JP5708507B2 - 内燃機関のコンプレッサデポジット洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のコンプレッサデポジット洗浄装置に関する。

特許文献１には、過給機を備えた過給式エンジンにおいて、ブローバイガスの供給口を、過給機の上流であって且つエアクリーナの下流の吸気管に設けた構成が開示されている。このような構成の場合、導入されたブローバイガスは、過給機の吸気コンプレッサに直接接触することになる。このため、ブローバイガスに含まれるオイルが吸気コンプレッサの表面に付着することによりデポジットが堆積し、吸気コンプレッサを構成するインペラの機能が損なわれたり、吸気コンプレッサの回転バランスが乱れたりするおそれがある。

上記の問題を解決するための技術として、特許文献２には、吸気コンプレッサに水蒸気を噴射する水蒸気噴射手段を設け、水蒸気噴射手段から吸気コンプレッサに向けて水蒸気を噴射することにより、吸気コンプレッサを洗浄し、デポジットを除去する過給式エンジンが開示されている。

特開平６−２２１１２９号公報 特開２００８−２４８７２６号公報 特開２０１１−１４０９２２号公報

特許文献２に記載された過給式エンジンでは、排気ガスの熱によって水蒸気を発生させる水蒸気ボイラを設け、この水蒸気ボイラから水蒸気噴射手段に水蒸気を供給している。しかしながら、このような構成の場合、水蒸気ボイラを設置するための大きなスペースが必要であり、また、水蒸気ボイラへの水の補給を必要とすることから、発電用エンジンのような定置式エンジンには適するが、車両等に搭載されるエンジンには適さないという問題がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、省スペース且つ水の補給が不要な構成でコンプレッサへのデポジットの堆積を抑制することのできる内燃機関のコンプレッサデポジット洗浄装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関のコンプレッサデポジット洗浄装置であって、
内燃機関の排気ガスにより駆動されるタービンと、該タービンにより駆動されるコンプレッサとを有するターボチャージャと、
前記タービンの下流側の排気ガスを前記コンプレッサの上流側の吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路を通って還流するＥＧＲガスに含まれる水分を分離する水分分離手段と、
前記水分分離手段により分離された水を貯留する貯水部と、
前記コンプレッサの下流側の吸気通路内の吸気ガスを前記コンプレッサの上流側の吸気通路に送るリターン通路と、
前記リターン通路を開閉する制御弁と、
前記貯水部に貯留された水を前記リターン通路に導き、前記リターン通路を通る吸気ガス中に霧化させる水通路と、
を備え、
前記内燃機関の減速時に前記制御弁を開くことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記リターン通路は、前記コンプレッサの下流側の吸気通路の途中に設けられたインタークーラと前記コンプレッサとの間から抽気した吸気ガスを前記コンプレッサの上流側の吸気通路に送る第１経路と、前記インタークーラの下流側から抽気した吸気ガスを前記コンプレッサの上流側の吸気通路に送る第２経路とに切換可能であり、
外気温を取得する外気温取得手段と、
前記制御弁を開く際に、前記外気温が所定温度より低い場合には前記第１経路を選択し、前記外気温が前記所定温度より高い場合には前記第２経路を選択する経路選択手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記リターン通路の途中に流路断面積が縮小した流路縮小部が設けられており、
前記水通路は、前記貯水部に貯留された水を前記流路縮小部に導くことを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
過給圧を検出する過給圧検出手段と、
吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
前記過給圧が所定の圧力より低い場合、または、前記吸入空気流量が所定の流量より低い場合には、前記制御弁の開弁を禁止する手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記コンプレッサの下流側の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
前記スロットル弁の閉じる速度が所定の速度より低い場合には、前記制御弁の開弁を禁止する手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記リターン通路に吸気ガスが流れるときには前記水通路を開通させ、前記リターン通路に吸気ガスが流れないときには前記水通路を遮断する水制御弁を備えることを特徴とする。

第１の発明によれば、簡単且つ小型の構成でターボチャージャのコンプレッサに霧化した水を供給し、コンプレッサ内のデポジットを洗浄除去することができる。コンプレッサの洗浄に用いる水は、ＥＧＲガスから分離した凝縮水を用いるので、水の補給が不要である。このようなことから、車両等への搭載にも適する。また、内燃機関の減速時に、コンプレッサの下流側の高圧の吸気ガスを抽気して水を霧化させるので、コンプレッサに流入する水を十分に霧化させることができ、コンプレッサの損傷を確実に防止することができる。また、内燃機関の減速時にコンプレッサの下流側の吸気ガスを抽気するので、内燃機関の出力に影響を及ぼすことはなく、内燃機関の性能低下を抑制することができる。また、コンプレッサの洗浄時、水の気化潜熱により吸気ガスが冷却され、この冷却された吸入ガスによりコンプレッサが冷却されるので、コンプレッサ内でのデポジットの生成を抑制する効果も得られる。

第２の発明によれば、コンプレッサの洗浄時に、外気温が所定温度より高い場合には、インタークーラで冷却された吸気ガスをコンプレッサに流入させることにより、コンプレッサ内の通路を冷却し、デポジットの生成を抑制することができる。また、コンプレッサの洗浄時に、外気温が所定温度より低い場合には、インタークーラによって冷却されていない、コンプレッサでの圧縮により高温となっている吸気ガスをコンプレッサに流入させることにより、水が凍結して氷粒となってコンプレッサに流入することを確実に防止することができるので、コンプレッサの損傷を確実に防止することができる。

第３の発明によれば、コンプレッサの洗浄時に、リターン通路の流路縮小部で吸気ガスの流速が高くなることにより、水の霧化（微粒化）を促進することができる。このため、コンプレッサの損傷をより確実に防止することができる。

第４の発明によれば、過給圧が所定の圧力より低い場合、または、吸入空気流量が所定の流量より低い場合には、コンプレッサの洗浄を回避する。これにより、霧化の不十分な水がコンプレッサに流入してコンプレッサを損傷することをより確実に防止することができる。

第５の発明によれば、緩やかな減速が要求されている場合には、コンプレッサの下流側の吸気ガスを抽気することを禁止することにより、コンプレッサの下流側の圧力の急減を防止することができるので、急減速となることを確実に防止することができる。

第６の発明によれば、コンプレッサの洗浄時のみ水を供給し、それ以外のときには水の流入を確実に防止することができる。

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。 ＥＧＲ混合装置およびその周辺の構成を説明するための図である。 水制御弁の閉弁状態を示す断面図である。 水制御弁の開弁状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。この内燃機関１０は、例えば車両等に搭載される動力源として好ましく使用することができる。この内燃機関１０は、火花点火式、圧縮着火式、予混合圧縮着火式の何れでも良い。また、内燃機関１０の気筒数および気筒配置は特に限定されない。内燃機関１０の各気筒には、ピストン、吸気弁、排気弁、燃料インジェクタ等が設けられている。内燃機関１０には、吸気ガスを各気筒に分配する吸気マニホルド１２と、各気筒の排気ガスを集合させる排気マニホルド１３とが備えられている。

本実施形態の内燃機関１０は、ターボチャージャ２０を備えている。ターボチャージャ２０は、コンプレッサ２１とタービン２２とを有している。排気マニホルド１３で集合された排気ガスは、タービン２２に流入し、タービン２２が駆動される。タービン２２によりコンプレッサ２１が駆動される。タービン２２を通過した排気ガスは、有害成分を浄化する触媒９５を通過した後、外部に排出される。

エアクリーナ４０を通って吸入された空気は、コンプレッサ２１により圧縮された後、インタークーラ４１、スロットル弁１１を順次通過し、吸気マニホルド１２により各気筒に分配されて流入する。内燃機関１０で発生したブローバイガスは、オイルセパレータ１４でオイルが分離された後、ＰＣＶ通路４２を通って、コンプレッサ２１の上流側の吸気通路２３内に導入される。

本実施形態の内燃機関１０には、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）を行うための装置として、高圧ＥＧＲ装置および低圧ＥＧＲ装置が設けられている。高圧ＥＧＲ装置は、タービン２２の上流側（図示の構成では排気マニホルド１３内）の排気ガスをコンプレッサ２１の下流側（図示の構成では吸気マニホルド１２内）に還流させる高圧ＥＧＲ通路７０と、高圧ＥＧＲ通路７０の途中に設けられた高圧ＥＧＲクーラ７１と、高圧ＥＧＲ通路７０を通って還流する排気ガスの量を制御するための高圧ＥＧＲ弁３２とを有している。

低圧ＥＧＲ装置は、タービン２２の下流側（図示の構成では触媒９５の下流側）の排気ガスをコンプレッサ２１の上流側の吸気通路２３に還流させる低圧ＥＧＲ通路７４と、低圧ＥＧＲ通路７４の途中に設けられた低圧ＥＧＲクーラ７２と、低圧ＥＧＲ通路７４を通って還流する排気ガス（以下、「低圧ＥＧＲガス」と称する）の量を制御するための低圧ＥＧＲ弁７３と、低圧ＥＧＲガスを吸気通路２３を流れる新気に混合させるＥＧＲ混合装置８０とを有している。ＥＧＲ混合装置８０は、低圧ＥＧＲガスに含まれる水分（凝縮水）を分離する水分分離手段としての凝縮水分離部８１と、分離された凝縮水を貯留する貯水タンク８２（貯水部）とを有している。ＥＧＲ混合装置８０の詳細については、後述する。

コンプレッサ２１の下流側（コンプレッサ２１とインタークーラ４１との間）の吸気通路２４と、コンプレッサ２１の上流側の吸気通路２３（コンプレッサ２１とＥＧＲ混合装置８０との間）とは、リターン通路６１、制御弁３３およびリターン通路６３を介して接続されている。制御弁３３は、リターン通路６１，６３を開通させる状態と遮断する状態とに開閉可能になっている。コンプレッサ２１の下流側は、上流側より高圧になっている。このため、制御弁３３を開くと、コンプレッサ２１の下流側の吸気通路２４内の吸気ガスがリターン通路６１，６３を通って、コンプレッサの上流側の吸気通路２３へ流れる。

制御弁３３の下流側のリターン通路６３に設けられた凝縮水混合部６０と、貯水タンク８２とは、水通路８３を介して接続されている。水通路８３の途中には、水通路８３を開閉する水制御弁５１が設置されている。水制御弁５１には、リターン通路６３から分岐した圧力伝達管８４が接続されている。これらの詳細については、後述する。

本実施形態のシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０には、上述したスロットル弁１１、高圧ＥＧＲ弁３２、低圧ＥＧＲ弁７３および制御弁３３に加えて、内燃機関１０のクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサ９１と、コンプレッサ２１により圧縮された吸気ガスの圧力（以下、「過給圧」と称する）を検出する過給圧センサ９２と、吸入空気流量を検出するエアフローメータ９３とが電気的に接続されている。更に、ＥＣＵ５０には、図示を省略するが、車両の運転者の加速要求を検出するアクセルポジションセンサや、内燃機関１０の燃料インジェクタ等の各種のセンサおよびアクチュエータが電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、各センサにより検出される情報に基づいて、スロットル弁１１、高圧ＥＧＲ弁３２、低圧ＥＧＲ弁７３、制御弁３３、燃料インジェクタ等の各アクチュエータの動作を制御することにより、内燃機関１０の運転状態を制御する。

図２は、ＥＧＲ混合装置８０およびその周辺の構成を説明するための図であり、（Ａ）は吸気通路２３の長手方向に垂直な断面図、（Ｂ）は吸気通路２３の長手方向に沿った断面図である。図２に示すように、凝縮水分離部８１は、吸気通路２３の外周を覆う略円筒状の旋回流形成空間を有している。貯水タンク８２は、凝縮水分離部８１の下に配置されている。凝縮水分離部８１と貯水タンク８２とを隔てる隔壁には、水が通過可能な複数の孔が形成されている。また、凝縮水分離部８１の内部における吸気通路２３の管壁には、ガスが通過可能な複数の孔が形成されている。低圧ＥＧＲ通路７４から凝縮水分離部８１に流入した低圧ＥＧＲガスは、旋回流を形成する。これにより、低圧ＥＧＲガスに含まれる水分（凝縮水）が分離され、凝縮水分離部８１の下に集まり、貯水タンク８２に流入する。凝縮水と分離された低圧ＥＧＲガスは、吸気通路２３の管壁に形成された孔を通って吸気通路２３内に流入し、吸気通路２３を流れる新気と混合する。このような構成により、低圧ＥＧＲガスから凝縮水を確実に分離して新気に混合させることができる。

一般に、低圧ＥＧＲ装置では、内燃機関１０の冷間時（機関冷却水温が所定値以下のとき）に、低圧ＥＧＲガス中に多量の凝縮水が発生する。この凝縮水がコンプレッサ２１に流入すると、コンプレッサ２１のインペラ翼を損傷するおそれがある。このため、従来、冷間時には低圧ＥＧＲ弁７３を閉じて、低圧ＥＧＲガスを導入しないようにする対策をとるシステムも存在する。しかしながら、そのようなシステムでは、冷間時に低圧ＥＧＲを実行できないことにより、排気浄化等の観点で不利となる。これに対し、本実施形態のシステムでは、低圧ＥＧＲガスから凝縮水を確実に除去して吸気通路２３に導入することができるので、冷間時に低圧ＥＧＲガスを導入しても、コンプレッサ２１のインペラ翼を損傷することがない。このため、本実施形態のシステムでは、冷間時にも低圧ＥＧＲを実行することが可能となり、冷間時の排気浄化性能等を改善することができる。

リターン通路６３の途中には、流路断面積が縮小した流路縮小部（ベンチュリ）で構成される凝縮水混合部６０が設けられている。水通路８３は、一端が貯水タンク８２に接続され、他端が凝縮水混合部６０に接続されている。水通路８３の途中に設置された水制御弁５１と、リターン通路６３とは、圧力伝達管８４を介して接続されている。

図３は、水制御弁５１の閉弁状態を示す断面図であり、図４は、水制御弁５１の開弁状態を示す断面図である。これらの図に示すように、水制御弁５１は、水通路８３を開通させる位置と遮断する位置とに変位可能に設けられた弁体５３と、弁体５３を閉弁方向に付勢するバネ５２と、弁体５３と連結されたピストン５５とを有している。ピストン５５は、圧力伝達管８４から作用する圧力を受け、弁体５３を開弁方向に押圧する。

図３に示す状態は、リターン通路６１，６３の間に設けられた制御弁３３が閉じられており、コンプレッサ２１により加圧された高圧の吸気ガスがリターン通路６１，６３を流れていないときの状態を表している。この状態では、リターン通路６３内は低圧であり、このリターン通路６３内の低圧が圧力伝達管８４を介してピストン５５に作用する。この状態では、図３に示すように、ピストン５５に作用する力よりバネ５２の付勢力の方が強くなることにより、弁体５３は閉弁位置に移動し、水通路８３が遮断される。これにより、貯水タンク８２内に貯留された水（凝縮水）は、凝縮水混合部６０へ供給されなくなる。

これに対し、図４に示す状態は、リターン通路６１，６３の間に設けられた制御弁３３が開かれており、コンプレッサ２１により加圧された高圧の吸気ガスがリターン通路６１，６３を流れているときの状態を表している。この状態では、リターン通路６３内が高圧となり、このリターン通路６３内の高圧が圧力伝達管８４を介してピストン５５に作用する。この状態では、図４に示すように、ピストン５５に作用する力がバネ５２の付勢力より強くなることにより、弁体５３は開弁位置に移動し、水通路８３が開通する。これにより、貯水タンク８２内に貯留された水（凝縮水）は、凝縮水混合部６０へ供給される。この供給された凝縮水は、凝縮水混合部６０を流れる吸気ガスの流れにより霧化され、微小粒となる。霧化して微小粒となった凝縮水を含む吸気ガスは、吸気通路２３に流入し、コンプレッサ２１に流入する。このようにして、制御弁３３を開くと、コンプレッサ２１の下流側の高圧の吸気ガスがリターン通路６３（凝縮水混合部６０）に流れるとともに、水制御弁５１が自動的に開いて凝縮水が凝縮水混合部６０に供給され、この凝縮水が凝縮水混合部６０で霧化してコンプレッサ２１に流入する。このようにして、霧化された水がコンプレッサ２１に流入することにより、コンプレッサ２１内に付着したデポジットが洗浄除去される。また、水の気化潜熱により吸気ガスが冷却され、この冷却された吸入ガスによりコンプレッサ２１が冷却される。これにより、コンプレッサ２１内でのデポジットの生成を抑制する効果も得られる。

本実施形態のシステムでは、制御弁３３を開いてコンプレッサ２１のデポジットを洗浄する制御を、内燃機関１０の減速時（すなわち、内燃機関１０を搭載した車両の減速時）に行う。減速時には、スロットル弁１１が閉じられることにより、コンプレッサ２１とスロットル弁１１との間の吸気通路２４，２５の圧力が上昇する。この圧力上昇した吸気ガスがリターン通路６１，６３に流れるので、凝縮水混合部６０の流速が高くなる。このため、凝縮水混合部６０に供給された凝縮水が十分に霧化（微粒化）されてコンプレッサ２１に流入するので、コンプレッサ２１のインペラ翼が損傷することを確実に防止することができる。更に、本実施形態では、凝縮水混合部６０が流路縮小部で構成されていることにより、凝縮水混合部６０の流速がより高くなり、凝縮水の霧化（微粒化）を促進することができる。このため、コンプレッサ２１のインペラ翼が損傷することをより確実に防止することができる。また、制御弁３３を開いてコンプレッサ２１の下流側の高圧の吸気ガスを抽気することは内燃機関１０の出力低下をもたらすが、内燃機関１０の減速時に制御弁３３を開くことにより、内燃機関１０の性能低下を招くことなく、コンプレッサ２１の洗浄を行うことができる。また、スロットル弁１１が閉じてコンプレッサ２１の下流側の圧力が上昇したときに、制御弁３３を開いてその圧力を低下させることができるので、コンプレッサ２１のサージの発生を防止するという副次的効果が得られる。

本実施形態のシステムによれば、凝縮水混合部６０にて凝縮水を霧化させてコンプレッサ２１に供給することができるので、構造が簡単且つ小型である。また、低圧ＥＧＲガスから回収した凝縮水をコンプレッサ２１に供給することができるので、外部からの水の補給が不要である。このようなことから、本実施形態のシステムは、車両等への搭載に適している。

また、本実施形態では、リターン通路６３（凝縮水混合部６０）に吸気ガスが流れるときには水通路８３を開通させ、リターン通路６３（凝縮水混合部６０）に吸気ガスが流れないときには水通路８３を遮断する水制御弁５１を設けたことにより、コンプレッサ２１のデポジットを洗浄するときのみ凝縮水混合部６０に凝縮水を供給し、それ以外のときには凝縮水混合部６０に凝縮水が流入することを確実に防止することができる。

図５は、コンプレッサ２１のデポジットを洗浄する制御を行うために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。図５に示すルーチンによれば、まず、内燃機関１０の運転状態に関するパラメータを取得する（ステップ１００）。具体的には、エンジン回転速度、スロットル弁１１の開度、過給圧Ｐ３、吸入空気流量Ｇａ等が取得される。次いで、上記ステップ１００で取得された運転状態に基づいて、コンプレッサ２１のデポジットを洗浄する制御を実行する条件が成立しているか否かを判定する（ステップ１０２）。このステップ１０２では、具体的には、第１の条件としてスロットル弁１１の閉じる作動速度αが所定の速度αｃより高いこと、第２の条件として過給圧Ｐ３が所定の圧力Ｐｃより高いこと、第３の条件として吸入空気流量Ｇａが所定の流量Ｇｃより大きいこと、の各条件が成立しているか否かが判断される。

上記ステップ１０２で上記第１〜第３の条件が何れも成立している場合には、内燃機関１０が減速状態であり、且つコンプレッサ２１のデポジットを洗浄する制御を実行すべき条件が成立しているとみなされる。この場合には、制御弁３３を開く（ステップ１０４）。制御弁３３を開くと、コンプレッサ２１の下流側の吸気ガスがリターン通路６１，６３を通ってコンプレッサ２１の上流の吸気通路２３へ流入するとともに、水制御弁５１が自動的に開いて貯水タンク８２内の凝縮水が凝縮水混合部６０に供給され、凝縮水混合部６０で霧化された凝縮水がコンプレッサ２１に流入することにより、コンプレッサ２１内に付着したデポジットが洗浄除去される。

これに対し、上記ステップ１０２で上記第１〜第３の条件のうちの少なくとも一つが成立していない場合には、内燃機関１０が減速状態でない、あるいは、コンプレッサ２１のデポジットを洗浄する制御を実行すべき条件が成立していないとみなされる。この場合には、制御弁３３は閉状態に維持される（ステップ１０６）。すなわち、コンプレッサ２１のデポジットを洗浄する制御は実行されない。

上述した図５に示すルーチンの制御によれば、過給圧Ｐ３が所定圧力Ｐｃ以下の場合、あるいは吸入空気流量Ｇａが所定流量Ｇｃ以下の場合には、制御弁３３の開弁が禁止され、コンプレッサ２１のデポジットを洗浄する制御の実行が回避される。過給圧Ｐ３が所定圧力Ｐｃ以下の場合、あるいは吸入空気流量Ｇａが所定流量Ｇｃ以下の場合には、制御弁３３を開いた場合に、凝縮水混合部６０を通る吸気ガスの流速が十分でなく、凝縮水の霧化が悪化し、コンプレッサ２１に流入する凝縮水の液滴が大きくなる可能性がある。本実施形態では、このような場合には制御弁３３の開弁を禁止し、コンプレッサ２１のデポジットを洗浄する制御の実行を回避する。これにより、霧化の不十分な凝縮水がコンプレッサ２１に流入することをより確実に防止することができるので、コンプレッサ２１のインペラ翼の損傷をより確実に防止することができる。

また、上述した図５に示すルーチンの制御によれば、スロットル弁１１の閉じる作動速度αが所定速度αｃ以下の場合には、制御弁３３の開弁が禁止され、コンプレッサ２１のデポジットを洗浄する制御の実行が回避される。スロットル弁１１の開度は、アクセルポジションセンサにより検出される車両の運転者のアクセル操作に応じて制御される。スロットル弁１１の閉じる作動速度αが所定速度αｃ以下の場合には、運転者は緩やかな減速を要求していると判断できる。このような場合に制御弁３３を開くと、コンプレッサ２１の下流側の圧力が低下して、内燃機関１０が急減速となる可能性がある。本実施形態では、このような場合には制御弁３３の開弁を禁止し、コンプレッサ２１のデポジットを洗浄する制御の実行を回避する。これにより、緩やかな減速が要求されている場合に内燃機関１０が急減速となることを確実に防止することができる。

上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、図５に示すルーチンの処理を実行することにより前記第４および第５の発明における「制御弁の開弁を禁止する手段」が実現されている。

実施の形態２．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。図６は、本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための図である。なお、図６において、図１に示す構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。

図６に示すように、実施の形態２のシステムでは、コンプレッサ２１とインタークーラ４１との間の吸気通路２４と制御弁３３とを接続するリターン通路６１（以下、「第１リターン通路６１」と称する）に加えて、インタークーラ４１の下流側の吸気通路２５と制御弁３３とを接続する第２リターン通路６２が設けられている。本実施形態における制御弁３３は、三方弁で構成されており、第１リターン通路６１をリターン通路６３に連通させる第１の開弁状態と、第２リターン通路６２をリターン通路６３に連通させる第２の開弁状態と、第１リターン通路６１および第２リターン通路６２の双方を遮断する閉状態とに切り換え可能になっている。また、本実施形態のシステムでは、外気温を検出する外気温センサ９４が備えられている。

本実施形態では、コンプレッサ２１のデポジットを洗浄する場合において、外気温センサ９４で検出される外気温が所定温度Ｔａ以下の場合には制御弁３３を第１の開弁状態とし、外気温が所定温度Ｔａより高い場合には制御弁３３を第２の開弁状態とする。制御弁３３を第１の開弁状態とした場合には、コンプレッサ２１とインタークーラ４１との間の吸気ガスが抽気され、第１リターン通路６１およびリターン通路６３に流通する。制御弁３３を第２の開弁状態とした場合には、インタークーラ４１の下流側の吸気ガスが抽気され、第２リターン通路６２およびリターン通路６３に流通する。制御弁３３を第２の開弁状態とした場合には、インタークーラ４１によって冷却された低温の吸気ガスが凝縮水混合部６０に供給されるが、外気温が所定温度Ｔａより高い場合には、凝縮水混合部６０から吸気ガス中に供給された凝縮水が凍結する可能性はないと判断できる。この場合には、インタークーラ４１によって冷却された低温の吸気ガスが第２リターン通路６２およびリターン通路６３を通ってコンプレッサ２１の上流側の吸気通路２３に戻り、コンプレッサ２１に再流入することにより、コンプレッサ２１内の通路を冷却し、デポジットの生成を抑制することができる。一方、外気温が所定温度Ｔａ以下である場合には、インタークーラ４１によって冷却された低温の吸気ガスを凝縮水混合部６０に供給すると、凝縮水混合部６０から吸気ガス中に供給された凝縮水が凍結する可能性がある。凝縮水混合部６０から吸気ガス中に供給された凝縮水が凍結すると、氷粒がコンプレッサ２１に流入し、インペラ翼を損傷するおそれがある。そこで、外気温が所定温度Ｔａ以下である場合には、コンプレッサ２１のデポジットを洗浄する際、制御弁３３を第１の開弁状態とすることにより、インタークーラ４１によって冷却されていない、コンプレッサ２１での圧縮により高温となっている吸気ガスを凝縮水混合部６０に供給する。これにより、凝縮水混合部６０から吸気ガス中に供給された凝縮水が凍結することを確実に防止することができるので、氷粒がコンプレッサ２１に流入することがなく、インペラ翼の損傷を確実に防止することができる。

上述した実施の形態２においては、外気温センサ９４が前記第２の発明における「外気温取得手段」に、第１リターン通路６１およびリターン通路６３を通る経路が前記第２の発明における「第１経路」に、第２リターン通路６２およびリターン通路６３を通る経路が前記第２の発明における「第２経路」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、コンプレッサ２１のデポジットを洗浄する場合に外気温に基づいて制御弁３３を第１の開弁状態または第２の開弁状態に切り換えることにより前記第２の発明における「経路選択手段」が実現されている。

１０ 内燃機関
１１ スロットル弁
１２ 吸気マニホルド
１３ 排気マニホルド
１４ オイルセパレータ
２０ ターボチャージャ
２１ コンプレッサ
２２ タービン
２３，２４，２５吸気通路
３２ 高圧ＥＧＲ弁
３３ 制御弁
４０ エアクリーナ
４１ インタークーラ
４２ ＰＣＶ通路
５０ ＥＣＵ
５１ 水制御弁
５２ バネ
５３ 弁体
５５ ピストン
６０ 凝縮水混合部
６１ 第１リターン通路
６２ 第２リターン通路
６３ リターン通路
７０ 高圧ＥＧＲ通路
７１ 高圧ＥＧＲクーラ
７２ 低圧ＥＧＲクーラ
７３ 低圧ＥＧＲ弁
７４ 低圧ＥＧＲ通路
８０ ＥＧＲ混合装置
８１ 凝縮水分離部
８２ 貯水タンク
８３ 水通路
８４ 圧力伝達管
９５ 触媒

Claims (6)

1. 内燃機関の排気ガスにより駆動されるタービンと、該タービンにより駆動されるコンプレッサとを有するターボチャージャと、
   前記タービンの下流側の排気ガスを前記コンプレッサの上流側の吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、
   前記ＥＧＲ通路を通って還流するＥＧＲガスに含まれる水分を分離する水分分離手段と、
   前記水分分離手段により分離された水を貯留する貯水部と、
   前記コンプレッサの下流側の吸気通路内の吸気ガスを前記コンプレッサの上流側の吸気通路に送るリターン通路と、
   前記リターン通路を開閉する制御弁と、
   前記貯水部に貯留された水を前記リターン通路に導き、前記リターン通路を通る吸気ガス中に霧化させる水通路と、
   を備え、
   前記内燃機関の減速時に前記制御弁を開くことを特徴とする内燃機関のコンプレッサデポジット洗浄装置。
2. 前記リターン通路は、前記コンプレッサの下流側の吸気通路の途中に設けられたインタークーラと前記コンプレッサとの間から抽気した吸気ガスを前記コンプレッサの上流側の吸気通路に送る第１経路と、前記インタークーラの下流側から抽気した吸気ガスを前記コンプレッサの上流側の吸気通路に送る第２経路とに切換可能であり、
   外気温を取得する外気温取得手段と、
   前記制御弁を開く際に、前記外気温が所定温度より低い場合には前記第１経路を選択し、前記外気温が前記所定温度より高い場合には前記第２経路を選択する経路選択手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のコンプレッサデポジット洗浄装置。
3. 前記リターン通路の途中に流路断面積が縮小した流路縮小部が設けられており、
   前記水通路は、前記貯水部に貯留された水を前記流路縮小部に導くことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関のコンプレッサデポジット洗浄装置。
4. 過給圧を検出する過給圧検出手段と、
   吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段と、
   前記過給圧が所定の圧力より低い場合、または、前記吸入空気流量が所定の流量より低い場合には、前記制御弁の開弁を禁止する手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関のコンプレッサデポジット洗浄装置。
5. 前記コンプレッサの下流側の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
   前記スロットル弁の閉じる速度が所定の速度より低い場合には、前記制御弁の開弁を禁止する手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関のコンプレッサデポジット洗浄装置。
6. 前記リターン通路に吸気ガスが流れるときには前記水通路を開通させ、前記リターン通路に吸気ガスが流れないときには前記水通路を遮断する水制御弁を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関のコンプレッサデポジット洗浄装置。

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