特徴とする。
本発明の排気ガス還流制御装置は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流通路を通じて排気ガスを還流させる排気ガス還流制御装置であって、前記排気通路から排気ガスを導入する排気ガス導入口と、排気ガスの還流量を調整する排気ガス調整弁と、前記排気ガス調整弁を駆動する駆動部と、前記駆動部と前記排気ガス調整弁とを結合する駆動軸と、前記排気ガス導入口から導入された排気ガスを前記吸気通路に還流させる排気ガス排出口と、前記駆動軸と同軸上に配置され、前記排気ガス還流装置内に凝縮した凝縮水を排出する凝縮水排出弁と、排気ガスの還流量、または凝縮水の排出に応じて、前記駆動軸の駆動量を決定する制御部と、を備え、前記制御部は、排気ガス還流条件が成立した場合には、前記駆動軸を所定の駆動量以下の範囲内で駆動することで、前記排気通路から前記吸気通路に排気ガスを還流し、凝縮水排出条件が成立した場合には、前記駆動軸を前記所定の駆動量よりも大きく駆動することで、前記凝縮水排出弁を開弁させて凝縮水を排出することを特徴とする。
本発明の排気ガス還流制御装置は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流通路を通じて排気ガスを還流させる排気ガス還流制御装置であって、前記排気通路から排気ガスを導入する排気ガス導入口と、排気ガスの還流量を調整する排気ガス調整弁と、前記排気ガス調整弁を駆動する駆動部と、前記駆動部と前記排気ガス調整弁とを結合する駆動軸と、前記排気ガス導入口から導入された排気ガスを前記吸気通路に還流させる排気ガス排出口と、前記駆動軸と同軸上に配置され、前記排気ガス還流装置内に凝縮した凝縮水を排出する凝縮水排出弁と、排気ガスの還流量、または凝縮水の排出に応じて、前記駆動軸の駆動量を決定する制御部と、を備え、前記制御部は、排気ガス還流条件が成立した場合には、前記駆動軸を所定の駆動量以下の範囲内で駆動することで、前記排気通路から前記吸気通路に排気ガスを還流し、凝縮水排出条件が成立した場合には、前記駆動軸を前記所定の駆動量よりも大きく駆動することで、前記凝縮水排出弁を開弁させて凝縮水を排出することを特徴とする。
本発明によれば、レイアウトの自由度を確保できることから、レイアウト上の優位性を図ることができる。
本発明に係る実施形態は、排気通路131から排気ガスを導入する排気ガス導入口22と、排気ガスの還流量を調整する排気ガス調整弁41と、排気ガス調整弁41を駆動する駆動部30と、駆動部30と排気ガス調整弁41とを結合する駆動軸35と、排気ガス導入口22から導入された排気ガスを吸気通路122に還流させる排気ガス排出口23と、駆動軸35と同軸上に配置され、排気ガス還流装置10内に凝縮した凝縮水を排出する凝縮水排出弁43と、を備える。本実施形態の排気ガス還流装置10によれば、排気ガス調整弁41の同軸上に凝縮水排出弁43を配置したことにより、別途に凝縮水を排出するためのバルブを設けたり、別途に凝縮水を集水させるための部位を設けたりする必要がない。したがって、排気ガス還流装置10を配置するときのレイアウトの自由度を確保でき、レイアウトの優位性を図ることができる。
本実施形態に係る排気ガス還流装置10は、還流させる排気ガスを増加させるために、後述する触媒コンバータ134に到達する前の高圧の排気ガスを還流させている。高圧の排気ガスを還流させる場合、触媒コンバータ134を通過した後の低圧の排気ガスを還流させる場合に比べて、凝縮水が排気ガスの圧力による影響を受けやすい。そのため、本実施形態の排気ガス還流装置10は、凝縮水を集水したり排出したりするときに、高圧の排気ガスの影響を軽減できるように構成している。
以下、本実施形態に係る実施例について図面を参照して説明する。
以下、本実施形態に係る実施例について図面を参照して説明する。
(第1の実施例)
図1は、車両100の一部の構成を示す模式図である。
車両100は、内燃機関であるエンジン110と、エンジン110の燃焼用の空気を取り入れる吸気系120と、エンジン110からの排気ガスを外部に排出する排気系130と、ECU140と、排気ガス還流システム150とを含む。車両100は排気ガス還流制御装置の一例に対応する。
エンジン110は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の4行程を行うディーゼルエンジンを用いることができる。エンジン110は一連の4工程を行うことで、クランクシャフトを回転させて車両100を走行させる。本実施例のエンジン110は、例えば3つの気筒111a〜111cを有する。
図1は、車両100の一部の構成を示す模式図である。
車両100は、内燃機関であるエンジン110と、エンジン110の燃焼用の空気を取り入れる吸気系120と、エンジン110からの排気ガスを外部に排出する排気系130と、ECU140と、排気ガス還流システム150とを含む。車両100は排気ガス還流制御装置の一例に対応する。
エンジン110は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の4行程を行うディーゼルエンジンを用いることができる。エンジン110は一連の4工程を行うことで、クランクシャフトを回転させて車両100を走行させる。本実施例のエンジン110は、例えば3つの気筒111a〜111cを有する。
吸気系120は、エアクリーナ121と、吸気通路122と、スロットルボディ125とを含む。エアクリーナ121はエンジン110の負圧により吸入した燃焼用の空気を浄化する。吸気通路122はエアクリーナ121により浄化された燃焼用の空気をエンジン110の吸気ポートに導く。吸気通路122は、吸気管123と、吸気マニホールド124とを含む。吸気管123はエアクリーナ121と吸気マニホールド124とに接続される。吸気マニホールド124は吸気管123とエンジン110の吸気ポートとに接続される。スロットルボディ125は吸気管123に接続して配置される。スロットルボディ125はECU140により制御され、燃焼用の空気の流量を調整する。燃焼用の空気は燃料インジェクタから燃料が混合され、混合気としてエンジン110に供給される。
また、吸気系120は、エアフロメータ126と、吸気圧センサ127とを含む。エアフロメータ126は吸気管123に配置され、吸気管123を通過した燃焼用の空気の量を検出する。吸気圧センサ127は吸気圧を検出する。エアフロメータ126により検出された燃焼用の空気の量の情報、および、吸気圧センサ127により検出された吸気圧の情報はECU140に送信される。
また、吸気系120は、エアフロメータ126と、吸気圧センサ127とを含む。エアフロメータ126は吸気管123に配置され、吸気管123を通過した燃焼用の空気の量を検出する。吸気圧センサ127は吸気圧を検出する。エアフロメータ126により検出された燃焼用の空気の量の情報、および、吸気圧センサ127により検出された吸気圧の情報はECU140に送信される。
排気系130は、排気通路131と、触媒コンバータ134とを含む。排気通路131はエンジン110により燃焼された後の排気ガスを外部に排出する。排気通路131は、排気マニホールド132と、排気管133とを含む。排気マニホールド132はエンジン110の排気ポートと排気管133とに接続される。排気管133は排気マニホールド132に接続される。触媒コンバータ134は排気マニホールド132および排気管133から流入した排気ガスを浄化する。触媒コンバータ134は排気管133に配置される。触媒コンバータ134には、例えば各種三元触媒を用いることができる。
また、排気系130は排気圧センサ135を含む。排気圧センサ135は排気圧を検出する。排気圧センサ135により検出された排気圧の情報はECU140に送信される。
また、排気系130は排気圧センサ135を含む。排気圧センサ135は排気圧を検出する。排気圧センサ135により検出された排気圧の情報はECU140に送信される。
ECU140は、エンジン110、吸気系120、排気系130および後述する排気ガス還流装置10を制御する。ECU140はCPU、ROMおよびRAMを有し、コンピュータとして機能する。ROMには排気ガス還流装置10などを制御するためのプログラム、閾値などの情報が格納されている。また、RAMはプログラムや情報を一時的に記憶する。ECU140は排気ガス還流装置10を制御する制御部の一例に対応する。
また、車両100は、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ101と、大気圧を検出する大気圧センサ102とを有する。アクセルセンサ101により検出されたアクセル操作量の情報、および、大気圧センサ102により検出された大気圧の情報はECU140に送信される。
また、車両100は、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ101と、大気圧を検出する大気圧センサ102とを有する。アクセルセンサ101により検出されたアクセル操作量の情報、および、大気圧センサ102により検出された大気圧の情報はECU140に送信される。
排気ガス還流システム150は、排気ガス還流通路151と、EGR(Exhaust Gas Recirculation)クーラ152と、凝縮水排出管153と、排気ガス還流装置10とを含む。排気ガス還流通路151は排気通路131から吸気通路122に排気ガスを導くように排気通路131と吸気通路122とを連通する。排気ガス還流通路151の一端は、エンジン110と触媒コンバータ134との間の排気通路131に接続される。一方、排気ガス還流通路151の他端は、エンジン110とスロットルボディ125との間の吸気通路122に接続される。排気ガス還流通路151には、触媒コンバータ134に到達する前の高圧の排気ガスが流れる。なお、説明の便宜上、排気ガス還流通路151のうち排気通路131に接続される側を上流といい、吸気通路122に接続される側を下流という。EGRクーラ152は排気ガス還流通路151の途中であって、排気ガス還流装置10の上流側に配置される。EGRクーラ152は排気ガス還流通路151を流れている排気ガスを冷却する。
凝縮水排出管153は冷却された排気ガスに含まれる凝縮水を排出する。具体的に、凝縮水排出管153は、排気ガス還流装置10と吸気通路122との間に接続される。したがって、排気ガス還流装置10により排出された凝縮水は吸気通路122に排出される。すなわち、吸気通路122は凝縮水が排出される凝縮水排出通路として機能する。吸気通路122は負圧であるため、凝縮水は負圧によって吸気通路122に吸い込まれる。
なお、凝縮水排出管は、吸気通路122に接続される場合に限られず、排気通路131に接続してもよい。図1には、排気通路131に接続される場合の例として、二点鎖線に示す凝縮水排出管154を示している。すなわち、排気通路131は凝縮水が排出される凝縮水排出通路として機能することができる。排気通路131は正圧であり、凝縮水は排気通路131の熱によって蒸発する。
凝縮水排出管153は冷却された排気ガスに含まれる凝縮水を排出する。具体的に、凝縮水排出管153は、排気ガス還流装置10と吸気通路122との間に接続される。したがって、排気ガス還流装置10により排出された凝縮水は吸気通路122に排出される。すなわち、吸気通路122は凝縮水が排出される凝縮水排出通路として機能する。吸気通路122は負圧であるため、凝縮水は負圧によって吸気通路122に吸い込まれる。
なお、凝縮水排出管は、吸気通路122に接続される場合に限られず、排気通路131に接続してもよい。図1には、排気通路131に接続される場合の例として、二点鎖線に示す凝縮水排出管154を示している。すなわち、排気通路131は凝縮水が排出される凝縮水排出通路として機能することができる。排気通路131は正圧であり、凝縮水は排気通路131の熱によって蒸発する。
排気ガス還流装置10は排気ガス導入条件が成立した場合、排気ガス還流通路151を通して排気通路131から吸気通路122に排気ガスを還流させる。このとき、排気ガス還流装置10はECU140の制御に基づいて、還流させる排気ガスの量(還流量)を調整する。また、排気ガス還流装置10は凝縮水排出条件が成立した場合、ECU140の制御に基づいて、凝縮水排出管153あるいは凝縮水排出管154を通じて凝縮水を排出する。なお、排気ガス還流装置10は上述した処理をECU140の制御に基づいて行う。排気ガス還流装置10は排気ガス還流通路151の途中であって、EGRクーラ152の下流に配置される。
次に、第1の実施例に係る排気ガス還流装置10の構成について説明する。
図2Aおよび図2Bは、排気ガス還流装置10の構成の一例を示す模式図である。各図は、排気ガス還流装置10を車両100に搭載した状態であって、上下方向(鉛直方向)の上方をUp、下方をLoで示している。
排気ガス還流装置10は、ハウジング20と、駆動部30と、駆動軸35と、弁体40とを備える。
図2Aおよび図2Bは、排気ガス還流装置10の構成の一例を示す模式図である。各図は、排気ガス還流装置10を車両100に搭載した状態であって、上下方向(鉛直方向)の上方をUp、下方をLoで示している。
排気ガス還流装置10は、ハウジング20と、駆動部30と、駆動軸35と、弁体40とを備える。
ハウジング20は排気ガス還流装置10の筐体である。ハウジング20は側壁21によって略円筒状に形成される。ハウジング20は長手方向(円筒の軸方向)が上下方向に対して傾斜して配置される。具体的には、ハウジング20は上部が後述する排気ガス排出口23側に傾斜するように配置される。側壁21には、排気ガス導入口22と、排気ガス排出口23と、凝縮水排出口24とが形成される。排気ガス導入口22は排気通路131からEGRクーラ152を通過した排気ガスをハウジング20内に導くための導入口である。排気ガス導入口22は排気ガス還流通路151の上流側、すなわち排気通路131側に接続される。排気ガス排出口23は導入された排気ガスを吸気通路122に向かって排出するための排出口である。排気ガス排出口23は排気ガス還流通路151の下流側、すなわち吸気通路122側に接続される。
凝縮水排出口24は排気ガスから分離された凝縮水を排出するための排出口である。凝縮水排出口24は凝縮水排出管153あるいは凝縮水排出管154に接続される。凝縮水排出口24が凝縮水排出管153に接続されている場合には凝縮水は吸気通路122に排出され、凝縮水排出口24が凝縮水排出管154に接続されている場合には凝縮水は排気通路131に排出される。また、凝縮水排出口24は排気ガス導入口22および排気ガス排出口23よりも下方に位置する。具体的には、凝縮水排出口24の開口上端が、排気ガス導入口22の開口下端および排気ガス排出口23の開口下端よりも下方に位置する。なお、開口上端および開口下端とは、それぞれハウジング20側の開口をいう。
また、ハウジング20は排気ガス導入口22と排気ガス排出口23との間に開口部25を有する。排気ガス導入口22から導入された排気ガスは開口部25を通って排気ガス排出口23に流れる。なお、排気ガスが開口部25を通過する前に、排気ガスの一部はハウジング20の側壁21の内側面や開口部25を形成する壁に衝突した後に開口部25を通過する(図2Bに示す矢印Fa)。このように排気ガスが側壁21の内側面に衝突するのは、排気ガスの流れ方向(図2Bに示す矢印Fb)が駆動軸35の駆動方向に対して交差するように、排気ガス導入口22と排気ガス排出口23とが位置しているためである。排気ガスが側壁21の内側面などに衝突することで排気ガスの流速が遅くなり、排気ガスと排気ガスに含まれる凝縮水とを容易に分離することができる。したがって、図2Aに示すように、ハウジング20の下方には、分離された凝縮水を集水する凝縮水集水部26が配置される。凝縮水集水部26は、ハウジング20の側壁21の一部と後述する凝縮水排出弁43とにより構成される。排気ガス還流装置10を車両100に搭載した状態において、凝縮水集水部26は排気ガス導入口22と排気ガス排出口23とを繋ぐ直線よりも低く位置する。好ましくは、凝縮水集水部26は排気ガス導入口22の開口下端と排気ガス排出口23の開口下端とを繋ぐ直線L(図2Aに示す二点鎖線を参照)よりも低く位置する。また、凝縮水集水部26には水位センサ27が配置される。水位センサ27は凝縮水集水部26に集水した凝縮水の水位を検出し、検出した水位の情報をECU140に送信する。
駆動部30は、ECU140の制御に基づいて、駆動軸35を介して弁体40を駆動する。駆動部30は、例えば、負圧アクチュエータや電動アクチュエータを用いることができる。駆動軸35は駆動部30と弁体40とを結合する。駆動軸35は駆動部30による駆動方向に沿って駆動可能な軸であり、ハウジング20と同様に上下方向に対して傾斜して配置される。なお、駆動軸35は駆動部30の一部であってもよい。
弁体40は駆動軸35を介して駆動部30によって駆動されることでハウジング20内を駆動軸35の軸方向に沿って移動する。本実施例の弁体40は、排気ガス調整弁41と、凝縮水排出弁43とを有する。
排気ガス調整弁41は、排気ガスの還流量を調整するための弁である。図2Aに示すように、排気ガス調整弁41が移動してハウジング20の開口部25の開口縁に接することで閉弁する。この場合には、排気ガスが開口部25を通ることができないので、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流しない。一方、図2Bに示すように、排気ガス調整弁41が下方に移動してハウジング20の開口部25の開口縁から離れることで開弁する。この場合には、排気ガスが開口部25を通ることができるので、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流される。このとき、排気ガス調整弁41が開口部25から離れる距離に応じて排気ガスの還流量が調整される。
排気ガス調整弁41は、排気ガスの還流量を調整するための弁である。図2Aに示すように、排気ガス調整弁41が移動してハウジング20の開口部25の開口縁に接することで閉弁する。この場合には、排気ガスが開口部25を通ることができないので、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流しない。一方、図2Bに示すように、排気ガス調整弁41が下方に移動してハウジング20の開口部25の開口縁から離れることで開弁する。この場合には、排気ガスが開口部25を通ることができるので、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流される。このとき、排気ガス調整弁41が開口部25から離れる距離に応じて排気ガスの還流量が調整される。
凝縮水排出弁43はハウジング20内に凝縮した凝縮水を排出するための弁である。ここで、凝縮水排出弁43は駆動軸35と同軸上に配置される。凝縮水排出弁43は排気ガス調整弁41と一体的に構成され、排気ガス調整弁41の移動と同期して移動する。具体的には、凝縮水排出弁43は排気ガス調整弁41よりも下方に位置し、排気ガス調整弁41と軸部44を介して一体的に構成される。
図2Aに示すように、凝縮水排出弁43が凝縮水排出口24よりも上方に位置している場合には、凝縮水排出弁43が凝縮水集水部26(ハウジング20の内部)と凝縮水排出口24との間を閉弁する。この場合には、凝縮水は凝縮水集水部26から凝縮水排出口24に流出することができないことから、凝縮水は凝縮水集水部26に貯留したままである。一方、凝縮水排出弁43が下方に移動することで開弁される。この場合には、凝縮水は凝縮水集水部26から凝縮水排出口24に流出することができることから、凝縮水は凝縮水排出口24を通って、凝縮水排出管153あるいは凝縮水排出管154を通じて排出する。
図2Aに示すように、凝縮水排出弁43が凝縮水排出口24よりも上方に位置している場合には、凝縮水排出弁43が凝縮水集水部26(ハウジング20の内部)と凝縮水排出口24との間を閉弁する。この場合には、凝縮水は凝縮水集水部26から凝縮水排出口24に流出することができないことから、凝縮水は凝縮水集水部26に貯留したままである。一方、凝縮水排出弁43が下方に移動することで開弁される。この場合には、凝縮水は凝縮水集水部26から凝縮水排出口24に流出することができることから、凝縮水は凝縮水排出口24を通って、凝縮水排出管153あるいは凝縮水排出管154を通じて排出する。
ここで、排気ガス調整弁41および凝縮水排出弁43の駆動量と、開弁率との関係について図3を参照して説明する。図3は、横軸が駆動部30による駆動量を示し、縦軸が開弁率(%)を示している。また、排気ガス調整弁41の開弁率を実線で示し、凝縮水排出弁43の開弁率を破線で示している。
まず、駆動量が0の場合は、図2Aの状態に相当し、排気ガス調整弁41および凝縮水排出弁43の何れの開弁率も0%である。
次に、駆動量が0から第1の駆動量までは、排気ガス調整弁41の開弁率が0%から100%まで移行するのに対して、凝縮水排出弁43の開弁率は0%のままである。
次に、駆動量が第1の駆動量以降は、排気ガス調整弁41の開弁率が100%のままであるのに対して、凝縮水排出弁43の開弁率は0%から100%まで移行する。
まず、駆動量が0の場合は、図2Aの状態に相当し、排気ガス調整弁41および凝縮水排出弁43の何れの開弁率も0%である。
次に、駆動量が0から第1の駆動量までは、排気ガス調整弁41の開弁率が0%から100%まで移行するのに対して、凝縮水排出弁43の開弁率は0%のままである。
次に、駆動量が第1の駆動量以降は、排気ガス調整弁41の開弁率が100%のままであるのに対して、凝縮水排出弁43の開弁率は0%から100%まで移行する。
図3に示すように、本実施例の弁体40は凝縮水排出弁43を閉弁した状態のまま排気ガス調整弁41の開弁率を調整できるように設定されている。したがって、凝縮水排出条件が成立せずに排気ガス還流条件が成立している場合には、凝縮水を排出する必要がないことから、凝縮水排出弁43を閉弁させたまま凝縮水排出弁43の開弁率を調整することができる。すなわち、凝縮水を排出することなく排気ガスの還流量のみを調整することができる。
具体的には、ECU140がエンジン110の運転状態を取得し、取得した運転状態に適した還流量になるように駆動軸35の駆動量を0から第1駆動量までの範囲で調整する。したがって、凝縮水排出弁43が閉弁した状態のまま、排気ガス調整弁41は開弁率が0%から100%までの範囲で調整され、排気ガスを運転状態に適した還流量に調整することができる。
具体的には、ECU140がエンジン110の運転状態を取得し、取得した運転状態に適した還流量になるように駆動軸35の駆動量を0から第1駆動量までの範囲で調整する。したがって、凝縮水排出弁43が閉弁した状態のまま、排気ガス調整弁41は開弁率が0%から100%までの範囲で調整され、排気ガスを運転状態に適した還流量に調整することができる。
上述したように、本実施例の排気ガス還流装置10は排気ガス調整弁41の同軸上に凝縮水排出弁43を配置しているので、凝縮水排出弁43を凝縮水集水部26の一部として構成することができる。そのため、排気ガス還流通路151を斜めに配置したり、別途に凝縮水を排出するためのバルブを設けたり、別途に凝縮水を集水させるための部位を設けたりする必要がない。したがって、排気ガス還流装置10を配置するときのレイアウトの自由度を確保でき、レイアウトの優位性を図ることができる。
また、凝縮水集水部26に集水された凝縮水は凝縮水排出弁43が開弁することで排出されることから、別途にバルブを設けたり、別途にポンプを設けたりする必要がないことから、排気ガス還流装置10のコストを削減でき、コストの優位性を図ることができる。
また、排気ガス調整弁41の同軸上に凝縮水排出弁43を配置したことにより、別途に駆動部を設ける必要がないことから、排気ガス還流装置10のコストを削減でき、コストの優位性を図ることができる。
また、凝縮水集水部26に集水された凝縮水は凝縮水排出弁43が開弁することで排出されることから、別途にバルブを設けたり、別途にポンプを設けたりする必要がないことから、排気ガス還流装置10のコストを削減でき、コストの優位性を図ることができる。
また、排気ガス調整弁41の同軸上に凝縮水排出弁43を配置したことにより、別途に駆動部を設ける必要がないことから、排気ガス還流装置10のコストを削減でき、コストの優位性を図ることができる。
また、本実施例の排気ガス還流装置10は、ハウジング20内を流れる排気ガスの流れ方向が駆動軸35の駆動方向に対して交差するように排気ガス導入口22および排気ガス排出口23が位置している。したがって、凝縮水を含んだ排気ガスはハウジング20の側壁21などに衝突し易く、衝突することで排気ガスの流速が遅くなり、排気ガスと凝縮水とを容易に分離することができる。
また、本実施例の排気ガス還流装置10は、排気ガス導入口22と排気ガス排出口23とを繋ぐ直線よりも低い位置に、凝縮水を集水する凝縮水集水部26を備えている。したがって、排気ガスを吸気通路122に還流するときに、凝縮水が排気ガスと共に排気ガス排出口23から排出されないように防止することができる。
また、本実施例の排気ガス還流装置10は、排気ガス導入口22と排気ガス排出口23とを繋ぐ直線よりも低い位置に、凝縮水を集水する凝縮水集水部26を備えている。したがって、排気ガスを吸気通路122に還流するときに、凝縮水が排気ガスと共に排気ガス排出口23から排出されないように防止することができる。
次に、エンジン110が駆動している状態で、排気ガス還流装置10が凝縮水を凝縮水排出管153から吸気通路122に排出するときのECU140の処理について図4のフローチャートを参照して説明する。図4のフローチャートはECU140のCPUがROMに格納されたプログラムをRAMに展開して実行することで実現する。
S401では、ECU140は凝縮水排出条件(凝縮水を排出する条件)が成立したか否かを判定する。具体的には、ECU140は水位センサ27から受信した水位の情報を受信し、凝縮水の水位が第1のレベル値以上である場合には凝縮水排出条件が成立したと判定する。一方、凝縮水の水位が第1のレベル値よりも低い場合には凝縮水排出条件が成立していないと判定する。凝縮水排出条件が成立したと判定した場合にはS402に進み、凝縮水排出条件が成立していないと判定した場合にはS401に戻る。なお、第1のレベル値の情報は、ECU140が記憶している。
S402では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していることを示すために凝縮水フラグを0から1にして記憶する。
S402では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していることを示すために凝縮水フラグを0から1にして記憶する。
S403では、ECU140は排気ガス還流条件(排気ガスを還流する条件)が成立したか否かを判定する。具体的には、ECU140はエンジン110の運転状態の情報を受信して、排気ガスに含まれるNOxの量が所定値以上となる運転状態である場合には排気ガス還流条件が成立したと判定する。一方、NOxの量が所定値未満となる運転状態である場合には排気ガス還流条件が成立していないと判定する。排気ガス還流条件が成立したと判定した場合にはS404に進み、排気ガス還流条件が成立していないと判定した場合にはS403に戻る。
S404では、ECU140は排気管圧力と吸気管圧力との差が第1の圧力値(閾値THa)よりも小さいか否かを判定する。具体的には、ECU140は排気圧センサ135が検出した排気圧の情報と、吸気圧センサ127が検出した吸気圧の情報を受信する。ECU140は排気圧から吸気圧を減算した値が第1の圧力値よりも小さいか否かを判定する。第1の圧力値は、ECU140が記憶している。
ここで、排気管圧力と吸気管圧力との差が第1の圧力値以上の場合とは、排気管圧力が非常に高い状態である。この状態で凝縮水を排出するために凝縮水排出弁43を開弁すると、凝縮水が凝縮水排出口24から過度に吸気通路122に排出されたり、排気ガスが排気ガス排出口23から過度に吸気通路122に還流されたりしてしまいエンジン110が失火する場合がある。したがって、排気管圧力と吸気管圧力との差が第1の圧力値以上の場合には排気管圧力の圧抜きを行うためにS405に進む。
S405では、ECU140は排気管圧力の圧抜きを行う。例えばエンジン110が過給機を備えている場合には、ECU140はウエストゲートバルブ(WGV)を開弁することにより排気管圧力の圧抜きを行う。なお、過給機を備える場合には、コンプレッサがエアクリーナ121とスロットバルブ125との間の吸気管123に配置され、タービンが触媒コンバータ134と排気マニホールド132との間の排気管133に配置される。また、ウエストゲートバルブはタービンをバイパスするバイパス通路に配置される。ECU140は排気管圧力の圧抜きを行った後、S404に戻る。
ここで、排気管圧力と吸気管圧力との差が第1の圧力値以上の場合とは、排気管圧力が非常に高い状態である。この状態で凝縮水を排出するために凝縮水排出弁43を開弁すると、凝縮水が凝縮水排出口24から過度に吸気通路122に排出されたり、排気ガスが排気ガス排出口23から過度に吸気通路122に還流されたりしてしまいエンジン110が失火する場合がある。したがって、排気管圧力と吸気管圧力との差が第1の圧力値以上の場合には排気管圧力の圧抜きを行うためにS405に進む。
S405では、ECU140は排気管圧力の圧抜きを行う。例えばエンジン110が過給機を備えている場合には、ECU140はウエストゲートバルブ(WGV)を開弁することにより排気管圧力の圧抜きを行う。なお、過給機を備える場合には、コンプレッサがエアクリーナ121とスロットバルブ125との間の吸気管123に配置され、タービンが触媒コンバータ134と排気マニホールド132との間の排気管133に配置される。また、ウエストゲートバルブはタービンをバイパスするバイパス通路に配置される。ECU140は排気管圧力の圧抜きを行った後、S404に戻る。
上述したS404において排気管圧力と吸気管圧力との差が第1の圧力値よりも小さい場合にはS406に進む。
S406では、ECU140は凝縮水を排出するために凝縮水排出弁43を開弁する。具体的には、ECU140は凝縮水フラグが1であることに基づいて、駆動軸35の駆動量を第1の駆動量よりも駆動することで凝縮水排出弁43を開弁する。したがって、凝縮水集水部26に集水された凝縮水は、凝縮水排出口24を通って吸気通路122に排出される。なお、凝縮水排出弁43と排気ガス調整弁41とは一体で移動することから、凝縮水排出弁43が開弁することで、排気ガス調整弁41も開弁する。したがって、排気ガスは排気ガス排出口23から吸気通路122に還流されるので、排気管133から排気される排気ガスに含まれるNOxの量を抑制することができる。なお、ECU140は駆動部30を介して駆動軸35の駆動量を制御して、凝縮水排出弁43の開弁率を調整することにより、エンジン110が失火しない程度に凝縮水を排出することができる。
S406では、ECU140は凝縮水を排出するために凝縮水排出弁43を開弁する。具体的には、ECU140は凝縮水フラグが1であることに基づいて、駆動軸35の駆動量を第1の駆動量よりも駆動することで凝縮水排出弁43を開弁する。したがって、凝縮水集水部26に集水された凝縮水は、凝縮水排出口24を通って吸気通路122に排出される。なお、凝縮水排出弁43と排気ガス調整弁41とは一体で移動することから、凝縮水排出弁43が開弁することで、排気ガス調整弁41も開弁する。したがって、排気ガスは排気ガス排出口23から吸気通路122に還流されるので、排気管133から排気される排気ガスに含まれるNOxの量を抑制することができる。なお、ECU140は駆動部30を介して駆動軸35の駆動量を制御して、凝縮水排出弁43の開弁率を調整することにより、エンジン110が失火しない程度に凝縮水を排出することができる。
S407では、ECU140は排気管圧力と吸気管圧力との差が第2の圧力値(閾値THb)よりも小さいか否かを判定する。具体的には、ECU140は排気圧センサ135が検出した吸気圧の情報と、吸気圧センサ127が検出した吸気圧の情報を受信する。ECU140は排気圧から吸気圧を減算した値が第2の圧力値よりも小さいか否かを判定する。第2の圧力値は、第1の圧力値よりも小さい値であって、ECU140が記憶している。
ここで、排気圧と吸気圧との差が第2の圧力値よりも小さい場合とは、排気圧が非常に低い状態であって、この状態でエンジン110の駆動を継続させるとエンジン110に過給機を備える場合には過給機に必要な過給圧を得られず、エンジン110のトルクが低下してしまう場合がある。したがって、排気圧が非常に低い場合、すなわち排気圧と吸気圧との差が第2の圧力値よりも小さい場合には排気ガスが凝縮水と共に凝縮水排出口24から排出されないようにするためにS410に進む。一方、排気圧と吸気圧との差が第2の圧力値以上の場合にはS408に進む。
ここで、排気圧と吸気圧との差が第2の圧力値よりも小さい場合とは、排気圧が非常に低い状態であって、この状態でエンジン110の駆動を継続させるとエンジン110に過給機を備える場合には過給機に必要な過給圧を得られず、エンジン110のトルクが低下してしまう場合がある。したがって、排気圧が非常に低い場合、すなわち排気圧と吸気圧との差が第2の圧力値よりも小さい場合には排気ガスが凝縮水と共に凝縮水排出口24から排出されないようにするためにS410に進む。一方、排気圧と吸気圧との差が第2の圧力値以上の場合にはS408に進む。
S408では、ECU140は凝縮水の排出が完了したか否かを判定する。具体的には、ECU140は水位センサ27から受信した水位の情報を受信し、凝縮水の水位が第2のレベル値以下である場合には、凝縮水の排出が完了したと判定する。第2のレベル値よりも高い場合には凝縮水の排出が完了していないと判定する。凝縮水の排出が完了したと判定した場合にはS409に進み、凝縮水の排出が完了していないと判定した場合にはS407に戻る。なお、第2のレベル値の情報は、ECU140が記憶している。
S409では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していないことを示すために凝縮水フラグを1から0にして記憶する。
S410では、ECU140は凝縮水排出弁43を閉弁する。具体的には、ECU140は駆動軸35の駆動量を少なくとも第1の駆動量まで戻すことで凝縮水排出弁43を閉弁する。なお、排気ガス還流ガス導入条件が成立し続けている場合には、ECU140は凝縮水排出弁43を閉弁した状態のまま排気ガス調整弁41の開弁率を調整することで排気ガスの還流する処理を継続することができる。
S410の処理後、ECU140は図4のフローチャートの処理を終了する。
S409では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していないことを示すために凝縮水フラグを1から0にして記憶する。
S410では、ECU140は凝縮水排出弁43を閉弁する。具体的には、ECU140は駆動軸35の駆動量を少なくとも第1の駆動量まで戻すことで凝縮水排出弁43を閉弁する。なお、排気ガス還流ガス導入条件が成立し続けている場合には、ECU140は凝縮水排出弁43を閉弁した状態のまま排気ガス調整弁41の開弁率を調整することで排気ガスの還流する処理を継続することができる。
S410の処理後、ECU140は図4のフローチャートの処理を終了する。
本実施例によれば、凝縮水排出条件が成立せずに排気ガス還流条件が成立している場合には、駆動軸35を所定の駆動量(第1の駆動量)以下の範囲内で駆動することで凝縮水排出弁43を閉弁したまま、排気通路131から吸気通路122に排気ガスを還流する。したがって、凝縮水を排出する必要がない場合に排気ガスの還流量のみを調整することができる。
一方、凝縮水排出条件および排気ガス還流条件が成立している場合には、駆動軸35を所定の駆動量(第1の駆動量)よりも大きく駆動することで凝縮水排出弁43を開弁し、凝縮水を排出する。このとき、排気ガス調整弁41も開弁することで排気ガスが還流する。したがって、凝縮水を排出する場合には一つの駆動軸35の駆動により排気ガスの還流と凝縮水の排出との両方を行うことができる。
一方、凝縮水排出条件および排気ガス還流条件が成立している場合には、駆動軸35を所定の駆動量(第1の駆動量)よりも大きく駆動することで凝縮水排出弁43を開弁し、凝縮水を排出する。このとき、排気ガス調整弁41も開弁することで排気ガスが還流する。したがって、凝縮水を排出する場合には一つの駆動軸35の駆動により排気ガスの還流と凝縮水の排出との両方を行うことができる。
また、本実施例によれば、排気管圧力と吸気管圧力との差が第1の圧力値以上の場合には、凝縮水排出弁43を開弁する前に排気管圧力の圧抜きを行う。したがって、凝縮水排出弁43を開弁した場合であっても凝縮水が凝縮水排出口24から過度に吸気通路122に排出されたり、排気ガスが排気ガス排出口23から過度に吸気通路122に還流されたりしないようにして、エンジン110の失火を防止することができる。
また、本実施例によれば、凝縮水を吸気通路122に排出することで、吸気通路122にて発生している負圧によって凝縮水が吸気通路122に吸い込まれる。したがって、凝縮水排出管153の配管を考慮したり、ポンプを設けたりしなくても容易に凝縮水を吸気通路122に排出することができる。
また、本実施例によれば、凝縮水を吸気通路122に排出することで、吸気通路122にて発生している負圧によって凝縮水が吸気通路122に吸い込まれる。したがって、凝縮水排出管153の配管を考慮したり、ポンプを設けたりしなくても容易に凝縮水を吸気通路122に排出することができる。
次に、エンジン110が駆動している状態で、排気ガス還流装置10が凝縮水を凝縮水排出管154から排気通路131に排出するときのECU140の処理について図5のフローチャートを参照して説明する。図5のフローチャートはECU140のCPUがROMに格納されたプログラムをRAMに展開して実行することで実現する。
なお、図5のフローチャートのうち、図4のフローチャートと同様の処理は、適宜省略して説明する。
なお、図5のフローチャートのうち、図4のフローチャートと同様の処理は、適宜省略して説明する。
S501では、ECU140は凝縮水排出条件が成立したか否かを判定する。この処理は、S401と同様である。
S502では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していることを示すために凝縮水フラグを0から1にして記憶する。この処理は、S402と同様である。
S503では、ECU140は排気ガス還流条件が成立したか否かを判定する。この処理は、S403と同様である。
S504では、ECU140は凝縮水を排出するために凝縮水排出弁43を開弁する。この処理は、S405と同様である。
S502では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していることを示すために凝縮水フラグを0から1にして記憶する。この処理は、S402と同様である。
S503では、ECU140は排気ガス還流条件が成立したか否かを判定する。この処理は、S403と同様である。
S504では、ECU140は凝縮水を排出するために凝縮水排出弁43を開弁する。この処理は、S405と同様である。
S505では、ECU140はエンジン110に要求される要求トルク変化率が所定の変化率以上であるか否かを判定する。具体的には、ECU140はアクセルセンサ101により検出された情報およびエンジン110の運転状態に基づいて要求トルク変化率を算出し、算出した要求トルク変化率が所定の変化率以上であるか否かを判定する。所定の変化率は、ECU140が記憶している。
ここで、要求トルク変化率が所定の変化率以上の場合には凝縮水の排出を継続させていると要求トルク変化率に応じられずエンジン110のトルクが低下してしまう。したがって、凝縮水が排出されないようにするためにS508に進む。一方、要求トルク変化率が所定の変化率よりも小さい場合にはS506に進む。
ここで、要求トルク変化率が所定の変化率以上の場合には凝縮水の排出を継続させていると要求トルク変化率に応じられずエンジン110のトルクが低下してしまう。したがって、凝縮水が排出されないようにするためにS508に進む。一方、要求トルク変化率が所定の変化率よりも小さい場合にはS506に進む。
S506では、ECU140は凝縮水の排出が完了したか否かを判定する。この処理は、S408と同様である。凝縮水の排出が完了したと判定した場合にはS507に進み、凝縮水の排出が完了していないと判定した場合にはS505に戻る。
S507では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していないことを示すために凝縮水フラグを1から0にして記憶する。
S508では、ECU140は凝縮水排出弁43を閉弁する。この処理は、S410の処理と同様である。
本実施例によれば、凝縮水を高温である排気通路131に排出することで凝縮水を蒸発させることができる。また、凝縮水が吸気通路122に排出されないことで燃焼室に到達することがないために、凝縮水がエンジン110の燃焼に影響を与えてしまうことを防止することができる。
S507では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していないことを示すために凝縮水フラグを1から0にして記憶する。
S508では、ECU140は凝縮水排出弁43を閉弁する。この処理は、S410の処理と同様である。
本実施例によれば、凝縮水を高温である排気通路131に排出することで凝縮水を蒸発させることができる。また、凝縮水が吸気通路122に排出されないことで燃焼室に到達することがないために、凝縮水がエンジン110の燃焼に影響を与えてしまうことを防止することができる。
(第2の実施例)
第1の実施例の排気ガス還流装置10は、弁体40が排気ガス調整弁41と凝縮水排出弁43とを有する場合について説明した。本実施例の排気ガス還流装置50は、排気ガス調整弁の構成が第1の実施例と異なる。車両100は第1の実施例と同様の車両100を適用することができる。
第1の実施例の排気ガス還流装置10は、弁体40が排気ガス調整弁41と凝縮水排出弁43とを有する場合について説明した。本実施例の排気ガス還流装置50は、排気ガス調整弁の構成が第1の実施例と異なる。車両100は第1の実施例と同様の車両100を適用することができる。
まず、第2の実施例に係る排気ガス還流装置50の構成について説明する。
図6A、図6B、図6Cは、排気ガス還流装置50の構成の一例を示す模式図である。各図は、排気ガス還流装置50を車両100に搭載した状態であって、上下方向(鉛直方向)の上方をUp、下方をLoで示している。なお、第1の実施形態と同様の構成は、同一符号を付して、適宜、その説明を省略する。
弁体60は駆動軸35を介して駆動部30によって駆動されることでハウジング20内を駆動軸35の軸方向に沿って移動する。弁体60は、排気ガス調整弁61と、凝縮水排出弁63とを有する。更に、本実施例の排気ガス調整弁61は、第1の調整弁62aと、第2の調整弁62bとを有する。
図6A、図6B、図6Cは、排気ガス還流装置50の構成の一例を示す模式図である。各図は、排気ガス還流装置50を車両100に搭載した状態であって、上下方向(鉛直方向)の上方をUp、下方をLoで示している。なお、第1の実施形態と同様の構成は、同一符号を付して、適宜、その説明を省略する。
弁体60は駆動軸35を介して駆動部30によって駆動されることでハウジング20内を駆動軸35の軸方向に沿って移動する。弁体60は、排気ガス調整弁61と、凝縮水排出弁63とを有する。更に、本実施例の排気ガス調整弁61は、第1の調整弁62aと、第2の調整弁62bとを有する。
第1の調整弁62aおよび第2の調整弁62bは、駆動軸35と同軸上に配置される。第1の調整弁62aおよび第2の調整弁62bは一体的に構成され、同期して移動する。具体的には、第1の調整弁62aは第2の調整弁62bよりも下方であって、第2の調整弁62bと凝縮水排出弁63との間に配置される。第2の調整弁62bは第1の調整弁62aよりも上方であって駆動軸35に結合される。
また、第1の調整弁62aおよび第2の調整弁62bは、何れか一つの調整弁がハウジング20の開口部25の開口縁に接することで閉弁する。
また、第1の調整弁62aおよび第2の調整弁62bは、何れか一つの調整弁がハウジング20の開口部25の開口縁に接することで閉弁する。
図6Aは、第1の調整弁62aが開口部25に接することにより閉弁している状態を示す図である。この状態では、排気ガスが開口部25を通ることができないので、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流しない。また、凝縮水排出弁63は、凝縮水集水部26と凝縮水排出口24との間を閉弁していることから、凝縮水は凝縮水集水部26に貯留したままである。
図6Bは、図6Aから駆動軸35が駆動され、第1の調整弁62aおよび第2の調整弁62bが何れも開口部25から離れていることにより開弁している状態を示す図である。この状態では、排気ガスが開口部25を通ることができるので、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流される。また、凝縮水排出弁63は凝縮水集水部26と凝縮水排出口24との間を開弁する直前である。
図6Cは、図6Bから駆動軸35が駆動され、第2の調整弁62bが開口部25に接することにより閉弁している状態を示す図である。この状態では、排気ガスが開口部25を通ることができないので、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流しない。また、凝縮水排出弁63は凝縮水集水部26と凝縮水排出口24との間を開弁していることから、凝縮水が凝縮水排出口24を通って、凝縮水排出管153あるいは凝縮水排出管154を通じて排出する。
図6Bは、図6Aから駆動軸35が駆動され、第1の調整弁62aおよび第2の調整弁62bが何れも開口部25から離れていることにより開弁している状態を示す図である。この状態では、排気ガスが開口部25を通ることができるので、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流される。また、凝縮水排出弁63は凝縮水集水部26と凝縮水排出口24との間を開弁する直前である。
図6Cは、図6Bから駆動軸35が駆動され、第2の調整弁62bが開口部25に接することにより閉弁している状態を示す図である。この状態では、排気ガスが開口部25を通ることができないので、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流しない。また、凝縮水排出弁63は凝縮水集水部26と凝縮水排出口24との間を開弁していることから、凝縮水が凝縮水排出口24を通って、凝縮水排出管153あるいは凝縮水排出管154を通じて排出する。
ここで、排気ガス調整弁61および凝縮水排出弁63の駆動量と、開弁率との関係について図7を参照して説明する。図7は、横軸が駆動部30による駆動量を示し、縦軸が開弁率(%)を示している。また、排気ガス調整弁61の開弁率を実線で示し、凝縮水排出弁63の開弁率を破線で示している。
まず、駆動量が0の場合は、図6Aの状態に相当し、排気ガス調整弁61および凝縮水排出弁63の何れも開弁率が0%である。ここでは、排気ガス調整弁61の第1の調整弁62aが開口部25と接することで閉弁する。
次に、駆動量が0から第1の駆動量までは、排気ガス調整弁61の開弁率が0%から100%まで移行するのに対して、凝縮水排出弁63の開弁率は0%のままである。ここでは、排気ガス調整弁61の第1の調整弁62aは徐々に開口部25から離れることで開弁率が上昇する。駆動量が第1の駆動量の場合は、図6Bの状態に相当する。
まず、駆動量が0の場合は、図6Aの状態に相当し、排気ガス調整弁61および凝縮水排出弁63の何れも開弁率が0%である。ここでは、排気ガス調整弁61の第1の調整弁62aが開口部25と接することで閉弁する。
次に、駆動量が0から第1の駆動量までは、排気ガス調整弁61の開弁率が0%から100%まで移行するのに対して、凝縮水排出弁63の開弁率は0%のままである。ここでは、排気ガス調整弁61の第1の調整弁62aは徐々に開口部25から離れることで開弁率が上昇する。駆動量が第1の駆動量の場合は、図6Bの状態に相当する。
次に、駆動量が第1の駆動量から第2の駆動量までは、排気ガス調整弁61の開弁率が100%のままである。一方、凝縮水排出弁63の開弁率は0%から徐々に上昇する。
次に、移動量が第2の駆動量から第3の駆動量までは、排気ガス調整弁61の開弁率が100%から0%まで移行する。ここでは、排気ガス調整弁61の第2の調整弁62bは徐々に開口部25に近づくことで開弁率が低下する。第3の駆動量では第2の調整弁62bが開口部25と接することで閉弁する。一方、凝縮水排出弁63は第3の駆動量では開弁率が100%まで移行する。駆動量が第3の駆動量の場合は、図6Cの状態に相当する。
次に、移動量が第2の駆動量から第3の駆動量までは、排気ガス調整弁61の開弁率が100%から0%まで移行する。ここでは、排気ガス調整弁61の第2の調整弁62bは徐々に開口部25に近づくことで開弁率が低下する。第3の駆動量では第2の調整弁62bが開口部25と接することで閉弁する。一方、凝縮水排出弁63は第3の駆動量では開弁率が100%まで移行する。駆動量が第3の駆動量の場合は、図6Cの状態に相当する。
このように、本実施例の弁体60は排気ガス調整弁61が第1の調整弁62aと第2の調整弁62bとを有し、凝縮水排出弁63と一体的に構成されている。凝縮水排出弁63が開弁するにしたがって、第2の調整弁62bが閉弁して排気ガスの還流量が減少するように、第2の調整弁62bは駆動軸35に同軸上に配置されている。
本実施例の弁体60によれば、凝縮水排出条件が成立して、凝縮水の排出を継続させている場合であっても、排気ガス調整弁61の開弁率を調整することで、排気ガスの還流量を調整することができる。したがって、凝縮水を排出しているときに、排気ガスの還流量が過多になりエンジン110が失火してしまうことを防止することができる。
本実施例の弁体60によれば、凝縮水排出条件が成立して、凝縮水の排出を継続させている場合であっても、排気ガス調整弁61の開弁率を調整することで、排気ガスの還流量を調整することができる。したがって、凝縮水を排出しているときに、排気ガスの還流量が過多になりエンジン110が失火してしまうことを防止することができる。
次に、エンジン110が駆動している状態で、排気ガス還流装置50が凝縮水を凝縮水排出管153から吸気通路122に排出するときのECU140の処理について図8のフローチャートを参照して説明する。図8のフローチャートはECU140のCPUがROMに格納されたプログラムをRAMに展開して実行することで実現する。
なお、図8のフローチャートのうち、図4のフローチャートと同様の処理は、適宜省略して説明する。
なお、図8のフローチャートのうち、図4のフローチャートと同様の処理は、適宜省略して説明する。
S801では、ECU140は凝縮水排出条件が成立したか否かを判定する。この処理は、S401と同様である。
S802では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していることを示すために凝縮水フラグを0から1にして記憶する。この処理は、S402と同様である。
S803では、ECU140は排気ガス還流条件が成立したか否かを判定する。この処理は、S403と同様である。排気ガス還流条件が成立している場合にはS811に進み、排気ガス還流条件が成立していない場合にはS804に進む。
S802では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していることを示すために凝縮水フラグを0から1にして記憶する。この処理は、S402と同様である。
S803では、ECU140は排気ガス還流条件が成立したか否かを判定する。この処理は、S403と同様である。排気ガス還流条件が成立している場合にはS811に進み、排気ガス還流条件が成立していない場合にはS804に進む。
S804では、ECU140は排気管圧力と吸気管圧力との差が第1の圧力値(閾値THa)よりも小さいか否かを判定する。この処理は、S404と同様である。排気圧と吸気圧との差が第1の圧力値以上の場合には排気管圧力の圧抜きを行うためにS805に進む。
S805では、ECU140は排気管圧力の圧抜きを行う。この処理は、S405と同様である。
S805では、ECU140は排気管圧力の圧抜きを行う。この処理は、S405と同様である。
上述したS804において排気管圧力と吸気管圧力との差が第1の圧力値よりも小さい場合にはS806に進む。
S806では、ECU140は凝縮水を排出するために凝縮水排出弁63を開弁する。具体的には、ECU140は凝縮水フラグが1であり、かつ、排気還流ガス導入条件が成立していないことに基づいて、駆動軸35の駆動量を第3の駆動量にすることで凝縮水排出弁63を開弁する。したがって、凝縮水集水部26の凝縮水は、凝縮水排出口24を通って吸気通路122に排出される。なお、第3の駆動量では、第2の調整弁62bにより閉弁されているために、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流しない。
S806では、ECU140は凝縮水を排出するために凝縮水排出弁63を開弁する。具体的には、ECU140は凝縮水フラグが1であり、かつ、排気還流ガス導入条件が成立していないことに基づいて、駆動軸35の駆動量を第3の駆動量にすることで凝縮水排出弁63を開弁する。したがって、凝縮水集水部26の凝縮水は、凝縮水排出口24を通って吸気通路122に排出される。なお、第3の駆動量では、第2の調整弁62bにより閉弁されているために、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流しない。
S807では、ECU140はEGR率が所定の限界値よりも大きいか否かを判定する。具体的には、ECU140はエアフロメータ126が検出した燃焼用の空気の量を受信する。また、排気ガスは凝縮水と共に凝縮水排出口24から吸気通路122に排出されることから、ECU140は凝縮水排出弁63の開弁率に基づいて、排気ガスが吸気通路122に還流される還流量を算出する。ECU140は空気の量と還流量とに基づいて、吸気に占める還流ガスの割合を示すEGR率を算出し、算出したEGR率が、エンジン110が失火してしまう所定の限界値よりも大きいか否かを判定する。所定の限界値は、ECU140がエンジン110の運転状態に関連付けて記憶している。
EGR率が所定の限界値以下の場合にはS808に進む。一方、EGR率が所定の限界値よりも大きい場合には凝縮水と共に吸気通路122に還流された排気ガスによりエンジン110が失火してしまうことを防止するためにS810に進む。
EGR率が所定の限界値以下の場合にはS808に進む。一方、EGR率が所定の限界値よりも大きい場合には凝縮水と共に吸気通路122に還流された排気ガスによりエンジン110が失火してしまうことを防止するためにS810に進む。
S808では、ECU140は凝縮水の排出が完了したか否かを判定する。この処理は、S408と同様である。凝縮水の排出が完了したと判定した場合にはS809に進み、凝縮水の排出が完了していないと判定した場合にはS807に戻る。
S809では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していないことを示すために凝縮水フラグを1から0にして記憶する。
S810では、ECU140は凝縮水排出弁63を閉弁する。具体的には、ECU140は駆動軸35の駆動量を第3の駆動量から0に戻すことで、凝縮水排出弁63を閉弁する。
S809では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していないことを示すために凝縮水フラグを1から0にして記憶する。
S810では、ECU140は凝縮水排出弁63を閉弁する。具体的には、ECU140は駆動軸35の駆動量を第3の駆動量から0に戻すことで、凝縮水排出弁63を閉弁する。
上述したS803において、排気ガス還流条件が成立している場合にはS811に進む。
S811では、ECU140は排気ガスの還流量を決定する。具体的には、ECU140は、エンジン110の運転状態を取得し、取得した運転状態に適した還流量を決定する。ECU140は運転状態に関連付けられた還流量を記憶している。
S812では、ECU140は決定した還流量になるように駆動軸35の駆動量を決定する。ここでは、凝縮水排出フラグが1であり、凝縮水を排出する必要があることから、ECU140は凝縮水排出弁63が開弁する第2の駆動量から第3の駆動量までの範囲で駆動量を決定する。なお、ECU140は必要に応じて第1の駆動量から第3の駆動量までの範囲で駆動量を決定してもよい。ECU140は還流量に応じた駆動量を記憶している。
S811では、ECU140は排気ガスの還流量を決定する。具体的には、ECU140は、エンジン110の運転状態を取得し、取得した運転状態に適した還流量を決定する。ECU140は運転状態に関連付けられた還流量を記憶している。
S812では、ECU140は決定した還流量になるように駆動軸35の駆動量を決定する。ここでは、凝縮水排出フラグが1であり、凝縮水を排出する必要があることから、ECU140は凝縮水排出弁63が開弁する第2の駆動量から第3の駆動量までの範囲で駆動量を決定する。なお、ECU140は必要に応じて第1の駆動量から第3の駆動量までの範囲で駆動量を決定してもよい。ECU140は還流量に応じた駆動量を記憶している。
S813では、ECU140は決定した駆動量になるように駆動部30を介して駆動軸35を駆動する。したがって、ECU140は凝縮水排出弁63を開弁しつつ、排気ガス調整弁61を決定した還流量になるように排気ガス調整弁61を開弁する。この処理により、凝縮水集水部26に集水された凝縮水は凝縮水排出口24を通って吸気通路122に排出される。また、排気ガスは排気ガス排出口23から吸気通路122に還流されるので、排気管133から排気される排気ガスに含まれるNOxの量を抑制することができる。
S814では、ECU140はEGR率が所定の限界値よりも大きいか否かを判定する。具体的には、ECU140はエアフロメータ126が検出した燃焼用の空気の量を受信する。また、排気ガスは凝縮水と共に凝縮水排出口24からも吸気通路122に排出されることから、ECU140は排気ガス調整弁61および凝縮水排出弁63の開弁率に基づいて、排気ガスが吸気通路122に還流される還流量を算出する。ECU140は空気の量と還流量とに基づいて、吸気に占める還流ガスの割合を示すEGR率を算出し、算出したEGR率が、エンジン110が失火してしまう所定の限界値よりも大きいか否かを判定する。所定の限界値は、ECU140がエンジン110の運転状態に関連付けて記憶している。
EGR率が所定の限界値以下の場合にはS815に進む。一方、EGR率が所定の限界値よりも大きい場合には吸気通路122に還流された排気ガスによりエンジン110が失火してしまうことを防止するためにS817に進む。
EGR率が所定の限界値以下の場合にはS815に進む。一方、EGR率が所定の限界値よりも大きい場合には吸気通路122に還流された排気ガスによりエンジン110が失火してしまうことを防止するためにS817に進む。
S815では、ECU140は凝縮水の排出が完了したか否かを判定する。この処理は、S408と同様である。凝縮水の排出が完了したと判定した場合にはS816に進み、凝縮水の排出が完了していないと判定した場合にはS814に戻る。
S816では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していないことを示すために凝縮水フラグを1から0にして記憶する。
S816では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していないことを示すために凝縮水フラグを1から0にして記憶する。
S817では、ECU140は駆動軸35の駆動量を第1の駆動量以下に戻して、運転状態に適した還流量になるように排気ガスの還流量を調整する。すなわち、ECU140は凝縮水排出弁63を閉弁したまま排気ガス調整弁61の開弁率を調整することで排気ガスの還流量を調整する処理を継続する。
S817の処理後、ECU140は図8のフローチャートの処理を終了する。
S817の処理後、ECU140は図8のフローチャートの処理を終了する。
本実施例によれば、排気ガス還流条件のみが成立している場合には、駆動軸35を第1の駆動量以下の範囲内で駆動することで、凝縮水排出弁63を閉弁したまま第1の調整弁62aを開弁する。したがって、凝縮水排出弁63を開弁させることなく排気ガスを還流させることができる。また、排気ガス還流条件と凝縮水排出条件とが成立している場合には、駆動軸35を第1の駆動量よりも大きく第3の駆動量よりも小さい範囲内で駆動することで、排気ガス調整弁61を開弁させたり閉弁させたりすることができ、かつ、凝縮水排出弁63を開弁することができる。したがって、排気ガスを還流させつつ凝縮水も排出することができる。また、凝縮水排出条件のみが成立している場合には、駆動軸35を第3の駆動量に駆動することで、排気ガス調整弁61を閉弁したまま凝縮水排出弁63を開弁することができる。したがって、排気ガス還流条件が成立していない場合あるいは排気ガスの還流量が少ない場合であっても凝縮水のみを排出することができる。
次に、エンジン110が駆動している状態で、排気ガス還流装置50が凝縮水を凝縮水排出管154から排気通路131に排出するときのECU140の処理について図9のフローチャートを参照して説明する。図9のフローチャートはECU140のCPUがROMに格納されたプログラムをRAMに展開して実行することで実現する。
なお、図9のフローチャートのうち、図4のフローチャートと同様の処理は、適宜省略して説明する。
なお、図9のフローチャートのうち、図4のフローチャートと同様の処理は、適宜省略して説明する。
S901では、ECU140は凝縮水排出条件が成立したか否かを判定する。この処理は、S401と同様である。
S902では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していることを示すために凝縮水フラグを0から1にして記憶する。この処理は、S402と同様である。
S903では、ECU140は排気管圧力が第3の圧力値(閾値THc)よりも小さいか否かを判定する。具体的には、ECU140は排気圧センサ135が検出した排気圧の情報を受信する。ECU140は排気圧が第3の圧力値よりも小さいか否かを判定する。第3の圧力値は、ECU140が記憶している。
ここで、排気管圧力が第3の圧力値以上の場合とは、排気管圧力が非常に高い状態であって、この状態で凝縮水を排出するために凝縮水排出弁63を開弁すると、凝縮水が逆流してしまう。したがって、排気管圧力が第3の圧力値以上の場合には排気管圧力の圧抜きを行うためにS904に進む。
S902では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していることを示すために凝縮水フラグを0から1にして記憶する。この処理は、S402と同様である。
S903では、ECU140は排気管圧力が第3の圧力値(閾値THc)よりも小さいか否かを判定する。具体的には、ECU140は排気圧センサ135が検出した排気圧の情報を受信する。ECU140は排気圧が第3の圧力値よりも小さいか否かを判定する。第3の圧力値は、ECU140が記憶している。
ここで、排気管圧力が第3の圧力値以上の場合とは、排気管圧力が非常に高い状態であって、この状態で凝縮水を排出するために凝縮水排出弁63を開弁すると、凝縮水が逆流してしまう。したがって、排気管圧力が第3の圧力値以上の場合には排気管圧力の圧抜きを行うためにS904に進む。
S904では、ECU140は排気管圧力の圧抜きを行う。この処理は、S405と同様の処理である。ECU140は排気管圧力の圧抜きを行った後、S903に戻る。
上述したS903において排気管圧力が第3の圧力値よりも小さい場合にはS905に進む。
S905では、ECU140は凝縮水を排出するために凝縮水排出弁63を開弁する。具体的には、ECU140は凝縮水フラグが1であることに基づいて、駆動軸35の駆動量を第3の駆動量にすることで凝縮水排出弁63を開弁する。したがって、凝縮水集水部26の凝縮水は、凝縮水排出口24を通って排気通路131に排出される。なお、第3の駆動量では、排気ガス調整弁61が閉弁しているために、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流しない。
上述したS903において排気管圧力が第3の圧力値よりも小さい場合にはS905に進む。
S905では、ECU140は凝縮水を排出するために凝縮水排出弁63を開弁する。具体的には、ECU140は凝縮水フラグが1であることに基づいて、駆動軸35の駆動量を第3の駆動量にすることで凝縮水排出弁63を開弁する。したがって、凝縮水集水部26の凝縮水は、凝縮水排出口24を通って排気通路131に排出される。なお、第3の駆動量では、排気ガス調整弁61が閉弁しているために、排気通路131から吸気通路122に排気ガスが還流しない。
S906では、ECU140は凝縮水の排出が完了したか否かを判定する。この処理は、S408と同様である。凝縮水の排出が完了したと判定した場合にはS907に進み、凝縮水の排出が完了していないと判定した場合にはS906に戻る。
S907では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していないことを示すために凝縮水フラグを1から0にして記憶する。
S908では、ECU140は凝縮水排出弁63を閉弁する。具体的には、ECU140は駆動軸35の駆動量を第3の駆動量から0に戻すことで、凝縮水排出弁63を閉弁する。
S908の処理後、ECU140は図9のフローチャートの処理を終了する。
S907では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していないことを示すために凝縮水フラグを1から0にして記憶する。
S908では、ECU140は凝縮水排出弁63を閉弁する。具体的には、ECU140は駆動軸35の駆動量を第3の駆動量から0に戻すことで、凝縮水排出弁63を閉弁する。
S908の処理後、ECU140は図9のフローチャートの処理を終了する。
本実施例によれば、排気管圧力が第3の圧力値以上の場合には、凝縮水排出弁63を開弁する前に排気管圧力の圧抜きを行う。したがって、凝縮水排出弁63を開弁したときに凝縮水が凝縮水排出管154を逆流してしまうことを防止することができる。
(第3の実施例)
第1の実施例および第2の実施例では、エンジン110が駆動している状態で、排気ガス還流装置10,50が凝縮水を排出する処理について説明した。本実施例では、エンジン110が停止している状態で凝縮水を排出する処理について説明する。ここでは、排気ガス還流装置が、第2の実施例の排気ガス還流装置50であるものとして説明するが、第1の実施例の排気ガス還流装置10であってもよい。
第1の実施例および第2の実施例では、エンジン110が駆動している状態で、排気ガス還流装置10,50が凝縮水を排出する処理について説明した。本実施例では、エンジン110が停止している状態で凝縮水を排出する処理について説明する。ここでは、排気ガス還流装置が、第2の実施例の排気ガス還流装置50であるものとして説明するが、第1の実施例の排気ガス還流装置10であってもよい。
以下、エンジン110が停止している状態で、第2の実施例の排気ガス還流装置50が凝縮水を凝縮水排出管153から排気通路131に排出するときのECU140の処理について図10のフローチャートを参照して説明する。図10のフローチャートはECU140のCPUがROMに格納されたプログラムをRAMに展開して実行することで実現する。
なお、図10のフローチャートのうち、図4のフローチャートと同様の処理は、適宜省略して説明する。
なお、図10のフローチャートのうち、図4のフローチャートと同様の処理は、適宜省略して説明する。
S1001では、ECU140は凝縮水排出条件が成立したか否かを判定する。この処理は、S401と同様である。
S1002では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していることを示すために凝縮水フラグを0から1にして記憶する。この処理は、S402と同様である。
S1003では、ECU140はエンジン110を停止したか否かを判定する。具体的には、ECU140はイグニッションがオフにされた場合にはエンジン110の駆動を停止し、イグニッションがオフにされていない場合にはエンジン110の駆動を継続する。エンジンを停止したと判定した場合にはS1004に進み、エンジンを停止していないと判定した場合にはS1003に戻る。
S1002では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していることを示すために凝縮水フラグを0から1にして記憶する。この処理は、S402と同様である。
S1003では、ECU140はエンジン110を停止したか否かを判定する。具体的には、ECU140はイグニッションがオフにされた場合にはエンジン110の駆動を停止し、イグニッションがオフにされていない場合にはエンジン110の駆動を継続する。エンジンを停止したと判定した場合にはS1004に進み、エンジンを停止していないと判定した場合にはS1003に戻る。
S1004では、ECU140はスロットルボディ125のスロットル弁を開放する。ECU140はスロットル弁を開放することで、吸気通路122に残存している負圧を大気圧にすることができる。
S1005では、ECU140は凝縮水を排出するために凝縮水排出弁63を開弁する。具体的には、ECU140は凝縮水フラグが1であることに基づいて、駆動軸35の駆動量を第3の駆動量にすることで凝縮水排出弁63を開弁する。したがって、凝縮水集水部26の凝縮水は、凝縮水排出口24を通って排気通路131に排出される。エンジン110の停止直後の排気通路131は高温であるために、排気通路131に排出された凝縮水を蒸発する。なお、エンジン110が停止しており、更に第3の駆動量では排気ガス調整弁61が閉弁しているために排気ガスは還流しない。
S1005では、ECU140は凝縮水を排出するために凝縮水排出弁63を開弁する。具体的には、ECU140は凝縮水フラグが1であることに基づいて、駆動軸35の駆動量を第3の駆動量にすることで凝縮水排出弁63を開弁する。したがって、凝縮水集水部26の凝縮水は、凝縮水排出口24を通って排気通路131に排出される。エンジン110の停止直後の排気通路131は高温であるために、排気通路131に排出された凝縮水を蒸発する。なお、エンジン110が停止しており、更に第3の駆動量では排気ガス調整弁61が閉弁しているために排気ガスは還流しない。
また、S1004において、吸気通路122に残存している負圧を大気圧にしていることから、凝縮水排出弁63を開弁したときに排気ガスが吸気通路122に逆流してしまうことを防止できる。このように、排気ガスが吸気通路122に逆流しないようにすることで、吸気通路122に残る排気ガスが次回のエンジン110の始動に影響を与えてしまうことを抑制できる。
S1006では、ECU140は凝縮水の排出が完了したか否かを判定する。この処理は、S408と同様である。
S1007では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していないことを示すために凝縮水フラグを1から0にして記憶する。
S1008では、ECU140は凝縮水排出弁63を閉弁する。具体的には、ECU140は駆動軸35の駆動量を第3の駆動量から0に戻すことで、凝縮水排出弁63を閉弁する。
S1009では、ECU140はシャットオフする。S1009の処理後、図10のフローチャートの処理を終了する。
S1007では、ECU140は凝縮水排出条件が成立していないことを示すために凝縮水フラグを1から0にして記憶する。
S1008では、ECU140は凝縮水排出弁63を閉弁する。具体的には、ECU140は駆動軸35の駆動量を第3の駆動量から0に戻すことで、凝縮水排出弁63を閉弁する。
S1009では、ECU140はシャットオフする。S1009の処理後、図10のフローチャートの処理を終了する。
本実施例によれば、排気ガスの還流が行われないエンジン110の停止後に凝縮水を排気通路131に排出することで、還流している排気ガスの影響を受けることなく凝縮水を排出することができる。また、エンジン110の停止直後に凝縮水を排気通路131に排出することで、排気通路131は高温のままであるために凝縮水を容易に蒸発させることができる。
以上、本発明を上述した実施例を用いて説明したが、本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく、各実施例を組み合せたり、本発明の範囲内で変更などをしたりすることが可能である。
上述した実施例では、3気筒のディーゼルエンジンの例を説明したが、単気筒、2気筒あるいは4気筒以上であってもよい。
上述した実施例の排気ガス還流装置10、50では、ハウジング20の上部が排気ガス排出口23側に傾斜するように配置される場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、排気ガス還流装置は、ハウジング20の上部が排気ガス導入口22側に傾斜するように配置されていてもよく、上下方向に沿って配置されていてもよい。但し、上述した第1および第2の実施例のように、ハウジング20の上部が排気ガス排出口23側に傾斜させることで、排気ガスは滑らかにハウジング20内を流れて還流することができる。
上述した実施例では、3気筒のディーゼルエンジンの例を説明したが、単気筒、2気筒あるいは4気筒以上であってもよい。
上述した実施例の排気ガス還流装置10、50では、ハウジング20の上部が排気ガス排出口23側に傾斜するように配置される場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、排気ガス還流装置は、ハウジング20の上部が排気ガス導入口22側に傾斜するように配置されていてもよく、上下方向に沿って配置されていてもよい。但し、上述した第1および第2の実施例のように、ハウジング20の上部が排気ガス排出口23側に傾斜させることで、排気ガスは滑らかにハウジング20内を流れて還流することができる。
上述した実施例では、凝縮水排出条件が成立したか否かを水位センサ27から受信した水位の情報に基づいて判定する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、ECU140はエンジン110の冷却水温度の情報や排気ガスを還流させていた時間の情報などに基づいて、凝縮水排出条件が成立したか否かを判定してもよい。具体的には、ECU140は温度センサが検出したエンジン110の冷却水温度が所定温度以下であり、かつ、排気ガスを還流させていた時間が所定時間以上である場合に、凝縮水排出条件が成立したと判定することができる。その他、凝縮水が凝縮水集水部26に集水していることを実測あるいは推測することで、凝縮水排出条件が成立したと判定することができる。
10:排気ガス還流装置 20:ハウジング 21:側壁 22:排気ガス導入口 23:排気ガス排出口 24:凝縮水排出口 26:凝縮水集水部 30:駆動部 35:駆動軸 40:弁体 41:排気ガス調整弁 43:凝縮水排出弁 50:排気ガス還流装置 61:排気ガス調整弁 62a:第1の調整弁 62b:第2の調整弁 43:凝縮水排出弁 100:車両(排気ガス還流制御装置) 122:吸気通路 131:排気通路 134:触媒コンバータ 140:ECU 151:排気ガス還流通路 153:凝縮水排出管 154:凝縮水排出管
Claims (8)
- 内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流通路を通じて排気ガスを還流させる排気ガス還流装置であって、
前記排気ガス還流装置は、
前記排気通路から排気ガスを導入する排気ガス導入口と、
排気ガスの還流量を調整する排気ガス調整弁と、
前記排気ガス調整弁を駆動する駆動部と、
前記駆動部と前記排気ガス調整弁とを結合する駆動軸と、
前記排気ガス導入口から導入された排気ガスを前記吸気通路に還流させる排気ガス排出口と、
前記駆動軸と同軸上に配置され、前記排気ガス還流装置内に凝縮した凝縮水を排出する凝縮水排出弁と、
を備えることを特徴とする排気ガス還流装置。 - 前記排気ガス還流装置は、
前記排気ガス導入口から前記排気ガス排出口に向かう排気ガスの流れ方向が前記駆動軸の駆動方向に対して交差するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の排気ガス還流装置。 - 前記排気ガス導入口と前記排気ガス排出口とを繋ぐ直線よりも低い位置に、凝縮水を集水する凝縮水集水部を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の排気ガス還流装置。
- 前記排気ガス調整弁は、第1の調整弁と、第2の調整弁とを有し、前記凝縮水排出弁が開弁するにしたがって前記第2の調整弁によって排気ガスの還流量が減少するように前記駆動軸と同軸上に配置されることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の排気ガス還流装置。
- 内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流通路を通じて排気ガスを還流させる排気ガス還流制御装置であって、
前記排気通路から排気ガスを導入する排気ガス導入口と、
排気ガスの還流量を調整する排気ガス調整弁と、
前記排気ガス調整弁を駆動する駆動部と、
前記駆動部と前記排気ガス調整弁とを結合する駆動軸と、
前記排気ガス導入口から導入された排気ガスを前記吸気通路に還流させる排気ガス排出口と、
前記駆動軸と同軸上に配置され、前記排気ガス還流装置内に凝縮した凝縮水を排出する凝縮水排出弁と、
排気ガスの還流量、または凝縮水の排出に応じて、前記駆動軸の駆動量を決定する制御部と、を備え、
前記制御部は、
排気ガス還流条件が成立した場合には、前記駆動軸を所定の駆動量以下の範囲内で駆動することで、前記排気通路から前記吸気通路に排気ガスを還流し、
凝縮水排出条件が成立した場合には、前記駆動軸を前記所定の駆動量よりも大きく駆動することで、前記凝縮水排出弁を開弁させて凝縮水を排出することを特徴とする排気ガス還流制御装置。 - 前記排気ガス調整弁は、第1の調整弁と、第2の調整弁とを有し、
前記駆動部は、前記駆動軸を前記所定の駆動量である第1の駆動量、前記第1の駆動量よりも大きい第2の駆動量、前記第2の駆動量よりも大きい第3の駆動量に駆動可能であって、
前記制御部は、
排気ガス還流条件のみが成立している場合には、前記駆動軸を前記第1の駆動量以下の範囲内で駆動することで、前記凝縮水排出弁を閉弁させたまま前記第1の調整弁を開弁させて排気ガスを還流し、
排気ガス還流条件と凝縮水排出条件とが成立している場合には、前記駆動軸を前記第1の駆動量よりも大きく前記第3の駆動量よりも小さい範囲内で駆動することで、前記第1の調整弁を開弁させて排気ガスを還流し、かつ、前記凝縮水排出弁を開弁させて凝縮水を排出し、
凝縮水排出条件のみが成立している場合には、前記駆動軸を前記第3の駆動量に駆動することで、前記第2の調整弁を閉弁させたまま前記凝縮水排出弁を開弁して凝縮水を排出することを特徴とする請求項5に記載の排気ガス還流制御装置。 - 前記制御部は、
前記凝縮水排出弁に接続される凝縮水排出通路が正圧であって、前記凝縮水排出通路内の圧力が所定の圧力以上である場合、前記凝縮水排出弁を開弁する前に、前記凝縮水排出通路の圧抜きを行うことを特徴とする請求項5または6に記載の排気ガス還流制御装置。 - 前記制御部は、
前記凝縮水排出弁に接続される凝縮水排出通路が負圧であって、排気管内の圧力と吸気管内の圧力との差が所定の圧力以上である場合、前記凝縮水排出弁を開弁する前に、前記排気管内の圧抜きを行うことを特徴とする請求項5または6に記載の排気ガス還流制御装置。
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JP2017041553A JP2018145870A (ja) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | 排気ガス還流装置および排気ガス還流制御装置 |
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