JP2012140868A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮水によるエンジンの損傷やドライバビリティの悪化を抑制しつつインタークーラ内から凝縮水を吸気通路に良好に排出させることができるエンジンの制御装置を提供する。
【解決手段】吸気調整弁の開度を調整して凝縮水除去通路の一端側と他端側とに差圧を生じさせることで凝縮水を凝縮水除去通路から吸気調整弁よりも下流側の吸気通路に流出させる凝縮水除去制御を実行する凝縮水除去手段４１と、エンジンがアイドル運転状態にあるか否かを判定する判定手段４３と、判定手段４３によりエンジンがアイドル運転状態にあると判定された場合、凝縮水除去手段４１による凝縮水除去制御の実行を禁止する禁止手段４４と、を備える構成とする。
【選択図】図２

Description

本願発明は、過給機によって加圧された吸気を冷却するためのインタークーラを備えたエンジンの制御装置に関する。

過給機（ターボチャージャ等）を備えたエンジンは、一般的に、過給機によって加圧された吸気を冷却するためのインタークーラを吸気通路に備えている。また過給機を備えたエンジンには、排ガスの一部を吸気通路に環流させて新気と共に再燃焼させる排気再循環（ＥＧＲ）装置を備えたものがある。

このような構成のエンジンでは、インタークーラ内において吸気を冷却する際に水分が凝縮されて凝縮水が生成される。そしてインタークーラ内に凝縮水が溜まると、インタークーラが腐食してしまう虞がある。

排気再循環により吸気通路に供給されるＥＧＲガスは温度が比較的高いこともあり水分が水蒸気として比較的多く含まれている。またＥＧＲガスには硫黄成分等が含まれているため、凝縮水中にもこれらの成分が含まれる。このため、ＥＧＲガスを含む吸気の場合、特に、凝縮水によるインタークーラの腐食が起こり易い。

このような問題を解消するため、凝縮水を所定のタイミングでインタークーラの外部に排出するようにしたものが様々提案されている。例えば、インタークーラと、第２のスロットル下流の吸気通路とを繋ぐ排出路を設けるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。エンジン（内燃機関）のアイドル時、第２のスロットル下流の吸気通路の圧力は、インタークーラ内の圧力よりも低くなる。特許文献１に係る発明では、この圧力差を利用し、エンジンのアイドル時に排出路を介してインタークーラ内の凝縮水を吸気通路に排出させている。これにより、凝縮水によるインタークーラの腐食を抑制することはできる。

特開２００９−１０８７６１号公報

しかしながら、多量の凝縮水が吸気通路に排出されて燃焼室内に一気に流れ込むと、いわゆるウォータハンマ現象等の発生によってエンジンが損傷してしまう虞がある。例えば、特許文献１に係る発明では、内燃機関のアイドル運転時（アクセルオフ時）に凝縮水が吸気通路に排出されており、吸気通路に流れ込む凝縮水の流量はコントロールされていない。したがって特許文献１に係る発明においても、凝縮水によってエンジンが損傷してしまう虞がある。またエンジンのアイドル運転時に凝縮水の除去制御を実行すると、エンジンの回転数に変動が生じ易く、ドライバビリティの悪化を招く虞もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、凝縮水によるエンジンの損傷やドライバビリティの悪化を抑制しつつインタークーラ内から凝縮水を吸気通路に良好に排出させることができるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、車両のエンジンの吸気を過給する過給機よりも下流側の吸気通路に設けられるインタークーラと、前記インタークーラよりも下流側の吸気通路に設けられる吸気調整弁と、一端側が前記吸気調整弁よりも下流側の吸気通路に接続され他端側が前記吸気調整弁よりも上流側の吸気通路に接続されて前記インタークーラで生成された凝縮水を通過させる凝縮水除去通路と、前記吸気調整弁の開度を調整して前記凝縮水除去通路の一端側と他端側とに差圧を生じさせることで前記凝縮水を前記凝縮水除去通路から前記吸気調整弁よりも下流側の前記吸気通路に流出させる凝縮水除去制御を実行する凝縮水除去手段と、前記エンジンがアイドル運転状態にあるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記エンジンがアイドル運転状態にあると判定された場合、前記凝縮水除去手段による前記凝縮水除去制御の実行を禁止する禁止手段と、を備えることを特徴とするエンジンの制御装置にある。

かかる第１の態様では、インタークーラから多量の凝縮水が吸気通路に排出されることを抑制することができ、凝縮水によるエンジンの破損を抑制することができる。またアイドル運転時（アクセルオフ時）におけるエンジンの回転数の変動が抑制されることで、凝縮水除去制御の実施に伴うドライバビリティの悪化も抑制される。

本発明の第２の態様は、前記エンジンの運転領域がエンジン回転数と負荷とに応じて設定された設定部を備え、該設定部には、前記車両のアクセルを全開にしたときの負荷に相関するパラメータに応じた全負荷ラインが設定されており、該全負荷ラインから下側の所定範囲内に、前記凝縮水除去制御の実行を禁止する領域が設定されており、前記判定手段は、前記設定部の情報に基づいて前記エンジンの運転状態が前記凝縮水除去制御の実行を禁止する領域にあるか否かをさらに判定し、前記禁止手段は、前記判定手段により前記エンジンの運転状態が前記凝縮水除去制御の実行を禁止する領域にあると判定された場合にも、前記凝縮水除去手段による前記凝縮水除去制御の実行を禁止することを特徴とする第１の態様のエンジンの制御装置にある。

かかる第２の態様では、全負荷ラインから下側の所定範囲内では凝縮水除去制御の実行が禁止されるため、スモークの発生を抑制できる。凝縮水除去制御の実行時には吸気調整弁の開度が閉じ側に調整して差圧を発生させている。このため凝縮水除去制御の実行時には吸気量が減少して空燃比がリッチ側に変化し、これに伴いスモークが発生し易くなる。そして、特にスモークが発生し易い全負荷ラインから下側の所定範囲内では、凝縮水除去制御の実行を禁止することで、スモークの発生を大幅に抑制することができる。なお、「負荷に相関するパラメータ」としては、例えば、車両のトルクやアクセル開度、燃料噴射量、吸気量等が挙げられる。

本発明の第３の態様は、前記所定範囲は、前記凝縮水除去制御を実行時の空燃比が、前記エンジンの通常運転時の前記全負荷ライン上での空燃比を下回らない範囲に設定されていることを特徴とする第２の態様のエンジンの制御装置にある。

かかる第３の態様では、空燃比に基づいて所定範囲を設定することで、凝縮水除去制御の実行に伴ってスモークが発生し易い範囲を、上記所定範囲として適切に設定できる。

本発明の第４の態様は、前記排気通路と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ流路と、該ＥＧＲ流路から前記吸気通路に流れ込むＥＧＲガスの量を調整するＥＧＲ弁と、をさらに備え、前記所定範囲は、前記ＥＧＲ弁が閉じられて前記ＥＧＲ流路から前記吸気通路へのＥＧＲガスの流れが遮断される範囲に設定されていることを特徴とする第２の態様のエンジンの制御装置にある。

かかる第４の態様では、エンジンの通常運転への悪影響を回避できる。ＥＧＲ流路が共に遮断されている運転領域は、凝縮水除去制御の実行時、エンジンの運転に必要な吸気量を確保することが難しい領域である。したがって、このような領域で凝縮水除去制御を禁止することで、エンジンの通常運転への悪影響を回避できる。

本発明の第５の態様は、前記エンジンの吸気の状態を検出するためのセンサが、前記凝縮水除去通路の前記一端側と前記吸気通路との接続部よりも上流側の前記吸気通路に設けられていることを特徴とする第１〜４の何れか一つの態様のエンジンの制御装置にある。

かかる第５の態様では、吸気の状態を検出するためのセンサへの水の付着によって、被水割れや感度の低下等を抑制できる。なお、吸気の状態を検出するためのセンサとしては、例えば、リニア空燃比センサや温度センサ、湿度センサ等が挙げられるが、これに限定されず、上記センサには吸気の状態を検出し得る種々のセンサが含まれる。

本発明の第６の態様は、前記凝縮水の量を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に基づいて前記凝縮水が所定量以上となると前記凝縮水除去制御の実行を要求する要求手段と、をさらに備え、前記凝縮水除去手段は、前記要求手段により前記凝縮水除去制御の実行の要求があった場合に、前記凝縮水除去制御を実行することを特徴とする第１〜５の何れか一つの態様のエンジンの制御装置にある。

かかる第６の態様では、凝縮水除去制御の実行頻度が適切になる。

かかる本発明では、凝縮水除去制御がエンジンの運転状態に応じた適切なタイミングで実施される。したがって、凝縮水によるエンジンの損傷やドライバビリティの悪化を抑制しつつインタークーラ内から凝縮水を吸気通路に良好に排出させることができる。

本発明の一実施形態に係るエンジンシステムの概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る凝縮水除去管の配置を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る設定部が備えるマップの一例を示す図である。 エンジンの負荷と吸入空気量との関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る凝縮水除去制御の一例を示すフローチャートである。 エンジンの負荷と排気空燃比との関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る設定部が備えるマップの一例を示す図である。 エンジンの運転領域と各種バルブの調整状態との関係を示す表である。 本発明の一実施形態に係る凝縮水除去管の配置の変形例を説明する概略図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るエンジンシステム１０は、直列に配置された４つの気筒（燃焼室）１１を備える直列４気筒のディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）１２を備える。各気筒１１の吸気ポート（図示なし）には、吸気マニホールド（吸気通路）１３が接続され、吸気マニホールド１３には吸気管（吸気通路）１４が接続されている。一方、各気筒１１の排気ポート（図示なし）には、排気マニホールド１５が接続され、排気マニホールド１５には排気管（排気通路）１６が接続されている。

また各気筒１１に対応して燃料を噴射するためのインジェクタ（燃料噴射弁）１７が設けられており、各インジェクタ１７はそれぞれコモンレール１８に接続されている。なおコモンレール１８には、図示しないがサプライポンプ（高圧ポンプ）を介して燃料タンクに接続されている。このサプライポンプによって燃料タンクから燃料が圧送され、コモンレール１８内の高圧の燃料がインジェクタ１７から各気筒１１内に噴射されるようになっている。

吸気管１４及び排気管１６の途中には、ターボチャージャ（過給機）１９が設けられている。ターボチャージャ１９は、エンジン１２から排ガスが流れ込むと、排ガスの流れによってタービンが回転し、このタービンの回転に伴ってコンプレッサが回転して吸気管１４からターボチャージャ１９内に空気が吸い込まれて加圧されるようになっている。

ターボチャージャ１９よりも上流側の吸気管１４には、エアクリーナ２０と、低圧用吸気調整弁である第１のスロットルバルブ２１と、が設けられている。エアクリーナ２０には吸気の湿度を検出する湿度センサ２２が設けられている。なお第１のスロットルバルブ２１は、エアクリーナ２０を通過した新気の量（新気量）を調整すると共に、この調整によって、後述する低圧ＥＧＲ管を介して吸気管１４に導入される排ガス量（低圧ＥＧＲガス量）を間接的に調整する。またエアクリーナ２０の下流側には、吸気流量を検出するエアフローセンサ２３が設けられている。このエアフローセンサ２３は、本実施形態では温度検出機能を備えており、吸気流量と共に吸気温度を検出する。

ターボチャージャ１９よりも下流側の吸気管１４には、ターボチャージャ１９での加圧により温度が上昇した吸気を冷却するインタークーラ２４が配されている。なおインタークーラ２４は、吸気管１４と共に吸気通路を構成する。インタークーラ２４よりも下流側の吸気管１４には、電動アクチュエータの駆動により吸気管１４を開閉する吸気調整弁である第２のスロットルバルブ２６が設けられている。

第２のスロットルバルブ２６は、インタークーラ２４を通過した吸気量（新気量＋低圧ＥＧＲガス量）を調整するとともに、この調整によって、後述するＥＧＲ管を介して吸気管１４に導入される排ガス量（ＥＧＲガス量）を間接的に調整する。

吸気管１４の第２のスロットルバルブ２６よりも下流側には、高圧の排ガス（ＥＧＲガス）が環流するＥＧＲ管（ＥＧＲ流路）２７の一端が接続されている。ＥＧＲ管２７の他端は、排気管１６のターボチャージャ１９よりも上流側に接続されている。ＥＧＲ管２７にはＥＧＲクーラ２８が設けられ、ＥＧＲ管２７の吸気管１４との接続部分にはＥＧＲ弁２９が設けられている。このＥＧＲ弁２９が開弁することで、排気管１６のターボチャージャ１９よりも上流側を流れる高圧の排ガスの一部がＥＧＲ管２７に流れ込み、ＥＧＲクーラ２８によって冷却された後、吸気管１４に供給されるようになっている。なお、ＥＧＲ弁２９は、ＥＧＲ管２７から吸気管１４に流れ込むＥＧＲガスの量を調整することができるように設けられていればよい。

なお吸気管１４のＥＧＲ管２７よりも下流側には、吸気の空燃比を検出する空燃比検出手段であるリニア空燃比センサ３０が設けられている。吸気マニホールド１３には、その内部の圧力を検出する圧力検出手段であるブースト圧センサ３１が設けられている。なお空燃比検出手段は、吸気の空燃比を検出することができるものであればよく、リニア空燃比センサの他、例えば、酸素（Ｏ_２）センサ等であってもよい。

また排気管１６のターボチャージャ１９よりも下流側には、排気浄化用触媒であるディーゼル酸化触媒３２と、排気浄化用フィルタであるディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter：以下、「ＤＰＦ」と称する）３３とが上流側から順に配されている。

排気管１６のターボチャージャ１９よりも下流側、本実施形態ではＤＰＦ３３の下流側には、低圧の排ガスの一部（低圧ＥＧＲガス）が環流する低圧用ＥＧＲ管（低圧ＥＧＲ流路）３４の一端が接続されている。低圧用ＥＧＲ管３４の他端は、ターボチャージャ１９とスロットルバルブ２１との間で、吸気管１４に接続されている。この低圧用ＥＧＲ管３４には、ＥＧＲ管２７の場合と同様に、低圧用ＥＧＲクーラ３５及び低圧用ＥＧＲ弁３６が設けられている。そして低圧用ＥＧＲ弁３６が開弁することで、排気管１６のターボチャージャ１９よりも下流側を流れる低圧ＥＧＲガスが低圧用ＥＧＲクーラ３５によって冷却されて吸気管１４に供給されるようになっている。なお特許請求の範囲に記載の「ＥＧＲ流路」には、ＥＧＲ管（ＥＧＲ流路）２７及び低圧ＥＧＲ管（低圧ＥＧＲ流路）３４が含まれ、「ＥＧＲ弁」には、ＥＧＲ弁２９及び低圧ＥＧＲ弁３６が含まれる。

また低圧用ＥＧＲ管３４の両端部には、差圧検出手段である差圧センサ３７が設けられている。この差圧センサ３７は、吸気管１４のターボチャージャ１９よりも上流側の圧力と、排気管１６のターボチャージャ１９よりも下流側の圧力との差圧を検出する。すなわち差圧センサ３７の検出結果から低圧用ＥＧＲ管３４を流れる低圧ＥＧＲガスの流速や流量等が求められる。

ところで、このような構成のエンジンシステム１０においては、インタークーラ２４内において吸気を冷却する際に水分が凝縮されて凝縮水が生成される。生成された凝縮水は、インタークーラ２４内或いはインタークーラ２４付近の吸気管１４内に溜まり、インタークーラ２４や吸気管１４を腐食させるといった問題を生じさせる虞がある。このため、インタークーラ２４等に溜まった凝縮水を適宜排出させる必要がある。本発明では、このようにインタークーラ２４等に溜まった凝縮水を、凝縮水除去管（凝縮水除去通路）３８を介して排出させている。この凝縮水除去管３８の一端側は、第２のスロットルバルブ２６よりも下流側の吸気通路、本実施形態では、吸気マニホールド１３に接続されている。すなわち、エンジン１２の吸気の状態を検出するためのセンサ、例えば、リニア空燃比センサ３０等は、凝縮水除去管３８の一端側と吸気マニホールド１３との接続部よりも上流側の吸気管１４に設けられている。このため、凝縮水除去管３８から凝縮水を流出させた際に、リニア空燃比センサ３０等の凝縮水による被水割れの発生を防止することができる。

また凝縮水除去管３８の他端側は、第２のスロットルバルブ２６よりも上流側の吸気通路、本実施形態ではインタークーラ２４に接続されている。ここでインタークーラ２４は、図２に示すように、本実施形態では、吸気の流れる方向が略水平方向（図中左右方向）となるように配されている。またインタークーラ２４は、その入口２４ａの路面からの高さｈ１と、出口２４ｂの路面からの高さｈ２とが略同一となるように、且つ入口２４ａ及び出口２４ｂの路面からの高さｈ１，ｈ２がインタークーラ２４の底面部２４ｃの路面からの高さｈ３よりも高くなるように、設けられている。このような構成では、インタークーラ２４で生成された凝縮水はインタークーラ２４の内部、特に、出口２４ｂ付近に溜まり易い。このため本実施形態では、凝縮水除去管３８の他端側は、インタークーラ２４に接続されている。またインタークーラ２４の出口２４ｂ付近には、図１に示すように、インタークーラ２４内に溜まった凝縮水の量を検出する検出手段である液面センサ３９が設けられている。

そしてエンジン１２の制御装置は、所定のタイミングで凝縮水除去制御を実施することで、インタークーラ２４に溜まった凝縮水を凝縮水除去管３８から吸気マニホールド１３に流出させている。

以下、エンジン１２の制御装置による凝縮水除去制御について詳細に説明する。
エンジン１２の制御装置は、ＥＣＵ（電子コントロールユニット）４０と各種センサ類とによって構成されている。ＥＣＵ４０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等で構成され、上記の各種センサからの信号に基づいてエンジン１２の総合的な制御を行う。ＥＣＵ４０の入力側には、上述したエアフローセンサ２３、リニア空燃比センサ３０、ブースト圧センサ３１、湿度センサ２２、差圧センサ３７の他、エンジン１２のクランク角を検出するクランク角センサ等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。一方、ＥＣＵ４０の出力側には、インジェクタ１７、第１及び第２のスロットルバルブ２１，２６、ＥＧＲ弁２９及び低圧用ＥＧＲ弁３６等の各種出力デバイスが接続されている。これら各種出力デバイスには、上記のような各種センサ類によって検出された検出情報に基づきＥＣＵ４０で演算された燃料噴射量、バルブ開度等の各種情報がそれぞれ出力される。

ＥＣＵ４０は、図３に示すように、凝縮水除去手段４１と、要求手段４２と、判定手段４３と、禁止手段４４と、設定部４５とを備えている。

凝縮水除去手段４１は、第２のスロットルバルブ２６の開度を調整して凝縮水除去管３８の一端側と他端側とに差圧を生じさせることで、凝縮水を凝縮水除去管３８から第２のスロットルバルブ２６よりも下流側の吸気通路に流出させる凝縮水除去制御を所定のタイミングで実行する。本実施形態では、凝縮水除去手段４１は、第２のスロットルバルブ２６を閉じる方向に調整することによって吸気マニホールド１３とインタークーラ２４とに差圧を生じさせ、これにより凝縮水を凝縮水除去管３８から吸気マニホールド１３に流出させている。

要求手段４２は、凝縮水量検出手段である液面センサ３９の検出結果に基づいて凝縮水が所定量以上となると凝縮水除去制御の実行を凝縮水除去手段４１に要求する。そして本実施形態では、凝縮水除去手段４１は、この要求手段４２からの要求があった際に凝縮水除去制御を実行する。

判定手段４３は、エンジン１２が備える各種センサからの信号に基づいて、エンジン１２の運転状態が凝縮水除去制御の実行を禁止する領域にあるか否かを判定する。

禁止手段４４は、判定手段４３によってエンジン１２の運転状態が凝縮水除去制御の実行を禁止する領域にあると判定された場合に、凝縮水除去手段４１による凝縮水除去制御の実行を禁止する。禁止手段４４による禁止の指示は、要求手段４２の要求よりも優先される。したがって、凝縮水除去制御の実行中であっても、禁止手段４４によって凝縮水除去制御の実行が禁止された場合には、凝縮水除去手段４１は、凝縮水除去制御の実行を中止する。

ここで、判定手段４３によるエンジン１２の運転状態が凝縮水除去制御の実行を禁止する領域にあるか否かの判定についてさらに説明する。

判定手段４３は、具体的には、まずエンジン１２の運転状態がアイドル運転か否かを判定する。後述するようにエンジン１２の運転状態がアイドル運転の場合は、凝縮水除去制御の実行を禁止するように設定されている。したがって判定手段４３によってエンジン１２の運転状態がアイドル運転にあると判定されると、禁止手段４４が凝縮水除去手段４１による凝縮水除去制御の実行を禁止する。

ここで、エンジン１２がアイドル運転状態であるか否かは、例えば現在のエンジン回転数が所定回転数（一例で１０００[ｒｐｍ]程度）を下回っているか否かに応じて判定される。なお、この所定回転数は、車両の状態（例えばエアコン使用時等の電気負荷が高い場合か否か等）に応じて可変設定することが可能である。

さらに判定手段４３は、設定部４５の情報に基づいてエンジン１２の運転状態が凝縮水除去制御の実行を禁止する領域にあるか否かを判定する。

設定部４５には、エンジン１２の運転領域がエンジン回転数と負荷とに応じて設定されている。すなわち設定部４５は、例えば、エンジン回転数と負荷とに応じてエンジン１２の運転領域が設定されたマップを備えている（図４参照）。この設定部４５のマップには、車両のアクセルを全開にしたときの負荷に相関するパラメータに応じた全負荷ラインが設定されている。例えば、吸入空気量に応じた全負荷ラインＬ１が設定部４５のマップに設定されている。また設定部４５のマップには車両のアクセルを全閉（アクセルオフ）にしたときの吸入空気量に応じた減速時負荷ラインＬ２が設定されている。

さらに設定部４５のマップには、全負荷ラインＬ１から下側の所定範囲に、凝縮水除去制御の実行を禁止する運転領域Ａが設定されている。すなわち全負荷ラインＬ１の下側に所定間隔で禁止ライン（図中点線で示す）Ｌ３が設定されており、この禁止ラインＬ３が、アクセルオンの状態において凝縮水除去制御の実行が禁止される運転領域Ａと凝縮水除去制御の実行が許可される運転領域Ｂとの境界となっている。

ここで、禁止ラインＬ３は、例えば、所定のエンジン回転数としたときのエンジン１２の負荷と吸入空気量との関係に基づいて設定される。図５は、所定のエンジン回転数Ｎｅ１（図４参照）におけるエンジン１２の負荷と吸入空気量との関係を示すグラフである。図５に示すように、通常運転時の吸入空気量は、エンジン１２の運転に必要な最低空気量（図５中太線）を常に上回る。しかしながら、凝縮水除去制御を実行する場合、第２のスロットルバルブ２６を閉じる方向に調整するため、凝縮水除去制御実行時の吸入空気量は、通常運転時の吸入空気量に比べて低くなる。このため、エンジン１２の負荷が所定値Ｔ１を超えると、凝縮水除去制御実行時の吸入空気量はエンジン１２の運転に必要な最低空気量を下回ってしまう。すなわちエンジン１２の負荷が所定値Ｔ１を超えている状態で凝縮水除去制御を実行すると、エンジン１２の運転に必要な最低空気量が得られなくなる。

禁止ラインＬ３は、このような結果に基づいて設定されている。つまり禁止ラインＬ３は、凝縮水除去制御実行時の吸入空気量がエンジン１２の運転に必要な最低空気量を確保できる負荷の限界値を規定している。

本発明では、上述のようにエンジン１２の運転状態が凝縮水除去制御の実行を許可する領域（運転領域Ｂ）にある場合のみ、凝縮水除去制御が実行されるようにしている。例えば、エンジン１２の運転状態がアイドル運転の領域にある場合や、高負荷が要求されている場合、つまりエンジン１２の運転状態が運転領域Ａにある場合には、凝縮水除去制御が実行されることはない。

これにより、インタークーラ２４内の凝縮水を良好に排出させつつ、車両の走行に必要な負荷を確保できる。またエンジン１２の運転状態が運転領域Ｂにある場合にのみ凝縮水除去制御を実行することで、凝縮水の流出量を適切に制御することができる。したがってインタークーラ２４から多量の凝縮水が吸気マニホールド（吸気通路）１３に排出されることを抑制することができ、凝縮水によるエンジン１２の破損を抑制することもできる。

またアイドル運転の領域Ａでは凝縮水除去制御の実行が禁止されているため、アイドル運転時のエンジン回転数の変動が抑制される。したがって、凝縮水除去制御の実行に伴うドライバビリティの悪化も抑制される。さらに全負荷ラインから下側の運転領域Ａにおいて凝縮水除去制御の実行が禁止されていることで、燃料過多（空気希薄）によるスモークの増加等も抑制することもできる。

以下、図６のフローチャートを参照して本実施形態に係る凝縮水除去制御の一例について説明する。

図６に示すように、まず液面センサ３９によってインタークーラ２４内に所定量以上の凝縮水が溜まっていることが検出され、要求手段４２が凝縮水除去手段４１に対して凝縮水除去制御の実行を要求すると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２に進み、判定手段４３によってエンジン１２の運転状態がアイドル運転の状態であるか否かが判定される。すなわちステップＳ２では、現在のエンジン回転数が所定回転数（一例で１０００[ｒｐｍ]程度）を下回っているか否かが判定される。そしてエンジン１２の運転状態がアイドル運転ではない場合には（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ３に進む。

なお要求手段４２による凝縮水除去制御の実行の要求がない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、エンジン１２の運転状態がアイドル運転の領域にある場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、凝縮水除去制御が実行されることなくエンジン１２の通常運転制御が実行される（ステップＳ７）。

ステップＳ３では、判定手段４３によってエンジン１２の運転状態が凝縮水除去制御の実行を禁止する領域にあるか否かの判定がさらに行われる。本実施形態では、上述のように設定部４５のマップ（図４参照）において、エンジン１２の運転状態が全負荷ラインＬ１と禁止ラインＬ３との間の運転領域Ａにあるか、禁止ラインＬ３よりも下側の運転領域Ｂにあるか、が判定される。ここで、エンジン１２の運転状態が運転領域Ｂにある場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４に進み、凝縮水除去手段４１によって凝縮水除去制御が実行される。一方、エンジン１２の運転状態が運転領域Ａにある場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、凝縮水除去制御が実行されることなく、エンジン１２の通常運転制御が実行される（ステップＳ７）。

ステップＳ４で凝縮水除去制御が実行されると、次いでステップＳ５で凝縮水の除去が完了したか否かが判定される。具体的には、インタークーラ２４内の凝縮水が所定量よりも少なくなったか否かが判定される。この判定は、例えば、液面センサ３９の検出結果に基づいて行われる。ここで、凝縮水の量が所定量よりも少なくなっていない場合、つまり凝縮水の除去が完了していない場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ２に戻る。

ステップＳ２では、エンジン１２の運転状態がアイドル運転の領域にあるか否かが再び判定される。エンジン１２の運転状態がアイドル運転の領域にない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ３に進む。一方、エンジン１２の運転状態がアイドル運転の領域にある場合、凝縮水除去制御が中止されて、エンジン１２の通常運転制御が実行される（ステップＳ７）。

ステップＳ３では、エンジン１２の運転状態が凝縮水除去制御の実行を禁止する領域にあるか否かの判定が再度行われる。エンジン１２の運転状態が凝縮水除去制御の実行が許可される領域（運転領域Ｂ）にある場合には、ステップＳ４に進み、凝縮水除去制御が継続される。一方、エンジン１２の運転状態が凝縮水除去制御の実行を禁止する領域（運転領域Ａ）にある場合には、凝縮水除去制御が中止されて、エンジン１２の通常運転制御が実行される（ステップＳ７）。

その後、ステップＳ５で凝縮水の除去が完了、つまりインタークーラ２４内の凝縮水が所定量よりも少なくなったと判定されると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ステップＳ６に進み凝縮水除去要求がリセットされ、エンジン１２の通常運転制御が実行される（ステップＳ７）。これにより、一連の凝縮水除去制御が終了する。

なお本実施形態では、設定部４５のマップが、エンジン回転数と負荷とにより決定される吸入空気量に応じて設定された例を説明したが、設定部４５のマップは、エンジン回転数と負荷とにより決定される他のパラメータ、例えば、空燃比（排気Ａ／Ｆ）に基づいて設定されていてもよい。また空燃比に基づいて設定部４５のマップが設定される場合、凝縮水除去制御を実行時の空燃比がエンジン１２の通常運転時の全負荷ライン上での空燃比（空燃比の最低値）を下回らないように、禁止ラインＬ３が設定されていることが好ましい。

図７は、所定のエンジン回転数Ｎｅ１（図４参照）におけるエンジン１２の負荷と排気Ａ／Ｆとの関係を示すグラフである。図７に示すように、通常運転時の排気Ａ／Ｆと凝縮水除去制御実行時の排気Ａ／Ｆとは、何れも、エンジン１２の負荷の増加に伴って徐々に減少する傾向にある。ただし、凝縮水除去制御を実行する場合、第２のスロットルバルブ２６を閉じる方向に調整するため、凝縮水除去制御実行時の排気Ａ／Ｆは、通常運転時の排気Ａ／Ｆに比べて低くなる。このため、エンジン１２の負荷が所定値Ｔ１を超えると、凝縮水除去制御実行時の排気Ａ／Ｆは、通常運転時の排気Ａ／Ｆの最低値（全負荷時の値）Ｅ１を下回ってしまう。排気Ａ／Ｆが最低値Ｅ１を下回ると燃料過多によってスモークが大幅に増加してしまう虞がある。このため、設定部４５のマップが、エンジン回転数と負荷とにより決定される排気Ａ／Ｆに基づいて設定される場合、上述のように凝縮水除去制御を実行時の空燃比が、通常運転時の全負荷ライン上での空燃比Ｅ１を下回らないように、禁止ラインＬ３が設定されていることが好ましい。これにより、燃料過多によるスモークの増加を抑制しつつ、インタークーラ２４内の凝縮水を除去することができる。

また上述の実施形態では、凝縮水除去制御を実行する際に、第２のスロットルバルブ２６の開度を調整して凝縮水除去管３８の一端側と他端側とに差圧を生じさるようにしたが、その際、ＥＧＲガスや低圧ＥＧＲガスが使用されている場合には、第２のスロットルバルブ２６と共に、第１のスロットルバルブ２１、ＥＧＲ弁２９、低圧用ＥＧＲ弁３６を適宜調整するようにしてもよい。これにより空燃比をより適正な値に調整することができ、ドライバビリティを向上させることができる。

例えば、図８に示すように、ＥＧＲガス及び低圧ＥＧＲガスの使用状態は、エンジン１２の運転領域に応じて決まる。図８の例では、低負荷領域である運転領域Ｃでは、ＥＧＲガスのみを使用し、運転領域Ｃよりも高負荷である運転領域Ｄでは、ＥＧＲガス及び低圧ＥＧＲガスを併用している。さらに運転領域Ｄよりも高負荷である運転領域Ｅでは、低圧ＥＧＲガスのみを使用し、最も高負荷領域である運転領域ＦではＥＧＲガス及び低圧ＥＧＲガスは使用されない。そして、通常運転時には、例えば、図９（ａ）の表に示すように、これらの各運転領域に応じて第１及び第２のスロットルバルブ２１，２６、ＥＧＲ弁２９、低圧用ＥＧＲ弁３６のそれぞれの開度が適宜調整される。また、凝縮水除去制御実行時には、例えば、図９（ｂ）の表に示すように、第１及び第２のスロットルバルブ２１，２６、ＥＧＲ弁２９、低圧用ＥＧＲ弁３６のそれぞれの開度が適宜調整される。例えば、ＥＧＲガスが使用されている運転領域Ｃにおいては、ＥＧＲ弁２９を閉じる方向に調整することで空燃比をリーン側に調整することができ、ＥＧＲ弁２９を開く方向に調整することで空燃比をリッチ側に調整することができる。このように空燃比を適切に調整することで、凝縮水除去制御実行時のドライバビリティのさらなる向上を図ることができる。

またこのように第２のスロットルバルブ２６と共に、第１のスロットルバルブ２１、ＥＧＲ弁２９、低圧用ＥＧＲ弁３６のそれぞれの開度が調整される場合には、ＥＧＲガス及び低圧ＥＧＲガスは使用されない運転領域Ｆを、凝縮水除去制御の実行を禁止する領域に設定することが好ましい。これにより、凝縮水除去制御実行時のドライバビリティをより確実に向上することができる。

以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更が可能なものである。

例えば、上述の実施形態では、吸気の流れる方向が略水平方向となるようにインタークーラ２４が配された構成を例示したが（図２参照）、インタークーラ２４を含む吸気通路の構造は特に限定されるものではない。例えば、図１０（ａ）に示すように、インタークーラ２４の入口２４ａの路面からの高さｈ１がインタークーラ２４の底面部２４ｃの路面からの高さｈ３よりも高く、且つ出口２４ｂの路面からの高さｈ２がインタークーラ２４の底面部２４ｃの路面からの高さｈ３よりも低くなっていてもよい。このような構成では、インタークーラ２４で生成された凝縮水はインタークーラ２４の出口２４ｂ付近の吸気管１４内に溜まり易くなる。したがって、この例の場合、凝縮水除去管３８の他端側は、インタークーラ２４よりも下流側の吸気管１４に接続されていることが好ましい。

また例えば、図１０（ｂ）に示すように、インタークーラ２４は、吸気の流れる方向が略鉛直方向（図中上下方向）となるように配されていてもよい。このような構成では、インタークーラ２４で生成された凝縮水はインタークーラ２４の入口２４ａ付近の吸気管１４内に溜まり易くなる。したがって、この例の場合、凝縮水除去管３８の他端側は、インタークーラ２４よりも上流側の吸気管１４に接続されていることが好ましい。

勿論、これらの構成としても、インタークーラ２４で生成された凝縮水を凝縮水除去管３８を介して吸気マニホールド１３に良好に流出させることができる。

また例えば、上述の実施形態では、インタークーラ２４内に溜まった凝縮水の量を液面センサ３９により検出するようにしたが、液面センサ３９による直接的なセンシングに限定されるものではなく、凝縮水生成量を推定等により求めても良い。例えば、液面センサ３９を温度センサに置き換えて、温度センサの検出結果に基づいて凝縮水生成量を推定により求めてもよい。この場合、エアフローセンサ２３、湿度センサ２２の情報から吸入空気中の水蒸気量が算出され、温度センサとブースト圧センサ３１の情報からインタークーラ２４出口通過ガス量の飽和水蒸気量が算出され、インタークーラ２４出口通過ガス中の水蒸気量が飽和水蒸気量を超える量が凝縮水として生成される量（凝縮水生成量）として推定される。

あるいは、ＥＧＲガスおよび低圧ＥＧＲガスが使用されている場合においては、低圧ＥＧＲガス量を差圧センサ３７の情報を用いて算出し、燃焼ガス成分割合から低圧ＥＧＲガス中の水蒸気量を算出することにより、インタークーラ２４出口通過ガス(吸入空気＋ＥＧＲガス)中の水蒸気量が算出され、その結果に基づいて凝縮水生成量を推定する事ができる。

また例えば、上述の実施形態では、エンジンの制御装置が、インタークーラ内に溜まった凝縮水の量を検出する検出手段を備えると共に、検出手段の検出結果に基づいて凝縮水除去制御の実行を要求する要求手段を備えた構成を説明したが、これら検出手段及び要求手段は、必ずしも設けられていなくてもよい。その場合には、例えば、凝縮水の量に拘わらず、一定の期間が経過する毎に凝縮水除去制御が実行されるようにすればよい。

さらに上述の実施形態では、判定手段が、エンジンがアイドル運転状態にあるか否かを判定すると共に、設定部の情報に基づいてエンジンの運転状態が凝縮水除去制御の実行を禁止する領域にあるか否かをさらに判定するようにした。しかしながら、判定手段は、少なくともエンジンがアイドル運転状態にあるか否かを判定するものであればよい。

１０ エンジンシステム
１１ 気筒
１２ エンジン
１３ 吸気マニホールド
１４ 吸気管
１５ 排気マニホールド
１６ 排気管
１７ インジェクタ
１８ コモンレール
１９ ターボチャージャ
２０ エアクリーナ
２１ 第１のスロットルバルブ
２２ 湿度センサ
２３ エアフローセンサ
２４ インタークーラ
２６ 第２のスロットルバルブ
２７ ＥＧＲ管
２８ ＥＧＲクーラ
２９ ＥＧＲ弁
３０ リニア空燃比センサ
３１ ブースト圧センサ
３４ 低圧用ＥＧＲ管
３５ 低圧用ＥＧＲクーラ
３６ 低圧用ＥＧＲ弁
３７ 差圧センサ
３８ 凝縮水除去管
３９ 液面センサ
４１ 凝縮水除去手段
４２ 要求手段
４３ 判定手段
４４ 禁止手段
４５ 設定部

Claims (6)

1. 車両のエンジンの吸気を過給する過給機よりも下流側の吸気通路に設けられるインタークーラと、
   前記インタークーラよりも下流側の吸気通路に設けられる吸気調整弁と、
   一端側が前記吸気調整弁よりも下流側の吸気通路に接続され他端側が前記吸気調整弁よりも上流側の吸気通路に接続されて前記インタークーラで生成された凝縮水を通過させる凝縮水除去通路と、
   前記吸気調整弁の開度を調整して前記凝縮水除去通路の一端側と他端側とに差圧を生じさせることで前記凝縮水を前記凝縮水除去通路から前記吸気調整弁よりも下流側の前記吸気通路に流出させる凝縮水除去制御を実行する凝縮水除去手段と、
   前記エンジンがアイドル運転状態にあるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記エンジンがアイドル運転状態にあると判定された場合、前記凝縮水除去手段による前記凝縮水除去制御の実行を禁止する禁止手段と、
   を備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 前記エンジンの運転領域がエンジン回転数と負荷とに応じて設定された設定部を備え、
   該設定部には、前記車両のアクセルを全開にしたときの負荷に相関するパラメータに応じた全負荷ラインが設定されており、該全負荷ラインから下側の所定範囲内に、前記凝縮水除去制御の実行を禁止する領域が設定されており、
   前記判定手段は、前記設定部の情報に基づいて前記エンジンの運転状態が前記凝縮水除去制御の実行を禁止する領域にあるか否かをさらに判定し、
   前記禁止手段は、前記判定手段により前記エンジンの運転状態が前記凝縮水除去制御の実行を禁止する領域にあると判定された場合にも、前記凝縮水除去手段による前記凝縮水除去制御の実行を禁止することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 前記所定範囲は、前記凝縮水除去制御を実行時の空燃比が、前記エンジンの通常運転時の前記全負荷ライン上での空燃比を下回らない範囲に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの制御装置。
4. 前記排気通路と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ流路と、
   該ＥＧＲ流路から前記吸気通路に流れ込むＥＧＲガスの量を調整するＥＧＲ弁と、
   をさらに備え、
   前記所定範囲は、前記ＥＧＲ弁が閉じられて前記ＥＧＲ流路から前記吸気通路へのＥＧＲガスの流れが遮断される範囲に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの制御装置。
5. 前記エンジンの吸気の状態を検出するためのセンサが、前記凝縮水除去通路の前記一端側と前記吸気通路との接続部よりも上流側の前記吸気通路に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のエンジンの制御装置。
6. 前記凝縮水の量を検出する検出手段と、
   該検出手段の検出結果に基づいて前記凝縮水が所定量以上となると前記凝縮水除去制御の実行を要求する要求手段と、
   をさらに備え、
   前記凝縮水除去手段は、前記要求手段により前記凝縮水除去制御の実行の要求があった場合に、前記凝縮水除去制御を実行することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のエンジンの制御装置。