ＥＧＲシステム
【課題】ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を燃費や内燃機関の運転状態の悪化なく除去可能なＥＧＲシステムを提供する。
【解決手段】ＥＧＲ通路(10)にＥＧＲ弁(12)及びＥＧＲクーラ(13)を含むＥＧＲ装置を設けるとともにＥＧＲ通路のＥＧＲクーラよりも排気通路(8)側の部分に電気ヒータ(16)を設け、ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、ＥＧＲ装置を制御して少なくともＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ電気ヒータへの通電を行う。
【解決手段】ＥＧＲ通路(10)にＥＧＲ弁(12)及びＥＧＲクーラ(13)を含むＥＧＲ装置を設けるとともにＥＧＲ通路のＥＧＲクーラよりも排気通路(8)側の部分に電気ヒータ(16)を設け、ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、ＥＧＲ装置を制御して少なくともＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ電気ヒータへの通電を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲシステムに係り、詳しくは、ＥＧＲクーラに付着する煤を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（内燃機関）から排出される排ガス中にはＮＯxが含まれており、このＮＯxは燃焼温度が高いほど多く発生し易いことが知られている。一方、ＮＯxはＥＧＲ（排気再循環）により排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流させることで燃焼温度を低下させることができる。これらのことから、エンジンにＥＧＲシステムを備え、当該ＥＧＲシステムを作動させ、ＥＧＲを行い燃焼温度を低下させることでＮＯxを低減させる技術が開発されている。特に、ディーゼルエンジンでは、燃焼空燃比がリーン空燃比傾向であることから燃焼ガス中に酸素が多く、故にＮＯxが発生し易く、ＥＧＲの実施は排気浄化性能を向上させる上で効果的である。
【０００３】
また、燃焼温度を低下させるためにはＥＧＲガスの温度をできるだけ低下させるのがよく、一般に、ＥＧＲ通路にＥＧＲクーラ（熱交換器）を介装することでＥＧＲガスを空冷または液冷により冷却するようにしている。
ところで、ＥＧＲガスを多く還流させるほどＮＯxを低減させることが可能であるが、ディーゼルエンジンの場合には、ＥＧＲガスを多く還流させるほど酸素不足により黒鉛の発生量が増加するというトレードオフの関係がある。このように黒鉛が多量に発生し排ガスに含まれると、当該黒鉛がＥＧＲクーラを通る際に冷却されてＥＧＲクーラの通路内壁に煤として付着するという問題がある。
【０００４】
このようにＥＧＲクーラの通路内壁に煤が付着すると、ＥＧＲクーラの伝熱性能が悪化して熱交換効率が低下し、ＥＧＲガスが十分に冷却されずに燃焼温度が上昇し、黒煙のみならずＮＯxをも十分に低減できず好ましいことではない。
そこで、例えばＥＧＲを行わないときに高温の排ガスがＥＧＲクーラを介して排気通路に流れるよう構成し、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を高温の排ガスで燃焼除去させる技術が知られている（特許文献１参照）。また、ＥＧＲクーラを液冷で冷却するよう構成し、ＥＧＲクーラへの冷媒液の流通を減少または停止することでＥＧＲクーラの高温化を促進させ、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を燃焼除去させる技術も知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２１１６４９号公報
【特許文献２】特開２００４−５２６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を燃焼除去するためには、ＥＧＲクーラを煤が十分に燃焼可能なほどの高い温度にまで上昇させる必要がある。上記特許文献１、２に記載の技術では、エンジンから高温の燃焼ガスを排ガスとして排出すべく燃料を増量して気筒内に供給するようにしており、燃費悪化に繋がるのみならずエンジンの運転状態をも悪化させ、好ましいことではない。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を燃費や内燃機関の運転状態の悪化なく除去可能なＥＧＲシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、請求項１のＥＧＲシステムは、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通して排ガスの一部を前記内燃機関の気筒内に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられて該ＥＧＲ通路を流れる排ガスの流量を調節するＥＧＲ弁、及び、前記ＥＧＲ通路に介装されて該ＥＧＲ通路を流れる排ガスを冷却するＥＧＲクーラを含むＥＧＲ装置と、前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラよりも前記排気通路側の部分に設けられ、前記ＥＧＲ通路を流れる排ガスを加熱するヒータと、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲ装置を制御して少なくとも前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２のＥＧＲシステムでは、請求項１において、前記制御手段は、前記ＥＧＲ弁を制御し、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲ弁を開作動させることで前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする。
また、請求項３のＥＧＲシステムでは、請求項１において、前記ＥＧＲ弁は、前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラよりも前記吸気通路側の部分に設けられ、前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラと前記ＥＧＲ弁との間の部分から分岐して前記排気通路に合流する連通路と、該連通路の連通と遮断とを行う連通弁とをさらに備え、前記制御手段は、前記ＥＧＲ弁とともに前記連通弁をも制御し、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲ弁を閉作動させる一方、前記連通弁を連通状態にすることで前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４のＥＧＲシステムでは、請求項３において、前記排気通路に排ガス中のパティキュレート・マターを捕集するフィルタをさらに備え、前記連通路は、前記フィルタよりも排気上流側の部分で前記排気通路に合流することを特徴とする。
また、請求項５のＥＧＲシステムでは、請求項４において、前記排気通路の前記フィルタよりも排気上流側に触媒をさらに備え、前記連通路は、前記フィルタと前記触媒との間の部分で前記排気通路に合流することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６のＥＧＲシステムでは、請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記ＥＧＲクーラは液冷式の熱交換器であって、該ＥＧＲクーラを貫通して冷媒液の流通する冷媒通路を備えるとともに、該冷媒通路には該冷媒通路の連通と遮断とを行う遮断弁を有し、前記制御手段は、前記遮断弁をも制御し、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容するとともに前記遮断弁を遮断状態にし且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項７のＥＧＲシステムでは、請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記ヒータの発熱部材の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ヒータを加熱し、前記温度検出手段により検出される温度が所定温度以上になるのを待って前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項８のＥＧＲシステムでは、請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記内燃機関は気筒への燃料供給を一時的に停止する燃料カット手段を備え、前記制御手段は、燃料カット手段により燃料供給を一時的に停止したとき、前記ＥＧＲ装置を制御し、少なくとも前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項９のＥＧＲシステムでは、請求項８において、前記内燃機関は車両に搭載されており、前記燃料カット手段は車両が制動状態にあるとき、燃料供給を一時的に停止することを特徴とする。
また、請求項１０のＥＧＲシステムでは、請求項１乃至９のいずれかにおいて、前記内燃機関は車両に搭載されており、車両の制動エネルギを電力として回生する回生手段をさらに有し、前記ヒータは電気ヒータであって、前記回生手段により回生された電力により排ガスを加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１のＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲ通路のＥＧＲクーラよりも排気通路側の部分にはＥＧＲ通路を流れる排ガスを加熱するヒータが設けられ、ＥＧＲクーラの加熱が要求されるときには、ＥＧＲ装置を制御して少なくともＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つヒータを加熱するようにしたので、ＥＧＲクーラの通路内壁に煤が付着し、当該煤を除去すべくＥＧＲクーラの加熱が要求される場合には、ＥＧＲクーラに流入する排ガスがヒータにより加熱され、当該加熱された排ガスによってＥＧＲクーラが昇温させられ、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤が良好に燃焼除去される。
【００１５】
これにより、従来のように内燃機関から高温の排ガスを排出する必要がなく、燃費や内燃機関の運転状態の悪化を招くことなくＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を除去することができる。
請求項２のＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲクーラの加熱が要求されるときには、ＥＧＲ弁を開作動させてＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つヒータを加熱するので、簡単な構成にして、ＥＧＲクーラに流入する排ガスをヒータにより加熱し、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を除去することができる。
【００１６】
請求項３のＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲ通路のＥＧＲクーラと吸気通路側のＥＧＲ弁との間の部分から分岐して排気通路に合流する連通路に連通弁を備え、ＥＧＲクーラの加熱が要求されるときには、ＥＧＲ弁を閉作動させる一方、連通弁を連通状態にすることでＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つヒータを加熱するので、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を除去すべくＥＧＲクーラの加熱が要求される場合において、煤を燃焼させた排ガスが内燃機関の気筒内に環流することなく直接排気通路に排出される。
【００１７】
これにより、煤を燃焼させた排ガス中に煤の不完全燃焼成分を含んでいたとしても、当該不完全燃焼成分で内燃機関の筒壁等を汚損することなくＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を除去することができる。
また、請求項４のＥＧＲシステムによれば、連通路はフィルタよりも排気上流側の部分で排気通路に合流するので、煤を燃焼させた排ガス中に煤の不完全燃焼成分を含んでいても当該不完全燃焼成分がフィルタに捕捉されることになり、排気浄化性能を向上させることができる。
【００１８】
また、請求項５のＥＧＲシステムによれば、連通路はフィルタと触媒との間の部分で排気通路に合流するので、煤を燃焼させた排ガス中に煤の不完全燃焼成分を含んでいても、当該不完全燃焼成分は当該不完全燃焼成分で触媒を汚損することなくフィルタに捕捉されることになり、排気浄化性能を向上させることができる。
また、請求項６のＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲクーラは液冷式の熱交換器であって、該ＥＧＲクーラを貫通し冷媒液の流通する冷媒通路に遮断弁を備え、ＥＧＲクーラの加熱が要求されるときには、ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容するとともに遮断弁を遮断状態にし且つヒータを加熱するので、ＥＧＲクーラが液冷式の熱交換器である場合において、ＥＧＲクーラに流入する排ガスがヒータにより加熱される際にＥＧＲクーラが不必要に冷却されることがなくなる。
【００１９】
これにより、ＥＧＲクーラを速やかに昇温させ、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を良好に燃焼除去することができる。
また、請求項７のＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、ヒータの加熱によって発熱部材の温度が所定温度以上になるのを待ってＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容するので、ＥＧＲクーラを確実に所定温度以上に加熱でき、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を温度不足により不完全燃焼させないようにして確実に燃焼除去することが可能である。
【００２０】
また、請求項８のＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲクーラの加熱が要求される場合の一態様として燃料カットを実施するとき、ＥＧＲ装置を制御し、少なくともＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つヒータを加熱するので、内燃機関からの排ガスが空気のみとされてＥＧＲクーラに十分な酸素が供給されることになり、当該酸素の存在の下、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を十分に燃焼除去することができる。
【００２１】
また、請求項９のＥＧＲシステムによれば、燃料カット手段は車両が制動状態にあるときに燃料供給を一時的に停止するので、内燃機関の運転状態の悪化を招くことなく、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を十分に燃焼除去することができる。
また、請求項１０のＥＧＲシステムによれば、ヒータは電気ヒータであって、車両の制動エネルギにより回生された電力により排ガスを加熱するので、省エネルギ化を図りつつＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を燃焼除去することができる。
【００２２】
特に、車両の制動時において燃料カットを実施しつつ回生電力を用いて排ガスを加熱することにより、十分な酸素の存在の下、省エネルギ化を図りつつＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を十分に燃焼除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明に係るＥＧＲシステムの実施形態を説明する。
図１を参照すると、本発明に係るＥＧＲシステムの概略構成図が示されており、以下同図に基づき説明する。
本発明に係るＥＧＲシステムは車両に搭載されたエンジン１に付随しており、エンジン１としては、ここでは直列４気筒ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと記す）が採用される。
【００２４】
エンジン１の吸気ポート２には、吸気マニホールドを介して吸気管（吸気通路）４が接続されており、一方、排気ポート６には、排気マニホールドを介して排気管（排気通路）８が接続されている。
排気管８からは、分岐して排ガスの一部（以下、ＥＧＲガスという）を吸気系に還流させるためのＥＧＲ通路１０が延びており、当該ＥＧＲ通路１０の先端は吸気管４に接続されている。
【００２５】
そして、ＥＧＲ通路１０には、ＥＧＲ装置の一例として、ＥＧＲ通路１０の開閉制御を行う電磁式のＥＧＲ弁１２と、体積効率を高めるべくＥＧＲガスを冷却するための空冷式の熱交換器であるＥＧＲクーラ１３が介装されている。ここでは、ＥＧＲ弁１２は例えばＥＧＲクーラ１３よりも吸気管４側に設けられている。
これより、ＥＧＲ装置が作動し、排気管８からＥＧＲ通路１０を通ってＥＧＲガスが吸気系に還流されると、当該ＥＧＲガスが新気とともにエンジン１の気筒内に導入されて燃焼することになり、燃焼が緩慢となってＮＯxの発生が抑制される。
【００２６】
また、ＥＧＲ通路１０のＥＧＲクーラ１３よりも排気管８側の部分にはＥＧＲ通路１０内を流れるＥＧＲガスを加熱するための電気ヒータ１６が介装されている。電気ヒータ１６は、例えば発熱部材として電熱線（図示せず）を有し、当該電熱線をＥＧＲ通路１０に巻くようにして設けられており、当該電熱線には温度検出センサ（温度検出手段）１７が設けられている。
【００２７】
なお、本実施の形態ではＥＧＲガスを加熱するためのヒータとして電気ヒータを用いているが、これ以外に、例えば火炎バーナーヒータや、化学反応熱を利用する化学ヒータ等を用いることもできる。
電子コントローラ（ＥＣＵ）３０は、エンジン１を含めた本発明に係るＥＧＲシステムの総合的な制御を行うための制御装置である。
【００２８】
ＥＣＵ３０には、バッテリ４０が電源として接続される他、その入力側には、上記温度検出センサ１７が接続されるとともに、アクセルペダル（図示せず）の操作量を検出するアクセル開度センサ（ＡＰＳ）３２、車両の制動状態を検出する制動スイッチ（制動ＳＷ）３４等の各種センサ類が接続されている。制動ＳＷ３４としては、ここでは例えばブレーキペダルの踏み込み操作を検出するブレーキＳＷが使用される。
【００２９】
一方、ＥＣＵ３０の出力側には、上記ＥＧＲ装置、電気ヒータ１６が接続されるとともに、オルタネータ（ＡＬＴ）５０等の各種デバイス類が接続されている。なお、電気ヒータ１６については、バッテリ４０からの電力がＥＣＵ３０において断接操作されて直接供給されるよう構成されている。また、ＡＬＴ５０は、例えばエンジン１の出力軸に直列または並列に設けられており、エンジン１の駆動力により発電しバッテリ４０への充電を行うとともに、車両の制動時には、車輪（図示せず）へ制動力を付与しつつ制動エネルギを電力として回生し、やはりバッテリ４０に充電する機能を有している（回生手段）。
【００３０】
これにより、ＥＧＲ装置、電気ヒータ１６、ＡＬＴ５０等の各種デバイス類が各種センサ類からの情報に基づき作動制御される。具体的には、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ装置が制御され、ＡＬＴ５０の発電制御及び回生制御が行われ、要求に応じて電気ヒータ１６に通電が行われる。
また、エンジン１は、車両の制動時、即ち車両の減速時には不要な燃料の供給を停止する燃料カットを実施可能に構成されており、ＥＣＵ３０により、各種センサ類からの情報に基づき車両が減速状態にあることが検出されると、所定のエンジン回転速度の範囲内で燃料カットが実施される（燃料カット手段）。
【００３１】
以下、このように構成された本発明に係るＥＧＲシステムの作動及び作用効果について説明する。
ＥＧＲシステムでは、上述したように通常はエンジン１の運転状態に応じてＥＣＵ３０によりＥＧＲ装置が制御され、ＥＧＲガスが吸気系に還流されることで燃焼が緩慢となり、ＮＯxの発生が抑制される。
【００３２】
ところで、特にディーゼルエンジンの場合、上述の如くＥＧＲガスを多く還流させるほど酸素不足により黒鉛の発生量が増加するというトレードオフの関係があり、ＥＧＲクーラ１３により冷却された黒鉛がＥＧＲクーラ１３の通路内壁に煤として付着し易いという問題を有している。
そこで、本発明に係るＥＧＲシステムでは、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を除去すべく、電気ヒータ１６でＥＧＲ通路１０内を流れるＥＧＲガスを加熱してＥＧＲクーラ１３を加熱昇温させ、これによりＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去するように図っており、以下、本発明に係るＥＧＲクーラ１３の加熱制御について説明する。
【００３３】
図２を参照すると、ＥＣＵ３０により実行される本発明に係るＥＧＲクーラ１３の加熱制御（ＥＧＲクーラ加熱制御）の制御ルーチンがフローチャートで示されており（制御手段）、以下同フローチャートに沿い説明する。
ステップＳ１０では、先ず、車両が減速状態にあることを情報として読み込む。具体的には、ＡＰＳ３２及び制動ＳＷ３４からの情報を読み込む。
【００３４】
ステップＳ１２では、上記読み込んだ情報に基づき、車両が減速状態にあるか否かを判別する。即ち、ＡＰＳ３２及び制動ＳＷ３４からの情報に基づき、アクセルペダルが操作されておらず且つブレーキペダルが操作されて車両が制動状態にあるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で車両が減速状態にあると判定された場合には、ステップＳ１４に進む。
【００３５】
ステップＳ１４では、車両が減速状態にあることを受けて回生制御を実施する。即ち、車輪からの動力によりＡＬＴ５０の回転を制御し、制動エネルギを電力として回生する。
そして、ステップＳ１６において、上記回生した回生電力を電気ヒータ１６に供給する。即ち、車両が減速状態にあって回生制御が実施されたときには、回生電力により電気ヒータ１６に通電を行い、ＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを電気ヒータ１６で加熱するようにする。
【００３６】
なお、ここでは車両が減速状態にあるときに電気ヒータ１６でＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを加熱するようにしているが、これは車両が減速状態であればエンジン１の運転状態等に悪影響を与えずにＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去可能なためであって、ＥＧＲクーラ１３の加熱が要求される場合の一態様であり、車両が減速状態であるときに限るものではない。即ち、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去すべくＥＧＲクーラ１３の加熱が要求される場合において電気ヒータ１６に通電を行うようにすればよい。
【００３７】
ステップＳ１８では、温度検出センサ１７からの情報に基づき、電気ヒータ１６の発熱部材の温度を読み込み、ステップＳ２０において、電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温したか否かを判別する。ここに、所定温度Ｔ1は、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤が燃焼可能な温度に設定されている。
一方、上記ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）で車両が減速状態にない場合には、ステップＳ２２に進み、回生制御を実施せず、或いは回生制御を停止し、ステップＳ２４に進み、回生電力の電気ヒータ１６への供給を実施せず、或いは停止する。
【００３８】
このように電気ヒータ１６の制御を実施したら、ステップＳ３０において、ＥＧＲ装置を操作し、ＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を制御（許容或いは阻止）する。例えば、ステップＳ２０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温したと判定された場合には、ＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を許容すべくＥＧＲ装置を操作し、ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で所定温度Ｔ1に満たないと判定された場合には、ＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を阻止すべくＥＧＲ装置を操作する。また、例えば、ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）でステップＳ２２、Ｓ２４を実行した場合には、ＥＧＲ装置において通常制御を行う。
【００３９】
以上のように、本発明に係るＥＧＲシステムでは、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去すべくＥＧＲクーラ１３の加熱が要求される場合には、電気ヒータ１６を用いてＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを加熱しＥＧＲクーラ１３を加熱昇温することでＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去するようにしている。従って、従来のように煤を燃焼除去するためにエンジンから高温の排ガスを排出する必要がなく、燃費やエンジン１の運転状態の悪化を招くことなくＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を除去することができる。
【００４０】
また、ここでは、電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温したか否かに応じてＥＧＲ装置の制御を行い、温度Ｔが所定温度Ｔ1以上である場合にのみＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を許容するようにしており、これによりＥＧＲクーラ１３を確実に所定温度Ｔ1以上に加熱昇温させ、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を温度不足により不完全燃焼させないようにしながら確実に燃焼除去することができる。
【００４１】
さらに、ここでは、バッテリ４０に充電された電力を用いることなく、車両が減速状態にある場合に、制動エネルギによる回生電力を電気ヒータ１６に供給しＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを加熱してＥＧＲクーラ１３の加熱昇温を図るようにしており、これにより省エネルギ化を図りつつＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去することができる。
【００４２】
また、制動エネルギによる回生が行われる車両の制動時、即ち車両の減速時には、上述したように燃料カットが併せて実施されることになるが、この際、エンジン１からの排ガスひいてはＥＧＲガスは空気のみとされ、故にＥＧＲクーラ１３には十分な酸素が供給されることになり、当該酸素の存在の下、車両の減速時であってエンジン１の運転状態の悪化を招くこともなく、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を十分に燃焼除去することが可能である。
【００４３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温した場合にのみＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を許容するようにしているが、電気ヒータ１６が十分な発熱能力を有していれば、必ずしも温度Ｔが所定温度Ｔ1以上になったか否かの判別をしなくてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、回生電力を電気ヒータ１６に供給してＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを加熱するようにしたが、回生電力に加えて或いは代えて、直接バッテリ４０の蓄電電力を電気ヒータ１６に供給するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、燃料カット時に電気ヒータ１６に通電してＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを加熱するようにしたが、上記同様、燃料カットを実施しない場合であっても電気ヒータ１６に通電してＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを加熱するようにしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、オルタネータ（ＡＬＴ）５０により制動エネルギを電力として回生するようにしているが、本発明をハイブリッド式電気自動車に適用することも可能であり、この場合には、オルタネータをモータ・ジェネレータに置き換えることができる。
【実施例】
【００４６】
以下、上述した本発明の実施形態における具体的な実施例について説明する。
先ず、第１実施例を説明する。
第１実施例に係るＥＧＲシステムでは、上記図１に示す構成において、図３のフローチャートに示すＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンがＥＣＵ３０により実行される。なお、ここでは上記実施形態において述べた事項との共通部分については説明を省略し、第１実施例に固有の内容についてのみ説明する。即ち、第１実施例では上記図２のステップＳ３０の部分がより具体化されており、以下当該部分を中心に説明する。
【００４７】
図３に示すように、ステップＳ２０において電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温したか否かを判別した後、判別結果が真（Ｙｅｓ）で温度Ｔが所定温度Ｔ1以上である場合には、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２では、ＥＧＲ弁１２を開作動させる。これにより、ＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入が許容され、電気ヒータ１６により所定温度Ｔ1以上にまで加熱されたＥＧＲガスによってＥＧＲクーラ１３が加熱昇温される。
【００４８】
一方、ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で温度Ｔが未だ所定温度Ｔ1に満たない場合には、ＥＧＲクーラ１３は十分に加熱昇温されないと判断できることから、ステップＳ３４に進み、ＥＧＲ弁１２を閉作動させ、温度Ｔが所定温度Ｔ1以上になるのを待つ。
また、ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）でステップＳ２２、Ｓ２４を実行した場合には、ステップＳ３６に進み、ＥＧＲ弁１２について通常制御を行う。
【００４９】
このように、第１実施例に係るＥＧＲシステムでは、具体的にＥＧＲ弁１２を開閉作動させてＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を許容し、ＥＧＲクーラ１３の加熱昇温を行うようにしている。
従って、当該第１実施例によれば、上記効果に加え、ＥＧＲ弁１２を開閉作動させるという簡単な構成でＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去できる。
【００５０】
次に、第２実施例を説明する。
第２実施例に係るＥＧＲシステムでは、図４に示すように、上記図１に示す構成に加え、排気管８に排ガス中のパティキュレート・マター（ＰＭ）を捕捉するディーゼル・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）２０が介装され、当該ＤＰＦ２０の排気上流側に位置してＮＯｘを還元除去するＮＯｘ触媒２２が介装されている。なお、公知であるためここでは説明を省略するが、ＤＰＦ２０に捕捉されたＰＭは、例えば定期的に排気温度を上昇させることで燃焼除去される。
【００５１】
そして、ＥＧＲ通路１０のＥＧＲクーラ１３よりも吸気管４側のＥＧＲクーラ１３とＥＧＲ弁１２との間の部分からは連通路２４が分岐して延びており、当該連通路２４は、先端が上記ＤＰＦ２０の排気上流側のＤＰＦ２０とＮＯｘ触媒２２との間の部分において排気管８に合流するよう構成されている。また、連通路２４には当該連通路２４の連通と遮断とを行うリリース弁（連通弁）２６が介装されており、当該リリース弁２６はＥＣＵ３０の出力側に接続されている。
【００５２】
このように構成された第２実施例に係るＥＧＲシステムでは、図５のフローチャートに示すＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンがＥＣＵ３０により実行される。なお、ここでも上記実施形態において述べた事項との共通部分については説明を省略し、第２実施例に固有の内容についてのみ説明する。
図５に示すように、ステップＳ２０において電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温したか否かを判別した後、判別結果が真（Ｙｅｓ）で温度Ｔが所定温度Ｔ1以上である場合には、ステップＳ３２’に進む。
【００５３】
ステップＳ３２’では、ＥＧＲ弁１２を閉作動させる一方、リリース弁２６を開作動させる。これにより、吸気管４に環流することなくそのまま排気管８に流れるようにしてＥＧＲガスのＥＧＲクーラ１３内への流入が許容され、電気ヒータ１６により所定温度Ｔ1以上にまで加熱されたＥＧＲガスによってＥＧＲクーラ１３が加熱昇温される。
一方、ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で温度Ｔが未だ所定温度Ｔ1に満たない場合には、上記同様、ステップＳ３４’に進み、ＥＧＲ弁１２とともにリリース弁２６を共に閉作動させ、温度Ｔが所定温度Ｔ1以上になるのを待つ。
【００５４】
また、ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）でステップＳ２２、Ｓ２４を実行した場合には、ステップＳ３６’に進み、リリース弁２６を閉作動させ、ＥＧＲ弁１２について通常制御を行う。
このように、第２実施例に係るＥＧＲシステムでは、ＥＧＲ通路１０と排気管８との間に連通路２４を設け、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去すべくＥＧＲクーラ１３の加熱が要求される場合には、ＥＧＲ弁１２を閉作動させる一方、リリース弁２６を開作動させ、ＥＧＲガスを連通路２４からそのまま排気管８に排出するようにしてＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を許容し、ＥＧＲクーラ１３の加熱昇温を行うようにしている。
【００５５】
従って、当該第２実施例によれば、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼させたＥＧＲガスがエンジン１の気筒内に環流することなく直接排気管８に排出されることになり、煤を燃焼させたＥＧＲガス中に煤の不完全燃焼成分（例えば、ＰＭ）を含んでいたとしても、上記効果に加え、当該不完全燃焼成分でエンジン１の気筒のシリンダ壁やピストン等（筒壁等）を汚損することなくＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を除去できる。
【００５６】
また、連通路２４は、ＤＰＦ２０の排気上流側のＮＯｘ触媒２２との間の部分において排気管８に合流するよう構成されているので、煤を燃焼させたＥＧＲガス中に煤の不完全燃焼成分を含んでいたとしても、当該不完全燃焼成分をＮＯｘ触媒２２に付着させることなくＤＰＦ２０で捕捉し除去することができ、排気浄化性能の向上を図ることもできる。
次に、第３実施例を説明する。
【００５７】
第３実施例に係るＥＧＲシステムでは、図６に示すように、上記図１の空冷式の熱交換器であるＥＧＲクーラ１３に代えて液冷式の熱交換器であるＥＧＲクーラ１３’が設けられている。
ＥＧＲクーラ１３’には冷媒液を循環させるための冷媒通路１４が設けられ、該冷媒通路１４には該冷媒通路１４の連通と遮断とを行う冷媒遮断弁１５が介装されている。なお、冷媒液は特に限定されるものではないが、冷媒液としてエンジン１の冷却水を共用するようにしてもよい。
【００５８】
このように構成された第３実施例に係るＥＧＲシステムでは、図７のフローチャートに示すＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンが実行される。なお、ここでも上記実施形態において述べた事項との共通部分については説明を省略し、第３実施例に固有の内容についてのみ説明する。
図７に示すように、ステップＳ２０において電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温したか否かを判別した後、判別結果が真（Ｙｅｓ）で温度Ｔが所定温度Ｔ1以上である場合には、ステップＳ３２”に進む。
【００５９】
ステップＳ３２”では、冷媒遮断弁１５を閉作動させつつＥＧＲ弁１２を開作動させる。これにより、冷媒通路１４を冷媒液が流れることなくＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入が許容され、電気ヒータ１６により所定温度Ｔ1以上にまで加熱されたＥＧＲガスによってＥＧＲクーラ１３が加熱昇温される。
一方、ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で温度Ｔが未だ所定温度Ｔ1に満たない場合には、上記同様、ステップＳ３４”に進み、冷媒遮断弁１５を閉作動させたままにＥＧＲ弁１２を閉作動させ、温度Ｔが所定温度Ｔ1以上になるのを待つ。
【００６０】
また、ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）でステップＳ２２、Ｓ２４を実行した場合には、ステップＳ３６”に進み、冷媒遮断弁１５を開作動させ、ＥＧＲ弁１２について通常制御を行う。
このように、第３実施例に係るＥＧＲシステムでは、液冷式のＥＧＲクーラ１３’を用いる場合において、ＥＧＲクーラ１３’の通路内壁に付着した煤を燃焼除去すべくＥＧＲクーラ１３の加熱が要求される場合には、冷媒遮断弁１５を閉作動させつつＥＧＲ弁１２を開作動させ、ＥＧＲクーラ１３’を不必要に冷却させないようにしつつＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を許容し、ＥＧＲクーラ１３の加熱昇温を行うようにしている。
【００６１】
従って、当該第３実施例によれば、上記効果に加え、ＥＧＲクーラ１４を速やかに昇温させ、ＥＧＲクーラ１４の通路内壁に付着した煤を良好に燃焼除去することができる。
なお、第３実施例については上記第２実施例に組み合わせるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態及び第１実施例に係るＥＧＲシステムの概略構成図である。
【図２】本発明に係るＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施例に係るＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施例に係るＥＧＲシステムの概略構成図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施例に係るＥＧＲシステムの概略構成図である。
【図７】本発明の第３実施例に係るＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１ エンジン(内燃機関)
４ 吸気管（吸気通路）
８ 排気管（排気通路）
１０ ＥＧＲ通路
１２ ＥＧＲ弁（ＥＧＲ装置）
１３ ＥＧＲクーラ（ＥＧＲ装置）
１４ 冷媒通路
１５ 冷媒遮断弁（遮断弁）
１６ 電気ヒータ
１７ 温度検出センサ（温度検出手段）
２０ ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）
２２ ＮＯｘ触媒
２４ 連通路
２６ リリース弁（連通弁）
３０ 電子コントローラ（ＥＣＵ）
３２ アクセル開度センサ（ＡＰＳ）
３４ 制動スイッチ（制動ＳＷ）
５０ オルタネータ（ＡＬＴ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲシステムに係り、詳しくは、ＥＧＲクーラに付着する煤を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（内燃機関）から排出される排ガス中にはＮＯxが含まれており、このＮＯxは燃焼温度が高いほど多く発生し易いことが知られている。一方、ＮＯxはＥＧＲ（排気再循環）により排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流させることで燃焼温度を低下させることができる。これらのことから、エンジンにＥＧＲシステムを備え、当該ＥＧＲシステムを作動させ、ＥＧＲを行い燃焼温度を低下させることでＮＯxを低減させる技術が開発されている。特に、ディーゼルエンジンでは、燃焼空燃比がリーン空燃比傾向であることから燃焼ガス中に酸素が多く、故にＮＯxが発生し易く、ＥＧＲの実施は排気浄化性能を向上させる上で効果的である。
【０００３】
また、燃焼温度を低下させるためにはＥＧＲガスの温度をできるだけ低下させるのがよく、一般に、ＥＧＲ通路にＥＧＲクーラ（熱交換器）を介装することでＥＧＲガスを空冷または液冷により冷却するようにしている。
ところで、ＥＧＲガスを多く還流させるほどＮＯxを低減させることが可能であるが、ディーゼルエンジンの場合には、ＥＧＲガスを多く還流させるほど酸素不足により黒鉛の発生量が増加するというトレードオフの関係がある。このように黒鉛が多量に発生し排ガスに含まれると、当該黒鉛がＥＧＲクーラを通る際に冷却されてＥＧＲクーラの通路内壁に煤として付着するという問題がある。
【０００４】
このようにＥＧＲクーラの通路内壁に煤が付着すると、ＥＧＲクーラの伝熱性能が悪化して熱交換効率が低下し、ＥＧＲガスが十分に冷却されずに燃焼温度が上昇し、黒煙のみならずＮＯxをも十分に低減できず好ましいことではない。
そこで、例えばＥＧＲを行わないときに高温の排ガスがＥＧＲクーラを介して排気通路に流れるよう構成し、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を高温の排ガスで燃焼除去させる技術が知られている（特許文献１参照）。また、ＥＧＲクーラを液冷で冷却するよう構成し、ＥＧＲクーラへの冷媒液の流通を減少または停止することでＥＧＲクーラの高温化を促進させ、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を燃焼除去させる技術も知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２１１６４９号公報
【特許文献２】特開２００４−５２６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を燃焼除去するためには、ＥＧＲクーラを煤が十分に燃焼可能なほどの高い温度にまで上昇させる必要がある。上記特許文献１、２に記載の技術では、エンジンから高温の燃焼ガスを排ガスとして排出すべく燃料を増量して気筒内に供給するようにしており、燃費悪化に繋がるのみならずエンジンの運転状態をも悪化させ、好ましいことではない。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を燃費や内燃機関の運転状態の悪化なく除去可能なＥＧＲシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、請求項１のＥＧＲシステムは、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通して排ガスの一部を前記内燃機関の気筒内に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられて該ＥＧＲ通路を流れる排ガスの流量を調節するＥＧＲ弁、及び、前記ＥＧＲ通路に介装されて該ＥＧＲ通路を流れる排ガスを冷却するＥＧＲクーラを含むＥＧＲ装置と、前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラよりも前記排気通路側の部分に設けられ、前記ＥＧＲ通路を流れる排ガスを加熱するヒータと、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲ装置を制御して少なくとも前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２のＥＧＲシステムでは、請求項１において、前記制御手段は、前記ＥＧＲ弁を制御し、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲ弁を開作動させることで前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする。
また、請求項３のＥＧＲシステムでは、請求項１において、前記ＥＧＲ弁は、前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラよりも前記吸気通路側の部分に設けられ、前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラと前記ＥＧＲ弁との間の部分から分岐して前記排気通路に合流する連通路と、該連通路の連通と遮断とを行う連通弁とをさらに備え、前記制御手段は、前記ＥＧＲ弁とともに前記連通弁をも制御し、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲ弁を閉作動させる一方、前記連通弁を連通状態にすることで前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４のＥＧＲシステムでは、請求項３において、前記排気通路に排ガス中のパティキュレート・マターを捕集するフィルタをさらに備え、前記連通路は、前記フィルタよりも排気上流側の部分で前記排気通路に合流することを特徴とする。
また、請求項５のＥＧＲシステムでは、請求項４において、前記排気通路の前記フィルタよりも排気上流側に触媒をさらに備え、前記連通路は、前記フィルタと前記触媒との間の部分で前記排気通路に合流することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６のＥＧＲシステムでは、請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記ＥＧＲクーラは液冷式の熱交換器であって、該ＥＧＲクーラを貫通して冷媒液の流通する冷媒通路を備えるとともに、該冷媒通路には該冷媒通路の連通と遮断とを行う遮断弁を有し、前記制御手段は、前記遮断弁をも制御し、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容するとともに前記遮断弁を遮断状態にし且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項７のＥＧＲシステムでは、請求項１乃至６のいずれかにおいて、前記ヒータの発熱部材の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ヒータを加熱し、前記温度検出手段により検出される温度が所定温度以上になるのを待って前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項８のＥＧＲシステムでは、請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記内燃機関は気筒への燃料供給を一時的に停止する燃料カット手段を備え、前記制御手段は、燃料カット手段により燃料供給を一時的に停止したとき、前記ＥＧＲ装置を制御し、少なくとも前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項９のＥＧＲシステムでは、請求項８において、前記内燃機関は車両に搭載されており、前記燃料カット手段は車両が制動状態にあるとき、燃料供給を一時的に停止することを特徴とする。
また、請求項１０のＥＧＲシステムでは、請求項１乃至９のいずれかにおいて、前記内燃機関は車両に搭載されており、車両の制動エネルギを電力として回生する回生手段をさらに有し、前記ヒータは電気ヒータであって、前記回生手段により回生された電力により排ガスを加熱することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１のＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲ通路のＥＧＲクーラよりも排気通路側の部分にはＥＧＲ通路を流れる排ガスを加熱するヒータが設けられ、ＥＧＲクーラの加熱が要求されるときには、ＥＧＲ装置を制御して少なくともＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つヒータを加熱するようにしたので、ＥＧＲクーラの通路内壁に煤が付着し、当該煤を除去すべくＥＧＲクーラの加熱が要求される場合には、ＥＧＲクーラに流入する排ガスがヒータにより加熱され、当該加熱された排ガスによってＥＧＲクーラが昇温させられ、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤が良好に燃焼除去される。
【００１５】
これにより、従来のように内燃機関から高温の排ガスを排出する必要がなく、燃費や内燃機関の運転状態の悪化を招くことなくＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を除去することができる。
請求項２のＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲクーラの加熱が要求されるときには、ＥＧＲ弁を開作動させてＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つヒータを加熱するので、簡単な構成にして、ＥＧＲクーラに流入する排ガスをヒータにより加熱し、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を除去することができる。
【００１６】
請求項３のＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲ通路のＥＧＲクーラと吸気通路側のＥＧＲ弁との間の部分から分岐して排気通路に合流する連通路に連通弁を備え、ＥＧＲクーラの加熱が要求されるときには、ＥＧＲ弁を閉作動させる一方、連通弁を連通状態にすることでＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つヒータを加熱するので、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を除去すべくＥＧＲクーラの加熱が要求される場合において、煤を燃焼させた排ガスが内燃機関の気筒内に環流することなく直接排気通路に排出される。
【００１７】
これにより、煤を燃焼させた排ガス中に煤の不完全燃焼成分を含んでいたとしても、当該不完全燃焼成分で内燃機関の筒壁等を汚損することなくＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を除去することができる。
また、請求項４のＥＧＲシステムによれば、連通路はフィルタよりも排気上流側の部分で排気通路に合流するので、煤を燃焼させた排ガス中に煤の不完全燃焼成分を含んでいても当該不完全燃焼成分がフィルタに捕捉されることになり、排気浄化性能を向上させることができる。
【００１８】
また、請求項５のＥＧＲシステムによれば、連通路はフィルタと触媒との間の部分で排気通路に合流するので、煤を燃焼させた排ガス中に煤の不完全燃焼成分を含んでいても、当該不完全燃焼成分は当該不完全燃焼成分で触媒を汚損することなくフィルタに捕捉されることになり、排気浄化性能を向上させることができる。
また、請求項６のＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲクーラは液冷式の熱交換器であって、該ＥＧＲクーラを貫通し冷媒液の流通する冷媒通路に遮断弁を備え、ＥＧＲクーラの加熱が要求されるときには、ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容するとともに遮断弁を遮断状態にし且つヒータを加熱するので、ＥＧＲクーラが液冷式の熱交換器である場合において、ＥＧＲクーラに流入する排ガスがヒータにより加熱される際にＥＧＲクーラが不必要に冷却されることがなくなる。
【００１９】
これにより、ＥＧＲクーラを速やかに昇温させ、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を良好に燃焼除去することができる。
また、請求項７のＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、ヒータの加熱によって発熱部材の温度が所定温度以上になるのを待ってＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容するので、ＥＧＲクーラを確実に所定温度以上に加熱でき、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を温度不足により不完全燃焼させないようにして確実に燃焼除去することが可能である。
【００２０】
また、請求項８のＥＧＲシステムによれば、ＥＧＲクーラの加熱が要求される場合の一態様として燃料カットを実施するとき、ＥＧＲ装置を制御し、少なくともＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つヒータを加熱するので、内燃機関からの排ガスが空気のみとされてＥＧＲクーラに十分な酸素が供給されることになり、当該酸素の存在の下、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を十分に燃焼除去することができる。
【００２１】
また、請求項９のＥＧＲシステムによれば、燃料カット手段は車両が制動状態にあるときに燃料供給を一時的に停止するので、内燃機関の運転状態の悪化を招くことなく、ＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を十分に燃焼除去することができる。
また、請求項１０のＥＧＲシステムによれば、ヒータは電気ヒータであって、車両の制動エネルギにより回生された電力により排ガスを加熱するので、省エネルギ化を図りつつＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を燃焼除去することができる。
【００２２】
特に、車両の制動時において燃料カットを実施しつつ回生電力を用いて排ガスを加熱することにより、十分な酸素の存在の下、省エネルギ化を図りつつＥＧＲクーラの通路内壁に付着した煤を十分に燃焼除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明に係るＥＧＲシステムの実施形態を説明する。
図１を参照すると、本発明に係るＥＧＲシステムの概略構成図が示されており、以下同図に基づき説明する。
本発明に係るＥＧＲシステムは車両に搭載されたエンジン１に付随しており、エンジン１としては、ここでは直列４気筒ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと記す）が採用される。
【００２４】
エンジン１の吸気ポート２には、吸気マニホールドを介して吸気管（吸気通路）４が接続されており、一方、排気ポート６には、排気マニホールドを介して排気管（排気通路）８が接続されている。
排気管８からは、分岐して排ガスの一部（以下、ＥＧＲガスという）を吸気系に還流させるためのＥＧＲ通路１０が延びており、当該ＥＧＲ通路１０の先端は吸気管４に接続されている。
【００２５】
そして、ＥＧＲ通路１０には、ＥＧＲ装置の一例として、ＥＧＲ通路１０の開閉制御を行う電磁式のＥＧＲ弁１２と、体積効率を高めるべくＥＧＲガスを冷却するための空冷式の熱交換器であるＥＧＲクーラ１３が介装されている。ここでは、ＥＧＲ弁１２は例えばＥＧＲクーラ１３よりも吸気管４側に設けられている。
これより、ＥＧＲ装置が作動し、排気管８からＥＧＲ通路１０を通ってＥＧＲガスが吸気系に還流されると、当該ＥＧＲガスが新気とともにエンジン１の気筒内に導入されて燃焼することになり、燃焼が緩慢となってＮＯxの発生が抑制される。
【００２６】
また、ＥＧＲ通路１０のＥＧＲクーラ１３よりも排気管８側の部分にはＥＧＲ通路１０内を流れるＥＧＲガスを加熱するための電気ヒータ１６が介装されている。電気ヒータ１６は、例えば発熱部材として電熱線（図示せず）を有し、当該電熱線をＥＧＲ通路１０に巻くようにして設けられており、当該電熱線には温度検出センサ（温度検出手段）１７が設けられている。
【００２７】
なお、本実施の形態ではＥＧＲガスを加熱するためのヒータとして電気ヒータを用いているが、これ以外に、例えば火炎バーナーヒータや、化学反応熱を利用する化学ヒータ等を用いることもできる。
電子コントローラ（ＥＣＵ）３０は、エンジン１を含めた本発明に係るＥＧＲシステムの総合的な制御を行うための制御装置である。
【００２８】
ＥＣＵ３０には、バッテリ４０が電源として接続される他、その入力側には、上記温度検出センサ１７が接続されるとともに、アクセルペダル（図示せず）の操作量を検出するアクセル開度センサ（ＡＰＳ）３２、車両の制動状態を検出する制動スイッチ（制動ＳＷ）３４等の各種センサ類が接続されている。制動ＳＷ３４としては、ここでは例えばブレーキペダルの踏み込み操作を検出するブレーキＳＷが使用される。
【００２９】
一方、ＥＣＵ３０の出力側には、上記ＥＧＲ装置、電気ヒータ１６が接続されるとともに、オルタネータ（ＡＬＴ）５０等の各種デバイス類が接続されている。なお、電気ヒータ１６については、バッテリ４０からの電力がＥＣＵ３０において断接操作されて直接供給されるよう構成されている。また、ＡＬＴ５０は、例えばエンジン１の出力軸に直列または並列に設けられており、エンジン１の駆動力により発電しバッテリ４０への充電を行うとともに、車両の制動時には、車輪（図示せず）へ制動力を付与しつつ制動エネルギを電力として回生し、やはりバッテリ４０に充電する機能を有している（回生手段）。
【００３０】
これにより、ＥＧＲ装置、電気ヒータ１６、ＡＬＴ５０等の各種デバイス類が各種センサ類からの情報に基づき作動制御される。具体的には、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ装置が制御され、ＡＬＴ５０の発電制御及び回生制御が行われ、要求に応じて電気ヒータ１６に通電が行われる。
また、エンジン１は、車両の制動時、即ち車両の減速時には不要な燃料の供給を停止する燃料カットを実施可能に構成されており、ＥＣＵ３０により、各種センサ類からの情報に基づき車両が減速状態にあることが検出されると、所定のエンジン回転速度の範囲内で燃料カットが実施される（燃料カット手段）。
【００３１】
以下、このように構成された本発明に係るＥＧＲシステムの作動及び作用効果について説明する。
ＥＧＲシステムでは、上述したように通常はエンジン１の運転状態に応じてＥＣＵ３０によりＥＧＲ装置が制御され、ＥＧＲガスが吸気系に還流されることで燃焼が緩慢となり、ＮＯxの発生が抑制される。
【００３２】
ところで、特にディーゼルエンジンの場合、上述の如くＥＧＲガスを多く還流させるほど酸素不足により黒鉛の発生量が増加するというトレードオフの関係があり、ＥＧＲクーラ１３により冷却された黒鉛がＥＧＲクーラ１３の通路内壁に煤として付着し易いという問題を有している。
そこで、本発明に係るＥＧＲシステムでは、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を除去すべく、電気ヒータ１６でＥＧＲ通路１０内を流れるＥＧＲガスを加熱してＥＧＲクーラ１３を加熱昇温させ、これによりＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去するように図っており、以下、本発明に係るＥＧＲクーラ１３の加熱制御について説明する。
【００３３】
図２を参照すると、ＥＣＵ３０により実行される本発明に係るＥＧＲクーラ１３の加熱制御（ＥＧＲクーラ加熱制御）の制御ルーチンがフローチャートで示されており（制御手段）、以下同フローチャートに沿い説明する。
ステップＳ１０では、先ず、車両が減速状態にあることを情報として読み込む。具体的には、ＡＰＳ３２及び制動ＳＷ３４からの情報を読み込む。
【００３４】
ステップＳ１２では、上記読み込んだ情報に基づき、車両が減速状態にあるか否かを判別する。即ち、ＡＰＳ３２及び制動ＳＷ３４からの情報に基づき、アクセルペダルが操作されておらず且つブレーキペダルが操作されて車両が制動状態にあるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で車両が減速状態にあると判定された場合には、ステップＳ１４に進む。
【００３５】
ステップＳ１４では、車両が減速状態にあることを受けて回生制御を実施する。即ち、車輪からの動力によりＡＬＴ５０の回転を制御し、制動エネルギを電力として回生する。
そして、ステップＳ１６において、上記回生した回生電力を電気ヒータ１６に供給する。即ち、車両が減速状態にあって回生制御が実施されたときには、回生電力により電気ヒータ１６に通電を行い、ＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを電気ヒータ１６で加熱するようにする。
【００３６】
なお、ここでは車両が減速状態にあるときに電気ヒータ１６でＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを加熱するようにしているが、これは車両が減速状態であればエンジン１の運転状態等に悪影響を与えずにＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去可能なためであって、ＥＧＲクーラ１３の加熱が要求される場合の一態様であり、車両が減速状態であるときに限るものではない。即ち、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去すべくＥＧＲクーラ１３の加熱が要求される場合において電気ヒータ１６に通電を行うようにすればよい。
【００３７】
ステップＳ１８では、温度検出センサ１７からの情報に基づき、電気ヒータ１６の発熱部材の温度を読み込み、ステップＳ２０において、電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温したか否かを判別する。ここに、所定温度Ｔ1は、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤が燃焼可能な温度に設定されている。
一方、上記ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）で車両が減速状態にない場合には、ステップＳ２２に進み、回生制御を実施せず、或いは回生制御を停止し、ステップＳ２４に進み、回生電力の電気ヒータ１６への供給を実施せず、或いは停止する。
【００３８】
このように電気ヒータ１６の制御を実施したら、ステップＳ３０において、ＥＧＲ装置を操作し、ＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を制御（許容或いは阻止）する。例えば、ステップＳ２０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温したと判定された場合には、ＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を許容すべくＥＧＲ装置を操作し、ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で所定温度Ｔ1に満たないと判定された場合には、ＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を阻止すべくＥＧＲ装置を操作する。また、例えば、ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）でステップＳ２２、Ｓ２４を実行した場合には、ＥＧＲ装置において通常制御を行う。
【００３９】
以上のように、本発明に係るＥＧＲシステムでは、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去すべくＥＧＲクーラ１３の加熱が要求される場合には、電気ヒータ１６を用いてＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを加熱しＥＧＲクーラ１３を加熱昇温することでＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去するようにしている。従って、従来のように煤を燃焼除去するためにエンジンから高温の排ガスを排出する必要がなく、燃費やエンジン１の運転状態の悪化を招くことなくＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を除去することができる。
【００４０】
また、ここでは、電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温したか否かに応じてＥＧＲ装置の制御を行い、温度Ｔが所定温度Ｔ1以上である場合にのみＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を許容するようにしており、これによりＥＧＲクーラ１３を確実に所定温度Ｔ1以上に加熱昇温させ、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を温度不足により不完全燃焼させないようにしながら確実に燃焼除去することができる。
【００４１】
さらに、ここでは、バッテリ４０に充電された電力を用いることなく、車両が減速状態にある場合に、制動エネルギによる回生電力を電気ヒータ１６に供給しＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを加熱してＥＧＲクーラ１３の加熱昇温を図るようにしており、これにより省エネルギ化を図りつつＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去することができる。
【００４２】
また、制動エネルギによる回生が行われる車両の制動時、即ち車両の減速時には、上述したように燃料カットが併せて実施されることになるが、この際、エンジン１からの排ガスひいてはＥＧＲガスは空気のみとされ、故にＥＧＲクーラ１３には十分な酸素が供給されることになり、当該酸素の存在の下、車両の減速時であってエンジン１の運転状態の悪化を招くこともなく、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を十分に燃焼除去することが可能である。
【００４３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温した場合にのみＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を許容するようにしているが、電気ヒータ１６が十分な発熱能力を有していれば、必ずしも温度Ｔが所定温度Ｔ1以上になったか否かの判別をしなくてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、回生電力を電気ヒータ１６に供給してＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを加熱するようにしたが、回生電力に加えて或いは代えて、直接バッテリ４０の蓄電電力を電気ヒータ１６に供給するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、燃料カット時に電気ヒータ１６に通電してＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを加熱するようにしたが、上記同様、燃料カットを実施しない場合であっても電気ヒータ１６に通電してＥＧＲ通路１０内のＥＧＲガスを加熱するようにしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、オルタネータ（ＡＬＴ）５０により制動エネルギを電力として回生するようにしているが、本発明をハイブリッド式電気自動車に適用することも可能であり、この場合には、オルタネータをモータ・ジェネレータに置き換えることができる。
【実施例】
【００４６】
以下、上述した本発明の実施形態における具体的な実施例について説明する。
先ず、第１実施例を説明する。
第１実施例に係るＥＧＲシステムでは、上記図１に示す構成において、図３のフローチャートに示すＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンがＥＣＵ３０により実行される。なお、ここでは上記実施形態において述べた事項との共通部分については説明を省略し、第１実施例に固有の内容についてのみ説明する。即ち、第１実施例では上記図２のステップＳ３０の部分がより具体化されており、以下当該部分を中心に説明する。
【００４７】
図３に示すように、ステップＳ２０において電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温したか否かを判別した後、判別結果が真（Ｙｅｓ）で温度Ｔが所定温度Ｔ1以上である場合には、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２では、ＥＧＲ弁１２を開作動させる。これにより、ＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入が許容され、電気ヒータ１６により所定温度Ｔ1以上にまで加熱されたＥＧＲガスによってＥＧＲクーラ１３が加熱昇温される。
【００４８】
一方、ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で温度Ｔが未だ所定温度Ｔ1に満たない場合には、ＥＧＲクーラ１３は十分に加熱昇温されないと判断できることから、ステップＳ３４に進み、ＥＧＲ弁１２を閉作動させ、温度Ｔが所定温度Ｔ1以上になるのを待つ。
また、ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）でステップＳ２２、Ｓ２４を実行した場合には、ステップＳ３６に進み、ＥＧＲ弁１２について通常制御を行う。
【００４９】
このように、第１実施例に係るＥＧＲシステムでは、具体的にＥＧＲ弁１２を開閉作動させてＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を許容し、ＥＧＲクーラ１３の加熱昇温を行うようにしている。
従って、当該第１実施例によれば、上記効果に加え、ＥＧＲ弁１２を開閉作動させるという簡単な構成でＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去できる。
【００５０】
次に、第２実施例を説明する。
第２実施例に係るＥＧＲシステムでは、図４に示すように、上記図１に示す構成に加え、排気管８に排ガス中のパティキュレート・マター（ＰＭ）を捕捉するディーゼル・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）２０が介装され、当該ＤＰＦ２０の排気上流側に位置してＮＯｘを還元除去するＮＯｘ触媒２２が介装されている。なお、公知であるためここでは説明を省略するが、ＤＰＦ２０に捕捉されたＰＭは、例えば定期的に排気温度を上昇させることで燃焼除去される。
【００５１】
そして、ＥＧＲ通路１０のＥＧＲクーラ１３よりも吸気管４側のＥＧＲクーラ１３とＥＧＲ弁１２との間の部分からは連通路２４が分岐して延びており、当該連通路２４は、先端が上記ＤＰＦ２０の排気上流側のＤＰＦ２０とＮＯｘ触媒２２との間の部分において排気管８に合流するよう構成されている。また、連通路２４には当該連通路２４の連通と遮断とを行うリリース弁（連通弁）２６が介装されており、当該リリース弁２６はＥＣＵ３０の出力側に接続されている。
【００５２】
このように構成された第２実施例に係るＥＧＲシステムでは、図５のフローチャートに示すＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンがＥＣＵ３０により実行される。なお、ここでも上記実施形態において述べた事項との共通部分については説明を省略し、第２実施例に固有の内容についてのみ説明する。
図５に示すように、ステップＳ２０において電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温したか否かを判別した後、判別結果が真（Ｙｅｓ）で温度Ｔが所定温度Ｔ1以上である場合には、ステップＳ３２’に進む。
【００５３】
ステップＳ３２’では、ＥＧＲ弁１２を閉作動させる一方、リリース弁２６を開作動させる。これにより、吸気管４に環流することなくそのまま排気管８に流れるようにしてＥＧＲガスのＥＧＲクーラ１３内への流入が許容され、電気ヒータ１６により所定温度Ｔ1以上にまで加熱されたＥＧＲガスによってＥＧＲクーラ１３が加熱昇温される。
一方、ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で温度Ｔが未だ所定温度Ｔ1に満たない場合には、上記同様、ステップＳ３４’に進み、ＥＧＲ弁１２とともにリリース弁２６を共に閉作動させ、温度Ｔが所定温度Ｔ1以上になるのを待つ。
【００５４】
また、ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）でステップＳ２２、Ｓ２４を実行した場合には、ステップＳ３６’に進み、リリース弁２６を閉作動させ、ＥＧＲ弁１２について通常制御を行う。
このように、第２実施例に係るＥＧＲシステムでは、ＥＧＲ通路１０と排気管８との間に連通路２４を設け、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼除去すべくＥＧＲクーラ１３の加熱が要求される場合には、ＥＧＲ弁１２を閉作動させる一方、リリース弁２６を開作動させ、ＥＧＲガスを連通路２４からそのまま排気管８に排出するようにしてＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を許容し、ＥＧＲクーラ１３の加熱昇温を行うようにしている。
【００５５】
従って、当該第２実施例によれば、ＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を燃焼させたＥＧＲガスがエンジン１の気筒内に環流することなく直接排気管８に排出されることになり、煤を燃焼させたＥＧＲガス中に煤の不完全燃焼成分（例えば、ＰＭ）を含んでいたとしても、上記効果に加え、当該不完全燃焼成分でエンジン１の気筒のシリンダ壁やピストン等（筒壁等）を汚損することなくＥＧＲクーラ１３の通路内壁に付着した煤を除去できる。
【００５６】
また、連通路２４は、ＤＰＦ２０の排気上流側のＮＯｘ触媒２２との間の部分において排気管８に合流するよう構成されているので、煤を燃焼させたＥＧＲガス中に煤の不完全燃焼成分を含んでいたとしても、当該不完全燃焼成分をＮＯｘ触媒２２に付着させることなくＤＰＦ２０で捕捉し除去することができ、排気浄化性能の向上を図ることもできる。
次に、第３実施例を説明する。
【００５７】
第３実施例に係るＥＧＲシステムでは、図６に示すように、上記図１の空冷式の熱交換器であるＥＧＲクーラ１３に代えて液冷式の熱交換器であるＥＧＲクーラ１３’が設けられている。
ＥＧＲクーラ１３’には冷媒液を循環させるための冷媒通路１４が設けられ、該冷媒通路１４には該冷媒通路１４の連通と遮断とを行う冷媒遮断弁１５が介装されている。なお、冷媒液は特に限定されるものではないが、冷媒液としてエンジン１の冷却水を共用するようにしてもよい。
【００５８】
このように構成された第３実施例に係るＥＧＲシステムでは、図７のフローチャートに示すＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンが実行される。なお、ここでも上記実施形態において述べた事項との共通部分については説明を省略し、第３実施例に固有の内容についてのみ説明する。
図７に示すように、ステップＳ２０において電気ヒータ１６の発熱部材の温度Ｔが所定温度Ｔ1以上にまで昇温したか否かを判別した後、判別結果が真（Ｙｅｓ）で温度Ｔが所定温度Ｔ1以上である場合には、ステップＳ３２”に進む。
【００５９】
ステップＳ３２”では、冷媒遮断弁１５を閉作動させつつＥＧＲ弁１２を開作動させる。これにより、冷媒通路１４を冷媒液が流れることなくＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入が許容され、電気ヒータ１６により所定温度Ｔ1以上にまで加熱されたＥＧＲガスによってＥＧＲクーラ１３が加熱昇温される。
一方、ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎｏ）で温度Ｔが未だ所定温度Ｔ1に満たない場合には、上記同様、ステップＳ３４”に進み、冷媒遮断弁１５を閉作動させたままにＥＧＲ弁１２を閉作動させ、温度Ｔが所定温度Ｔ1以上になるのを待つ。
【００６０】
また、ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）でステップＳ２２、Ｓ２４を実行した場合には、ステップＳ３６”に進み、冷媒遮断弁１５を開作動させ、ＥＧＲ弁１２について通常制御を行う。
このように、第３実施例に係るＥＧＲシステムでは、液冷式のＥＧＲクーラ１３’を用いる場合において、ＥＧＲクーラ１３’の通路内壁に付着した煤を燃焼除去すべくＥＧＲクーラ１３の加熱が要求される場合には、冷媒遮断弁１５を閉作動させつつＥＧＲ弁１２を開作動させ、ＥＧＲクーラ１３’を不必要に冷却させないようにしつつＥＧＲクーラ１３内へのＥＧＲガスの流入を許容し、ＥＧＲクーラ１３の加熱昇温を行うようにしている。
【００６１】
従って、当該第３実施例によれば、上記効果に加え、ＥＧＲクーラ１４を速やかに昇温させ、ＥＧＲクーラ１４の通路内壁に付着した煤を良好に燃焼除去することができる。
なお、第３実施例については上記第２実施例に組み合わせるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態及び第１実施例に係るＥＧＲシステムの概略構成図である。
【図２】本発明に係るＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施例に係るＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施例に係るＥＧＲシステムの概略構成図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施例に係るＥＧＲシステムの概略構成図である。
【図７】本発明の第３実施例に係るＥＧＲクーラ加熱制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１ エンジン(内燃機関)
４ 吸気管（吸気通路）
８ 排気管（排気通路）
１０ ＥＧＲ通路
１２ ＥＧＲ弁（ＥＧＲ装置）
１３ ＥＧＲクーラ（ＥＧＲ装置）
１４ 冷媒通路
１５ 冷媒遮断弁（遮断弁）
１６ 電気ヒータ
１７ 温度検出センサ（温度検出手段）
２０ ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）
２２ ＮＯｘ触媒
２４ 連通路
２６ リリース弁（連通弁）
３０ 電子コントローラ（ＥＣＵ）
３２ アクセル開度センサ（ＡＰＳ）
３４ 制動スイッチ（制動ＳＷ）
５０ オルタネータ（ＡＬＴ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通して排ガスの一部を前記内燃機関の気筒内に還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に設けられて該ＥＧＲ通路を流れる排ガスの流量を調節するＥＧＲ弁、及び、前記ＥＧＲ通路に介装されて該ＥＧＲ通路を流れる排ガスを冷却するＥＧＲクーラを含むＥＧＲ装置と、
前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラよりも前記排気通路側の部分に設けられ、前記ＥＧＲ通路を流れる排ガスを加熱するヒータと、
前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲ装置を制御して少なくとも前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱する制御手段と、
を備えたことを特徴とするＥＧＲシステム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ＥＧＲ弁を制御し、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲ弁を開作動させることで前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする、請求項１記載のＥＧＲシステム。
【請求項３】
前記ＥＧＲ弁は、前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラよりも前記吸気通路側の部分に設けられ、
前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラと前記ＥＧＲ弁との間の部分から分岐して前記排気通路に合流する連通路と、該連通路の連通と遮断とを行う連通弁とをさらに備え、
前記制御手段は、前記ＥＧＲ弁とともに前記連通弁をも制御し、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲ弁を閉作動させる一方、前記連通弁を連通状態にすることで前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする、請求項１記載のＥＧＲシステム。
【請求項４】
前記排気通路に排ガス中のパティキュレート・マターを捕集するフィルタをさらに備え、
前記連通路は、前記フィルタよりも排気上流側の部分で前記排気通路に合流することを特徴とする、請求項３記載のＥＧＲシステム。
【請求項５】
前記排気通路の前記フィルタよりも排気上流側に触媒をさらに備え、
前記連通路は、前記フィルタと前記触媒との間の部分で前記排気通路に合流することを特徴とする、請求項４記載のＥＧＲシステム。
【請求項６】
前記ＥＧＲクーラは液冷式の熱交換器であって、該ＥＧＲクーラを貫通して冷媒液の流通する冷媒通路を備えるとともに、該冷媒通路には該冷媒通路の連通と遮断とを行う遮断弁を有し、
前記制御手段は、前記遮断弁をも制御し、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容するとともに前記遮断弁を遮断状態にし且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか記載のＥＧＲシステム。
【請求項７】
前記ヒータの発熱部材の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ヒータを加熱し、前記温度検出手段により検出される温度が所定温度以上になるのを待って前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか記載のＥＧＲシステム。
【請求項８】
前記内燃機関は気筒への燃料供給を一時的に停止する燃料カット手段を備え、
前記制御手段は、燃料カット手段により燃料供給を一時的に停止したとき、前記ＥＧＲ装置を制御し、少なくとも前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか記載のＥＧＲシステム。
【請求項９】
前記内燃機関は車両に搭載されており、
前記燃料カット手段は車両が制動状態にあるとき、燃料供給を一時的に停止することを特徴とする、請求項８記載のＥＧＲシステム。
【請求項１０】
前記内燃機関は車両に搭載されており、車両の制動エネルギを電力として回生する回生手段をさらに有し、
前記ヒータは電気ヒータであって、前記回生手段により回生された電力により排ガスを加熱することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか記載のＥＧＲシステム。
【請求項１】
内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通して排ガスの一部を前記内燃機関の気筒内に還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に設けられて該ＥＧＲ通路を流れる排ガスの流量を調節するＥＧＲ弁、及び、前記ＥＧＲ通路に介装されて該ＥＧＲ通路を流れる排ガスを冷却するＥＧＲクーラを含むＥＧＲ装置と、
前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラよりも前記排気通路側の部分に設けられ、前記ＥＧＲ通路を流れる排ガスを加熱するヒータと、
前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲ装置を制御して少なくとも前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱する制御手段と、
を備えたことを特徴とするＥＧＲシステム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ＥＧＲ弁を制御し、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲ弁を開作動させることで前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする、請求項１記載のＥＧＲシステム。
【請求項３】
前記ＥＧＲ弁は、前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラよりも前記吸気通路側の部分に設けられ、
前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲクーラと前記ＥＧＲ弁との間の部分から分岐して前記排気通路に合流する連通路と、該連通路の連通と遮断とを行う連通弁とをさらに備え、
前記制御手段は、前記ＥＧＲ弁とともに前記連通弁をも制御し、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲ弁を閉作動させる一方、前記連通弁を連通状態にすることで前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする、請求項１記載のＥＧＲシステム。
【請求項４】
前記排気通路に排ガス中のパティキュレート・マターを捕集するフィルタをさらに備え、
前記連通路は、前記フィルタよりも排気上流側の部分で前記排気通路に合流することを特徴とする、請求項３記載のＥＧＲシステム。
【請求項５】
前記排気通路の前記フィルタよりも排気上流側に触媒をさらに備え、
前記連通路は、前記フィルタと前記触媒との間の部分で前記排気通路に合流することを特徴とする、請求項４記載のＥＧＲシステム。
【請求項６】
前記ＥＧＲクーラは液冷式の熱交換器であって、該ＥＧＲクーラを貫通して冷媒液の流通する冷媒通路を備えるとともに、該冷媒通路には該冷媒通路の連通と遮断とを行う遮断弁を有し、
前記制御手段は、前記遮断弁をも制御し、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容するとともに前記遮断弁を遮断状態にし且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか記載のＥＧＲシステム。
【請求項７】
前記ヒータの発熱部材の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記ＥＧＲクーラの加熱が要求されるとき、前記ヒータを加熱し、前記温度検出手段により検出される温度が所定温度以上になるのを待って前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか記載のＥＧＲシステム。
【請求項８】
前記内燃機関は気筒への燃料供給を一時的に停止する燃料カット手段を備え、
前記制御手段は、燃料カット手段により燃料供給を一時的に停止したとき、前記ＥＧＲ装置を制御し、少なくとも前記ＥＧＲクーラへの排ガスの流入を許容し且つ前記ヒータを加熱することを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか記載のＥＧＲシステム。
【請求項９】
前記内燃機関は車両に搭載されており、
前記燃料カット手段は車両が制動状態にあるとき、燃料供給を一時的に停止することを特徴とする、請求項８記載のＥＧＲシステム。
【請求項１０】
前記内燃機関は車両に搭載されており、車両の制動エネルギを電力として回生する回生手段をさらに有し、
前記ヒータは電気ヒータであって、前記回生手段により回生された電力により排ガスを加熱することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか記載のＥＧＲシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１８０１００（Ｐ２００９−１８０１００Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７５３４（Ｐ２００８−１７５３４）
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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