JP2013256918A - 内燃機関のｅｇｒバルブの清掃方法及び内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】ターボ式過給システムと予め貯蔵した圧縮空気を気筒内に導入する過給補助システムとＥＧＲシステムを備えた内燃機関において、内燃機関の運転が終了したときに、過給補助用に予め貯蔵した圧縮空気を利用してＥＧＲバルブに付着した煤を除去することができる内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法及び内燃機関を提供する。
【解決手段】ターボ式過給システム１と、流路切替装置２４により空気吸入通路１２ａから過給補助通路２３に切り替えて予め圧縮空気タンク２２に貯蔵された圧縮空気Ａｃを気筒内に供給する過給補助システム１０と、ＥＧＲバルブ２０を有するＥＧＲシステムを備えた内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法において、前記内燃機関の運転を終了したときに、前記圧縮空気タンク２２に貯蔵された圧縮空気Ａｃを前記ＥＧＲバルブ２０に設けた清掃装置４０に供給して、前記ＥＧＲバルブ２０の清掃を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ターボ式過給システムと、内燃機関の過渡運転時に発生するターボラグによる空気量の不足を補うために予め貯蔵した圧縮空気を気筒内に導入する過給補助システムと、ＥＧＲバルブを有するＥＧＲシステムを備えた内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法及び内燃機関に関する。

自動車等の車両に搭載される内燃機関（エンジン）には、図１１に示すようなターボ式過給システム１が用いられているが、このターボ式過給システム１は、エンジン本体１１の吸気マニホールド１１ａに接続された吸気通路１２と、排気マニホールド１１ｂに接続された排気通路１３を有して構成されている。更に、吸気通路１２には、上流側からエアクリーナー１４とターボ式過給器（ターボチャージャ）１５のコンプレッサ１５ａと、インタークーラ１６とスロットルバルブ１７が配設され、排気通路１３には、ターボ式過給器１５のタービン１５ｂが設けられている。また、排気通路１３のタービン１５ｂの上流側と吸気通路１２のスロットルバルブ１７の下流側とをＥＧＲ通路１８で連結し、このＥＧＲ通路１８にＥＧＲクーラ１９とＥＧＲバルブ２０を設けている。

このターボ式過給器１５は、１本の軸（シャフト）の両端に２つの羽根車が備えられ、その一方（タービン１５ｂ側）に排気ガスＧを流して羽根車を回転させ、これにより回転するもう一方（コンプレッサ１５ａ側）の羽根車で吸気した空気Ａを圧縮する。言い換えると、タービン１５ｂを用いて排気ガスＧから取り出した仕事をコンプレッサ１５ａが使い、空気Ａを圧縮する。これにより、従来に比べて高い圧力の空気Ａを筒内に導入できるため、筒内に導入される空気量を多くすることができる。従って、このターボ式過給器１５を用いたターボ式過給システム１では、より多くの空気Ａを筒内に導入できるため、トルクの向上、排気ガスの有害物質の低減を図ることができる。

しかしながら、このターボ式過給システム１による過給では、要求される空気量を筒内にターボ式過給器１５が導入できるようになるまでの間に時間差が生じ、いわゆるターボラグが発生するという短所がある。このターボラグは、排気ガスＧの圧力を利用してタービン１５ｂを回転させて、その回転でコンプレッサ１５ｂを作動させて空気Ａを圧縮し、その空気Ａを筒内（シリンダ内）に送り込み燃焼を行い、その排気ガスＧで更にタービン１５ｂを回転するというサイクルを繰り返して、筒内に導入する空気量Ａを増加させるターボ式過給システム１では必ず発生する現象であり、特に過渡運転時に起きる。

過渡運転時では、図１２に示すように、エンジン回転速度の増加にともない、必要となる空気量ｂも増加するが、このターボラグが発生すると、必要となる空気量ｂを確保できなくなる。このとき、推移するエンジン回転速度および負荷（アクセル開度）に応じて必要となる燃料量（燃料噴射量）Ｂに対して必要な空気量ｂが増加するが、この空気量ｂに対して実際に供給される空気量ｃが斜線部分だけ少なくなってしまう。その結果、空気量ｃが少ないことにより燃焼可能な燃料量Ｃが減少して内燃機関の出力が低下し、また、ＥＧＲをかけられないことによりＮＯｘが増加して排気性能が悪化する。つまり、図１１に示す過給システム１において、過渡運転時にターボラグが発生するため、必要な空気量Ａの確保ができず、排気性能は悪化する。

そこで、このターボラグによる出力、排気性能の悪化に対する対策として、図１３に示すように、予め蓄圧した圧縮空気Ａｃを吸気通路１２上に導入して、過渡運転時の空気量Ａの不足を補う方法が採用され、エンジン回転速度および負荷（アクセル開度）が急激に変化する時に、この変化と同時に、スーパーチャージャ又はエアコンプレッサ２１等を用いて予め圧縮空気タンク２２に貯蔵した圧縮空気Ａｃを、流路切替装置（切替バルブ）２４により空気吸入通路１２ａから過給補助通路２３に切り替えて吸気通路１２に導入して過渡運転時の空気量の不足を補う過給補助システム１０がある。

なお、この過給補助システム１０を採用する場合には、過給補助の時に、圧縮空気Ａｃが、吸気通路１２の上流側の空気吸入通路１２ａ、即ち、エアクリーナー１４側へと逆流するのを防止するために、逆流防止用のバルブ（逆流防止弁）を吸気通路１２（又は１２ａ）に設置する必要があるが、図１３の構成では、流路切替装置２４に、過給補助の開始と終了を制御する機能と共に、この圧縮空気Ａｃの逆流防止の機能を持たせている。

この過給補助システムの別の例として、例えば、吸気通路に接続した過給気通路と、所定の圧力の過給気を貯蔵し、該過給気を過給気通路に送出する過給気タンクと、過給気通路に設けられ、機関運転状態に応じて開閉する過給弁と、過給気通路を接続した部位よりも上流の吸気通路に設けられて吸気の逆流を防止する逆流防止弁とを含んで構成される内燃機関の過給装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この過給補助により、過給補助を行わない場合に比べて、過給器のタービン側が回収するエントロピーが増加するため、過給器の応答性が向上し、これにより、ターボラグを改善でき、発進性能の向上と、排気ガスの有害成分の低減が可能となる。

そして、この圧縮空気タンクを用いる過給補助システムを採用した場合には、内燃機関の運転を終了した際に、そのまま放置すると結露して、次に使用する際に、エンジン内に水分が入って故障の原因となるので、圧縮空気タンク内に蓄圧されている圧縮空気を大気中に放出する必要がある。

一方、内燃機関の運転では、過給補助をしないときは、通常の運転が行われるが、この通常の運転では、ＥＧＲ（排気再循環）システムを使用して、吸入空気とＥＧＲガスを混合させたガスを筒内（シリンダ内）に導入することで、筒内の燃料温度を低下させて、ＮＯｘを低減させている。このＥＧＲガスは必要以上に導入すると、スモーク（ＳＭ）の排出量が増加するため、吸入空気とＥＧＲガスの割合は、内燃機関の運転条件に合わせて、適切な割合にする必要がある。この適切な割合は、実験等により予め設定されているが、この適切な割合におけるＥＧＲを実現するために、ＥＧＲ通路に配設したＥＧＲバルブを用いて筒内に導入するＥＧＲガス量を制御している。

このＥＧＲバルブには、圧力式のＥＧＲバルブ（例えば、特許文献２参照）やモータによって駆動されるＥＧＲバルブ（例えば、特許文献３参照）等があり、このモータ駆動のＥＧＲバルブでは、リターンスプリングによりバルブを付勢する力と、モータによって駆動されるシャフトによりバルブを開方向に押す力とのバランスにより、バルブを開閉させている。

しかしながら、ＥＧＲガスは排気ガスそのものであり、この排気ガス中には、スモーク成分が存在するため、このスモーク成分がＥＧＲバルブに付着して、ＥＧＲバルブの制御に支障をきたし、ＥＧＲバルブの微小な開度の制御ができなくなり、排気ガスの状態の悪化やエンジン出力の悪化などが起きるという問題がある。

このＥＧＲバルブの固着を回避するために、高圧ＥＧＲ通路に設けられた高圧ＥＧＲ弁の閉弁固着可能性の判定手段と、ＥＧＲ弁が閉弁固着する可能性があると判定された場合に、ＥＧＲ弁を一定時間の間１回以上複数回連続的に全閉と中間開度の間で強制的に開閉させる固着回避手段を備えた内燃機関の排気還流装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

この固着回避手段による固着回避動作は、ＥＧＲ運転中に行われるため、高圧ＥＧＲと低圧ＥＧＲを併用したＥＧＲ通路を２系統有して構成し、一方のＥＧＲ弁が固着回避動作を行っている時には、この固着回避動作に起因する変化を相殺するように、他方のＥＧＲ弁の開度を補正する必要がある。

特開２０１１−２０８６４４号公報 特開平１１−２００９５８号公報 特開２００７−１９８２４３号公報 特開２００８−８２０７号公報

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、ターボ式過給システムと予め貯蔵した圧縮空気を気筒内に導入する過給補助システムとＥＧＲシステムを備えた内燃機関において、内燃機関の運転が終了したときに、過給補助用に予め貯蔵した圧縮空気を利用してＥＧＲバルブに付着した煤を除去することができる内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法及び内燃機関を提供することにある。

上記のような目的を達成するための本発明の内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法は、ターボ式過給システムと、流路切替装置により空気吸入通路から過給補助通路に切り替えて予め圧縮空気タンクに貯蔵された圧縮空気を気筒内に供給する過給補助システムと、ＥＧＲバルブを有するＥＧＲシステムを備えた内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法において、前記内燃機関の運転を終了したときに、前記圧縮空気タンクに貯蔵された圧縮空気を前記ＥＧＲバルブに設けた清掃装置に供給して、前記ＥＧＲバルブの清掃を行うことを特徴とする方法である。

この方法によれば、内燃機関の運転を停止して、過給補助システムで使用する圧縮空気を放出する際に、この圧縮空気を使用してＥＧＲバルブを清掃できて、付着した煤でＥＧＲバルブのバルブ本体が弁座に固着するのを防止できるので、ＥＧＲバルブの微小開度制御などの制御性を良好に保つことができる。

また、上記のＥＧＲバルブの清掃方法において、前記圧縮空気タンクに貯蔵された圧縮空気により、閉弁状態の前記ＥＧＲバルブのバルブ本体を駆動軸周りに回動して前記バルブ本体と弁座とを摺り合せて、前記ＥＧＲバルブの清掃を行うようにすると、比較的容易にＥＧＲバルブを清掃することができる。

そして、上記のような目的を達成するための本発明の内燃機関は、ターボ式過給システムと、流路切替装置により空気吸入通路から過給補助通路に切り替えて予め圧縮空気タンクに貯蔵された圧縮空気を気筒内に供給する過給補助システムと、ＥＧＲバルブを有するＥＧＲシステムを備えた内燃機関において、前記圧縮空気タンクと前記ＥＧＲバルブの清掃装置とを接続する空気配管を設け、この空気配管に前記清掃装置への圧縮空気の供給を制御する制御弁を設けると共に、前記内燃機関の運転を終了したときに、前記制御弁を制御して、前記圧縮空気タンクから放出される圧縮空気の全部または一部を前記清掃装置へ供給して前記ＥＧＲバルブを清掃する制御を行うように構成された制御装置を備えて構成する。

この構成によれば、内燃機関の運転を停止して、過給補助システムで使用する圧縮空気を放出する際に、この圧縮空気を使用してＥＧＲバルブを清掃できて、付着した煤でＥＧＲバルブのバルブ本体が弁座に固着するのを防止できるので、ＥＧＲバルブの微小開度制御などの制御性を良好に保つことができる。

上記の内燃機関において、前記清掃装置を、圧縮空気の供給を受けて、閉弁状態の前記ＥＧＲバルブのバルブ本体を駆動軸周りに回動して前記バルブ本体と弁座とを摺り合せて、前記ＥＧＲバルブの清掃を行うように構成すると、比較的容易にＥＧＲバルブを清掃することができる。

本発明に係る内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法及び内燃機関によれば、ターボ式過給システムと予め貯蔵した圧縮空気を気筒内に導入する過給補助システムとＥＧＲシステムを備えた内燃機関において、内燃機関の運転が終了して予め圧縮空気タンクに貯蔵した過給補助用の圧縮空気を放出する際に、この放出される圧縮空気を利用してＥＧＲバルブに付着した煤を除去することができる。

これにより、ＥＧＲバルブを清掃できて、付着した煤でＥＧＲバルブのバルブ本体が弁座に固着するのを防止できるので、ＥＧＲバルブの微小開度制御などの制御性を良好に保つことができる。

本発明の実施の形態の内燃機関の構成を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態の内燃機関で使用するＥＧＲバルブとその清掃装置の構成を示す図で、ＥＧＲバルブが閉弁状態であるときの図である。 図２のＥＧＲバルブとその清掃装置の構成を示す図で、ＥＧＲバルブが開弁状態であるときの図である。 図２の清掃装置の構成を示す部分的な斜視図である。 清掃装置の動きを示す図で、圧縮空気の供給前の状態を示す図である。 清掃装置の動きを示す図で、圧縮空気の供給開始直後の状態を示す図である。 清掃装置の動きを示す図で、圧縮空気の供給中の状態を示す図である。 清掃装置の動きを示す図で、圧縮空気の逃がし中の状態を示す図である。 清掃装置の動きを示す図で、圧縮空気を逃がした状態を示す図である。 清掃装置の別の例を示す図である。 単段の過給システムを備えた内燃機関の構成を模式的に示す図である。 過給システムを備えた内燃機関のエンジン回転数に対する燃料噴射量と空気量を示す図である。 単段の過給システムと過給補助システムとＥＧＲシステムを備えた内燃機関の構成を模式的に示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法及び内燃機関について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本発明の実施の形態の内燃機関(エンジン)は、エンジン本体１１の吸気マニホールド１１ａに接続された吸気通路１２と、排気マニホールド１１ｂに接続された排気通路１３を有して構成され、更に、ターボ式過給システム１と過給補助システム１０とＥＧＲシステム1８〜２０を備えて構成される。

そして、吸気通路１２の上流側である空気吸入通路１２ａにエアクリーナー１４が設置され、空気吸入通路１２ａの下流側の吸気通路１２に上流側から順にターボ式過給器（ターボチャージャ）１５のコンプレッサ１５ａと、インタークーラ１６とスロットルバルブ１７が配設され、排気通路１３には、ターボ式過給器１５のタービン１５ｂが設けられている。このターボ式過給器１５のコンプレッサ１５ａとタービン１５ｂにより、ターボ式過給システム１が構成されている。

また、過渡運転時に、ターボラグによる空気量不足に対応して圧縮空気Ａｃを吸気通路１２に供給するために、圧縮空気Ａｃを生成するコンプレッサ２１とこの圧縮空気Ａｃを貯蔵する圧縮空気タンク２２を設けた過給補助通路２３が、空気吸入通路１２ａと吸気通路１２の境に配置された流路切替装置（切り替えバルブ）２４を介して接続される。これらにより過給補助システム１０が構成されている。

この流路切替装置２４により、内燃機関の過渡運転時に、吸気の供給通路を空気吸入通路１２ａから過給補助通路２３に切り替えて、この過給補助通路２３から圧縮空気Ａｃを吸気通路１２に供給する過給補助を行う。この流路切替装置２４としては、ｍｓｅｃオーダーの極めて短時間で流路を切り替える必要があるために、図１に示すようなシャッター方式の切替バルブを用いることが好ましい。なお、この圧縮空気タンク２２には内部圧力を測定するための圧力センサ（図示しない）が設けられる。また、空気吸入通路１２ａには、空気Ａの流量を測定するための吸気量センサ（ＭＡＦセンサ：図示しない）が設けられる。

また、排気通路１３のタービン１５ｂの上流側と吸気通路１２のスロットルバルブ１７の下流側とをＥＧＲ通路１８で連結し、このＥＧＲ通路１８にＥＧＲクーラ１９とＥＧＲバルブ２０を設けている。これらにより、ＥＧＲシステム１８〜２０が構成されている。

このＥＧＲバルブ２０は、図２及び図３に示すように、ケース２０ａに、バルブ本体２０ｂを固定した駆動軸２０ｃを移動可能に支持して、バルブ本体２０ｂと弁座２０ｄとが離間及び当接するように構成している。この駆動軸２０ｃは、一端側（矢印Ａ側）はケース２０ａの端部２０ｋに軸支され、他端側（矢印Ｂ側）はケース２０ａ内を移動可能な第１バネ固定板２０ｅに固定されている。

この第１バネ固定板２０ｅと、駆動軸２０ｃが貫通し、且つ、付勢バネ２０ｆよりもバルブ本体２０ｂ側（矢印Ａ側）でケース２０ａに固定されている第２バネ固定板２０ｇとの間に、バルブ本体２０ｂを閉弁方向（矢印Ｂ側）に付勢する付勢バネ２０ｆが配置されている。更に、第１バネ固定板２０ｅを付勢バネ２０ｆの付勢力に対抗して、バルブ本体２０ｂを開弁方向（矢印Ａ側）に移動するピストン２０ｊとピストン軸２０ｉと、このピストン軸２０ｉを伸縮する電動モータ２０ｈが設けられている。

また、ＥＧＲ通路１８の上流側は、弁座２０ｄの位置よりもバルブ本体２０ｂの開弁方向側（矢印Ａ側）に接続し、ＥＧＲ通路１８の下流側は、弁座２０ｄの位置よりもバルブ本体２０ｂの閉弁方向側（矢印Ｂ側）、即ち、弁座２０ｄと第２バネ固定板２０ｇの間に接続している。

この構成により、図２に示すように電動モータ２０ｈの作動によりピストン軸２０ｉが縮小しピストン２０ｊが電動モータ２０ｈ側（矢印Ｂ側）に移動しているときには、付勢バネ２０ｆの付勢力により、第１バネ固定板２０ｅと駆動軸２０ｃは電動モータ２０ｈ側（矢印Ｂ側）に移動し、バルブ本体２０ｂは弁座２０ｄに当接して、ＥＧＲガスＧｅの流れを止める。

一方、図３に示すように、電動モータ２０ｈの作動によりピストン軸２０ｉが伸長しピストン２０ｊがバルブ本体２０ｂ側（矢印Ａ側）に移動しているときには、付勢バネ２０ｆの付勢力に抗して、第１バネ固定板２０ｅと駆動軸２０ｃはバルブ本体２０ｂ側（矢印Ａ側）に移動し、バルブ本体２０ｂは弁座２０ｄから離間して、ＥＧＲガスＧｅが流れるようになる。また、電動モータ２０ｈのピストン軸２０ｉの伸縮量の制御により、バルブ本体２０ｂと弁座２０ｄとの離間距離を制御でき、ＥＧＲガスＧｅの流通量を制御できる。

本発明においては、図１に示すように、内燃機関の運転を終了したときに、過給補助システム１０の圧縮空気タンク２２の圧縮空気Ａｃを用いて、ＥＧＲバルブ２０の清掃を行うために、圧縮空気タンク２２とＥＧＲバルブ２０の清掃装置４０とを接続する空気配管２５を設け、この空気配管２５に清掃装置４０への圧縮空気Ａｃの供給を制御する第１制御弁２６と第２制御弁２７を設ける。

また、清掃装置４０は、図２〜図４に示すように、ケース２０ａの電動モータ２０ｈがある方向とは逆方向（矢印Ａ側）の端部２０ｋの近傍に配置されたピストン４１と、このピストン４１により伸縮する移動部材４２と、この移動部材４２に固定された可動突起４３と、ケース２０ａの端部２０ｋから突出した駆動軸２０ｃに固定され、かつ、可動突起４３と係合する係合羽４４とから構成される。なお、移動部材４２の上部には、左右にぶれないようにキー４２ａが設けられ、ピストン４１側のキー溝４１ｅに挿入される。

また、図５〜図９に示すように、ピストン４１は、バネ室４１ａと、空気室４１ｂと、この間に設けられたピストン壁４１ｃと、バネ室４１ａに配置されてピストン壁４１ｃを矢印Ｄ方向に付勢するバネ体４１ｄとを有して構成される。また、この空気室４１ｂには、第１制御弁２６を有する空気配管２５と第２制御弁２７を有する空気配管２５が接続されている。この空気配管２５は、図１に示すように圧縮空気タンク２２に接続し、また、第１制御弁２６を開弁して第２制御弁２７を閉弁すると圧縮空気Ａｃが清掃装置４０に供給され、第１制御弁２６と第２制御弁２７を開弁すると圧縮空気Ａｃが大気中に放出されるように構成される。

次に、この内燃機関のＥＧＲバルブ２０の清掃方法について説明する。この清掃方法は、第１制御弁２６と第２制御弁２７を制御するための制御装置（図示しない）を、内燃機関の全般を制御するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）と呼ばれるエンジン制御装置（図示しない）内に設けて構成したり、あるいは、このエンジン制御装置の一部で兼用して構成したりする。

さらに、この制御装置を、内燃機関の運転を終了したときに、図１に示す第１制御弁２６と第２制御弁２７を、図５〜図９に示すように開閉制御して、圧縮空気タンク２２から放出される圧縮空気Ａｃの全部または一部を清掃装置４０へ供給してＥＧＲバルブ２０を清掃する制御を行うように構成する。

図５に示すように、内燃機関の運転中は、第１制御弁２６を閉弁状態にし、第２制御弁２７は閉弁状態又は開弁状態にしておく。この状態では、空気室４１ｂには圧縮空気Ａｃが供給されていないので、バネ体４１ｄにより、ピストン壁４１ｃは、矢印Ｄ方向に移動し、移動部材４２と可動突起４３も矢印Ｄ方向に移動して、可動突起４３と係合羽４４の係合が外れた状態となっている。

内燃機関の運転が終了し、図１に示す圧縮空気タンク２２に設けられた空気配管２５の第１制御弁２６を開弁して、圧縮空気タンク２２内の圧縮空気Ａｃを大気中に開放する作業を行う。このとき、第２制御弁２７を閉弁して、図６に示すように、空気配管２５の第１制御弁２６を開弁状態に、第２制御弁２７は閉弁状態にする。この状態では、圧縮空気Ａｃが、空気室４１ｂに導入されて、バネ体４１ｄの付勢力に打ち勝って、ピストン壁４１ｃは、矢印Ｃ方向に移動し、移動部材４２と可動突起４３も矢印Ｃ方向に移動する。この移動がある程度進むと、可動突起４３が係合羽４４と当接し係合し、可動突起４３が係合羽４４を押す状態となる。

更に、圧縮空気Ａｃが空気室４１ｂに十分に供給されて、図６に示す状態から図７に示す状態に移行して、ピストン壁４１ｃと移動部材４２と可動突起４３は矢印Ｃ方向側に最大限移動する。この移動の際に、可動突起４３が係合している係合羽４４の先端側を矢印Ｃ方向に押して、ＥＧＲバルブ２０の駆動軸２０ｃを矢印Ｅ方向に回動する。

図７に示す状態から図８に示す状態に移動した後、即ち、可動突起４３が矢印Ｃ方向側に最大限移動した後、図８に示すように、第２制御弁２７を開弁する。この状態では、第１制御弁２６を開弁状態にしておく。この状態では、空気室４１ｂの圧縮空気Ａｃが第２制御弁２７を経由して大気中に放出される。なお、この第１制御弁２６をこのタイミングで閉弁状態にしてもよいが、その分第１制御弁２６の弁操作を行う必要が生じるので、第１制御弁２６を開弁状態にしておく方が弁操作の数が少なくなり好ましい。

第２制御弁２７の開弁により、空気室４１ｂの室内の圧力が減少し、バネ体４１ｄの付勢力により、ピストン壁４１ｃと移動部材４２と可動突起４３が矢印Ｄ方向に移動して、図８に示す状態から図９に示す状態に移行する。この移行で、可動突起４３が隣接する係合羽４４と係合し、係合羽４４の先端側を矢印Ｄ方向に引っ張るので、ＥＧＲバルブ２０の駆動軸２０ｃが矢印Ｆ方向に回動する。

この図６から図９に示す一連の第１制御弁２６と第２制御弁２７の開閉弁操作により、ＥＧＲバルブ２０の駆動軸２０ｃは強制的に回動させられる。そのため、図２に示すようなＥＧＲバルブ２０の閉弁状態で、駆動軸２０ｃに固定されたバルブ本体２０ｂが弁座２０ｄに当接したまま、駆動軸２０ｃ周りにＥ方向に回動した後Ｆ方向に回動する。

この図６から図９の工程を、第２制御弁２７の開閉操作により繰り返すことにより、バルブ本体２０ｂを弁座２０ｄに当接させたままの状態で、駆動軸２０ｃ周りのＥ方向とＦ方向の回動を繰り返すことができ、バルブ本体２０ｂと弁座２０ｄに付着した煤等を落とすことができ、ＥＧＲバルブ２０の清掃を行うことができる。

なお、清掃装置４０の可動突起４３と係合羽４４の構成の代わりに、移動部材４２の先端側に配置された回転支点４５ａに一端が回動可能に支持され、他端に回転支点４６ａを有するリンク４５と、この回転支点４６ａに一端が回動可能に支持され、他端が駆動軸２０ｃに固定されるリンク４６とで構成される、図１０に示すような構成を用いてもよい。要は、圧縮空気Ａｃの供給制御で生じる移動部材４２の往復運動を回動運動に変換できればよい。

上記の構成により、内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法において、内燃機関の運転を終了したときに、圧縮空気タンク２２に貯蔵された圧縮空気ＡｃをＥＧＲバルブ２０に設けた清掃装置４０に供給して、ＥＧＲバルブ２０の清掃を行うことができる。

そして、上記の内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法及び内燃機関によれば、内燃機関の運転を停止して、過給補助システム１０で使用する圧縮空気ＡＣを放出する際に、この圧縮空気Ａｃを使用してＥＧＲバルブ２０を清掃できて、付着した煤でＥＧＲバルブ２０のバルブ本体２０ｂが弁座２０ｄに固着するのを防止できる。その結果、ＥＧＲバルブ２０の微小開度制御などの制御性を良好に保つことができる。

また、圧縮空気タンク２２に貯蔵された圧縮空気Ａｃにより、閉弁状態のＥＧＲバルブ２０のバルブ本体２０ｂを駆動軸２０ｃ周りに回動してバルブ本体２０ｂと弁座２０ｄとを摺り合せて、ＥＧＲバルブ２０の清掃を行うように構成したので、比較的単純な構成で容易にＥＧＲバルブ２０を清掃することができる。

本発明の内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法及び内燃機関によれば、ターボ式過給システムと予め貯蔵した圧縮空気を気筒内に導入する過給補助システムを備えた内燃機関において、内燃機関の運転が終了したときに、過給補助用に予め貯蔵した圧縮空気を利用してＥＧＲバルブに付着した煤を除去することができるので、数多くの車両に搭載する内燃機関等に利用できる。

１ ターボ式過給システム
１０ 過給補助システム
１１ エンジン本体
１２ 吸気通路
１２ａ 空気吸入通路
１３ 排気通路
１５ ターボ式過給器（ターボチャージャ）
１５ａ コンプレッサ
１５ｂ タービン
１８ ＥＧＲ通路
１９ ＥＧＲクーラ
２０ ＥＧＲバルブ
２０ａ ケース
２０ｂ バルブ本体
２０ｃ 駆動軸
２０ｄ 弁座
２１ コンプレッサ
２２ 圧縮空気タンク
２３ 過給補助通路
２４ 流路切替装置（切り替えバルブ）
２５ 空気配管
２６ 第１制御弁
２７ 第２制御弁
４０ 清掃装置
４１ ピストン
４２ 移動部材
４３ 可動突起
４４ 係合羽
Ａｃ 圧縮空気
Ｇｅ ＥＧＲガス

Claims (4)

1. ターボ式過給システムと、流路切替装置により空気吸入通路から過給補助通路に切り替えて予め圧縮空気タンクに貯蔵された圧縮空気を気筒内に供給する過給補助システムと、ＥＧＲバルブを有するＥＧＲシステムを備えた内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法において、
   前記内燃機関の運転を終了したときに、前記圧縮空気タンクに貯蔵された圧縮空気を前記ＥＧＲバルブに設けた清掃装置に供給して、前記ＥＧＲバルブの清掃を行うことを特徴とする内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法。
2. 前記圧縮空気タンクに貯蔵された圧縮空気により、閉弁状態の前記ＥＧＲバルブのバルブ本体を駆動軸周りに回動して前記バルブ本体と弁座とを摺り合せて、前記ＥＧＲバルブの清掃を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関のＥＧＲバルブの清掃方法。
3. ターボ式過給システムと、流路切替装置により空気吸入通路から過給補助通路に切り替えて予め圧縮空気タンクに貯蔵された圧縮空気を気筒内に供給する過給補助システムと、ＥＧＲバルブを有するＥＧＲシステムを備えた内燃機関において、
   前記圧縮空気タンクと前記ＥＧＲバルブの清掃装置とを接続する空気配管を設け、この空気配管に前記清掃装置への圧縮空気の供給を制御する制御弁を設けると共に、前記内燃機関の運転を終了したときに、前記制御弁を制御して、前記圧縮空気タンクから放出される圧縮空気の全部または一部を前記清掃装置へ供給して前記ＥＧＲバルブを清掃する制御を行うように構成された制御装置を備えたことを特徴とする内燃機関。
4. 前記清掃装置を、圧縮空気の供給を受けて、閉弁状態の前記ＥＧＲバルブのバルブ本体を駆動軸周りに回動して前記バルブ本体と弁座とを摺り合せて、前記ＥＧＲバルブの清掃を行うように構成したことを特徴とする請求項３記載の内燃機関。

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