特許 6912984 ＥＧＲ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6912984

(24)【登録日】2021年7月13日

(45)【発行日】2021年8月4日

(54)【発明の名称】ＥＧＲ制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/35 20160101AFI20210727BHJP

   F02M 26/50 20160101ALI20210727BHJP

【ＦＩ】

   F02M26/35 D

   F02M26/50 321

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-175833(P2017-175833)

(22)【出願日】2017年9月13日

(65)【公開番号】特開2019-52564(P2019-52564A)

(43)【公開日】2019年4月4日

【審査請求日】2020年8月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福士 幸治

(72)【発明者】

【氏名】大氣 恭平

(72)【発明者】

【氏名】附田 幸広

(72)【発明者】

【氏名】箕輪 将人

【審査官】 三宅 龍平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１８−０１３０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０５９５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１９９４７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−２１１４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−００２７３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ２５／００ − ２６／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気管に接続され、前記排気管に排出された排気ガスを、ＥＧＲガスとして吸気管に還流させるＥＧＲ管と、
前記ＥＧＲ管内に設けられ、前記ＥＧＲガスから発生する凝縮水を捕集する捕集流路と、前記捕集流路を迂回する直線流路とが設けられる流路切り替え部と、
前記流路切り替え部内に設けられ、前記ＥＧＲガスが流通する流路を前記捕集流路か前記直線流路かに切り替える流路切り替えバルブと、
前記流路切り替え部に接続され、前記凝縮水を前記ＥＧＲ管から排出する排水管と、
前記排水管に設けられ、前記凝縮水を貯留する貯留部と、
前記貯留部よりも上流側の前記排水管と前記貯留部とを連通および遮断し、かつ、前記貯留部よりも下流側の前記排水管と前記貯留部とを連通および遮断させる排水管内バルブ機構と、
前記流路切り替えバルブと、前記排水管内バルブ機構とを連動して移動させるバルブ連動機構と、
を備えるＥＧＲ制御装置。

【請求項2】

前記バルブ連動機構は、
前記流路切り替えバルブが前記ＥＧＲガスの流通する流路を前記捕集流路に切り替えられたときに、前記貯留部よりも上流側の前記排水管と前記貯留部とを連通させ、かつ、前記貯留部よりも下流側の前記排水管と前記貯留部とを遮断するように前記排水管内バルブ機構を連動させ、
前記流路切り替えバルブが前記ＥＧＲガスの流通する流路を前記直線流路に切り替えられたときに、前記貯留部よりも上流側の前記排水管と前記貯留部とを遮断させ、かつ、前記貯留部よりも下流側の前記排水管と前記貯留部とを連通させる請求項１に記載のＥＧＲ制御装置。

【請求項3】

前記流路切り替えバルブを制御する流路切り替えバルブ制御部を備え、
前記流路切り替えバルブ制御部は、
所定の凝縮水発生条件が成立すると、前記流路切り替え部内に前記捕集流路を形成するように前記流路切り替えバルブを切り替える請求項１または２に記載のＥＧＲ制御装置。

【請求項4】

前記排水管は、前記流路切り替え部の底面に接続され、
前記貯留部は、前記流路切り替え部の鉛直方向下方に位置する請求項１から３のうちいずれか１項に記載のＥＧＲ制御装置。

【請求項5】

前記流路切り替え部の底面は、前記排水管との接続箇所に向かって鉛直方向下方へと傾斜して形成される請求項１から４のうちいずれか１項に記載のＥＧＲ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンから排出された排気ガスの一部をＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスとしてエンジンの吸気管に還流させるＥＧＲ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載されるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）装置は、排気ガス（ＥＧＲガス）を排気管から吸気管に還流させる。ＥＧＲガスが冷却されると、ＥＧＲガス中に含まれている水分が凝縮し、凝縮水が発生することがある。そのため、凝縮水を燃焼室に侵入させないように、排気管で凝縮水を捕集する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１４２１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載される技術では、排気管とＥＧＲ管との接続箇所で凝縮水を捕集し、ＥＧＲ管に凝縮水が侵入してしまうことを防止している。しかし、例えば、ＥＧＲ管の温度が低い場合、ＥＧＲ管内で凝縮水が発生してしまうことになる。

【0005】

そこで、本発明は、このような課題に鑑み、吸気管への凝縮水の侵入を防ぐことが可能なＥＧＲ制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のＥＧＲ制御装置は、排気管に接続され、排気管に排出された排気ガスを、ＥＧＲガスとして吸気管に還流させるＥＧＲ管と、ＥＧＲ管内に設けられ、ＥＧＲガスから発生する凝縮水を捕集する捕集流路と、捕集流路を迂回する直線流路とが設けられる流路切り替え部と、流路切り替え部内に設けられ、ＥＧＲガスが流通する流路を捕集流路か直線流路かに切り替える流路切り替えバルブと、流路切り替え部に接続され、凝縮水をＥＧＲ管から排出する排水管と、排水管に設けられ、凝縮水を貯留する貯留部と、貯留部よりも上流側の排水管と貯留部とを連通および遮断し、かつ、貯留部よりも下流側の排水管と貯留部とを連通および遮断させる排水管内バルブ機構と、流路切り替えバルブと、排水管内バルブ機構とを連動して移動させるバルブ連動機構と、を備える。

【0007】

また、バルブ連動機構は、流路切り替えバルブがＥＧＲガスの流通する流路を捕集流路に切り替えられたときに、貯留部よりも上流側の排水管と貯留部とを連通させ、かつ、貯留部よりも下流側の排水管と貯留部とを遮断するように排水管内バルブ機構を連動させ、流路切り替えバルブがＥＧＲガスの流通する流路を直線流路に切り替えられたときに、貯留部よりも上流側の排水管と貯留部とを遮断させ、かつ、貯留部よりも下流側の排水管と貯留部とを連通させてもよい。

【0008】

また、流路切り替えバルブを制御する流路切り替えバルブ制御部を備え、流路切り替えバルブ制御部は、所定の凝縮水発生条件が成立すると、流路切り替え部内に捕集流路を形成するように流路切り替えバルブを切り替えてもよい。

【0009】

また、排水管は、流路切り替え部の底面に接続され、貯留部は、流路切り替え部の鉛直方向下方に位置してもよい。

【0010】

また、流路切り替え部の底面は、排水管との接続箇所に向かって鉛直方向下方へと傾斜して形成されてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、吸気管への凝縮水の侵入を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施形態に係るＥＧＲ制御装置を備えたエンジンの概略図である。

【図2】排水路および流路切り替え部を含むＥＧＲ装置の部分拡大図である。

【図3】ＥＧＲ装置の部分拡大図である。

【図4】エンジンの停止時における凝縮水排出処理を説明するフローチャートである。

【図5】エンジンの始動時における凝縮水排出処理を説明するフローチャートである。

【図6】第２の実施形態におけるＥＧＲ制御装置を説明する図である。

【図7】変形例における凝縮水排出処理を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0014】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）制御装置１００を備えたエンジン１の概略図である。

【0015】

図１に示すように、ＥＧＲ制御装置１００は、エンジン１およびＥＣＵ２（Engine Control Unit）が設けられており、ＥＣＵ２によってエンジン１全体が駆動制御される。

【0016】

エンジン１は、シリンダブロック１０と、シリンダブロック１０と一体形成されたクランクケース１２と、シリンダブロック１０に連結されたシリンダヘッド１４とが設けられる。

【0017】

シリンダブロック１０には、複数のシリンダ１６が形成されている。シリンダ１６には、ピストン１８が摺動自在にコネクティングロッド２０に支持される。そして、シリンダヘッド１４と、シリンダ１６と、ピストン１８の冠面とによって囲まれた空間が燃焼室２２として形成される。

【0018】

また、エンジン１には、クランクケース１２によってクランク室２４が形成されており、クランク室２４内にクランクシャフト２６が回転自在に支持される。クランクシャフト２６には、コネクティングロッド２０を介してピストン１８が連結される。

【0019】

シリンダヘッド１４には、吸気ポート２８および排気ポート３０が燃焼室２２に連通するように形成される。吸気ポート２８の上流側には、インテークマニホールド３２を含む吸気管３４が接続される。

【0020】

吸気ポート２８と燃焼室２２との間には、吸気バルブ３６の先端が位置している。吸気バルブ３６の末端には、ロッカーアーム３８を介して、吸気用カムシャフト４０に固定されたカム４２が当接されている。吸気バルブ３６は、吸気用カムシャフト４０の回転に伴って、吸気ポート２８を燃焼室２２に対して開閉する。

【0021】

排気ポート３０の下流側には、エキゾーストマニホールド４４を含む排気管４６が接続される。排気ポート３０と燃焼室２２との間には、排気バルブ４８の先端が位置している。排気バルブ４８の末端には、ロッカーアーム５０を介して、排気用カムシャフト５２に固定されたカム５４が当接されている。排気バルブ４８は、排気用カムシャフト５２の回転に伴って、排気ポート３０を燃焼室２２に対して開閉する。

【0022】

また、シリンダヘッド１４には、先端が燃焼室２２内に位置するようにインジェクタ５６および点火プラグ５８が設けられており、吸気ポート２８を介して燃焼室２２に流入した空気に対してインジェクタ５６から燃料が噴射される。そして、空気と燃料との混合気が、所定のタイミングで点火プラグ５８によって点火されて燃焼する。かかる燃焼により、ピストン１８がシリンダ１６内で往復運動を行い、その往復運動が、コネクティングロッド２０を通じてクランクシャフト２６の回転運動に変換される。

【0023】

吸気管３４には、上流側から順に、エアクリーナ６０およびスロットルバルブ６２が設けられる。エアクリーナ６０は、外気から吸入された空気（吸気）に含まれる塵や埃などの異物を除去する。スロットルバルブ６２は、アクセル（不図示）の開度に応じてアクチュエータ６４によって開閉駆動され、燃焼室２２へ送出する吸気の流量を調節する。

【0024】

排気管４６内には、触媒６６が設けられる。触媒６６は、例えば、三元触媒（Three-Way Catalyst）であって、燃焼室２２から排出された排出ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する。

【0025】

また、エンジン１には、ＥＧＲ装置３が設けられる。ＥＧＲ装置３は、ＥＧＲ管７０、ＥＧＲクーラ７２、ＥＧＲバルブ７４を含んで構成される。ＥＧＲ管７０は、吸気管３４と排気管４６とに接続される。ＥＧＲ管７０は、排気管４６に流通する排気ガスの一部を吸気管３４に還流させる。なお、以下では、ＥＧＲ管７０を流通する排気ガスをＥＧＲガスとも呼ぶ。ＥＧＲガスは、吸気管３４から流入する吸気とともに、インテークマニホールド３２、吸気ポート２８を介して燃焼室２２に供給される。このように、ＥＧＲ装置３は、ＥＧＲガスを吸気とともに燃焼室２２に供給することで、酸素濃度を低下させて、燃料の燃焼温度を低減し、ＮＯｘ（窒素酸化物）の生成を抑制するとともに、燃費性能を向上する。

【0026】

ＥＧＲ管７０には、上流側から順に、ＥＧＲクーラ７２およびＥＧＲバルブ７４が設けられる。ＥＧＲクーラ７２は、ＥＧＲガスを冷却する。ＥＧＲバルブ７４は、アクチュエータ７６によって開度が調整されることで、ＥＧＲ管７０を流通するＥＧＲガスの流量を調整する。

【0027】

ところで、従来のエンジンでは、外気温が例えば０℃以下の低温時に始動する際、ＥＧＲガスをＥＧＲ管７０に導入させないようになされていた。しかし、エンジン始動時に、ＥＧＲガスをＥＧＲ管７０に導入させないと、エンジンの燃費性能および排ガス性能が低下してしまう。

【0028】

そこで、エンジン１の燃費性能の改善のために、エンジン始動時に排気ガス（ＥＧＲガス）をＥＧＲ管７０に導入する。しかし、低温時にエンジン１を始動させた場合において、ＥＧＲガスをＥＧＲ管７０に導入すると、ＥＧＲ管７０にＥＧＲガスが接触することで、ＥＧＲ管７０内に凝縮水が発生するおそれがある。凝縮水は、ＥＧＲ管７０内で発生してしまうと、ＥＧＲ管７０および吸気管３４を介して燃焼室２２に導入されてしまう。そうすると、水撃（ウォーターハンマ）により燃焼室２２の破損を招くおそれがある。また、凝縮水には、ＥＧＲガス（および排気ガス）中の酸性物質が含まれている。そのため、凝縮水がＥＧＲ管７０内に留まっていると、凝縮水中の酸性物質によってＥＧＲ管７０やそれよりも下流に位置する吸気系やエンジン１が腐食するおそれがある。

【0029】

そこで、本実施形態のＥＧＲ装置３には、排水管７８および流路切り替え部８０が設けられ、低温時にエンジン１を始動させることにより凝縮水が発生しても、ＥＧＲ管７０で発生する凝縮水をＥＧＲ管７０外へと排出させる。なお、排水管７８および流路切り替え部８０の詳細については、後述する。

【0030】

また、ＥＧＲ制御装置１００には、エンジン起動スイッチセンサ１０２、第１温度センサ１０４および第２温度センサ１０６が設けられる。エンジン起動スイッチセンサ１０２、第１温度センサ１０４および第２温度センサ１０６は、それぞれＥＣＵ２に接続される。

【0031】

エンジン起動スイッチセンサ１０２は、不図示のエンジン起動スイッチがオンされると、エンジン起動スイッチがオンされたことを示すエンジン起動スイッチオン信号をＥＣＵ２に送信する。また、エンジン起動スイッチセンサ１０２は、エンジン起動スイッチがオフされると、エンジン起動スイッチがオフされたことを示すエンジン起動スイッチオフ信号をＥＣＵ２に送信する。

【0032】

第１温度センサ１０４は、シリンダブロック１０に設けられ、エンジン１内を流通する冷却水の温度をエンジン１の温度として測定し、エンジン１の温度（温度Ｔ１）に応じた検出信号をＥＣＵ２に送信する。

【0033】

第２温度センサ１０６は、吸気管３４におけるエアクリーナ６０よりも上流側に設けられ、吸気される空気（吸気）の温度を外気温として測定し、外気の温度（温度Ｔ２）に応じた検出信号をＥＣＵ２に送信する。

【0034】

ＥＣＵ２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータでなり、エンジン１およびＥＧＲ装置３を統括制御する。また、ＥＣＵ２は、エンジン１を含む車両全体の動作を制御するほか、駆動制御部１０８、流路切り替えバルブ制御部１１０としても機能する。

【0035】

図２は、排水管７８および流路切り替え部８０を含むＥＧＲ装置３の部分拡大図である。なお、図２では、鉛直方向上方向を上方向とし、鉛直方向下方を下方向として説明する。

【0036】

図２に示すように、流路切り替え部８０は、ＥＧＲ管７０の途中に設けられる。なお、以下では、ＥＧＲ管７０のうち、流路切り替え部８０より上流側を上流側ＥＧＲ管７０ａと称し、流路切り替え部８０より下流側を下流側ＥＧＲ管７０ｂと称する。

【0037】

流路切り替え部８０は、ＥＧＲガスが流通する方向に沿った上下方向の断面が、底面８０ａ、側面８０ｂ、側面８０ｃ、上面８０ｄに囲まれた略四角形に形成されている。流路切り替え部８０は、側面８０ｃにおける底面８０ａ側に、上流側ＥＧＲ管７０ａが接続され、ＥＧＲガスが導入される導入口８０ｅが形成される。また、流路切り替え部８０は、側面８０ｂにおける上面８０ｄ側に、下流側ＥＧＲ管７０ｂが接続され、ＥＧＲガスが排出される排出口８０ｆが形成される。したがって、排出口８０ｆは、導入口８０ｅよりも上方向側に位置している。

【0038】

流路切り替え部８０の底面８０ａには、排水管７８が接続される。底面８０ａは、排水管７８との接続箇所に向かって下方向に傾斜して形成される。

【0039】

流路切り替え部８０には、側面８０ｂにおける排出口８０ｆの下方端から、導入口８０ｅ側に向かって、水平方向に突出した突出部７０ｃが形成される。したがって、側面８０ｂと下流側ＥＧＲ管７０ｂとは、直接接続されておらず、突出部７０ｃが介在している。

【0040】

流路切り替え部８０内には、流路切り替えバルブ８２が設けられている。流路切り替えバルブ８２は、アクチュエータ８４（図１参照）によって駆動されることで、ＥＧＲガスの流れ方向（図２中、左右方向）の略中央に位置する回転軸８２ａを中心に回転可能な板状のプレートである。流路切り替えバルブ８２は、詳しくは後述するように、回転することで、流路切り替え部８０を流通するＥＧＲガスの流路を切り替える。

【0041】

排水管７８は、鉛直方向に沿って設けられ、流路切り替え部８０と排気管４６とを連通する。排水管７８の一端は、流路切り替え部８０の底面８０ａに接続される。また、排水管７８の他端は、排気管４６に接続される。排水管７８は、ＥＧＲ管７０内で発生する凝縮水をＥＧＲ管７０外（具体的には、排気管４６内）に排出する。

【0042】

また、排水管７８には、貯留部８６および排水管内バルブ機構８８が設けられる。貯留部８６は、排水管７８の途中に設けられ、凝縮水を所定量貯留可能な容積を有する。なお、以下では、排水管７８のうち、貯留部８６よりも上流側を上流側排水管７８ａと称し、貯留部８６よりも下流側を下流側排水管７８ｂと称する。

【0043】

排水管内バルブ機構８８は、上下方向に延在する連結棒８８ａの上下に上バルブ８８ｂおよび下バルブ８８ｃがそれぞれ連結されている。上バルブ８８ｂは、上流側排水管７８ａを閉鎖可能な形状に形成されており、上下方向に移動することで、上流側排水管７８ａと貯留部８６とを連通および遮断する。下バルブ８８ｃは、下流側排水管７８ｂを閉鎖可能な形状に形成されており、上下方向に移動することで、下流側排水管７８ｂと貯留部８６とを連通および遮断する。

【0044】

したがって、排水管内バルブ機構８８は、最も下方向に位置したときに、上バルブ８８ｂが上流側排水管７８ａと貯留部８６とを連通させ、下バルブ８８ｃが下流側排水管７８ｂと貯留部８６とを遮断する。また、排水管内バルブ機構８８は、最も上方向に位置したときに、上バルブ８８ｂが上流側排水管７８ａと貯留部８６とを遮断するとともに、下バルブ８８ｃが下流側排水管７８ｂと貯留部８６とを連通させる。

【0045】

排水管内バルブ機構８８の上端は、連結部（バルブ連動機構）９０の一端と連結される。連結部９０は、剛性の高い棒材に２つのリンク機構９０ａおよび９０ｂが設けられ、リンク機構９０ａおよび９０ｂによって屈曲可能になっている。連結部９０の他端は、流路切り替えバルブ８２における排出口８０ｆ側の端部と連結される。したがって、排水管内バルブ機構８８は、連結部９０を介して、流路切り替えバルブ８２の移動に連動して上下方向に移動する。

【0046】

図３は、ＥＧＲ装置３の部分拡大図である。図３（ａ）は、凝縮水が発生する際のＥＧＲ装置３の部分拡大図を示し、図３（ｂ）は、凝縮水が発生しない際のＥＧＲ装置３の部分拡大図を示す。図３（ａ）および図３（ｂ）では、白抜き矢印で空気（ＥＧＲガスおよび排気ガス）の流れを示し、黒塗り矢印で凝縮水の流れを示す。

【0047】

駆動制御部１０８は、エンジン起動スイッチセンサ１０２より送られてきたエンジン起動スイッチオフ信号を受信すると、エンジン１を停止させる。

【0048】

流路切り替えバルブ制御部１１０は、エンジン１が停止した際に、上バルブ８８ｂが上流側排水管７８ａと貯留部８６とを連通させ、下バルブ８８ｃが下流側排水管７８ｂと貯留部８６を連通させる位置となるように、アクチュエータ８４を駆動させることで、流路切り替えバルブ８２および連結部９０を介して排水管内バルブ機構８８を移動させる。そうすると、ＥＧＲ管７０と排気管４６とが連通される。これにより、貯留部８６内に貯留された凝縮水および流路切り替え部８０内に溜まっている凝縮水を排気管４６に排出させることができる。

【0049】

その後、駆動制御部１０８は、エンジン起動スイッチセンサ１０２より送られてきたエンジン起動スイッチオン信号を受信すると、エンジン１を始動させる。このとき、凝縮水発生条件が成立している場合、ＥＧＲ管７０から凝縮水の排出を行う。なお、凝縮水発生条件は、エンジン１内の温度（温度Ｔ１）が予め設定された所定の温度（例えば、低温とされる０℃）よりも低いこと、かつ、外気の温度（温度Ｔ２）が予め設定された所定の範囲の温度（例えば、冷感時とされる−１０℃以上１５℃未満）の範囲内であることである。なお、本実施形態では、通常エンジンに設けられる温度センサ（第１温度センサ１０４）により測定されるエンジン１内の温度（温度Ｔ１）に基づいて、ＥＧＲ管７０の外壁温度を推定する場合について説明する。しかし、ＥＧＲ管７０の外壁温度を測定する温度センサを新たに設け、その温度センサにより測定される温度に基づいて、凝縮水発生条件を判定するようにしてもよい。

【0050】

流路切り替えバルブ制御部１１０は、凝縮水発生条件が成立したと判定した場合、流路切り替えバルブ８２を上流側ＥＧＲ管７０ａに略平行に配置されるように制御する。具体的には、流路切り替えバルブ８２の上流端が導入口８０ｅの上方側と接近または当接するように移動させる。そうすると、流路切り替え部８０内には、図３（ａ）に白抜き矢印で示すような捕集流路９２が形成される。

【0051】

このとき、上流側ＥＧＲ管７０ａから流路切り替え部８０内に導入されたＥＧＲガスは、流路切り替えバルブ８２と底面８０ａとの間に沿って流通した後、流路切り替え部８０の側面８０ｂと接触して上方向へと導かれる（上昇する）。その後、ＥＧＲガスは、突出部７０ｃと接触して側面８０ｃの方向へと導かれつつ、下流側ＥＧＲ管７０ｂに排出される。つまり、捕集流路９２は、流路切り替え部８０内でジグザグ状（Ｚ状）に形成される。

【0052】

また、排水管内バルブ機構８８は、連結部９０を介して流路切り替えバルブ８２と連動して移動する。このとき、排水管内バルブ機構８８は、上バルブ８８ｂによって上流側排水管７８ａと貯留部８６とを連通させ、かつ、下バルブ８８ｃによって下流側排水管７８ｂと貯留部８６とを遮断する位置に移動される。そのため、ＥＧＲ管７０内で発生する凝縮水は、自重によって、排水管７８へと導かれ、貯留部８６に貯留される。

【0053】

具体的には、ＥＧＲ管７０内（上流側ＥＧＲ管７０ａ）で発生した凝縮水は、ＥＧＲ管７０を流通するＥＧＲガスの風圧によって、流路切り替え部８０内へと押し進められる。流路切り替え部８０の底面８０ａは排水管７８（上流側排水管７８ａ）へと向かって傾斜しているため、凝縮水は、自重によって、排水管７８へと導かれる。また、ＥＧＲガス内に含まれる凝縮水の粒子は、ＥＧＲガスの風圧によって、流路切り替え部８０の側面８０ｂに付着する。側面８０ｂに付着した凝縮水の粒子は、突出部７０ｃによりせき止められ、粒子が集まることで水滴となったのち、自重によって排水管７８へと導かれる。

【0054】

そして、流路切り替えバルブ制御部１１０は、エンジン１の温度（温度Ｔ１）が閾値Ｔｈ１以上になるまで、捕集流路９２が形成されるように、流路切り替えバルブ８２を維持させる。なお、閾値Ｔｈ１とは、ＥＧＲ管７０内に凝縮水が発生しない下限の温度であり、例えば、５０℃である。

【0055】

そして、流路切り替えバルブ制御部１１０は、第１温度センサ１０４から送信されるエンジン１の温度（温度Ｔ１）が閾値Ｔｈ１以上になった場合、流路切り替えバルブ８２を、導入口８０ｅから排出口８０ｆに向かう方向に沿うように移動させる。より具体的には、流路切り替えバルブ８２の上流端が底面８０ａと接近または当接し、流路切り替えバルブ８２の下流端が突出部７０ｃの端部と接近または当接するように移動させる。そうすると、流路切り替え部８０内には、図３（ｂ）に白抜き矢印で示すような直線流路９４が形成される。

【0056】

直線流路９４は、流路切り替え部８０の導入口８０ｅと排出口８０ｆとを直線で結ぶように形成される。直線流路９４を流通することにより、ＥＧＲガスは、捕集流路９２を流通する場合に比べて、短い距離で上流側ＥＧＲ管７０ａから、下流側ＥＧＲ管７０ｂへと流通することができる。

【0057】

直線流路９４を形成するにあたり、流路切り替えバルブ８２は、回転軸８２ａを中心に回転制御される。そうすると、排水管内バルブ機構８８は、流路切り替えバルブ８２と連動して上方向に引き上げられる。このとき、排水管内バルブ機構８８は、上バルブ８８ｂによって上流側排水管７８ａと貯留部８６とを遮断させ、かつ、下バルブ８８ｃによって下流側排水管７８ｂと貯留部８６とを連通する位置に移動される。そのため、貯留部８６に貯留された凝縮水は、自重によって排気管４６へと排出され、その後、排気ガスによって蒸発される。

【0058】

上述したように、連結部９０には、２つのリンク機構（リンク機構９０ａおよび９０ｂ）が設けられる。そのため、回転方向に移動する流路切り替えバルブ８２を回転させても、排水管７８内で排水管内バルブ機構８８を上下方向に移動させることができる。

【0059】

このように、ＥＧＲ制御装置１００では、エンジン始動時にＥＧＲガスをＥＧＲ管７０に導入しても、ＥＧＲ管７０内で発生してしまう凝縮水をＥＧＲ管７０外に排出することが可能となる。凝縮水をＥＧＲ管７０外に排出することで、凝縮水によるＥＧＲ管７０の破損や、凝縮水の吸気管３４への侵入を防ぐことができる。また、エンジン始動時からＥＧＲガスを燃焼室２２内に導入することが可能となるため、燃費性能および排ガス性能も向上させることができる。

【0060】

（凝縮水排出処理）
次に、ＥＧＲ制御装置１００による、凝縮水排出処理の流れについて説明を行う。図４は、エンジン１の停止時における凝縮水排出処理を説明するフローチャートである。

【0061】

まず、駆動制御部１０８はエンジン起動スイッチセンサ１０２から送信される信号に基づいて、エンジン起動スイッチがオフされたか否かを判定する（Ｓ１０）。そして、エンジン起動スイッチがオフされたと判定されれば（ステップＳ１０におけるＹＥＳ）、流路切り替えバルブ制御部１１０は、上流側排水管７８ａと下流側排水管７８ｂとが連通するように、排水管内バルブ機構８８の上バルブ８８ｂおよび下バルブ８８ｃとを連通状態（上下方向に移動可能な範囲の中央の位置）に制御する（Ｓ１２）。具体的には、流路切り替えバルブ制御部１１０は、上バルブ８８ｂが上流側排水管７８ａと貯留部８６とを連通させ、下バルブ８８ｃが下流側排水管７８ｂと貯留部８６を連通させる位置となるように、アクチュエータ８４を駆動させることで、流路切り替えバルブ８２および連結部９０を介して排水管内バルブ機構８８を移動させる。

【0062】

その後、駆動制御部１０８は、エンジン１を停止させ（Ｓ１４）、当該エンジン１の停止時における凝縮水排出処理を終了する。

【0063】

一方で、駆動制御部１０８は、エンジン起動スイッチがオフされていないと判定した場合（ステップＳ１０におけるＮＯ）は、エンジン起動スイッチがオフされたと判定されるまで、ステップＳ１０の処理を繰り返す。

【0064】

図５は、エンジン１の始動時における凝縮水排出処理を説明するフローチャートである。このエンジン１の始動時における凝縮水排出処理は、エンジン起動スイッチがオンされた場合に実行される処理である。

【0065】

エンジン起動スイッチがオンされた場合、駆動制御部１０８は、凝縮水発生条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ２０）。そして、凝縮水発生条件が成立していると判定されれば（ステップＳ２０におけるＹＥＳ）、流路切り替えバルブ制御部１１０は、流路切り替え部８０内に捕集流路９２が形成されるように流路切り替えバルブ８２を移動させる（Ｓ２２）。このとき、排水管内バルブ機構８８は流路切り替えバルブ８２と連動して移動され、上バルブ８８ｂが上流側排水管７８ａと貯留部８６とを連通し、下バルブ８８ｃが下流側排水管７８ｂと貯留部８６とを遮断する。このため、ＥＧＲ管７０内で発生する凝縮水は、貯留部８６に貯留される。

【0066】

そして、駆動制御部１０８は、エンジン１を駆動させる（Ｓ２４）。その後、流路切り替えバルブ制御部１１０は、温度Ｔ１が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（Ｓ２６）。そして、温度Ｔ１が閾値Ｔｈ１以上であると判定されれば（ステップＳ２６におけるＹＥＳ）、流路切り替えバルブ制御部１１０は、流路切り替え部８０内に直線流路９４が形成されるように流路切り替えバルブ８２を移動させ（Ｓ２８）、当該エンジン１の始動時における凝縮水排出処理を終了する。このとき、排水管内バルブ機構８８は、流路切り替えバルブ８２と連動して移動され、上バルブ８８ｂが上流側排水管７８ａと貯留部８６とを遮断し、下バルブ８８ｃが下流側排水管７８ｂと貯留部８６とを連通する。そのため、エンジン１の駆動中に、貯留部８６に貯留された凝縮水を、排気管４６へと排出することができる。また、排気ガスによって、凝縮水を蒸発させることが可能となる。

【0067】

一方で、温度Ｔ１が閾値Ｔｈ１以上でない（閾値Ｔｈ１未満である）と判定されれば（ステップＳ２６におけるＮＯ）、ＥＧＲ管７０は充分な温度まで暖められておらず、凝縮水が発生するため、ステップＳ２６の処理を繰り返す。

【0068】

また、凝縮水発生条件が成立していないと判定されれば（ステップＳ２０におけるＮＯ）、ＥＧＲガスをＥＧＲ管７０内に導入しても凝縮水が発生しないため、流路切り替えバルブ制御部１１０は、流路切り替え部８０内に直線流路９４が形成されるように流路切り替えバルブ８２を移動させる（Ｓ３０）。そして、駆動制御部１０８は、エンジン１を駆動させ（Ｓ３２）、当該エンジン１の始動時における凝縮水排出処理を終了する。

【0069】

かかる構成により、ＥＧＲ制御装置１００は、エンジン１が冷間状態で始動する際、ＥＧＲ管７０内に凝縮水を捕集する捕集流路９２を形成する。これにより、ＥＧＲ管７０から捕集流路９２に接続される排水管７８に向けて凝縮水を排出することが可能となり、吸気管への凝縮水の侵入を防ぐことができる。

【0070】

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態におけるＥＧＲ制御装置２００を説明する図である。第２の実施形態のＥＧＲ制御装置２００には、連結部９０とは異なる連結機構（バルブ連動機構）２０２が設けられる。また、図６では、図３同様、ＥＧＲ装置３の部分拡大図を示す。図６（ａ）は、凝縮水が発生する際（凝縮水発生条件が成立しているとき）のＥＧＲ装置３の部分拡大図を示し、図６（ｂ）は、凝縮水が発生しない際（凝縮水発生条件が成立していないとき）のＥＧＲ装置３の部分拡大図を示す。図６（ａ）および図６（ｂ）では、白抜き矢印で空気（ＥＧＲガスおよび排気ガス）の流れを示し、黒塗り矢印で凝縮水の流れを示す。

【0071】

連結機構２０２は、連結線２０４および弾性部材２０６を含んで構成される。連結線２０４は、流路切り替えバルブ８２と排水管内バルブ機構８８とを連結する。連結線２０４は、軟性を有する部材であり、例えばワイヤーが用いられる。弾性部材２０６は、下流側排水管７８ｂに設けられる。弾性部材２０６の一端は、排水管内バルブ機構８８の下バルブ８８ｃと連結される。弾性部材２０６は、伸縮可能な部材であり、例えば、スプリングが用いられる。なお、弾性部材２０６の長さ（図６中上下方向の長さ）は、伸縮されていない状態（自然長）の時に、下バルブ８８ｃが下流側排水管７８ｂと貯留部８６とを遮断できる長さに形成される。

【0072】

図６（ｂ）に示すように、凝縮水が発生しない場合には、流路切り替え部８０内に直線流路９４が形成されるように、流路切り替えバルブ８２が移動される。また、連結線２０４によって流路切り替えバルブ８２と連結されている排水管内バルブ機構８８は、流路切り替えバルブ８２が回転することによって、上方向側へと引っ張られる。すると、弾性部材２０６の付勢力に抗して、排水管内バルブ機構８８（上バルブ８８ｂ）が上流側排水管７８ａと貯留部８６とを遮断する位置に移動する。このとき、下バルブ８８ｃは下流側排水管７８ｂと貯留部８６とを連通するため、貯留部８６に貯留された凝縮水は、排水管７８外（排気管４６）へと排出することができる。

【0073】

一方で、図６（ａ）に示すように、凝縮水発生条件が成立しているときは、流路切り替え部８０内に捕集流路９２が形成されるように、流路切り替えバルブ８２が移動される。このとき、連結線２０４がたわむことになるが、排水管内バルブ機構８８は、弾性部材２０６の付勢力によって、下流側排水管７８ｂと貯留部８６とを遮断する位置に下バルブ８８ｃが位置するように引っ張られる。そのため、ＥＧＲ管７０内で発生した凝縮水は、貯留部８６に貯留される。

【0074】

かかる構成により、ＥＧＲ制御装置２００においても、流路切り替えバルブ８２と排水管内バルブ機構８８とを連動させることができる。また、ＥＧＲ管７０内に発生する凝縮水をＥＧＲ管７０外へと排出することが可能となる。

【0075】

（変形例）
ところで、エンジンと、駆動モータ（例えば、同期電動機）とが駆動源として設けられるハイブリッド車（Hybrid Vehicle）のような車両では、要求トルクなどの走行状態に応じて、駆動モータに優先してエンジンで走行したり、エンジンに優先して駆動モータで走行したり、エンジンと駆動モータとを併用して走行したりする。そのような車両の場合、走行状況によっては、エンジンが始動しても、すぐ停止してしまいエンジンが暖まりにくかったり、暖まってもすぐに冷えてしまう。

【0076】

また、この場合、エンジン起動スイッチは押されないため、エンジンが再び始動する際、排気ガス（ＥＧＲガス）をＥＧＲ管に導入してしまうと、ＥＧＲ管内に凝縮水が発生してしまう。あるいは、凝縮水発生条件が成立し、流路切り替え部内に捕集流路が形成された状態で、エンジンの始動と停止を繰り返す場合、貯留部は、容量以上の凝縮水を貯留しなければならなくなる。

【0077】

通常、エンジンは、不図示のアクセルがオフにされると、ポンピングロスを強めるため、排気ガス（ＥＧＲガス）はＥＧＲ管に導入されない。そこで、本実施形態の変形例におけるＥＧＲ制御装置では、エンジン駆動中にアクセルがオフになる場合、貯留部８６に貯留された凝縮水を排出する。

【0078】

変形例におけるＥＧＲ制御装置には、アクセル開度センサが設けられる。アクセル開度センサは、ＥＣＵ２に接続される。アクセル開度センサは、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。アクセル開度センサは、アクセルペダルが踏み込まれると、アクセルペダルが踏み込まれたことを示すアクセルペダルオン信号をＥＣＵ２に送信する。また、アクセル開度センサは、アクセルペダルが開放されると、アクセルペダルが解放されたことを示すアクセルペダルオフ信号をＥＣＵ２に送信する。

【0079】

図７は、変形例における凝縮水排出処理を説明するフローチャートである。なお、上述したＥＧＲ制御装置１００と実質的に等しい制御については、説明を省略する。

【0080】

流路切り替えバルブ制御部１１０は、温度Ｔ１が閾値Ｔｈ１以上でない（閾値Ｔｈ１未満である）と判定される（ステップＳ２６におけるＮＯ）場合、アクセル開度センサから送信される信号に基づいて、アクセルペダルがオフされているか否かを判定する（Ｓ４０）。そして、アクセルペダルがオフされていないと判定されれば（ステップＳ４０におけるＮＯ）、エンジン１は駆動され続けていることになる。そのため、エンジン１およびＥＧＲ管７０は暖め続けられるので、流路切り替えバルブ制御部１１０は、ステップＳ２６の処理へと処理を移す。

【0081】

一方で、アクセルペダルがオフされたと判定されれば（ステップＳ４０におけるＹＥＳ）、流路切り替えバルブ制御部１１０は、流路切り替え部８０内に直線流路９４が形成されるように流路切り替えバルブ８２を移動させる（Ｓ４２）。このとき、エンジン１はＥＧＲガスを導入しないため、流路切り替えバルブ制御部１１０は、流路切り替えバルブ８２を移動させることで、排水管内バルブ機構８８を連動して移動させ、貯留部８６に貯留された凝縮水を一時的に排気管４６に排出させる。

【0082】

そして、流路切り替えバルブ制御部１１０は、アクセル開度センサから送信される信号に基づいて、アクセルペダルがオンされたか否かを判定する（Ｓ４４）。そして、アクセルペダルがオンされたと判定されれば（ステップＳ４４におけるＹＥＳ）、再びエンジン１がＥＧＲガスを導入するため、流路切り替えバルブ制御部１１０は、流路切り替え部８０内に捕集流路９２が形成されるように流路切り替えバルブ８２を移動させる（Ｓ４６）。

【0083】

一方で、アクセルペダルがオンされていないと判定されれば（ステップＳ４４におけるＮＯ）、アクセルペダルがオンされたと判定されるまで、ステップＳ４４の処理を繰り返す。

【0084】

このように、変形例のＥＧＲ制御装置では、アクセルペダルがオフされたときに貯留部８６に貯留された凝縮水を排気管４６へと排出することができる。これにより、ハイブリッド車など、継続してエンジン１が駆動されず貯留部８６に容量以上の凝縮水が溜まるおそれのある場合においても、一時的に凝縮水を排出することができる。そのため、ＥＧＲ管７０がなかなか暖まりにくいときでもＥＧＲガスをエンジン１に導入することが可能となる。

【0085】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0086】

本発明は、エンジンから排出された排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気管に還流させるＥＧＲ制御装置に利用できる。

【符号の説明】

【0087】

３４ 吸気管
４６ 排気管
７０ ＥＧＲ管
７８ 排水管
８０ 流路切り替え部
８０ａ 底面
８２ 流路切り替えバルブ
８６ 貯留部
８８ 排水管内バルブ機構
９０ 連結部（バルブ連動機構）
９２ 捕集流路
９４ 直線流路
１００、２００ ＥＧＲ制御装置
１１０ 流路切り替えバルブ制御部
２０２ 連結機構（バルブ連動機構）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】