JP6364843B2 - Ｅｇｒ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＧＲ制御装置に関し、詳しくはＥＧＲ配管を介して排気の一部を吸気通路に還流させる外部ＥＧＲ装置を備える内燃機関のＥＧＲ制御装置に関する。

車両に搭載される内燃機関においては、燃費の改善や排気エミッションの低減等を目的として排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させる外部ＥＧＲ装置を搭載したものが知られている。また、外部ＥＧＲ装置を備える内燃機関では、ＥＧＲ配管内を通過するＥＧＲガスが冷却されて凝縮水が発生し、その凝縮水によってＥＧＲ配管や吸気系の腐食、破損等が促進されることが懸念される。こうした不都合を解消するための技術として従来、内燃機関の停止要求後の燃料カット制御中において、スロットル弁及びＥＧＲ弁を開弁することが提案されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に記載のものでは、内燃機関の停止要求時点でＥＧＲガスを掃気させて、ＥＧＲガスから生じる凝縮水の量が減少されるようにしている。

特開２０１０−５９９２１号公報

内燃機関の運転を停止した後では内燃機関が冷却され、ＥＧＲ配管内に残存しているＥＧＲガスから凝縮水が発生することが考えられる。このとき、凝縮水がＥＧＲ配管内に残存したままであると、凝縮水によってＥＧＲ配管内やＥＧＲ弁の腐食、デポジットの付着が促進されることが懸念される。また、ＥＧＲ配管内の凝縮水が次回の機関始動時に飛散することで、内燃機関の各部位の腐食や破損、デポジットの付着が促進されるおそれもある。そのため、内燃機関の停止要求時の燃料カット中にＥＧＲ通路及び吸気通路の掃気を実施する構成において、その掃気が不十分である場合には、凝縮水に起因する上記不都合が生じることが未だ懸念される。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ＥＧＲガスから発生した凝縮水による腐食や破損、デポジット付着を抑制することができるＥＧＲ装置の制御装置を提供することを主たる目的とする。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

本発明は、ＥＧＲ配管（３６）に設けられたＥＧＲ弁（３７）が開弁されることで前記ＥＧＲ配管を通じて内燃機関（１０）の排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路（１１、１７）に還流させるＥＧＲ装置（３５）の制御装置に関する。第１の構成は、前記内燃機関を停止してから前記内燃機関を次回始動するまでの停止期間中に、前記ＥＧＲ弁を開弁して前記ＥＧＲ配管内から水を排出するＥＧＲ排水制御を実施する排水制御手段を備えることを特徴とする。

内燃機関の停止後では、外気によってＥＧＲ配管が冷やされることで、ＥＧＲ配管内で凝縮水が発生することが懸念されるが、上記構成では、内燃機関の停止期間中にＥＧＲ弁を開弁することでＥＧＲ配管内から水を積極的に排出させる。これにより、凝縮水に起因するＥＧＲ配管内の腐食やデポジットの付着を防止することができる。また、内燃機関の次回運転時において凝縮水が飛散するのを防止することができ、ひいては内燃機関の各部位の腐食や破損、デポジット付着を防止することができる。

エンジン制御システムの概略を示す構成図。 外部ＥＧＲ装置の概略の詳細を示す構成図。 始動前排水制御の処理手順を示すフローチャート。 停止後排水制御の処理手順を示すフローチャート。 開弁時間マップの一例を示す図。 エンジン始動前のＥＧＲ排水制御を示すタイムチャート。 エンジン運転停止後のＥＧＲ排水制御を示すタイムチャート。 他の実施形態のエンジン運転停止後のＥＧＲ排水制御を示すタイムチャート。 外気温度とＥＧＲ弁３７の開弁時期との関係の一例を示すマップ。 環境運転時間とＥＧＲ開弁の判定水温との関係の一例を示す図。 他の実施形態の制御システムの概略を示す図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両に搭載される多気筒４サイクルガソリンエンジン（内燃機関）を制御対象とし、当該エンジンにおける各種アクチュエータの電子制御を実施するものとしている。まず、図１によりエンジン制御システムの全体概略構成を説明する。

図１に示すエンジン１０において、吸気管１１の上流部には吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１２が設けられている。エアフロメータ１２の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１３によって開度調節されるスロットル弁１４が設けられている。スロットル弁１４の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１３に内蔵されたスロットル開度センサ１５により検出される。スロットル弁１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、サージタンク１６には、各気筒の吸気ポートに通じる吸気マニホールド１７が取り付けられている。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気弁及び排気弁（共に図示略）が設けられている。また、エンジン１０には気筒ごとに燃料噴射弁２３と点火プラグ２４とが設けられている。

エンジン１０の排気ポートには排気マニホールド２５が接続され、その排気マニホールド２５の集合部に排気管２６が接続されている。排気管２６には、排気中の有害成分を浄化するための触媒２８が設けられている。本実施形態では、触媒２８としてＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘの三成分を浄化する三元触媒が用いられている。触媒２８の上流側には、排気を検出対象として混合気の空燃比を検出する空燃比センサ２９が設けられている。空燃比センサ２９としては、空燃比に比例した出力特性を有するＡ／Ｆセンサが設けられている。

吸気管１１と排気管２６との間には、過給機としてのターボチャージャ３０が設けられている。ターボチャージャ３０は、吸気管１１においてスロットル弁１４の上流側に配置された吸気コンプレッサ３１と、排気管２６において触媒２８の上流側に配置された排気タービン３２と、吸気コンプレッサ３１及び排気タービン３２を連結する回転軸３３とを備えている。排気管２６を流れる排気によって排気タービン３２が回転されると、排気タービン３２の回転に伴い吸気コンプレッサ３１が回転され、吸気コンプレッサ３１の回転により生じる遠心力によって吸気が圧縮される（過給される）。

吸気管１１には、スロットル弁１４の下流側に、過給された吸気を冷却する熱交換器としてのインタークーラ３４が設けられている。このインタークーラ３４により吸気が冷却されることで、空気の充填効率の低下が抑制される。インタークーラ３４は例えば水冷式の吸気冷却手段であり、エンジン１０の冷却水経路とは別の経路（Ｉ／Ｃ冷却水経路）に配置されている。インタークーラ３４では、Ｉ／Ｃ冷却水経路を冷却水が循環することで吸気が冷却される。インタークーラ３４の冷却能力は冷却水の流量に応じて可変となっており、本実施形態では、Ｉ／Ｃ冷却水経路に配置された図示しないウォーターポンプ（ＷＰ）の駆動制御によってインタークーラ３４の冷却水流量を可変にできるようになっている。なお、本実施形態では、サージタンク１６と一体にインタークーラ３４が設けられているが、サージタンク１６の上流側又はスロットル弁１４の上流側に、サージタンク１６とは別にインタークーラ３４が設けられていてもよい。また、インタークーラ３４を空冷式としてもよい。

排気タービン３２の上流側と下流側とは排気バイパス通路２１によって連通されており、排気バイパス通路２１に、排気バイパス通路２１を開閉するウエイストゲートバルブ（ＷＧＶ）２２が設けられている。このＷＧＶ２２の開度に応じて排気管２６を流れる排気量が増減され、排気タービン３２の回転速度及び吸気コンプレッサ３１の回転速度が調整される。また、吸気コンプレッサ３１の上流側と下流側とは吸気バイパス通路４８によって連通されており、吸気バイパス通路４８に、吸気バイパス通路４８を開閉するエアバイパスバルブ（ＡＢＶ）４９が設けられている。このＡＢＶ４９が開弁されることによって、ターボチャージャ３０とスロットル弁１４との間の余剰圧力を開放できるようになっている。

エンジン１０には、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路内に導入する外部ＥＧＲ装置３５が設けられている。このＥＧＲ装置３５は、吸気管１１と排気管２６とを接続するＥＧＲ配管３６と、ＥＧＲ配管３６を流れるＥＧＲガス量を調節する電磁駆動式のＥＧＲ弁３７と、ＥＧＲガスを冷却する熱交換器としてのＥＧＲクーラ３８とを備えている。ＥＧＲクーラ３８は、例えば水冷式の排気冷却手段であり、エンジン１０の冷却水経路３９に配置されている。ＥＧＲクーラ３８では、冷却水経路３９を冷却水が循環することでＥＧＲガスが冷却される。ＥＧＲクーラ３８の冷却能力は冷却水の流量に応じて可変となっており、本実施形態では、冷却水経路３９に配置された流量制御弁４０の開度を制御によってＥＧＲクーラ３８の冷却水流量を可変にできるようになっている。

ＥＧＲ配管３６は、排気管２６において排気タービン３２の下流側（例えば触媒２８の下流側）と、吸気管１１において吸気コンプレッサ３１の上流側とを接続するように設けられている。これにより、いわゆるＬＰＬ方式（低圧ループ方式）のＥＧＲシステムを構築するものとなっている。

図２に示すように、ＥＧＲ弁３７は、ＥＧＲ配管３６においてＥＧＲクーラ３８の上流側（排気管２６に近い側）に配置されている。これにより、ＥＧＲクーラ３８によって冷却される前の暖かい排気がＥＧＲ弁３７を通過するようにし、ＥＧＲ弁３７へのデポジットの付着を抑制するようにしている。ＥＧＲクーラ３８は通常、水平面に対して傾斜するようにして搭載される。これにより、ＥＧＲクーラ３８にてＥＧＲガスが冷却されることで生じた水がエンジン側に入り込むことを抑制するようにしている。

その他、本システムには、エンジン１０の所定クランク角ごとにクランク角信号を出力するクランク角センサ４１、エンジン１０の冷却水温度を検出する水温センサ４２、吸気の温度を検出する吸気温センサ４３、外気の湿度を検出する湿度センサ４４、外気温を検出する外気温センサ４５、大気圧を検出する大気圧センサ４６等の各種センサが設けられている。また、本システムには、運転者により操作されるエンジン１０の始動スイッチとしてのイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）５５が設けられている。

本システムは、エンジンＥＣＵ５０、ドアＥＣＵ６０等の各種制御装置を備えている。各種制御装置は、それぞれＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなる周知のマイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）を中心に構成されており、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムを実行する。

エンジンＥＣＵ５０は、マイコン５１によりエンジン１０の各種制御を実施する。具体的には、エンジンＥＣＵ５０のマイコン５１は、前述した各種センサから検出信号を入力し、その入力した検出信号に基づいて、スロットル弁１４や燃料噴射弁２３、点火プラグ２４、ＥＧＲ弁３７、ＷＧＶ２２、ＡＢＶ４９、流量制御弁４０等の駆動を制御する。

ドアＥＣＵ６０は、図示しない車両ドアの開閉状態に基づいて各種制御を実施する。具体的には、ドアＥＣＵ６０のマイコンは、車両ドアの開状態／閉状態を検出するドアセンサ６２及びエンジンＥＣＵ５０から各種信号を入力し、その入力した信号に基づく制御を実施する。

ＥＧＲ弁３７の駆動制御（ＥＧＲ制御）に関し、エンジンＥＣＵ５０は、エンジン運転状態（例えばエンジン回転速度や負荷等）に基づいて、ＥＧＲ率の目標値である目標ＥＧＲ率を設定し、この目標ＥＧＲ率を実現するようにＥＧＲ弁３７の開度を制御する。具体的には、エンジン運転状態に基づいて実ＥＧＲ率を算出し、その算出した実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率になるようにＥＧＲ弁３７の駆動デューティ比を算出してＥＧＲ弁３７を駆動する。なお、ＥＧＲガスの導入は、基本的には、アイドル運転領域及び高負荷運転領域を除く所定のＥＧＲ適用運転領域で実施される。実ＥＧＲ率については、例えばＡ／Ｆセンサなどの排気センサを吸気管１１に取り付け、排気センサにより直接検出した値を用いてもよい。

ところで、排気には燃料の燃焼によって生じた水が多く含まれており、ＥＧＲガスが冷却されることによってＥＧＲ配管３６内で凝縮水が発生する。こうしたＥＧＲガスの冷却は、エンジン停止に伴いエンジン１０やＥＧＲ通路が冷却されることで生じやすい。特にＥＧＲクーラ３８の上流側にＥＧＲ弁３７が配置されている構成では、エンジン停止後にＥＧＲ弁３７が閉弁された状態において、ＥＧＲ弁３７の下流側に（例えばＡの部分に）凝縮水が溜まりやすい。また、凝縮水が溜まったままの状態にしておくと、ＥＧＲ配管３６やＥＧＲ弁３７の腐食やデポジット付着が促進されやすくなる。さらに、次回のエンジン運転時にエンジン１０の吸気系に凝縮水が飛散し、エンジン各部位の腐食や破損、デポジットの付着が生じることも懸念される。

そこで本実施形態では、エンジン１０の運転を停止してからエンジン１０が次回始動されるまでのエンジン停止期間中にＥＧＲ弁３７を開弁することで、ＥＧＲ配管３６内の水を排気側に排出するＥＧＲ排水制御を実施することとしている。エンジン停止期間中のＥＧＲ排水制御として具体的には、エンジン１０が停止された直後の所定の停止後期間にＥＧＲ弁３７を開弁する停止後排水制御と、エンジン１０が始動される直前に運転者が行う所定の始動前動作があったことが検出された場合にＥＧＲ弁３７を開弁する始動前排水制御とを実施している。所定の始動前動作としては、例えば車両ドアが閉状態から開状態になったこと、座席シートへの着座があったこと、車両のドアキーが解除されたこと等があり、本実施形態では車両ドアが閉状態から開状態になったことを検出している。

なお、始動前排水制御を実施するきっかけとなる所定の始動前動作は、車両ドアが開状態になったこと以外の動作としてもよいし、あるいは車両ドアが開状態になったこととそれ以外の動作とを含む構成としてもよい。

エンジン停止期間中の排水制御を実現するための構成として、本システムには、ＩＧスイッチ５５のＯＮ前にＥＧＲ弁３７を開弁するための回路としてＥＧＲ開制御回路６１が設けられている。ＥＧＲ開制御回路６１は、ドアＥＣＵ６０からの制御信号を入力可能になっており、その制御信号の入力に伴い、ＥＧＲ弁３７への電力供給を固定デューティで行うことでＥＧＲ弁３７を開弁させる。

また、ＩＧスイッチ５５のＯＮからＯＦＦへの切替時には、メインリレー制御として、イグニッションＯＦＦ後もエンジンＥＣＵ５０への電力供給が一定時間継続されるようになっている。これにより、イグニッションＯＦＦ後では、所定の制御が実行された後、エンジンＥＣＵ５０の出力信号にてメインリレーがＯＦＦされて電力供給が遮断される。本システムでは、エンジン停止直後にはかかるメインリレー制御にてＥＧＲ弁３７への電力供給を行い、ＥＧＲ弁３７を開弁させる。

本システムでは、エンジン停止期間中のＥＧＲ排水制御とともに、エンジン１０の始動後であってエンジン暖機完了前の期間にＥＧＲ弁３７を積極的に開弁させることで、エンジン暖機完了前の被水対策を行っている。エンジン暖機完了前の被水対策では、ＥＧＲクーラ３８の冷却能力を低下させつつ、ＥＧＲガスの導入による失火を抑制可能な値に目標ＥＧＲ率を制限してＥＧＲ弁３７を開く。これにより、エンジン１０の始動性を確保しつつ、ＥＧＲ配管３６内の水を蒸発させて除去するようにしている。

次に、本実施形態のＥＧＲ排水制御の処理手順について図３及び図４を用いて説明する。まずは始動前排水制御の処理手順について図３を用いて説明する。この処理は、ドアＥＣＵ６０のマイコンにより所定周期毎に実行される。

図３において、ステップＳ１０１では、所定の始動前動作があったこと及びイグニッションＯＦＦであることの２つの条件が共に成立しているか否かを判定する。本実施形態では、ドアセンサ６２によって車両ドアが開状態になったことが検出された場合に所定の始動前動作ありと判定する。また、エンジンＥＣＵ５０からＩＧスイッチ５５がＯＮになったことを示す信号が入力されていなければイグニッションＯＦＦであるものとする。

所定の始動前動作があったこと及びイグニッションＯＦＦであることのうち、少なくともいずれかが不成立の場合にはそのまま本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１０１で肯定判定された場合にはステップＳ１０２へ進み、ＥＧＲ開制御回路６１によりＥＧＲ弁３７に電力供給して、ＥＧＲ弁３７を開弁状態に切り替える。これによりＥＧＲ弁３７の開度が所定の排水開度θ１で保持される。

ステップＳ１０３では、ＥＧＲ弁３７を開弁してから所定時間（例えば数分）が経過したか否かを判定する。ステップＳ１０３で否定判定された場合にはそのまま本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１０３で肯定判定された場合には、ステップＳ１０４へ進み、ＥＧＲ弁３７への電力供給を停止し、ＥＧＲ弁３７を閉弁させる。なお、ＥＧＲ弁３７を開弁してから所定時間が経過する前にＩＧスイッチ５５がＯＮされた場合にはステップＳ１０１で否定判定されてそのまま本ルーチンを終了する。この場合には、ＥＧＲ弁３７が所定の排水開度θ１で開いた状態のまま図４の処理の実行が開始される。

次に、エンジン暖機前の排水制御及び停止後排水制御について図４を用いて説明する。この処理は、エンジンＥＣＵ５０のマイコン５１により所定周期毎に実行される。

図４において、ステップＳ２０１では、ＩＧスイッチ５５がＯＮか否かを判定する。イグニッションＯＮの場合にはステップＳ２０２へ進み、エンジン１０が始動されて暖機完了したか否かを判定する。ここでは、図示しないエンジン始動装置としてのスタータモータによるクランキングが開始された後であること、及び水温センサ４２により検出されるエンジン冷却水温が判定値以上（例えば７０〜９０℃の範囲の所定温度以上）であることの２つの条件が成立した場合に肯定判定される。

エンジン始動が未だ開始されていない場合、又はエンジン始動は開始されているが暖機完了前である場合には、ステップＳ２０２で否定判定されてステップＳ２０３へ進む。ステップＳ２０３では、ＥＧＲ弁３７を所定の微少開度θ２で開弁させる。この微少開度θ２は、ＥＧＲガスの導入に起因するエンジン１０の失火を抑制可能な開度に設定されている。また、ステップＳ２０４では、ＥＧＲクーラ３８によるＥＧＲガスの冷却を制限する。具体的には、流量制御弁４０を閉弁状態とすることによってＥＧＲクーラ３８におけるエンジン冷却水の循環を停止させる。これにより、ＥＧＲ配管３６の温度低下を抑制し、ＥＧＲ配管３６に残存している水を蒸発させて除去する。なお、流量制御弁４０の開度を全閉よりも僅かに開弁側の所定開度とすることによって冷却水流量を制限する構成としてもよい。

ステップＳ２０５では、吸気コンプレッサ３１の回転速度を制限する。ここでは、ＷＧＶ２２及びＡＢＶ４９をそれぞれ閉弁状態から開弁状態に切り替える。吸気コンプレッサ３１を比較的高い回転速度で駆動させると、ＥＧＲ配管３６の内部に存在する凝縮水が吸気通路内に吸い出され、エンジン各部位に水が飛散するおそれがある。そこで本実施形態では、エンジン暖機前では吸気コンプレッサ３１の回転速度を落とし、ＥＧＲ通路からの凝縮水の吸出しを抑制するようにしている。

エンジン１０の暖機が完了すると、ステップＳ２０２で肯定判定されてステップＳ２０６へ進み、通常時におけるＥＧＲ制御を開始する。具体的には、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率になるようにＥＧＲ弁３７を駆動する。また、イグニッションＯＮからイグニッションＯＦＦまでのエンジン運転中では、ＥＧＲガスからの凝縮水の発生が予測される所定の運転環境下でエンジン１０が運転された時間の積算値である環境運転時間Ｔｄｖを計測する（Ｓ２０７）。

本実施形態では、外気環境パラメータ（外気温度、外気湿度及び大気圧）が所定の被水状態を示す値である環境下でエンジン１０の運転が実施された時間を積算することにより環境運転時間Ｔｄｖを算出する。具体的には、（ａ）外気温センサ４５により検出される外気温が所定の低温判定値ＴＨ１（例えば１０℃）以下であるか又は所定の高温判定値（例えば３０℃）以上である場合、（ｂ）湿度センサ４４により検出される外気の湿度が所定の高湿度判定値（例えば７０％）以上である場合、及び（ｃ）大気圧センサ４６により検出される大気圧が所定の低圧判定値（例えば８５ｋPa）以下である場合、の少なくともいずれかを満たす環境下でエンジン１０の運転を行った時間を積算し、その積算値を環境運転時間Ｔｄｖとする。計測した環境運転時間ＴｄｖはＲＡＭに格納しておく。

さて、運転者によってＩＧスイッチ５５がＯＦＦされると、ステップＳ２０１で否定判定されてステップＳ２０８へ進む。ステップＳ２０８では、イグニッションＯＦＦされた直前のエンジン運転期間での環境運転時間ＴｄｖをＲＡＭから読み出し、その読み出した環境運転時間Ｔｄｖに応じてＥＧＲ弁３７を開制御する。本実施形態では、環境運転時間ＴｄｖとＥＧＲ弁３７の開弁時間との関係が、例えば開弁時間マップとして予めＲＯＭに記憶されている。マイコン５１は、この開弁時間マップを用いてＥＧＲ弁３７の開弁時間を設定し、この開弁時間に基づきＥＧＲ弁３７を駆動する。図５に、開弁時間マップの一例を示す。図５によれば、環境運転時間Ｔｄｖが長いほど、ＥＧＲ弁３７の開弁時間が長く設定される。開弁時間の経過後はＥＧＲ弁３７の駆動を停止し、本処理を終了する。

次に、本実施形態のＥＧＲ排水制御の具体的態様を図６及び図７のタイムチャートを用いて説明する。図６は、エンジン始動前及び始動時について、図７は、エンジン停止後について示している。また、図６中、（ａ）はドアセンサ６２の検出信号の推移、（ｂ）はＩＧスイッチ５５のＯＮ／ＯＦＦの推移、（ｃ）はＥＧＲ弁３７の開度の推移、（ｄ）はエンジン１０の停止／始動（暖機前）／暖機後の推移、（ｅ）はＥＧＲクーラ３８の流量制御弁４０の開弁／閉弁の推移、（ｆ）はＡＢＶ４９の開弁／閉弁の推移、（ｇ）はＷＧＶ２２の開度の推移をそれぞれ示す。図７中、（ａ）はＩＧスイッチ５５のＯＮ／ＯＦＦの推移、（ｂ）はエンジン１０の運転／停止の推移、（ｃ）はＥＧＲ弁３７の開度の推移、（ｄ）は外気温センサ４５によって検出される外気温度の推移、（ｅ）は環境運転時間Ｔｄｖ（カウント値）の推移をそれぞれ示す。

図６において、エンジン停止中の時刻ｔ１２以前に運転者が車両ドアを開けると、その時刻ｔ１１でＥＧＲ弁３７が排水開度θ１まで開弁される。その後、運転者によりＩＧスイッチ５５がＯＮされることで、ＥＧＲ弁３７の開度が微少開度θ２に変更される（ｔ１２）。なお、微少開度θ２は排水開度θ１よりも閉弁側の値に設定されている。エンジン暖機完了前の期間ｔ１２〜ｔ１３では、ＥＧＲ開度が微少開度θ２で保持されるとともに、ＥＧＲクーラ３８の流量制御弁４０が閉弁状態で保持される。また、ＷＧＶ２２及びＡＢＶ４９が開弁される。そして、エンジン１０の暖機が完了すると、その時刻ｔ１３で通常時のＥＧＲ制御に移行される。

次に、エンジン運転停止後のＥＧＲ排水制御について説明する。図７において、イグニッションＯＮ後では、外気環境パラメータが所定の被水状態を示す値である環境下でエンジン１０の運転が実施された時間が積算される。図７では、外気温度が低温判定値ＴＨ１以下である場合（例えば期間ｔ２１〜ｔ２２）では環境運転時間Ｔｄｖのカウント値が所定値αずつカウントアップされ、低温判定値ＴＨ１を超える場合（例えば期間ｔ２２〜ｔ２３）では環境運転時間Ｔｄｖのカウント値がホールドされる。そして、ＩＧスイッチ５５がＯＦＦされると、その時刻ｔ２４以降ではメインリレー制御にてＥＧＲ弁３７への電力供給が行われ、ＥＧＲ弁３７が開弁される。また、イグニッションＯＦＦ時の環境運転時間Ｔｄｖのカウント値Ｎ１に応じた開弁時間Ｔ１が経過した時刻ｔ２５で、ＥＧＲ弁３７が閉弁される。

なお、所定値αについては、外気環境パラメータの値に基づき可変に設定してもよい。この場合、外気温センサ４５により検出される外気温度が所定の低温判定値ＴＨ１以下では、外気温度が低いほど所定値αを大きい値にし、所定の高温判定値以上では、外気温度が高いほど所定値αを大きい値にすることが望ましい。また、湿度センサ４４により検出される外気の湿度が高いほど所定値αを大きい値にし、大気圧センサ４６により検出されせる大気圧が低いほど所定値αを大きい値にすることが望ましい。

以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。

エンジン１０の運転停止後では、外気によってエンジン１０やＥＧＲ配管３６が冷やされることで、ＥＧＲ配管３６内で凝縮水が発生することが懸念されるが、本実施形態では、エンジン停止期間中にＥＧＲ弁３７を開弁することで、ＥＧＲ配管３６内から水を積極的に排出させる構成とした。これにより、ＥＧＲ配管３６内の腐食やデポジットの付着を防止することができる。また、次回のエンジン運転時に凝縮水が飛散することを防止することができ、ひいてはエンジン各部位の腐食や破損、デポジットの付着を防止することができる。

エンジン停止直後では、エンジン停止に伴いＥＧＲ配管３６が徐々に冷却されることで、ＥＧＲ配管３６内で凝縮水が発生しやすくなる。この点に鑑み、エンジン１０を停止してから次回のエンジン始動までの期間のうち、少なくともエンジン停止直後の期間にＥＧＲ排水制御を実施する構成とした。この構成によれば、エンジン停止直後に発生した凝縮水をできるだけ早い段階でＥＧＲ配管３６内から除去することができる。

ＥＧＲ配管３６内での凝縮水の発生しやすさは運転環境に応じて異なることに着目し、エンジン運転期間中において、ＥＧＲガスからの凝縮水の発生が予測される運転環境下でエンジン１０が運転された時間の積算値である環境運転時間Ｔｄｖを計測し、その計測した環境運転時間Ｔｄｖに応じて、エンジン停止後のＥＧＲ弁３７の開弁時間を可変にする構成とした。こうした構成とすることにより、凝縮水の排出性を保持しつつＥＧＲ弁３７の作動時間を短縮することができ、電力消費の低減の点で好適である。

イグニッションＯＮ前に、エンジン始動の直前に運転者が行う所定の始動前動作が検出された場合にＥＧＲ弁３７を開弁してＥＧＲ配管３６内の水を排出する構成とした。これにより、イグニッションＯＦＦから次回のイグニッションＯＮまでのエンジン停止期間中にＥＧＲ配管３６内に溜まった水を、エンジン１０が始動される前に排気系側に排出することができる。

エンジン始動後であって暖機完了前の期間に、ＥＧＲクーラ３８によるＥＧＲガスの冷却を制限しつつＥＧＲ弁３７を微少開度θ２で開弁する構成とした。この構成により、エンジン１０の始動性を確保しつつＥＧＲ配管３６内の水を除去することができ、被水対策を更に強化することが可能になる。

エンジン始動後であって暖機完了前の期間では、吸気コンプレッサ３１の回転速度を制限することによって、過給機３０による吸入空気の過給を制限する構成とした。ＥＧＲ配管３６内に凝縮水が存在している可能性がある状況で吸気コンプレッサ３１を比較的高速で回転させると、ＥＧＲ配管３６内の凝縮水が吸気通路側に吸い出されるおそれがある。こうした点に鑑み上記構成とすることにより、エンジン各部位への水の飛散を極力抑制することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。

・ＥＧＲ配管３６内での凝縮水の発生時期はエンジン停止時の外気温度に応じて相違し、外気温度が低いほど、エンジン停止後の早い時期に凝縮水が発生する。この点に鑑み、本実施形態では、停止後排水制御において、エンジンの停止時の外気温度が低いほどＥＧＲ弁３７の開弁時期を早くする構成とする。この構成によれば、エンジン停止後では、ＥＧＲ弁３７に電力供給したままにしなくても、凝縮水の排出に適切な時期でＥＧＲ弁３７を開弁して凝縮水を排気側に排出することができる。これにより、電力消費の低減を図りつつ排水を行うことができる。

図８は、本実施形態の停止後排水制御の具体的態様を示すタイムチャートである。本実施形態では、ＩＧスイッチ５５がＯＦＦに切り替えられた時刻ｔ３１での外気温度Ｔｍ１に応じてＥＧＲ弁３７の開弁時期を設定する。図９に、外気温度とＥＧＲ開弁時期との関係を示すマップの一例を示す。図９のマップでは、外気温度が低いほど、エンジン停止後の早い時期にＥＧＲ弁３７の開弁時期が設定されるようになっている。図８の説明に戻り、エンジン停止後では、外気温度に基づき設定した開弁時期が到来した時刻ｔ３２でＥＧＲ弁３７を開弁させる。そして、所定の開弁時間が経過すると、その時刻ｔ３３でＥＧＲ弁３７を閉弁させる。このときのＥＧＲ弁３７の開弁時間は、予め定めた一定値としてもよいし、図５の開弁時間マップを用いて環境運転時間Ｔｄｖに基づき設定した可変値としてもよい。

・上記実施形態では、環境運転時間Ｔｄｖに応じて、エンジン停止後のＥＧＲ弁３７の開弁時間を可変にする構成とした。これを変更し、エンジン１０の停止後においてエンジン１０の冷却水温度が判定水温Ｔｔｈよりも低下するまでＥＧＲ弁３７を開弁する構成としてもよい。またこうした構成において、環境運転時間Ｔｄｖに応じて判定水温Ｔｔｈを可変にする構成としてもよい。こうした構成によっても、凝縮水の排出性を保持しつつＥＧＲ弁３７の作動時間を短縮することができる。図１０に環境運転時間Ｔｄｖと判定水温Ｔｔｈとの関係の一例を示す。図１０に示すように、環境運転時間Ｔｄｖが長いほど判定水温Ｔｔｈを低温側に設定することが望ましい。

・高湿度環境に対する運転者の動作が行われている状態を、ＥＧＲガスからの凝縮水の発生が予測される運転環境とし、高湿度環境に対する運転者の動作が行われている状態でエンジン１０の運転が実施された時間の積算値を環境運転時間Ｔｄｖとしてもよい。高湿度環境に対する運転者の動作としては、例えばフロントガラスの雨等の拭き取り装置（ワイパー）を作動させるスイッチのオン操作、フロントガラスに設けられた曇り取り用の送風装置（デフォッガ）を作動させるスイッチのオン操作、リアガラスにプリントされた電熱線（ガラスヒータ）を発熱させるためのガラスヒータスイッチのオン操作等が挙げられる。こうした運転者の動作に基づき外気環境の状態を把握して環境運転時間Ｔｄｖを計測する構成によってもＥＧＲ配管３６内の排水の必要性を把握することができる。また、外気環境パラメータが所定の被水状態を示す値であること及び高湿度環境に対する運転者の動作が行われていることの少なくともいずれかを満たす環境下でエンジン１０の運転が実施された時間を積算し、その積算値を環境運転時間Ｔｄｖとしてもよい。

・上記実施形態では、外気温度、外気湿度及び大気圧の３つの外気環境パラメータに基づいて環境運転時間Ｔｄｖを計測したが、３つの外気環境パラメータのうちの１つ又は２つに基づいて環境運転時間Ｔｄｖを計測してもよい。

・上記実施形態の停止後排水制御（図４のステップＳ２０８）では、環境運転時間Ｔｄｖに応じてＥＧＲ弁３７の開弁時間を可変にしたが、環境運転時間Ｔｄｖに関わらずＥＧＲ弁３７の開弁時間を一定にしてもよい。

・上記実施形態では、エンジン運転期間において外気温度が低温判定値ＴＨ１よりも高温である場合には環境運転時間Ｔｄｖのカウント値をホールドしたが、時間の経過に伴い所定値βずつカウントダウンする構成としてもよい。また、所定値βについては、都度の外気温度に基づき可変に設定してもよい。この場合、外気温センサ４５により検出される外気温度が所定の低温判定値ＴＨ１以下では、外気温度が低いほど所定値βを小さい値にし、所定の高温判定値以上では、外気温度が高いほど所定値βを小さい値にしてもよい。また、湿度センサ４４により検出される外気の湿度が高いほど所定値βを小さい値にし、大気圧センサ４６により検出されせる大気圧が低いほど所定値βを小さい値にしてもよい。

・上記実施形態では、イグニッションＯＮを始点として、ＥＧＲガスからの凝縮水の発生が予測される運転環境下でエンジン１０が運転された時間を積算することにより環境運転時間Ｔｄｖを算出したが、通常時ＥＧＲ制御に移行したタイミングを始点として環境運転時間Ｔｄｖを算出してもよい。

・上記実施形態では、ＬＰＬ方式（低圧ループ方式）のＥＧＲ装置を採用した過給機付きエンジンに本発明を適用する場合について説明したが、図１１に示すように、排気管２６において排気タービン３２の上流側と、吸気管１１において吸気コンプレッサ３１の下流側（例えばインタークーラ３４の下流側）とを接続するようにＥＧＲ配管３６が設けられたＨＰＬ方式（高圧ループ方式）のＥＧＲ装置を採用した過給機付きエンジンに本発明を適用してもよい。

・上記実施形態では、ＥＧＲ配管３６においてＥＧＲクーラ３８の上流側にＥＧＲ弁３７を配置したが、ＥＧＲクーラ３８の下流側にＥＧＲ弁３７を配置する構成に本発明を適用してもよい。

・上記実施形態では、エンジンＥＣＵ５０が停止後排水制御を実行し、ドアＥＣＵ６０が始動前排水制御を実行する構成としたが、エンジンＥＣＵ５０とドアＥＣＵ６０とを一つの制御装置とし、この制御装置が停止後排水制御及び始動前排水制御を実行する構成としてもよい。

・上記実施形態では、排気タービン駆動式の過給機（いわゆるターボチャージャ）を搭載したエンジンに適用する場合について説明したが、ターボチャージャを搭載したエンジンに限定せず、機械駆動式の過給機（いわゆるスーパーチャージャ）や、電動式の過給機を搭載したエンジンに適用してもよい。また、過給機付きのエンジンに限定せず、過給機を搭載していない自然吸気エンジン（ＮＡエンジン）に適用してもよい。

・本発明は、ガソリンエンジンだけでなくディーゼルエンジンにも適用できる。また、車両用以外のエンジンにも適用できる。

１０…エンジン（内燃機関）、１１…吸気管、１８…排気センサ、２２…ウエイストゲートバルブ、２６…排気管、３０…ターボチャージャ（過給機）、３１…吸気コンプレッサ、３２…排気タービン、３４…インタークーラ、３５…外部ＥＧＲ装置、３６…ＥＧＲ配管、３７…ＥＧＲ弁、３８…ＥＧＲクーラ（排気冷却手段）、４５…外気温センサ（温度検出手段）、５０…エンジンＥＣＵ（排水制御手段、時間計測手段、暖機前制御手段）、５１…マイコン、５５…ＩＧスイッチ、６０…ドアＥＣＵ（排水制御手段）、６２…ドアセンサ（動作検出手段）。

Claims (8)

1. ＥＧＲ配管（３６）に設けられたＥＧＲ弁（３７）が開弁されることで前記ＥＧＲ配管を通じて排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲ装置（３５）を備える内燃機関（１０）のＥＧＲ制御装置（５０、６０）であって、
   前記内燃機関を停止してから前記内燃機関を次回始動するまでの停止期間中に、前記ＥＧＲ弁を開弁して前記ＥＧＲ配管内から水を排出するＥＧＲ排水制御を実施する排水制御手段と、
   前記ＥＧＲガスからの凝縮水の発生が予測される所定の運転環境下において前記内燃機関の運転が実施された時間の積算値である環境運転時間を計測する時間計測手段と、
   を備え、
   前記排水制御手段は、前記内燃機関を停止した直後の所定の停止後期間に前記ＥＧＲ排水制御を実施するとともに、前記時間計測手段により計測した環境運転時間に応じて、前記所定の停止後期間における前記ＥＧＲ弁の開弁時間を可変に設定することを特徴とするＥＧＲ制御装置。
2. ＥＧＲ配管（３６）に設けられたＥＧＲ弁（３７）が開弁されることで前記ＥＧＲ配管を通じて排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲ装置（３５）を備える内燃機関（１０）のＥＧＲ制御装置（５０、６０）であって、
   前記内燃機関を停止してから前記内燃機関を次回始動するまでの停止期間中に、前記ＥＧＲ弁を開弁して前記ＥＧＲ配管内から水を排出するＥＧＲ排水制御を実施する排水制御手段と、
   前記ＥＧＲガスからの凝縮水の発生が予測される所定の運転環境下において前記内燃機関の運転が実施された時間の積算値である環境運転時間を計測する時間計測手段と、
   を備え、
   前記排水制御手段は、前記内燃機関を停止した直後の所定の停止後期間に前記ＥＧＲ排水制御を実施するとともに、前記内燃機関の停止後において前記内燃機関の冷却水温度が判定値よりも低下するまで前記ＥＧＲ弁を開弁し、
   前記時間計測手段により計測した環境運転時間に応じて前記判定値を可変に設定することを特徴とするＥＧＲ制御装置。
3. ＥＧＲ配管（３６）に設けられたＥＧＲ弁（３７）が開弁されることで前記ＥＧＲ配管を通じて排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲ装置（３５）を備える内燃機関（１０）のＥＧＲ制御装置（５０、６０）であって、
   前記内燃機関を停止してから前記内燃機関を次回始動するまでの停止期間中に、前記ＥＧＲ弁を開弁して前記ＥＧＲ配管内から水を排出するＥＧＲ排水制御を実施する排水制御手段と、
   外気の温度を検出する温度検出手段（４４）と、
   を備え、
   前記排水制御手段は、前記内燃機関の停止時に前記温度検出手段により検出される外気温度が低いほど、前記ＥＧＲ弁の開弁時期を早くすることを特徴とするＥＧＲ制御装置。
4. 前記排水制御手段は、前記内燃機関を停止した直後の所定の停止後期間に前記ＥＧＲ排水制御を実施する請求項３に記載のＥＧＲ制御装置。
5. 外気の温度を検出する温度検出手段（４４）を備え、
   前記排水制御手段は、前記内燃機関の停止時に前記温度検出手段により検出される外気温度が低いほど、前記ＥＧＲ弁の開弁時期を早くする請求項１又は２に記載のＥＧＲ制御装置。
6. 前記内燃機関が始動される直前に運転者が行う所定の始動前動作を検出する動作検出手段を備え、
   前記排水制御手段は、前記停止期間中に前記動作検出手段により前記所定の始動前動作があったことが検出された場合に前記ＥＧＲ排水制御を実施する請求項１〜５のいずれか一項に記載のＥＧＲ制御装置。
7. 前記吸気通路に還流する排気を冷却する排気冷却手段（３８）が前記ＥＧＲ配管に設けられており、
   前記内燃機関の始動後であって前記内燃機関の暖機完了前の期間に、前記排気冷却手段による排気の冷却を制限しつつ、前記内燃機関の失火を抑制可能な所定開度で前記ＥＧＲ弁を開弁する暖機前制御手段を備える請求項１〜６のいずれか一項に記載のＥＧＲ制御装置。
8. 前記内燃機関の吸入空気を過給する過給機（３０）が前記内燃機関のガス通路（１１，２６）に設けられており、
   前記内燃機関の始動後であって前記内燃機関の暖機完了前の期間では、前記過給機による吸入空気の過給を制限する請求項７に記載のＥＧＲ制御装置。

Images