JP2019210851A - 内燃機関のオイル除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コーキング異常の検出を精度良く行う。【解決手段】内燃機関１のオイル除去装置は、吸気通路３に設けられたターボチャージャ１４のコンプレッサ１４Ｃと、コンプレッサの上流側に接続されたブローバイガス通路２５およびＥＧＲ通路６１と、ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブ６３と、コンプレッサ入口温度および入口圧力を検出する入口温センサ４７および入口圧センサ４８と、検出されたコンプレッサ入口温度および入口圧力に基づいて、コンプレッサ内部へのオイル付着に起因するコーキング異常が発生したか否かを判定し、この判定結果に応じて、付着オイルを除去すべくＥＧＲバルブを開弁するか、またはＥＧＲバルブを閉弁するように構成された制御ユニット１００とを備える。入口温センサおよび入口圧センサは、吸気通路におけるブローバイガス通路およびＥＧＲ通路の接続位置よりも下流側に配置されている。【選択図】図１

Description

本開示は内燃機関のオイル除去装置に係り、特に、ターボチャージャのコンプレッサにコーキング異常が発生した場合に、このコーキング異常の原因となっている、コンプレッサ内部に付着したオイルを除去するための装置に関する。

ピストンとシリンダの隙間からクランクケース内に漏出したブローバイガスを吸気通路に環流させるブローバイガス環流装置が公知である。また、ターボチャージャのコンプレッサを吸気通路に備えたターボ過給式内燃機関も公知である。

特開２０１３−１７０５３９号公報 特開２００６−２７４９６１号公報 特開２００７−２３９６５８号公報 特開２００２−２１６２５号公報 特開２００７−１６２５３０号公報

吸気通路におけるコンプレッサの上流側の位置に、ブローバイガスを環流させるブローバイガス通路が接続されることがある。この場合、ブローバイガスに混入したオイルも吸気通路に環流され、このオイルがコンプレッサ内部に付着する。この付着オイルに起因して、コンプレッサにコーキング異常が発生することがある。

コーキング異常が発生した場合、これを速やかに検出して対処することが望まれる。そのため、コンプレッサの上流側に排気ガスの一部であるＥＧＲガスを環流させ、このＥＧＲガスの熱で付着オイルを焼却除去することが考えられる。

一方、コーキング異常の検出は精度良く行われることが望まれる。不必要なオイル除去操作を回避するためである。

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、コーキング異常の検出を精度良く行うことができる内燃機関のオイル除去装置を提供することにある。

本開示の一の態様によれば、
吸気通路に設けられたターボチャージャのコンプレッサと、
前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路に接続されたブローバイガス通路と、
前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路に接続されたＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブと、
前記コンプレッサの入口部における吸気の温度および圧力であるコンプレッサ入口温度およびコンプレッサ入口圧力をそれぞれ検出する入口温センサおよび入口圧センサと、
検出されたコンプレッサ入口温度およびコンプレッサ入口圧力に基づいて、前記コンプレッサ内部へのオイル付着に起因するコーキング異常が発生したか否かを判定し、この判定結果に応じて、付着オイルを除去すべく前記ＥＧＲバルブを開弁するか、または前記ＥＧＲバルブを閉弁するように構成された制御ユニットと、
を備え、
前記入口温センサおよび前記入口圧センサは、それぞれ、前記吸気通路における前記ブローバイガス通路および前記ＥＧＲ通路の接続位置よりも下流側に配置されている
ことを特徴とする内燃機関のオイル除去装置が提供される。

好ましくは、前記ＥＧＲ通路の入口端は、前記ターボチャージャのタービンより上流側の排気通路に接続されている。

好ましくは、前記ＥＧＲ通路の入口端は、前記ターボチャージャのタービンより下流側の排気通路に接続されている。

好ましくは、前記オイル除去装置は、前記ターボチャージャのタービンより下流側の排気通路に設けられ、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するメインフィルタをさらに備え、
前記ＥＧＲ通路の入口端は、前記メインフィルタより下流側の前記排気通路に接続されている。

好ましくは、前記オイル除去装置は、前記ＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲガスに含まれる粒子状物質を捕集するＥＧＲフィルタをさらに備える。

好ましくは、前記制御ユニットは、前記ＥＧＲフィルタの粒子状物質捕集量が所定値以上に達したときにＥＧＲフィルタ再生制御を実行する。

本開示によれば、コーキング異常の検出を精度良く行うことができる。

第１実施形態の構成を示す概略図である。 走行距離とコンプレッサ効率との関係を定めたマップを示す。 制御のルーチンを示すフローチャートである。 第２実施形態の構成を示す概略図である。 第３実施形態の構成を示す概略図である。 第２ＥＧＲ制御のルーチンを示すフローチャートである。 第４実施形態の構成を示す概略図である。 ＥＧＲフィルタ再生制御のルーチンを示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。

［第１実施形態］
図１は、本開示の第１実施形態の構成を示す概略図である。内燃機関（エンジン）１は、車両（図示せず）に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関すなわちディーゼルエンジンである。車両はトラック等の大型車両である。しかしながら、車両および内燃機関の種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジンは火花点火式内燃機関すなわちガソリンエンジンであってもよい。図示例は直列４気筒エンジンを示すが、エンジンのシリンダ配置形式、気筒数等も任意である。

エンジン１は、エンジン本体２と、エンジン本体２に接続された吸気通路３および排気通路４と、ターボチャージャ１４と、燃料噴射装置５とを備える。エンジン本体２は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含む。

燃料噴射装置５は、コモンレール式燃料噴射装置であり、各気筒に設けられた燃料噴射弁すなわちインジェクタ７と、インジェクタ７に接続されたコモンレール８とを備える。インジェクタ７は、シリンダ９内すなわち燃焼室内に燃料を直接噴射する。コモンレール８は、インジェクタ７から噴射される高圧燃料を貯留する。

吸気通路３は、エンジン本体２（特にシリンダヘッド）に接続された吸気マニホールド１０と、吸気マニホールド１０の上流端に接続された吸気管１１とにより主に画成される。吸気マニホールド１０は、吸気管１１から送られてきた吸気を各気筒の吸気ポートに分配供給する。吸気管１１には、上流側から順に、エアクリーナ１２、エアフローメータ１３、ターボチャージャ１４のコンプレッサ１４Ｃ、インタークーラ１５、および電子制御式の吸気スロットルバルブ１６が設けられる。エアフローメータ１３は、エンジン１の単位時間当たりの吸入空気量（吸気流量）を検出するためのセンサである。

排気通路４は、エンジン本体２（特にシリンダヘッド）に接続された排気マニホールド２０と、排気マニホールド２０の下流側に接続された排気管２１とにより主に画成される。排気マニホールド２０は、各気筒の排気ポートから送られてきた排気ガスを集合させる。排気管２１、もしくは排気マニホールド２０と排気管２１の間には、ターボチャージャ１４のタービン１４Ｔが設けられる。タービン１４Ｔより下流側の排気管２１には排気浄化用の後処理部材（図示せず）が設けられる。後処理部材は、上流側から順に、酸化触媒、メインフィルタ（ＤＰＦという）、選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲという）およびアンモニア酸化触媒の計四つが設けられる。なお後処理部材の数、配置、種類等は変更可能である。

ターボチャージャ１４は、可変容量型ターボチャージャからなる。タービン入口におけるノズル開度を可変とするノズル開度可変機構２８が設けられ、このノズル開度可変機構２８がノズルアクチュエータ２９により作動される。ノズル開度可変機構２８は、ノズルを開閉する複数の可動ノズルベーンを有し、この可動ノズルベーンが同時に開閉されることでノズル開度が増減される。

エンジン１はＥＧＲ（排気再循環：Exhaust Gas Recirculation）装置を備える。ここで本実施形態では、ＮＯｘ低減用の通常のＥＧＲ装置３０と、後述するオイル除去用のＥＧＲ装置６０との計２種類のＥＧＲ装置が備えられる。よって両者を区別するため、以下、前者のＥＧＲ装置３０を第１ＥＧＲ装置と称し、後者のＥＧＲ装置６０を第２ＥＧＲ装置と称す。

第１ＥＧＲ装置３０は、排気通路４内（特に排気マニホールド２０内）の排気ガスの一部を吸気通路３内（特に吸気マニホールド１０内）に還流させるための第１ＥＧＲ通路３１と、第１ＥＧＲ通路３１を流れる排気ガス、すなわち第１ＥＧＲガスを冷却する第１ＥＧＲクーラ３２と、第１ＥＧＲガスの流量を調節するための第１ＥＧＲバルブ３３とを備える。第１ＥＧＲ通路３１の上流端ないし入口端は、タービン１４Ｔより上流側の排気通路４に接続され、第１ＥＧＲ通路３１の下流端ないし出口端は、コンプレッサ１４Ｃより下流側の吸気通路３に接続され、所謂高圧ＥＧＲの構成がなされている。

第２ＥＧＲ装置６０は、排気通路４内の排気ガスの一部を吸気通路３内に還流させるための第２ＥＧＲ通路６１と、第２ＥＧＲ通路６１を流れる排気ガスすなわち第２ＥＧＲガスの流量を調節するための第２ＥＧＲバルブ６３とを備える。第２ＥＧＲ装置６０では、第２ＥＧＲガスの熱をオイルの焼却除去に利用するため、ＥＧＲクーラは設けられていない。

第２ＥＧＲ通路６１の上流端ないし入口端は、タービン１４Ｔより上流側の排気通路４に接続され、本実施形態では排気マニホールド２０に接続されている。第２ＥＧＲ通路６１の下流端ないし出口端は、コンプレッサ１４Ｃより上流側の吸気通路３に接続されている。第２ＥＧＲ通路６１は、比較的高圧の排気マニホールド２０内から排気ガスを取り出し、比較的低圧であるコンプレッサ上流側の吸気通路３に排気ガスを環流させるようになっている。

第２ＥＧＲバルブ６３は、基本的に、オイル除去時に開弁（例えば全開）されて第２ＥＧＲガスの通過を許容し、オイル除去時以外は閉弁（全閉）されて第２ＥＧＲガスの通過を禁止する。

またエンジン１は、ブローバイガス環流装置２３をも備える。ブローバイガス環流装置２３は、エンジン本体２内（特にクランクケース内）のブローバイガスを導入すると共にそのブローバイガスからオイルを分離するオイルセパレータ２４と、入口端がオイルセパレータ２４に接続され、出口端が吸気通路３に接続されたブローバイガス通路２５とを備える。ブローバイガス通路２５は、オイルセパレータ２４でオイルが分離された後のブローバイガスを吸気通路３に環流させる。ブローバイガス通路２５の出口端は、コンプレッサ１４Ｃの上流側の吸気通路３に接続されている。これによりブローバイガスはコンプレッサ１４Ｃの上流側に環流される。ブローバイガス環流装置２３は、ブローバイガス通路２５の出口端付近の吸気圧力に応じて開閉する周知のＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブを備えてもよい。

ブローバイガス通路２５の出口端と第２ＥＧＲ通路６１の出口端とは、互いに接近した状態で、コンプレッサ１４Ｃに比較的近い吸気通路３の位置に接続されている。本実施形態では、ブローバイガス通路２５の出口端の方が第２ＥＧＲ通路６１の出口端より吸気通路上流側に位置されているが、逆であってもよい。なおこれら出口端はエアフローメータ１３よりも吸気通路下流側に配置されている。

また本実施形態においては、制御ユニット、回路要素（circuitry）もしくはコントローラをなす電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称す）１００が設けられる。ＥＣＵ１００は、エンジン全体の制御を司るもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を含む。ＥＣＵ１００は、インジェクタ７、吸気スロットルバルブ１６、第１ＥＧＲバルブ３３、第２ＥＧＲバルブ６３、ノズルアクチュエータ２９を制御するように構成され、プログラムされている。

ＥＣＵ１００には種々のセンサ類が接続されている。このセンサ類に関して、上述のエアフローメータ１３の他、エンジンの回転速度（ｒｐｍ）を検出するための回転速度センサ４０、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ４１が設けられる。

また、コンプレッサ１４Ｃの入口部における吸気の温度および圧力（以下、コンプレッサ入口温度およびコンプレッサ入口圧力という）を検出するための入口温センサ４７および入口圧センサ４８と、コンプレッサ１４Ｃの出口部における吸気の温度および圧力（以下、コンプレッサ出口温度およびコンプレッサ出口圧力という）を検出するための出口温センサ４９および出口圧センサ５０と、大気圧を検出するための大気圧センサ５１と、車両の走行距離を検出するための走行距離計５２とが設けられる。

本実施形態では、それぞれ別体の入口温センサ４７および入口圧センサ４８を設けているが、共通かつ単一のセンサボディに両センサを一体的に設けてもよい。出口温センサ４９および出口圧センサ５０についても同様である。

本実施形態で特徴的なのは、入口温センサ４７および入口圧センサ４８が、それぞれ、吸気通路３におけるブローバイガス通路２５および第２ＥＧＲ通路６１の接続位置よりも下流側に配置されている点である。すなわち、入口温センサ４７および入口圧センサ４８は、ブローバイガス通路２５の出口端が吸気通路３に接続する接続位置よりも吸気通路下流側で、且つ、第２ＥＧＲ通路６１の出口端が吸気通路３に接続する接続位置よりも吸気通路下流側に配置されている。

また、吸気スロットルバルブ１６の下流側の位置における吸気圧すなわちブースト圧を検出するためのブースト圧センサ５３が設けられる。ブースト圧は、実際にシリンダ９内に吸入される吸気の圧力である。

さて、このエンジン１においては、吸気通路３におけるコンプレッサ１４Ｃの上流側の位置に、ブローバイガス通路２５の出口端が接続されている。こうすると、ブローバイガスに混入されオイルセパレータ２４で分離しきれなかったミスト状のオイルが、ブローバイガスと共に吸気通路３内に環流される。

この環流されたオイルに起因して、コンプレッサ１４Ｃにコーキング異常が発生することがある。すなわち、コンプレッサ１４Ｃの上流側ではオイルがまだ常温程度の低温であり、比較的低粘度の液体である。しかしながら、このオイルが混入した吸気がコンプレッサ１４Ｃで圧縮され、昇温、昇圧されると、その吸気に含まれていたオイルも高温（１６０〜１７０℃程度）に加熱され、比較的高粘度の液体に変性する。すると、この高粘度オイルがコンプレッサホイールとコンプレッサハウジングの摺動部に付着し、摺動抵抗を増大させる。また高粘度オイルが、コンプレッサホイールの下流側のコンプレッサ出口通路に付着し、これを部分的に閉塞する。このように、高粘度オイルがコンプレッサ内部の様々な箇所に付着することをコーキングといい、コーキングによって引き起こされるコンプレッサ１４Ｃの異常をコーキング異常という。

コーキング異常が発生すると、コンプレッサ１４Ｃの本来の性能が発揮できなくなるため、コーキング異常は可能な限り速やかに検出して対処することが望まれる。

そこで本実施形態では、コーキング異常が発生したか否かを判定する診断ステップと、診断ステップによってコーキング異常が発生したと判定したとき、すなわちコーキング異常を検出したとき、コンプレッサ内部に付着した高粘度オイルを除去する除去ステップとを、ＥＣＵ１００によって実行する。

まず始めに、診断ステップについて説明する。ＥＣＵ１００は、入口温センサ４７および入口圧センサ４８によってそれぞれ検出されたコンプレッサ入口温度およびコンプレッサ入口圧力に基づいてコンプレッサ効率を算出し、算出されたコンプレッサ効率に基づいてコーキング異常が発生したか否かを判定する。特に本実施形態では、エンジン１の運転時間とコンプレッサ効率の低下度合いとの関係に着目してコーキング異常を検出できるようにした。

コンプレッサ１４Ｃの効率すなわちコンプレッサ効率は、エンジン１の新品時からの累積的な運転時間が長期化するほど、自然劣化により低下する。従ってエンジン１の運転時間とコンプレッサ効率との間には一定の相関性がある。

一方、コーキング異常が発生すると、エンジン１の運転時間に見合ったコンプレッサ効率の値よりも、実際のコンプレッサ効率の値が低下する。そこで、ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転時間とコンプレッサ効率とに基づいて、コーキング異常が発生したか否かを判定するように構成されている。

この場合、エンジン１の運転時間の代わりに、その相関値を用いることが可能であるし、そうする方が便利な場合もある。本実施形態では、運転時間の代わりに、その相関値である車両の走行距離を用いる。こうすることで、運転時間を別途計測しなくて済むし、車両に通常装備されている走行距離計５２の検出値を利用できるので、装置の簡素化等に有利である。なお相関値としては他にも、インジェクタ７の燃料噴射量の積算値である積算燃料噴射量、またはエアフローメータ１３で検出された吸入空気量の積算値である積算吸入空気量等を用いることが可能である。

ＥＣＵ１００は、次式に従ってコンプレッサ１４Ｃの実際のコンプレッサ効率ηａ（％）を計算する。

ここで、Ｔ_1cは入口温センサ４７により検出されたコンプレッサ入口温度、Ｐ_1cは入口圧センサ４８により検出されたコンプレッサ入口圧力、Ｔ_2cは出口温センサ４９により検出されたコンプレッサ出口温度、Ｐ_2cは出口圧センサ５０により検出されたコンプレッサ出口圧力、Ｐ₀は大気圧センサ５１により検出された大気圧である。

他方、ＥＣＵ１００は、走行距離Ｌとコンプレッサ効率ηｍとの関係を予め記憶し、この関係を用いてコーキング異常が発生したか否かを判定する。ここでのコンプレッサ効率ηｍは、コーキング異常が発生していない健全な状態でのコンプレッサ効率であり、予め実機試験等を通じて得られた値である。

具体的にはＥＣＵ１００は、図２に実線で示すような、走行距離Ｌとコンプレッサ効率ηｍとの関係を定めたマップを予め記憶しており、このマップを用いてコーキング異常が発生したか否かを判定する。以下便宜上、関係もしくはマップ上のコンプレッサ効率ηｍを推定コンプレッサ効率という。図示するように、推定コンプレッサ効率ηｍは、走行距離Ｌが長くなる程、自然劣化により低下する傾向にある。

ＥＣＵ１００は、図２に示すように、走行距離計５２により検出された実際の走行距離Ｌ（例えばＬ１）に対応した推定コンプレッサ効率ηｍ（例えばηｍ１）をマップから取得する。また、実際のコンプレッサ効率ηａ（破線で示す。例えばηａ１）を前式から算出する。そしてＥＣＵ１００は、推定コンプレッサ効率ηｍと実際のコンプレッサ効率ηａとの差Δη（＝ηｍ−ηａ）を算出し、差Δηを所定のしきい値Δηｓと比較する。

ＥＣＵ１００は、差Δηがしきい値Δηｓ以下の場合（Δη≦Δηｓ）には、コーキング異常が発生してないと判定する。他方、ＥＣＵ１００は、差Δηがしきい値Δηｓより大きい場合（Δη＞Δηｓ）には、コーキング異常が発生したと判定する。これにより、コーキング異常が発生した場合にこれを速やかに検出することが可能である。しきい値Δηｓは上述の通り、コーキング異常が発生した場合と発生していない場合との境界を規定する差Δηの値として設定される。より詳細には、しきい値Δηｓは、同一の走行距離Ｌにおいて実際のコンプレッサ効率ηａが推定コンプレッサ効率ηｍより低下した際の低下量の最大許容値として設定されている。

ＥＣＵ１００は、コーキング異常が発生したと判定した場合、前述の除去ステップに移行する。なおコーキング異常の原因としては、オイルセパレータ２４やＰＣＶバルブの故障等が考えられる。

除去ステップにおいて、ＥＣＵ１００は、第２ＥＧＲバルブ６３を開弁する。すると高温の第２ＥＧＲガスがコンプレッサ１４Ｃより上流側の吸気通路３内に供給され、コンプレッサ１４Ｃの内部に供給される。この第２ＥＧＲガスの熱によって、コンプレッサ内部に付着していた高粘度オイルが焼却除去され、あるいは焼き切られる。これにより、コーキング異常の原因となっている付着オイルを速やかに除去し、コーキング異常を解消することができる。

この除去ステップを開始すると、付着オイルが次第に除去されていき、図２にＬ１以降で示すように、実際のコンプレッサ効率ηａが次第に上昇していく。ＥＣＵ１００は、例えば差Δηがしきい値Δηｓ以下（Δη≦Δηｓ）になったとき、コーキング異常が解消したとみなして、第２ＥＧＲバルブ６３を閉弁し、除去ステップを終了する。

因みにＥＣＵ１００は、ブースト圧センサ５３により検出された実際のブースト圧が、エンジン運転状態（例えばエンジン回転速度と目標燃料噴射量）に応じて定まる目標ブースト圧に近づくよう、ノズルアクチュエータ２９をフィードバック制御する。これによりノズル開度可変機構２８、ノズル開度ひいてはブースト圧がフィードバック制御され、実際のブースト圧が目標ブースト圧に近づけられる。

コーキング異常が発生した場合、それが発生していない場合よりも、コンプレッサ効率が低下し、同一のノズル開度に制御したとしても実際のブースト圧が低下する。そのため、実際のブースト圧を目標ブースト圧に接近させるべく、ノズル開度はより少ない値に制御され、これによりエンジン背圧が上昇する。するとポンプ損失が増加し、燃費が悪化する。

本実施形態によれば、コーキング異常が発生した場合、これを早期に検出して解消できるので、コーキング異常により燃費が悪化した状態で車両が走行され続けるのを抑制できる。

ところで、前式に従って実際のコンプレッサ効率ηａを計算する際、計算精度を高めるためには、コンプレッサ入口温度Ｔ_1cおよびコンプレッサ入口圧力Ｐ_1cとして、実際にコンプレッサ１４Ｃに流入する吸気の温度および圧力を用いることが重要である。一方、吸気にはブローバイガスが混合され、第２ＥＧＲバルブ６３の開弁時には第２ＥＧＲガスも混合される。これらガスの混合前と混合後とで吸気の温度および圧力が変化し、混合後の吸気がコンプレッサ１４Ｃに流入される。従って、実際のコンプレッサ効率ηａを精度良く計算するためには、混合後の吸気の温度および圧力を検出することが望ましい。

本実施形態では、入口温センサ４７および入口圧センサ４８を、ブローバイガス通路２５および第２ＥＧＲ通路６１の接続位置よりも下流側の吸気通路３に配置したので、混合後の吸気の温度および圧力を検出することができる。よって、それら検出値を用いて、実際のコンプレッサ効率ηａを精度良く計算でき、コーキング異常が発生したか否かを精度良く判定することができる。

ひいては、コーキング異常の検出を精度良く行うことができ、不必要な除去ステップの実行（すなわち第２ＥＧＲバルブ６３の開弁）を回避することができる。また、コーキング異常の解消も正確に判断することが可能となり、除去ステップの終了（すなわち第２ＥＧＲバルブ６３の閉弁）を正確なタイミングで行うことができる。

また本実施形態では、第２ＥＧＲ通路６１の入口端をタービン１４Ｔより上流側の排気通路４に接続したため、比較的高温の排気ガスを取り出してコンプレッサ１４Ｃに供給でき、オイル除去を効率良く行うことができる。またオイル除去を行う頻度も低減できるため、エンジンへの性能影響を抑制できる。

次に、図３を参照して、本実施形態の制御のルーチンを説明する。図示するルーチンはＥＣＵ１００により所定の演算周期τ毎に繰り返し実行される。

演算周期τは、時間単位で設定することもできるが、本実施形態では図２のマップと整合させて、走行距離単位で設定している。演算周期τは例えば１ｋｍであり、ＥＣＵ１００は実際の走行距離Ｌがτ＝１ｋｍ増加する度にルーチンを実行する。

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ１００は、対応する各センサにより検出された実際のコンプレッサ入口温度Ｔ_1c、コンプレッサ入口圧力Ｐ_1c、コンプレッサ出口温度Ｔ_2c、コンプレッサ出口圧力Ｐ_2c、大気圧Ｐ₀、走行距離Ｌの値を取得する。

次にステップＳ１０２において、ＥＣＵ１００は、前式から実際のコンプレッサ効率ηａを算出する。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ１００は、図２のマップから、走行距離Ｌの値に対応した推定コンプレッサ効率ηｍの値を算出する。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１００は、推定コンプレッサ効率ηｍと実際のコンプレッサ効率ηａとの差Δη（＝ηｍ−ηａ）を算出する。

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ１００は、差Δηを所定のしきい値Δηｓと比較する。具体的にはＥＣＵ１００は、差Δηがしきい値Δηｓより大きいか否かを判断する。

差Δηがしきい値Δηｓ以下の場合（Δη≦Δηｓ）、ＥＣＵ１００は、コーキング異常が発生してないと実質的に判定し、ステップＳ１０７に進んで第２ＥＧＲバルブ６３を閉弁し、ルーチンを終了する。

他方、差Δηがしきい値Δηｓより大きい場合（Δη＞Δηｓ）、ＥＣＵ１００は、コーキング異常が発生したと実質的に判定し、ステップＳ１０６に進んで第２ＥＧＲバルブ６３を開弁し、ルーチンを終了する。

第２ＥＧＲバルブ６３を開弁することにより、除去ステップが開始または実行され、コンプレッサ内部に付着した高粘度オイルが第２ＥＧＲガスの熱で焼却除去される。

この第２ＥＧＲバルブ開弁後の次回以降の演算時期において、差Δηがしきい値Δηｓ以下に減少した場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、コーキング異常が解消したと実質的に判定し、ステップＳ１０７に進んで第２ＥＧＲバルブ６３を閉弁し、除去ステップを終了する。

なお、除去ステップを開始する差Δηのしきい値と、終了する差Δηのしきい値との間で、差ないしヒステリシスを設けてもよい。すなわち、差Δηがしきい値Δηｓ１より大きくなった時点で第２ＥＧＲバルブ６３の開弁を開始する一方、その後、差Δηがしきい値Δηｓ１より小さいしきい値Δηｓ２以下に減少した時、第２ＥＧＲバルブ６３を閉弁してもよい。

［第２実施形態］
次に、本発明の他の実施形態を説明する。なお第１実施形態と同様の部分については図中同一符号を付して説明を割愛し、以下、第１実施形態との相違点を主に説明する。

図４に示す第２実施形態において、第２ＥＧＲ通路６１の入口端は、タービン１４Ｔより下流側の排気通路４に接続されている。吸気通路３における第２ＥＧＲ通路６１の出口端の接続位置は同じである。これにより第２ＥＧＲ通路６１は、比較的低圧であるタービン下流側の排気ガスを取り出し、コンプレッサ上流側の吸気通路３に環流させるようになっている。

本実施形態によっても、第２ＥＧＲガスの熱で付着オイルを除去することができ、第１実施形態と同様の利点を提供することができる。

また本実施形態は、第１実施形態に比べ第２ＥＧＲガスが低温、低圧なため、第２ＥＧＲバルブ６３へのストレスが減少し、第２ＥＧＲバルブ６３として低廉な構造のものを採用できるようになる。

［第３実施形態］
図５に示す第３実施形態においては、タービン１４Ｔの下流側の排気通路４に設けられた前述の酸化触媒２６およびＤＰＦ２７が図示されている。酸化触媒２６は、排気ガス中の未燃成分（炭化水素ＨＣおよび一酸化炭素ＣＯ）を酸化して浄化すると共に、このときの反応熱で排気ガスを加熱昇温し、また排気中のＮＯをＮＯ₂に酸化する機能を有する。ＤＰＦ２７は、所謂連続再生式の触媒付きＤＰＦであり、排気中に含まれる粒子状物質（ＰＭ（Particulate Matter）という）を捕集すると共に、捕集したＰＭを連続的に燃焼除去する。

ＤＰＦ２７の前後の差圧を検出する差圧センサ３４が設けられ、ＥＣＵ１００は、差圧センサ３４により検出された差圧に基づきＤＰＦ２７のＰＭ捕集量を推定する。なおＰＭ捕集量は、差圧以外の他のパラメータ、例えばエンジン運転時間、車両の走行距離Ｌ、燃料噴射量積算値等に基づいて推定することもできる。

推定されたＰＭ捕集量が所定の上限値を超えたとき、その捕集ＰＭを燃焼除去してＤＰＦ２７のＰＭ捕集能を回復させる周知のＤＰＦ再生制御が行われる。この際、ＥＣＵ１００は、酸化触媒２６の上流側に設けられた排気インジェクタ３５から排気通路４３内に燃料を噴射させる。すると、噴射燃料が酸化触媒２６により酸化燃焼され、高温の排気ガスがＤＰＦ２７に供給され、ＤＰＦ２７が再生される。なお、排気インジェクタ３５により燃料を噴射する代わりに、筒内インジェクタ７によりポスト噴射等を行ってもよい。

第２ＥＧＲ通路６１の入口端は、ＤＰＦ２７より下流側の排気通路４に接続されている。こうすると、ＤＰＦ２７によりＰＭが除去された後の排気ガスを第２ＥＧＲガスとして取り出し、吸気通路３およびコンプレッサ１４Ｃに供給できるので、ＰＭによる吸気通路３およびコンプレッサ１４Ｃの閉塞や汚損を抑制できる。

また、ＤＰＦ再生制御の実行時には、ＤＰＦ２７を通過した通常より高温の排気ガスを、第２ＥＧＲ通路６１を通じて吸気通路３に環流させることができる。そこで本実施形態ではＥＣＵ１００が、必要に応じて、ＤＰＦ再生制御の実行中に第２ＥＧＲバルブ６３を開弁する。こうするとＤＰＦ再生制御の機会を利用して、高温の第２ＥＧＲガスをコンプレッサ１４Ｃに供給し、付着オイルの除去を効率よく行うことができる。

但し、第２ＥＧＲガスの温度があまりに高すぎると、エンジンの燃焼室に供給される吸気の温度が過剰に高くなってしまい、充填効率の悪化やエンジンの損傷といった不具合を発生させる虞がある。

そこで本実施形態では、出口温センサ４９により検出されたコンプレッサ出口温度Ｔ_2cが所定の上限温度を超えた場合、ＥＣＵ１００は、ＤＰＦ再生制御の実行中であっても、第２ＥＧＲバルブ６３を閉弁する。上限温度は、かかる不具合が生じないようなコンプレッサ出口温度Ｔ_2cの最高温度として予め設定され、ＥＣＵ１００に記憶されている。

これにより、燃焼室に供給される吸気の温度が過剰に高くなるような場合には、第２ＥＧＲバルブ６３を閉弁して第２ＥＧＲを停止することができ、かかる不具合の発生を未然に阻止できる。

図６には、こうしたＤＰＦ再生制御の機会を利用して行う第２ＥＧＲ制御のルーチンを示す。このルーチンもＥＣＵ１００により所定の演算周期τ’毎に繰り返し実行される。なおこの演算周期τ’は、図３のルーチンの演算周期τと異なってもよく、時間周期であってもよい。また図６のルーチンを実行する条件を別途定め、この実行条件が満たされたときに限って図６のルーチンを実行してもよい。

ステップＳ２０１において、ＥＣＵ１００は、ＤＰＦ再生制御の実行中か否かを判断する。実行中でない場合はルーチンを終了し、実行中である場合はステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２において、ＥＣＵ１００は、出口温センサ４９により検出されたコンプレッサ出口温度Ｔ_2cが所定の上限温度Ｔ_2cＨ以下か否かを判断する。イエスの場合、ステップＳ２０３で第２ＥＧＲバルブ６３を開弁してルーチンを終了し、ノーの場合、ステップＳ２０４で第２ＥＧＲバルブ６３を閉弁してルーチンを終了する。

なお、ここで述べたコンプレッサ出口温度Ｔ_2cに基づく第２ＥＧＲバルブ６３の開閉ロジックは、第１実施形態および第２実施形態に適用することもできる。

［第４実施形態］
図７に示す第４実施形態においても、タービン１４Ｔの下流側の排気通路４に設けられた酸化触媒２６、ＤＰＦ２７、差圧センサ３４および排気インジェクタ３５が図示されている。ＤＰＦ再生制御が行われる点も前記同様である。

但し、第２ＥＧＲ通路６１の入口端は、タービン１４Ｔより下流側で且つＤＰＦ２７より上流側の排気通路４に接続され、より詳しくは、酸化触媒２６より下流側で且つＤＰＦ２７より上流側の排気通路４に接続されている。

また、第２ＥＧＲ通路６１には、第２ＥＧＲガスに含まれるＰＭを捕集するＥＧＲフィルタ６４と、ＥＧＲフィルタ６４の前後の差圧を検出する第２差圧センサ６５とが設けられる。ＥＧＲフィルタ６４は、ＤＰＦ２７と同じ構造だがより小さいサイズを有する。本実施形態では、第２ＥＧＲガス流れ方向において第２ＥＧＲバルブ６３がＥＧＲフィルタ６４より上流側に配置されている。これにより、第２ＥＧＲバルブ６３の閉弁時にＥＧＲフィルタ６４が排気ガスに曝されなくなり、ＥＧＲフィルタ６４の汚損防止の点で有利である。しかしながら、汚損を許容するのであれば配置は逆でもよい。

本実施形態の場合、第２ＥＧＲバルブ６３の開弁時、ＤＰＦ２７によりＰＭが除去される前の排気ガスが第２ＥＧＲガスとして第２ＥＧＲ通路６１に流入する。しかし、この第２ＥＧＲガスに含まれるＰＭをＥＧＲフィルタ６４により捕集することができるので、第３実施形態と同様、ＰＭによる吸気通路３およびコンプレッサ１４Ｃの閉塞や汚損を抑制できる。

一方、ＥＧＲフィルタ６４も使用するにつれＰＭが徐々に堆積し、やがてそのＰＭ捕集量が限界となる。こうなった場合、捕集ＰＭを燃焼除去してＥＧＲフィルタ６４のＰＭ捕集能を回復させるＥＧＲフィルタ再生（もしくはＥＧＲフィルタ再生制御）を実行する必要がある。

そのための一つの方法として、前述のＤＰＦ再生制御の実行中に第２ＥＧＲバルブ６３を開弁し、ＤＰＦ再生と同時に（ついでに）ＥＧＲフィルタ再生を実行する方法がある。こうすると、酸化触媒２６により昇温された高温の排気ガスがＤＰＦ２７とＥＧＲフィルタ６４の両方に供給され、両方を再生できる。

この場合、第２差圧センサ６５の検出差圧に基づき推定されたＥＧＲフィルタ６４のＰＭ捕集量が、所定の上限値を超えたときに限って、第２ＥＧＲバルブ６３を開弁するのが好ましい。しかしながら、ＥＧＲフィルタ６４のＰＭ捕集量とは無関係に、ＤＰＦ再生制御中は常に第２ＥＧＲバルブ６３を開弁し、ＥＧＲフィルタ再生を実行することも可能である。このときには第２差圧センサ６５を省略できる。

この方法は、ＤＰＦ再生を主とし、ＥＧＲフィルタ再生を副とする考え方である。これに対し、別の方法として、ＤＰＦ２７のＰＭ捕集量とは無関係に、ＥＧＲフィルタ６４のＰＭ捕集量のみに基づいてＥＧＲフィルタ再生を実行する方法もある。これはＥＧＲフィルタ再生を主、ＤＰＦ再生を副とする考え方である。

この別法において、ＥＣＵ１００は、第２差圧センサ６５により検出された第２差圧に基づきＥＧＲフィルタ６４のＰＭ捕集量を推定する。そして推定されたＰＭ捕集量が所定の上限値を超えたとき、ＥＣＵ１００は、排気インジェクタ３５をオンして排気通路４３内に燃料を噴射させると共に、第２ＥＧＲバルブ６３を開弁する。すると、酸化触媒２６により昇温された高温の排気ガスがＥＧＲフィルタ６４に供給され、ＥＧＲフィルタ６４を再生できる。このとき、高温の排気ガスがＤＰＦ２７にも供給されるため、ＤＰＦ２７も同時に再生されるが、これは主目的ではない。

その後、推定されたＥＧＲフィルタ６４のＰＭ捕集量が所定の下限値を下回ったとき、ＥＣＵ１００は、排気インジェクタ３５をオフして排気通路４３内への燃料噴射を停止すると共に、第２ＥＧＲバルブ６３を閉弁する。こうして、ＤＰＦ再生制御とは別個独立してＥＧＲフィルタ再生制御が実行される。

図８には、この別法に関するＥＧＲフィルタ再生制御のルーチンを示す。このルーチンもＥＣＵ１００により所定の演算周期τ’毎に繰り返し実行される。

ステップＳ３０１において、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲフィルタ再生が開始されたことを示すフラグＦがオン（１）か否かを判断する。フラグＦの初期状態はオフ（０）である。オンである場合ステップＳ３０２に進み、オンでない場合、すなわちオフである場合、ステップＳ３０４に進む。

ステップＳ３０２において、ＥＣＵ１００は、第２差圧に基づき推定されたＥＧＲフィルタ６４のＰＭ捕集量Ｍが所定の上限値Ｍｈを超えたか否かを判断する。超えてない場合はルーチンを終了し、超えた場合はステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３において、ＥＣＵ１００はフラグＦをオンする。そしてステップＳ３０４で、出口温センサ４９により検出されたコンプレッサ出口温度Ｔ_2cが所定の上限温度Ｔ_2cＨ以下か否かを判断する。

イエスの場合、ステップＳ３０５で排気インジェクタ３５をオンし、ステップＳ３０６で第２ＥＧＲバルブ６３を開弁し、ステップＳ３０７に進む。

他方、ノーの場合には、ステップＳ３１１で排気インジェクタ３５をオフし、ステップＳ３１２で第２ＥＧＲバルブ６３を閉弁し、ステップＳ３０７に進む。この場合、ＥＧＲフィルタ再生は実質的に中断状態となる。

ステップＳ３０７において、ＥＣＵ１００は、推定されたＥＧＲフィルタ６４のＰＭ捕集量Ｍが所定の下限値Ｍｌを下回ったか否かを判断する。下回ってない場合はルーチンを終了し、下回った場合はステップＳ３０８に進む。

ステップＳ３０８において、ＥＣＵ１００は排気インジェクタ３５をオフする。そしてＥＣＵ１００は、ステップＳ３０９で第２ＥＧＲバルブ６３を閉弁し、ステップＳ３１０でフラグＦをオフし、すなわちＥＧＲフィルタ再生を終了して、ルーチンを終える。

このルーチンによれば、ＰＭ捕集量Ｍが上限値Ｍｈを超える前はフラグＦがオフであるため、ステップＳ３０１：ノー、Ｓ３０２：ノーというルートを繰り返す。やがてＰＭ捕集量Ｍが上限値Ｍｈを超えると、ステップＳ３０２：イエスとなり、ステップＳ３０３でフラグＦがオンされ、ステップＳ３０４でコンプレッサ出口温度Ｔ_2cが上限温度Ｔ_2cＨと比較される。

次回以降は、フラグＦがオンであるため、ステップＳ３０１からステップＳ３０４に直接進む。

Ｔ_2c≦Ｔ_2cＨならステップＳ３０５，Ｓ３０６へと進み、ＥＧＲフィルタ再生が実質的に実行される。しかし、Ｔ_2c＞Ｔ_2cＨであると、ステップＳ３１１，Ｓ３１２と進んで、ＥＧＲフィルタ再生は実質的に中断される。すなわち、ＥＧＲフィルタ再生の開始後、吸気温度が上昇してＴ_2c＞Ｔ_2cＨとなる場合がある。この場合、ステップＳ３１１，Ｓ３１２に進んでＥＧＲフィルタ再生を中断し、充填効率の悪化やエンジンの損傷といった不具合を阻止する。

暫くのうちはステップＳ３０７がノーなので、ＥＧＲフィルタ再生が継続的に実行される。そしてやがてステップＳ３０７がイエスとなると、ステップＳ３０８，Ｓ３０９，Ｓ３１０と進んでＥＧＲフィルタ再生が終了される。

なお、以上の説明で理解されるように、本実施形態の第２ＥＧＲ通路６１、第２ＥＧＲバルブ６３が、それぞれ特許請求の範囲にいうＥＧＲ通路、ＥＧＲバルブに相当する。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示は以下のような他の実施形態も可能である。

（１）例えば、ＥＧＲフィルタ６４を第１実施形態（図１）、第２実施形態（図４）または第３実施形態（図５）の第２ＥＧＲ通路６１に適用してもよい。ＥＧＲフィルタ再生についても同様である。

（２）しきい値Δηｓの値を、エンジン運転時間またはその相関値、例えば走行距離Ｌに応じて変えることが可能である。図２に示すように、推定コンプレッサ効率ηｍは、走行距離Ｌの増加に応じて自然劣化により低下する。よって、走行距離Ｌの増加に応じてしきい値Δηｓの値を減少させることにより、推定コンプレッサ効率ηｍに対するしきい値Δηｓの割合を、推定コンプレッサ効率ηｍの低下に合わせて一定に保つことができる。これにより、自然劣化による効率低下をより一層加味してコーキング異常発生有無をより適切に判断できる。

（３）実際のコンプレッサ効率ηａは、必ずしも前式から算出する必要はなく、他の方法で算出することも可能である。

（４）推定コンプレッサ効率ηｍと実際のコンプレッサ効率ηａとの比を所定のしきい値と比較してコーキング異常が発生したか否かを判定してもよい。

本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ 内燃機関（エンジン）
３ 吸気通路
１４ ターボチャージャ
１４Ｃ コンプレッサ
１４Ｔ タービン
２５ ブローバイガス通路
２７ メインフィルタ（ＤＰＦ）
４７ 入口温センサ
４８ 入口圧センサ
６１ 第２ＥＧＲ通路
６３ 第２ＥＧＲバルブ
６４ ＥＧＲフィルタ
１００ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）

Claims (6)

1. 吸気通路に設けられたターボチャージャのコンプレッサと、
   前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路に接続されたブローバイガス通路と、
   前記コンプレッサの上流側の前記吸気通路に接続されたＥＧＲ通路と、
   前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブと、
   前記コンプレッサの入口部における吸気の温度および圧力であるコンプレッサ入口温度およびコンプレッサ入口圧力をそれぞれ検出する入口温センサおよび入口圧センサと、
   検出されたコンプレッサ入口温度およびコンプレッサ入口圧力に基づいて、前記コンプレッサ内部へのオイル付着に起因するコーキング異常が発生したか否かを判定し、この判定結果に応じて、付着オイルを除去すべく前記ＥＧＲバルブを開弁するか、または前記ＥＧＲバルブを閉弁するように構成された制御ユニットと、
   を備え、
   前記入口温センサおよび前記入口圧センサは、それぞれ、前記吸気通路における前記ブローバイガス通路および前記ＥＧＲ通路の接続位置よりも下流側に配置されている
   ことを特徴とする内燃機関のオイル除去装置。
2. 前記ＥＧＲ通路の入口端は、前記ターボチャージャのタービンより上流側の排気通路に接続されている
   請求項１に記載の内燃機関のオイル除去装置。
3. 前記ＥＧＲ通路の入口端は、前記ターボチャージャのタービンより下流側の排気通路に接続されている
   請求項１に記載の内燃機関のオイル除去装置。
4. 前記ターボチャージャのタービンより下流側の排気通路に設けられ、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するメインフィルタをさらに備え、
   前記ＥＧＲ通路の入口端は、前記メインフィルタより下流側の前記排気通路に接続されている
   請求項１に記載の内燃機関のオイル除去装置。
5. 前記ＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲガスに含まれる粒子状物質を捕集するＥＧＲフィルタをさらに備える
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関のオイル除去装置。
6. 前記制御ユニットは、前記ＥＧＲフィルタの粒子状物質捕集量が所定値以上に達したときにＥＧＲフィルタ再生制御を実行する
   請求項５に記載の内燃機関のオイル除去装置。

Images