JP4798497B2

JP4798497B2 - 内燃機関におけるセンサ洗浄装置

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Publication number: JP4798497B2
Application number: JP2006318610A
Authority: JP
Inventors: 正浩長江
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2026-11-27
Also published as: JP2008133737A

Description

本発明は、ＥＧＲ弁を有するＥＧＲ通路が吸気通路に接続され、その接続位置よりも下流側の吸気通路の部分にセンサが設けられた内燃機関におけるセンサ洗浄装置に関する。

従来、排気ガスの一部を気筒内に還流させて新しく吸入された空気と一緒に混合させる排気ガス還流（ＥＧＲ）システムが種々の車両で利用されている。これにより、燃焼室の空気の酸素濃度を低くし、気筒内の燃焼を緩やかにして燃焼温度を下げ、ＮＯｘ（窒素酸化物）の発生を低減させることが可能である。

上記ＥＧＲシステムの中には、排気通路と吸気通路とをつなぐＥＧＲ通路にＥＧＲ弁を備えるものがある。このようなＥＧＲシステムを搭載した内燃機関では、還流された排気ガスに含まれた未燃燃料やすすなどがＥＧＲ通路を区画形成するＥＧＲ管の内周面やＥＧＲ弁のバルブロッド摺動部等に付着してデポジットになる場合がある。この場合には、そのような内燃機関では、そのデポジットの生成に起因してＥＧＲ弁の動作不良等が発生するという不具合があった。

特許文献１において、そのような不具合を解消するべく、ＥＧＲ管やＥＧＲ弁に付着したデポジットを高温の排気ガスで除去するようにした排気ガス還流装置が提案されている。この装置のＥＧＲ通路は、ＥＧＲクーラを有することに加えて、該ＥＧＲクーラの上流側部分と下流側部分とに接続されたバイパス通路と、前記ＥＧＲクーラの下流側に設けられたＥＧＲ弁と、前記バイパス通路を開閉するバイパス弁とを備えている。そして、その装置は、前記ＥＧＲクーラを通らない高温の排気ガスを前記ＥＧＲ弁に流すタイミング時期を決定する機能を有し、そのタイミング時期に高温の排気ガスを前記ＥＧＲクーラに通さずに前記バイパス通路から前記ＥＧＲ弁に流し、前記タイミング時期以外は高温の排気ガスを前記ＥＧＲクーラに通して還流させるように前記バイパス弁を開閉制御するようにしている。

特開２００６−７０８５２号公報

ところで、燃費向上や近年の排気ガス規制などの観点から、混合気の燃焼をより適切に制御する必要性が高まっていて、そのために吸入空気量などをより精度良く検出することが必要になってきている。そのためには、上記の如きＥＧＲシステムを備えた内燃機関では、例えば吸気温センサを、ＥＧＲ通路と吸気通路との接続位置よりも下流側の吸気通路の部分に設けることが望まれる。しかしながら、そのような場所に吸気温センサを設けた場合、一般に時間の経過につれて還流された排気ガス中の未燃燃料やすすなどが吸気温センサの検出部（センサ部）に付着してデポジットになり、さらにそれが堆積するようになり、これによりそのセンサの検出精度が低下するようになる。その結果、吸入空気量を適切に検出し続けることができなくなり、ひいては適切なＥＧＲ量をもたらすためのＥＧＲ弁の制御、すなわちＥＧＲ制御が出来なくなるという問題点がある。この問題があるため、上記の如きＥＧＲシステムを備えた内燃機関では、ＥＧＲ通路と吸気通路との接続位置よりも下流側に吸気温センサを設けることが好ましいにもかかわらず、それをそこに設けることが叶わなかった。なお、そのような箇所に他の種類のセンサを設けた場合にも、時間の経過につれて、同様の理由からセンサの検出精度の低下が生じる。

それ故、そのような箇所にセンサを設けた場合には、センサに付着したデポジットを適切に除去することが望まれる。しかしながら、そのようにＥＧＲ通路との接続位置よりも下流側の吸気通路の部分に設けたセンサに付着したデポジットを適切に除去することは、上記特許文献１に記載の装置では不可能である。

そこで、本発明の目的は、ＥＧＲ弁を有するＥＧＲ通路が吸気通路に接続され、その接続位置よりも下流側の吸気通路の部分にセンサを設けた場合に、そのセンサに付着したデポジットを除去することにある。

上記目的を達成するために、本発明の内燃機関におけるセンサ洗浄装置は、吸気通路に接続され、ＥＧＲ弁を有するＥＧＲ通路と、前記吸気通路と前記ＥＧＲ通路との接続位置よりも下流側の前記吸気通路の部分に設けられたセンサと、前記接続位置よりも上流側の前記吸気通路の部分に設けられた吸気絞り弁と、前記センサを洗浄するための洗浄媒体を流通させる洗浄媒体流通路と、を備え、該洗浄媒体流通路の出口端を前記吸気絞り弁の下流側に前記センサに向けて配置したことを特徴とする。

かかる構成によれば、センサを洗浄するための洗浄媒体を流通させる洗浄媒体流通路の出口端を吸気絞り弁の下流側にセンサに向けて配置したので、その洗浄媒体によってセンサが洗浄される。したがって、センサに付着したデポジットを適切に除去することが可能になる。

上記内燃機関におけるセンサ洗浄装置において、前記洗浄媒体流通路の入口端が、前記吸気絞り弁よりも上流側の前記吸気通路の部分に設けられたインタークーラに接続され、前記洗浄媒体流通路が、洗浄媒体として、少なくとも前記インタークーラに滞留した凝縮水を流通させると良い。これにより、インタークーラの凝縮水を用いて、センサの洗浄を行うことが可能になる。

また、上記内燃機関におけるセンサ洗浄装置において、前記洗浄媒体流通路の入口端が、前記ＥＧＲ弁よりも上流側の前記ＥＧＲ通路の部分に設けられたＥＧＲクーラに接続され、前記洗浄媒体流通路が、洗浄媒体として、少なくとも前記ＥＧＲクーラに滞留した凝縮水を流通させても良い。これにより、ＥＧＲクーラの凝縮水を用いて、センサの洗浄を行うことが可能になる。

ただし、上記内燃機関におけるセンサ洗浄装置は、所定の燃料カット条件成立時に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させる燃料噴射停止手段と、該燃料噴射停止手段により燃料噴射が停止されているとき前記吸気絞り弁を閉弁制御する閉弁制御手段と、を更に備えることが望ましい。これにより吸気絞り弁が閉弁されると、吸気絞り弁よりも下流側の圧力がより低い圧力になる。したがって、その低い圧力により、洗浄媒体流通路を介して、洗浄媒体がセンサに向けて流れることになる。

本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下で説明される実施形態では、洗浄対象のセンサとして吸気温センサが採用される。しかしながら、本発明は、吸気温センサ以外のセンサの洗浄にも同様に適用される。例えば、本発明による洗浄対象には、吸気温センサの他、Ｏ_２濃度センサ、Ａ／Ｆセンサ、ガス検知センサが含まれる。

実施形態の内燃機関におけるセンサ洗浄装置が適用された車両のエンジンシステムの概念を図１に示す。本実施形態におけるエンジン（内燃機関）１０は、燃料である軽油を燃料噴射弁１２から圧縮状態にある燃焼室１４内に直接噴射することにより自然着火させる型式のエンジン、すなわちディーゼルエンジンである。そして、エンジン１０には、排気通路１６を流れる排気ガスの一部を吸気通路１８に導くべく構成されたＥＧＲシステム２０が組み込まれている。

燃焼室１４に臨むと共に、吸気通路１８の一部を区画形成する吸気ポートは、エンジン本体２２のシリンダヘッドに形成されていて、吸気弁によって開閉される。シリンダヘッドには、吸気通路１８の一部を区画形成する吸気マニフォルド２４が接続され、さらにその上流側には同じく吸気通路１８の一部を区画形成する吸気管２６が接続されている。吸気管２６の上流端側には、吸気通路１８に導かれる吸気（空気）中から塵埃などを除去するべくエアクリーナ２８が設けられている。また、スロットルアクチュエータ３０によって開度が調整されるスロットルバルブ３２が、吸気管２６の途中に設けられている。

他方、燃焼室１４に臨むと共に、排気通路１６の一部を区画形成する排気ポートは、エンジン本体２２のシリンダヘッドに形成されていて、排気弁によって開閉される。シリンダヘッドには、排気通路１６の一部を区画形成する排気マニフォルド３４が接続され、さらにその下流側には同じく排気通路１６の一部を区画形成する排気管３６が接続されている。排気ガス中の有害成分を無害化する触媒３８が排気管３６の途中に設けられている。

さらに、排気ガスの排気エネルギーで回転駆動されるタービンホイールを含むタービン４０が排気管３６の途中に設けられている。ただし、タービン４０は、触媒３８よりも上流側に配置されている。これに対応して、タービンホイールに同軸で連結され、タービンホイールの回転力で回転するようにしたコンプレッサホイールを含むコンプレッサ４２が吸気管２６の途中に設けられている。すなわち、エンジン１０には、排気エネルギーを取り出すタービン４０と、タービン４０により取り出された排気エネルギーによってエンジン１０に過給するコンプレッサ４２とを有する過給器４４が設けられている。そして、コンプレッサ４２により圧縮された空気を冷却すべく、インタークーラ４６がコンプレッサ４２よりも下流側の吸気管２６の部分に設けられている。

エンジン１０には、排気ガスの一部を排気系から吸気系に還流させるために、上記ＥＧＲシステム２０が設けられている。ＥＧＲシステム２０は、排気通路１６と吸気通路１８とをつなぐＥＧＲ通路４８を区画形成するＥＧＲ管５０と、ＥＧＲ通路４８の開度調節用のＥＧＲ弁５２と、還流される排気ガス冷却用のＥＧＲクーラ５４とを有している。本実施形態では、ＥＧＲ管５０の上流側の一端は排気マニフォルド３４に接続され、その下流側の他端が吸気マニフォルド２４に接続されている。ＥＧＲ通路４８の径は、排気通路１６の径に比べて小さい。ＥＧＲ弁５２はＥＧＲクーラ５４よりも下流側に設けられていて、その開度は、本実施形態ではＥＧＲバルブリニアソレノイドであるアクチュエータ５６により調節される。ＥＧＲ弁５２は、所望のＥＧＲ量に対応した弁開度になるように制御される。なお、ここではＥＧＲ弁５２はポペット式バルブである。

さらに、本実施形態では、主として水や空気である洗浄媒体を流通させる洗浄媒体流通路５８がエンジン１０に設けられている。洗浄媒体流通路５８は、洗浄媒体流管６０により区画形成されている。洗浄媒体流通路５８は吸気絞り弁であるスロットルバルブ３２の上流側とその下流側とをつなぐように吸気通路１８に接続されている。洗浄媒体流通路５８の上流側端部すなわち入口端６２はインタークーラ４６に接続されていて、後述するようにインタークーラ４６の洗浄媒体溜部（溜部）６４内に連通している。他方、洗浄媒体流通路５８の下流側端部すなわち出口端６６はスロットルバルブ３２よりも下流側の吸気通路１８の部分に接続され、吸気通路１８の内部にまで延出されている。

上記溜部６４を説明するべく、インタークーラ４６周囲を拡大した模式図を図２に示す。ここではインタークーラ４６は空冷式であり、複数のフィン４６ａを備えている。図２中、インタークーラ４６内を空気が白抜き矢印で示す向きに通過する。このとき、空気は冷却され、空気中に含まれる水分（水蒸気成分）が凝縮されて凝縮水Ｗが生じる。そのように生じた凝縮水Ｗはインタークーラ４６周囲に形成された、特にその下部側に位置する溜部６４にたまる。溜部６４は、凝縮水Ｗといった洗浄媒体をためるあるいは集めるための手段を具体化した一例であり、ここではインタークーラ４６が所定位置に配置された状態で鉛直方向下方に位置するようにインタークーラ４６に位置付けられている。溜部６４はインタークーラ４６の壁部に形成された凹部であり、凝縮水Ｗはその自重によりインタークーラ４６の内壁をすべるようにして溜部６４に至る。上記したように、インタークーラ４６の溜部６４に、洗浄媒体流通路５８の入口端６２が接続されている。凝縮水Ｗが溜部６４にたまると、凝縮水Ｗは入口端６２を覆い隠すように滞留し、その一部は洗浄媒体流通路５８に至り得る。しかしながら、スロットルバルブ３２が開かれた状態では凝縮水Ｗが出口端６６に至らないように、図では明らかにしていないが、洗浄媒体流通路５８の経路形状および径などが各種実験により求められて定められている。

他方、洗浄媒体流通路５８の出口端６６は、図１から明らかなように、スロットルバルブ３２よりも下流側の吸気通路１８の部分に位置付けられる。その中でも特にここでは、出口端６６は吸気マニフォルド２４に位置付けられている。出口端６６の下流側には吸気温センサ６８が設けられている。すなわち、吸気温センサ６８は、スロットルバルブ３２よりも下流側であり、且つ、吸気通路１８とＥＧＲ通路４８との接続位置Ｊよりも下流側の吸気通路１８の部分に設置されている。そして吸気温センサ６８において、その検出部である熱電対６８ａは吸気通路１８内部に延出されている。したがって、ここでは、出口端６６の開口部が吸気温センサ６８の熱電対６８ａに向けられて位置付けられるように、出口端６６は配置されている。なお、ここでは出口端６６は先細りしたノズル形状に形成されている。

エンジン１０は、電子制御装置（ＥＣＵ）７０に、各種値を検出するための信号を電気的に出力する各種センサ類を備えている。ここで、その内のいくつかを具体的に示す。まず、上記した吸気温センサ６８が吸気マニフォルド２４に設けられている。また、吸入空気量を検出するためのエアフローメーター７２が吸気管２６に備えられている。また、本実施形態ではエアフローメーター７２近傍に吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ７４が、そしてインタークーラ４６下流側にも温度を検出するための吸気温センサ７６が備えられている。また、過給圧を検出するための圧力センサ７８が吸気管２６の途中に設けられている。また運転者によって操作されるアクセルペダル８０の踏み込み量に対応する位置、すなわちアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ８２が備えられている。また、スロットルバルブ３２の開度を検出するためのスロットルポジションセンサ８４も備えられている。また、ピストンが往復動する、エンジン本体２２のシリンダブロックには、連接棒を介してピストンが連結されているクランクシャフトのクランク回転信号を検出するためのクランクポジションセンサ８６が取り付けられている。ここでは、このクランクポジションセンサ８６はエンジン回転数（エンジン回転速度）を検出するためのエンジン回転数センサとしても利用される。さらに、エンジン１０の冷却水温を検出するための温度センサ８８が備えられている。さらに、ＥＧＲ弁５２の開度を検出するための、ここではそのリフト量を検出するためのバルブリフトセンサ９０も備えられている。

ＥＣＵ７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器、入力インタフェース、出力インタフェース等を含むマイクロコンピュータで構成されている。入力インタフェースには、前記各種センサ類が電気的に接続されている。これら各種センサ類からの出力信号（検出信号）に基づき、予め設定されたプログラムにしたがって円滑なエンジン１０の運転がなされるように、ＥＣＵ７０は出力インタフェースから電気的に作動信号（駆動信号）を出力して、燃料噴射弁１２、スロットルバルブ３２、ＥＧＲ弁５２などの作動を制御する。ただし、ＥＣＵ７０は、スロットルバルブ３２、ＥＧＲ弁５２の作動を制御するため、各アクチュエータ３０、５６に作動信号を出力する。なお、ＥＣＵ７０は、以下の記載から明らかなように、所定の燃料カット条件成立時に燃料噴射弁１２からの燃料噴射を停止させる判断およびその判断時の燃料噴射弁１２の制御、並びに、燃料噴射が停止されているときスロットルバルブ３２が閉弁するように閉弁制御する判断およびその判断時の作動信号の送出を行う機能を有している。

エンジン１０では、アクセル開度センサ８２からの出力信号に基づくアクセル開度や、クランクポジションセンサ８６からの出力信号に基づくエンジン回転数など、すなわちエンジン負荷およびエンジン回転数で表される運転状態に基づいて燃料噴射量（燃料量）、燃料噴射時期が設定される。そして、それら燃料噴射量、燃料噴射時期に基づいて、燃料噴射弁１２からの燃料の噴射が行われる。

なお、エンジン１０では、クランクポジションセンサ８６による出力信号に基づいて導かれるエンジン回転数が所定回転数（燃料カット回転数）以上であり、且つアクセル開度センサ８２による出力信号に基づいて導かれるアクセル開度が０％、すなわちアクセルペダル８０が踏まれていないときに、すなわちこのような所定条件が成立しているときに、燃料噴射弁１２からの燃料噴射（燃料供給）が停止（燃料カット）されるように設定されている。ただし、このような燃料カットの状態が続いて、エンジン回転数が低下して別の所定回転数（燃料カット復帰回転数）に達すると、燃料噴射は再開される。また、燃料カットが行われているエンジン１０の状態で、アクセルペダル８０が踏まれてアクセル開度が０％を超えるようになった場合にも、燃料噴射は再開される。なお、燃料カットが行われているときは、概ね減速時に対応する。

そして、このように燃料カットをしている運転状態のとき、上記スロットルバルブ３２が閉弁制御されるように、予め上記プラグラムが設定されている。なお、スロットルバルブ３２はエンジン１０の始動時は全開に制御され、他方エンジン１０の停止時は全閉に制御される。そして、通常走行時には、エンジン状態および冷却水温などに応じて、スロットルバルブ３２の開度は適切な開度に制御される。

また、上記各種センサ類からの出力信号に基づくエンジン１０の状態に基づいてＥＧＲ弁５２の開閉作動は制御される。そのために、ＥＣＵ７０は、不図示のマップ化されたデータを予めＲＯＭに記憶している。そこには、アクセル開度により定まるエンジン負荷とエンジン回転数とに基づいてＥＧＲ弁５２を開く領域が規定されている。ここでは、高負荷領域がＥＧＲ弁５２が全閉状態に閉弁される領域（ＥＧＲ外領域）として定められ、それ以外の低・中負荷領域がＥＧＲ弁５２が開かれる領域（ＥＧＲ領域）として定められている。そして、ＥＧＲ領域では、ＥＣＵ７０は、所望のＥＧＲ量を、予めＲＯＭに記憶してあるマップ化されたデータを運転状態に基づいて検索することで導出し、その導出されたＥＧＲ量を実現するべく、アクチュエータ５６に作動信号を出力する。ただし、上記の如く燃料カットをしている運転状態のとき、ＥＧＲ弁５２は閉弁制御される。

ところで、上記の如く吸気温センサ６８が配置された箇所は、エアクリーナ２８を経て吸気通路１８に導入された空気と、ＥＧＲ通路４８を経て吸気通路１８に導入された排気ガスとが流れ得る吸気通路１８の部分である。それ故、本発明が適用されなければ、具体的には本実施形態では洗浄媒体流通路５８が設けられなければ、累積的にある程度の量の排気ガスがＥＧＲ通路４８を介して還流されることで、排気ガス中の未燃燃料やすすなどの物質が、吸気温センサ６８に、特にその検出部である熱電対６８ａに付着するようになり、吸気温センサ６８上にデポジットが生成して堆積することになる。これをこのまま放置したのでは、吸気温センサ６８を用いて空気や排気ガスからなる流体の温度を適切に精度良く検出することは不可能になり、ＥＧＲ制御や燃料噴射制御等を適切に行うことが難しくなる。そこで、本発明に係る本実施形態では、上述の凝縮水Ｗを特に洗浄媒体として用いて吸気温センサ６８の洗浄を行うべく、上記構成の洗浄媒体流通路５８を設けている。なお、ここでは、洗浄媒体として凝縮水Ｗが主として用いられるが、インタークーラ４６に至った空気も洗浄媒体として用いられる。ただし、例えば、過給器４４の作動油に由来するオイルも洗浄媒体に含まれ得る。

例えば減速時である、上記の如き燃料カットが行われる運転状態になると、スロットルバルブ３２が閉弁されるように、ＥＣＵ７０はスロットルアクチュエータ３０に作動信号を出力する。なお、このとき、ＥＣＵ７０はアクチュエータ５６に作動信号を出力し、ＥＧＲ弁５２を閉弁制御する。これによりスロットルバルブ３２およびＥＧＲ弁５２が閉じると、スロットルバルブ３２よりも下流側の負圧がいっそう低くなり、スロットルバルブ３２の前後に所定圧以上の圧力差が生じるようになる。これは、洗浄媒体流通路５８を介して洗浄媒体をスロットルバルブ３２の上流側から下流側へ吸引する吸引力が増大することを意味している。これにより、インタークーラ４６の溜部６４にたまった凝縮水Ｗは、洗浄媒体として洗浄媒体流通路５８を介して洗浄媒体流通路５８の出口端６６に速やかに至るようになる。換言すると、洗浄媒体流通路５８は、洗浄媒体として、インタークーラ４６の溜部６４に滞留した凝縮水Ｗを流通させるようになる。この結果、出口端６６の開口部から吸気温センサ６８の熱電対６８ａに向けて凝縮水Ｗが噴射供給されて、その凝縮水Ｗは吸気温センサ６８に浴びせかけられることになる。ただし、このとき、仮に凝縮水Ｗがなかったり、その全てが用いられたりした場合には、インタークーラ４６に至った空気が入口端６２から吸引されて、出口端６６の開口部から吸気温センサ６８に向けて噴射されることになる。このようにして、吸気温センサ６８は凝縮水Ｗや空気といった洗浄媒体によって洗浄されることになり、デポジットが適切に除去されることになる。このようなセンサ洗浄が燃料カットが生じる運転状態になるごとに行われるので、デポジットがセンサに付着しても、そのデポジットはセンサの検出精度に影響を与える前に確実に除去される。したがって、吸気温センサ６８はきれいな状態に保たれ、吸気温センサ６８を用いて精度良く空気や排気ガスからなる流体の温度を検出し続けることが可能になる。

特に、凝縮水Ｗと空気とを用いてセンサ洗浄がなされるのが好ましい。溜部６４に凝縮水Ｗがある場合には、まず凝縮水Ｗが洗浄媒体流通路５８を介して吸気温センサ６８にかけられる。そして、凝縮水Ｗが用いられて無くなってもセンサ洗浄が続けられる場合には、空気が洗浄媒体流通路５８を介して導かれ、その空気が吸気温センサ６８にかけられるようになる。この場合には、吸気温センサ６８の洗浄が凝縮水Ｗや空気を用いて適切に行われ、その後に空気を用いてその乾燥が速やかに行われることになる。

以上、本発明を上記実施形態に基づいて説明したが、それ以外の実施形態は本発明では許容される。例えば、上記実施形態では、洗浄媒体としてインタークーラ４６で生じた凝縮水Ｗやインタークーラ４６に至った空気を用いたが、例えばＥＧＲクーラ５４で生じる凝縮水や同様にしてＥＧＲクーラ５４で凝縮されて生じるオイルを洗浄媒体として用いることも可能である。この場合、ＥＧＲクーラ５４に上記溜部６４の如き溜部が設けられ、そこに洗浄媒体流通路５８の入口端６２が連通させられる。ただし、この場合には、洗浄媒体流通路５８の開度を調節するための補助制御弁を新たに設けることが望ましく、この補助制御弁は、通常の運転時には閉弁状態に制御され、洗浄が必要なときには、例えば全開に開弁するように制御される。ただし、この補助制御弁の開弁時には、スロットルバルブ３２やＥＧＲ弁５２が閉弁するようにそれぞれ制御される。本発明では洗浄媒体として水、オイル、空気が用いられ得るが、ＥＧＲクーラ５４に洗浄媒体流通路５８の入口端６２が接続されている場合には、排気ガスも洗浄媒体として用いられ得る。それ故、この場合には、ＥＧＲクーラ５４よりも上流側のＥＧＲ通路４８の部分に排気ガス浄化のための触媒が設けられるのが良い。

また、上記実施形態では、洗浄媒体流通路５８の出口端６６の形状をノズル形状にしたが、図３に示すように、先端に行くにしたがって拡径する形状に、換言するとラッパ状の形状になるように出口端６６を形作っても良い。こうすることで、スロットルバルブ３２よりも下流側に生じる負圧により凝縮水Ｗなどの洗浄媒体をより効果的に吸引して、吸気温センサ６８にかけることが可能になる。なお、図３に示した形態では、吸気温センサ６８を吸気マニフォルド２４に固定するねじ部６８ｂに、洗浄媒体流管６０も一体的に固定されている。また、上記実施形態では、図１から明らかなように、吸気温センサ６８に、その上流側から洗浄媒体をかけるようにしたが、洗浄媒体は如何なる方向から吸気温センサ６８にかけられても良い。例えば、出口端６６は吸気温センサ６８の付根部に位置され、洗浄媒体が概ね吸気通路１８の径方向外側から内側に向けて供給されて吸気温センサ６８にかけられても良い。その一例を概念的に示した図４では、出口端６６は吸気温センサ６８よりも上流側に位置付けられていて、その開口部は吸気通路１８の径方向内側に向けて傾いている。なお、洗浄媒体の後垂れを考慮して、出口端６６と吸気温センサ６８とは少し離れた位置関係を有するのが良い。

また、上記実施形態では、洗浄媒体流通路５８を介して、スロットルバルブ３２の上下流側は常に開通するようにした。しかしながら、これでは、洗浄媒体流通路５８を介して、センサ洗浄が不要のときやセンサ洗浄が適切になされない運転状態のときにも、洗浄媒体がスロットルバルブ３２の前方から後方に向けて流れる可能性があり、洗浄媒体のスロットルバルブ３２上流側から下流側への流れを完璧に遮断することは難しい。そこで、洗浄媒体流通路５８が意図されたセンサ洗浄時以外は閉じられるように、洗浄媒体流通路５８の開度を調節する制御弁が更に設けられても良い。この場合には、その制御弁は、通常は閉弁するように制御されていて、センサ洗浄を行いたいときにはスロットルバルブ３２の閉弁中に開弁するように制御されると良い。あるいは、洗浄媒体流通路５８にスロットルバルブ３２よりも下流側に生じ得る所定圧を下回る負圧により開く逆止弁を設け、センサ洗浄を行いたいときにスロットルバルブ３２を閉弁することで洗浄媒体流通路５８が開通するようにしても良い。

また、上記実施形態では、燃料カット時のスロットルバルブ３２の閉弁に伴って生じるその前後の圧力差を用いて洗浄媒体を吸気温センサ６８にかけるようにしたが、燃料カット時以外のときにそのような洗浄媒体の供給が行われるようにしても良い。燃料カット時以外のときのセンサ洗浄の一例についてここで簡単に記す。エンジン作動中、ＥＣＵ７０は、エンジン回転数、エンジン負荷、冷却水温、排気ガス中に含まれる推定未燃ＨＣ濃度や推定すす濃度などをそれぞれに検出あるいは演算などで求め、それらに基づいて予めＲＯＭに記憶しておいたマップを検索するなどして、吸気温センサ６８に付着したデポジットの量を累積的に見積もる。そして、ＥＣＵ７０は、その量が所定値を超えたか否かを判定する。その結果、超えたと判定すると、ＥＣＵ７０は、スロットルバルブ３２が閉弁するように、スロットルアクチュエータ３０へ作動信号を所定時間出力する。このようにしてセンサ洗浄を強制的に行うことができる。しかしながら、この制御ではスロットルバルブ３２が運転者の要望にかかわらず勝手に制御されることが生じ得るので、この制御は、通常の運転の妨げにならないような時期に、例えば車速が「０」になる車両の停止時に行われるのが好ましい。あるいは、そのように見積もられた吸気温センサ６８に付着したデポジットの量が所定値を超えたときには、センサ洗浄を促すように運転者に警告を発するようにしても良い。これにより、警告を受けた運転者は、燃料カットが生じるように車両を運転することで、センサの洗浄を行うことができる。この場合、運転者への警告用に、フロントパネル等に警告灯が設けられるのが良い。なお、センサ洗浄の判断基準となる上記所定値は、センサの検出精度の低下を招く可能性のある最小の量以下であると良い。

また、上記実施形態では、スロットルバルブ３２の上下流側の圧力差、特にスロットルバルブ３２よりも下流側の低い負圧に基づいて洗浄媒体を移動させてセンサに吹きかけることにしたが、例えばオルタネータ等で発電された電気で駆動されるポンプでそのような洗浄媒体の移動吸引がなされても良い。また、溜部６４は上記形態に限定されない。凝縮水Ｗなどの洗浄媒体をためるあるいは集めるための他の手段が溜部６４の代わりに用いられ得る。上記では溜部はインタークーラ４６やＥＧＲクーラ５４に設けられても良いとしたが、それ以外に水などの洗浄媒体が貯留されたタンク等が用意配置され、それが溜部として用いられても良い。

なお、本発明が適用される内燃機関がブローバイガス還流装置を備える場合には、インタークーラ４６の溜部には、凝縮水や空気のみならず、オイルがたまり得る。したがって、この場合には、洗浄媒体として、水、オイルおよび／または空気が用いられることになる。また、過給器４４のタービン４０よりも下流側の排気通路１６の部分とそのコンプレッサ４２よりも上流側の吸気通路１８の部分とをつないで排気ガスの一部を還流させるようにしたＬＰＬ−ＥＧＲシステムを備える内燃機関では、インタークーラ４６の溜部６４により多くの凝縮水やオイルがたまり得る。したがって、この場合には、その凝縮水を用いて、上記センサ洗浄がより適切に行われることになる。

なお、上記実施形態では、本発明をディーゼルエンジンに適用して説明したが、これに限定されず、本発明は、ポート噴射型式のガソリンエンジン、筒内噴射形式のガソリンエンジン等の各種のエンジンに適用可能である。また、用いられる燃料は、軽油やガソリンに限らず、アルコール燃料、ＬＰＧ（液化天然ガス）等でも良い。また、本発明が適用されるエンジンの気筒数などは制限されない。

なお、上記実施形態では、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。

実施形態の内燃機関におけるセンサ洗浄装置が適用された車両のエンジンシステムの概念図である。実施形態のインタークーラ周囲の拡大模式図である。洗浄媒体流通路の出口端の変形例を説明するための概念図である。洗浄媒体流通路の出口端の他の変形例を説明するための概念図である。

符号の説明

１０エンジン
１８吸気通路
３２スロットルバルブ
４６インタークーラ
５２ＥＧＲ弁
５８洗浄媒体流通路
６２入口端
６８吸気温センサ

Claims

吸気通路に接続され、ＥＧＲ弁を有するＥＧＲ通路と、
前記吸気通路と前記ＥＧＲ通路との接続位置よりも下流側の前記吸気通路の部分に設けられたセンサと、
前記接続位置よりも上流側の前記吸気通路の部分に設けられた吸気絞り弁と、
前記センサを洗浄するための洗浄媒体を流通させる洗浄媒体流通路と、
を備え、
該洗浄媒体流通路の出口端を前記吸気絞り弁の下流側に前記センサに向けて配置し、
前記洗浄媒体流通路の入口端が、前記吸気絞り弁よりも上流側の前記吸気通路の部分に設けられたインタークーラに接続され、前記洗浄媒体流通路が、洗浄媒体として、少なくとも前記インタークーラに滞留した凝縮水を流通させることを特徴とする内燃機関におけるセンサ洗浄装置。
吸気通路に接続され、ＥＧＲ弁を有するＥＧＲ通路と、
前記吸気通路と前記ＥＧＲ通路との接続位置よりも下流側の前記吸気通路の部分に設けられたセンサと、
前記接続位置よりも上流側の前記吸気通路の部分に設けられた吸気絞り弁と、
前記センサを洗浄するための洗浄媒体を流通させる洗浄媒体流通路と、
を備え、
該洗浄媒体流通路の出口端を前記吸気絞り弁の下流側に前記センサに向けて配置し、
前記洗浄媒体流通路の入口端が、前記ＥＧＲ弁よりも上流側の前記ＥＧＲ通路の部分に設けられたＥＧＲクーラに接続され、前記洗浄媒体流通路が、洗浄媒体として、少なくとも前記ＥＧＲクーラに滞留した凝縮水を流通させることを特徴とする内燃機関におけるセンサ洗浄装置。
所定の燃料カット条件成立時に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させる燃料噴射停止手段と、
該燃料噴射停止手段により燃料噴射が停止されているとき前記吸気絞り弁を閉弁制御する閉弁制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関におけるセンサ洗浄装置。