JP2012255404A - 機関システム - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮水の発生に起因する耐久性能の低下を好適に抑えることのできる機関システムを提供する。
【解決手段】この機関システムは、ＥＧＲ通路を介して内燃機関の排気通路内の排気の一部を吸気通路に再循環させるＥＧＲ装置を備える。一対の電極が、凝縮水が滞留する滞留部に互いに離間するようにそれぞれ設けられる。実行条件が成立したときに（Ｓ１１：ＹＥＳ）、滞留部に滞留する凝縮水の水素イオン含有量が多いときほど長い時間にわたって電力が供給されるように通電時間ＴＴを設定するとともに（Ｓ１４）、同通電時間ＴＴにわたる一対の電極への電力供給を行う（Ｓ１５）。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の吸気通路と排気通路とを連通する排気再循環通路を介して排気通路内の排気の一部を吸気通路に再循環させる排気再循環装置を備えた機関システムに関するものである。

内燃機関に排気再循環（ＥＧＲ）装置が設けられた機関システムでは、排気通路から吸気通路に戻される過程における排気の温度低下や機関運転停止時におけるＥＧＲ通路内の残留排気の温度低下に伴って、排気中の水蒸気成分が凝縮することにより、同水蒸気成分が凝縮水としてシステム（例えばＥＧＲ通路）の内部に溜まることがある。この凝縮水は、排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）等と反応して強い酸性を示すため、ＥＧＲ通路を腐食させるなど、機関システムの耐久性能を低下させるおそれがある。

従来、特許文献１に記載のものでは、そうした耐久性能の低下を抑えるべく、凝縮水を貯留するための貯留部をＥＧＲ通路に設けるようにしている。この装置では、貯留部以外の部分、すなわち意図しない部分への凝縮水の流入が抑えられる。そして貯留部に溜まった凝縮水は、内燃機関の運転に際してＥＧＲ通路内を通過する排気の熱によって蒸発することによって外部に排出される。

特開２００３−２４７４６０号公報

ここで、上記特許文献１に記載のものでは、貯留部内に溜まった凝縮水が内燃機関の運転に際して十分に蒸発するようになるとは限らない。例えば排気温度が高くなる前に内燃機関の運転が停止されるといった機関運転が繰り返される場合や、排気温度の高い運転状態での機関運転が殆どなされない場合など、機関運転に際して排気温度が十分に高い温度になる期間が短い場合には、貯留部内の凝縮水が蒸発せずに残ってしまうことがある。

こうした場合には、やはり腐食による機関システムの耐久性能の低下を招くおそれがあるため、この点において上記特許文献１に記載の機関システムは改善の余地がある。
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、凝縮水の発生に起因する耐久性能の低下を好適に抑えることのできる機関システムを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の機関システムでは、排気再循環（ＥＧＲ）装置により、内燃機関の吸気通路と排気通路とを連通するＥＧＲ通路を介して排気通路内の排気の一部が吸気通路に再循環される。また上記システムの内部における凝縮水が滞留する滞留部には、一対の電極が互いに離間するようにそれぞれ設けられる。そして実行条件が成立すると、一対の電極への電力供給が行われる。これにより、滞留部に凝縮水が滞留しているときに、凝縮水に一対の電極が浸かった状態で電極間に電位差を生じさせることができるため、この電位差による電気分解によって凝縮水を中和することができる。

ここで仮に、一対の電極への電力供給を常時行うようにすれば、凝縮水が強い酸性を保ったままで滞留部に滞留することが抑えられて同滞留部の腐食が好適に抑えられるようになる。しかしながら、この場合には、滞留部に凝縮水が滞留していないときや滞留部に滞留している凝縮水の酸性が弱くなったときにも電極への電力供給が行われるために、消費電力量が不要に多くなってしまう。

請求項１に記載の機関システムでは、水素イオンの含有量が多いほど凝縮水が強い酸性を示すことを踏まえて、滞留部に滞留している凝縮水の水素イオン含有量が多いときほど長い時間にわたって電力が供給されるように、一対の電極への電力供給が行われる。そのため、電極への電力供給を行う時間を短く抑えつつ、凝縮水に含まれる水素イオンの量を十分に少なくして同凝縮水を中和することができる。

したがって請求項１に記載の機関システムによれば、凝縮水の発生に起因する機関システムの耐久性能の低下を好適に抑えることができる。
凝縮水は、排気中の酸化物（例えば窒素酸化物ＮＯｘや硫黄酸化物ＳＯｘ）が化学反応によって酸（例えば硝酸や硫酸）になって溶け込むことにより酸性を示すようになる。そして凝縮水は、溶け込む酸の量が多いときほど、水素イオンの含有量が多くなって強い酸性を示すようになる。排気に含まれる上記酸化物の量は燃料の組成（例えば窒素や硫黄の含有分）をもとに把握することができる。そのため、内燃機関に噴射された燃料の量を、排気に含まれる上記酸化物の量、ひいては凝縮水の水素イオンの含有量の指標値として用いることができる。

請求項２に記載の機関システムによれば、実行条件の前回成立時から今回成立時までの期間における内燃機関の燃料噴射量の積算値が多いときほど、ＥＧＲ通路を通過した排気に含まれていた酸化物の総量が多いために、凝縮水の水素イオン含有量も多いと判断することができる。そして、この判断に基づいて一対の電極への電力供給を行う時間を設定することにより、滞留部に滞留する凝縮水の水素イオン含有量が多いときほど長い時間にわたって電極への電力供給を行うといった構成を実現することができる。

排気に含まれる水分が多いときほど凝縮水の発生量も多くなる。また凝縮水の発生量が多いときほど凝縮水に含まれる水素イオンの総量も多くなる。排気に含まれる水分の量は内燃機関に吸入される空気の量に応じて変化する。そのため、内燃機関の吸入空気量を、排気に含まれる水分の量、ひいては凝縮水中の水素イオンの含有量の指標値として用いることができる。

請求項３に記載の機関システムによれば、実行条件の前回成立時から今回成立時までの期間における内燃機関の吸入空気量の積算値が多いときほど、ＥＧＲ通路を通過した排気に含まれていた水分の総量が多いために、凝縮水の水素イオン含有量も多いと判断することができる。そして、この判断に基づいて一対の電極への電力供給を行う時間を設定することにより、滞留部に滞留する凝縮水の水素イオン含有量が多いときほど長い時間にわたって電極への電力供給を行うといった構成を実現することができる。

凝縮水の水素イオン含有量が少ないときほど電気分解が生じにくくなるため、請求項４に記載のシステムのように一対の電極間への予め定めた所定電圧の印可によってそれら電極への電力供給を行う場合には、電極間を流れる電流の量が少なくなる。

請求項４に記載のシステムによれば、そうした電流量が少ないとき、言い換えれば凝縮水の水素イオン含有量が十分に少ないために同凝縮水を中和する必要がないときには、電極への電力供給を強制停止させることができ、その分だけ消費電力量の低減を図ることができる。

電極間に所定電圧を印加して凝縮水を電気分解させるといった動作を繰り返すと、電極が徐々に劣化するために、いずれは凝縮水の電気分解が十分になされなくなる。このとき電極間を流れる電流量が少なくなるため、そうした電流量が少ないときにおいて電極への電力供給を強制停止させるシステムでは、凝縮水の水素イオン含有量が多い状態であるにも関わらず、電力供給の強制停止が繰り返し行われるようになってしまう。

請求項５に記載のシステムによれば、所定電圧の印加を開始した後の経過時間が予め定めた所定時間未満であるときに電極への電力供給を強制的に停止させるといった動作が予め定めた所定回数にわたり繰り返されたときに、このとき凝縮水の電気分解を十分に行うことのできない程度に電極が劣化している可能性があるとして、異常である旨が報知される。これにより、電極の点検や交換を促すことができる。

前記実行条件が成立したときとしては、請求項６によるように、内燃機関の運転を開始するべく運転スイッチがオン操作されたときを採用することができる。
請求項６に記載のシステムによれば、内燃機関の運転開始時において滞留部に溜まっている凝縮水の水素イオン含有量に応じたかたちで一対の電極への電力供給を行うことができるため、電極への電力供給を行う時間を短く抑えつつ凝縮水を中和することができる。

本発明を具体化した一実施の形態にかかる機関システムの概略構成を示す略図。 電極およびその周辺の断面構造を拡大して示す断面図。 凝縮水の水素イオン含有量と電極の通電時間との関係を示すグラフ。 通電時間設定処理の処理手順を示すフローチャート。 通電停止処理の処理手順を示すフローチャート。

以下、本発明を具体化した一実施の形態にかかる機関システムについて説明する。
図１に示すように、内燃機関１０には燃焼室１１内に直接燃料を噴射するタイプの燃料噴射弁１２が取り付けられている。内燃機関１０の燃焼室１１には吸気通路１３を介して空気が吸入される。内燃機関１０の運転に際しては、燃料噴射弁１２の開弁駆動によって噴射された燃料が、燃焼室１１内において圧縮加熱された吸入空気に触れて着火および燃焼する。内燃機関１０の燃焼室１１内において燃焼した燃焼ガスは排気として排気通路１４に排出される。

内燃機関１０の排気通路１４には排気浄化装置１５が取り付けられている。また排気通路１４における排気浄化装置１５より排気流れ方向下流側の部分には、同排気通路１４の通路断面積を変更するための排気絞り弁１６が取り付けられている。排気通路１４内の排気は上記排気浄化装置１５によって浄化された後に排気通路１４の外部に排出される。

内燃機関１０には排気再循環（ＥＧＲ）装置１７が取り付けられている。このＥＧＲ装置１７は、吸気通路１３と排気通路１４とを連通するＥＧＲ通路１８や、ＥＧＲ通路１８に設けられるＥＧＲクーラ１９およびＥＧＲ弁２０を備えている。ＥＧＲ通路１８は、その排気通路１４側の部分が、同排気通路１４における排気絞り弁１６より排気流れ方向上流側の部分であり且つ排気浄化装置１５より排気流れ方向下流側の部分に接続されている。ＥＧＲクーラ１９はＥＧＲ通路１８を通過する排気（ＥＧＲガス）を冷却するためのものであり、ＥＧＲ弁２０はＥＧＲ通路１８の通路面積を調節するためのものである。

本実施の形態では、ＥＧＲ通路１８に設けられたＥＧＲ弁２０が開弁駆動されることにより、同ＥＧＲ通路１８を介して排気通路１４内の排気の一部が吸気通路１３に戻されて再循環される。また、ＥＧＲ弁２０の作動制御と排気絞り弁１６の作動制御とを互いに関連づけて実行することにより、排気通路１４から吸気通路１３に戻される排気の量（ＥＧＲ量）が調節される。

内燃機関１０の周辺機器として、例えばマイクロコンピュータを備えて構成される電子制御装置２１が設けられている。この電子制御装置２１は各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に応じて燃料噴射弁１２の作動制御や排気絞り弁１６の作動制御、ＥＧＲ弁２０の作動制御などといった内燃機関１０の運転にかかる各種制御を実行する。

また内燃機関１０の周辺機器としては、同内燃機関１０の運転開始や運転停止に際して操作される運転スイッチ２２、電子制御装置２１などの各種電気機器に電力を供給する蓄電池２３、異常の発生を報知するための警告灯２４なども設けられている。

本実施の形態にかかる機関システムでは、機関運転時におけるＥＧＲクーラ１９の内部での排気の温度低下や、機関運転の停止時におけるＥＧＲクーラ１９内の残留排気の温度低下などに伴って、排気中の水蒸気成分が凝縮することにより、同水蒸気成分が凝縮水としてシステム（例えばＥＧＲ通路１８）の内部に溜まることがある。この凝縮水は強い酸性を示すため、ＥＧＲ通路１８を腐食させるなどして機関システムの耐久性能を低下させるおそれがある。凝縮水が凍結してしまうような場合には、凝縮水を機関システムの外部に排出して処理することが困難であるために、機関システムの耐久性能の低下を招き易い。

本実施の形態では、機関システムの内部において発生した凝縮水が滞留する部分（後述する滞留部２５）に、同凝縮水を電気分解によって中和する（詳しくは、酸性を弱くしたり、中性にしたり、アルカリ性にしたりする）ための中和装置２６が取り付けられている。

図２に示すように、本実施の形態における滞留部２５はＥＧＲ通路１８におけるＥＧＲクーラ１９より排気通路１４側の部分である。上記中和装置２６は、一対の電極２７，２８を備えている。それら電極２７，２８はそれぞれ、互いに絶縁された状態で離間するように、且つＥＧＲ通路１８の内部に先端が突出するように、且つ上記滞留部２５に凝縮水が滞留した場合に同凝縮水に浸されるようにＥＧＲ通路１８に取り付けられている。

そして実行条件が成立すると、一対の電極２７，２８への電力供給が行われる。詳しくは、一方の電極２７が陽極となるとともに他方の電極２８が陰極となるように、それら電極２７，２８間に所定電圧Ｖ１が印加される。なお各電極２７，２８は共に、凝縮水中に浸された状態で所定電圧Ｖ１が印加された場合において陽イオンになり易い金属材料（本実施の形態では、マグネシウム［Ｍｇ］）により形成されている。これにより、滞留部２５に凝縮水が滞留しているときに、凝縮水に各電極２７，２８が浸かった状態で電極２７，２８間に電位差が生じるようになるため、この電位差による電気分解によって凝縮水が中和されるようになる。したがって、凝縮水の発生に起因する機関システムの耐久性能の低下が抑えられる。

ここで仮に、電極２７，２８への電力供給を常時行うようにすれば、凝縮水が強い酸性を保ったままで滞留部２５に長期にわたって滞留することが抑えられて同滞留部２５の腐食が好適に抑えられるようになる。しかしながら、この場合には、滞留部２５に凝縮水が滞留していないときや滞留部２５に滞留している凝縮水の酸性が弱くなったときにも電極２７，２８への電力供給が行われてしまうために、消費電力量が不要に多くなってしまう。

凝縮水の水素イオンの含有量が多いほど、凝縮水が強い酸性を示すことから、電気分解を通じて凝縮水中の水素イオンを減少させるために必要な時間が長くなる。このことを踏まえて本実施の形態では、実行条件の成立時において電極２７，２８への電力供給を行う際に、図３に示すように、電極２７，２８への電力供給を行う時間（通電時間ＴＴ）を、滞留部２５に滞留する凝縮水の水素イオン含有量が多いときほど長い時間に設定するようにしている。

これにより、水素イオン含有量が少なく凝縮水の中和に要する時間が短いときには電極２７，２８への電力供給時間が短くなる一方で、水素イオン含有量が多く凝縮水の中和に要する時間が長いときには電極２７，２８への電力供給時間が長くなる。そのため、電極２７，２８への電力供給を行う時間を短く抑えつつ、凝縮水に含まれる水素イオンの量を十分に少なくして同凝縮水の中和を図ることができる。

以下、そうした通電時間ＴＴを設定する処理（通電時間設定処理）について、その作用効果とともに説明する。
図４に通電時間設定処理の具体的な実行手順を示す。なお同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置２１により実行される。

図４に示すように、この処理では先ず、実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１１）。ここでは、内燃機関１０の運転を開始するべく運転スイッチ２２がオン操作されたとき、すなわち運転スイッチ２２がオン操作された直後の本処理の実行タイミングであるときに実行条件が成立したと判断される。

そして、実行条件が成立していない場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、直近の実行条件の成立後における内燃機関１０の燃料噴射量の積算値ΣＱ（ステップＳ１２）と吸入空気量の積算値ΣＧＡ（ステップＳ１３）とがそれぞれ更新されるとともにメモリに記憶された後、本処理は一旦終了される。なお、上記メモリに記憶された各積算値ΣＱ，ΣＧＡは、内燃機関１０の運転を停止させるべく運転スイッチ２２がオフ操作された後においても保持されるようになっている。このように本実施の形態では、内燃機関１０の運転を開始するべく運転スイッチ２２がオン操作されてから同内燃機関１０の運転を停止するべく運転スイッチ２２がオフ操作されるまでの期間（いわゆる１トリップ中）における燃料噴射量の積算値ΣＱと吸入空気量の積算値ΣＧＡとが算出されて電子制御装置２１に記憶される。

その後、内燃機関１０の運転を開始するべく運転スイッチ２２がオン操作されて実行条件が成立すると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、このとき記憶されている燃料噴射量の積算値ΣＱおよび吸入空気量の積算値ΣＧＡに基づいて、通電時間ＴＴが算出される（ステップＳ１４）。具体的には、燃料噴射量の積算値ΣＱが多いときほど、また吸入空気量の積算値ΣＧＡが多いときほど、滞留部２５に滞留している凝縮水の水素イオン含有量が多いと判断されて、通電時間ＴＴとして長い時間が算出される。

ここで凝縮水は、排気中の酸化物（詳しくは、窒素酸化物［ＮＯｘ］や硫黄酸化物［ＳＯｘ］）が化学反応によって酸（例えば硝酸や硫酸）になって溶け込むことにより酸性を示すようになる。そして凝縮水は、溶け込む酸の量が多いときほど、水素イオンの含有量が多くなって強い酸性を示すようになる。排気に含まれる上記酸化物の量は燃料の組成（例えば窒素や硫黄の含有分）をもとに把握することができる。そのため、内燃機関１０に噴射された燃料の量を、排気に含まれる上記酸化物の量、ひいては凝縮水の水素イオン含有量の指標値として用いることができる。

本実施の形態では、実行条件の前回成立時から今回成立時までの期間、すなわち１トリップ中における燃料噴射量の積算値ΣＱが多いときほど、ＥＧＲ通路１８を通過した排気（ＥＧＲガス）に含まれていた酸化物の総量が多いために、凝縮水の水素イオン含有量も多いと判断される。そして、この判断をもとに、燃料噴射量の積算値ΣＱが多いときほど通電時間ＴＴとして長い時間が設定される。

一方、排気に含まれる水分が多いときほど凝縮水の発生量も多くなる。また凝縮水の発生量が多いときほど凝縮水に含まれる水素イオンの総量も多くなる。そして排気に含まれる水分の量は内燃機関１０に吸入される空気の量に応じて変化する。そのため、内燃機関１０の吸入空気量を、排気に含まれる水分の量、ひいては凝縮水中の水素イオンの含有量の指標値として用いることができる。

本実施の形態では、１トリップ中における吸入空気量の積算値ΣＧＡが多いときほど、ＥＧＲガスに含まれていた水分の総量が多いために、凝縮水の量および同凝縮水の水素イオン含有量も多いと判断される。そして、この判断をもとに、吸入空気量の積算値ΣＧＡが多いときほど通電時間ＴＴとして長い時間が設定される。なお本実施の形態では、吸入空気量の積算値ΣＧＡの算出が、内燃機関１０の運転状態（機関出力軸の回転速度など）に基づいて単位時間あたりの内燃機関１０の吸入空気量を算出するとともに積算するといったように行われる。なお吸入空気量を検出する吸気量センサが設けられた機関システムであれば、同センサにより検出した吸入空気量を積算した値を上記積算値ΣＧＡとして算出することもできる。

このように本実施の形態では、１トリップ中の燃料噴射量の積算値ΣＱが多いときほど、また１トリップ中の吸入空気量の積算値ΣＧＡが多いときほど、通電時間ＴＴとして長い時間が設定されるために、滞留部２５に滞留する凝縮水の水素イオン含有量が多いときほど通電時間ＴＴとして長い時間が設定されるようになる。

そして、このようにして通電時間ＴＴが算出された後（ステップＳ１４）、同通電時間ＴＴにわたる各電極２７，２８への電力供給が開始されるとともに（ステップＳ１５）、燃料噴射量の積算値ΣＱと吸入空気量の積算値ΣＧＡとが「０」にリセットされた後（ステップＳ１６）、本処理は一旦終了される。

このように本実施の形態では、運転スイッチ２２がオン操作されたことを条件に、各電極２７，２８への電力供給が開始されて、内燃機関１０の運転開始時において滞留部２５に溜まっている凝縮水の水素イオン含有量に応じたかたちで電極２７，２８への電力供給が行われる。そのため、各電極２７，２８への電力供給を行う時間を短く抑えつつ凝縮水を中和することができる。

本実施の形態にかかる機関システムでは、各電極２７，２８への電力供給の停止を、電力供給開始後において上記通電時間ＴＴが経過したときに行うことの他、凝縮水の水素イオン含有量が少なくなったと判断されたときや、各電極２７，２８の劣化が疑われるときにも行うようにしている。

以下、そうした各電極２７，２８への電力供給を停止させる処理（通電停止処理）について具体的に説明する。
図５に上記通電停止処理の具体的な実行手順を示す。なお同図のフローチャートに示される一連の処理は、各電極２７，２８への電力供給が行われていることを条件に実行される所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置２１により実行される。

図５に示すように、この処理では、各電極２７，２８への電圧印加の継続時間が上記通電時間ＴＴ以上になると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、凝縮水が十分に弱い酸性（あるいは中性やアルカリ性）になったとして、各電極２７，２８への電圧印加が停止された後（ステップＳ２２）、本処理は終了される。

一方、各電極２７，２８への電圧印加の継続時間が通電時間ＴＴ未満である場合には（ステップＳ２１：ＮＯ）、このとき各電極２７，２８間を流れる電流量Ｉが検出されるとともに同電流量Ｉが予め定められた所定値ＩＬ以下であるか否かが判断される（ステップＳ２３）。

そして、電流量Ｉが所定値ＩＬより大きいときには（ステップＳ２３：ＮＯ）、このとき滞留部２５に滞留している凝縮水の水素イオン含有量が多い状態であるとして、各電極２７，２８への電力供給を停止させることなく、本処理は一旦終了される。

電流量Ｉが所定値ＩＬ以下である場合には（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、このとき各電極２７，２８への電力供給時間が通電時間ＴＴに満たないものの、滞留部２５に滞留している凝縮水の水素イオン含有量が十分に少ないとして、各電極２７，２８への電力供給が強制的に停止される（ステップＳ２４）。

ここで、凝縮水の水素イオン含有量が少ないときほど電気分解が生じにくくなる。本実施の形態にかかる機関システムでは、各電極２７，２８への電力供給を行うべく各電極２７，２８間に所定電圧Ｖ１が印可されるため、凝縮水の水素イオン含有量が少なくなって電気分解が生じにくくなると、それら電極２７，２８間を流れる電流の量が少なくなる。

本実施の形態では、そうした電極２７，２８間を流れる電流量Ｉが少ないとき、言い換えれば凝縮水の水素イオン含有量が十分に少ないために同凝縮水を中和する必要がないときには、電極２７，２８への電力供給が強制的に停止されるため、その分だけ消費電力量の低減が図られる。なお本実施の形態では、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに凝縮水の水素イオン含有量が十分に少なくなっていることを的確に判定することの可能な電流量Ｉが予め求められるとともに、同電流量Ｉに相当する値が上記所定値ＩＬとして電子制御装置２１に記憶されている。

また、そのようにして各電極２７，２８への電力供給が強制停止された場合には、各電極２７，２８への所定電圧Ｖ１の印加を開始した後の経過時間が所定時間ＴＬ未満であるときに各電極２７，２８への電力供給が強制停止されるといった動作（特定動作）が所定回数ＣＬだけ繰り返されたか否かが判断される（ステップＳ２５）。

そして、上記特定動作が所定回数ＣＬだけ繰り返されたと判断される場合には（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、各電極２７，２８の劣化異常が疑われるとして、警告灯２４が点灯された後（ステップＳ２６）、本処理は終了される。一方、上記特定動作が繰り返されていない場合や同特定動作の繰り返し回数が所定回数ＣＬ未満である場合には（ステップＳ２５：ＮＯ）、警告灯２４を点灯することなく（ステップＳ２６の処理がジャンプされて）、本処理は終了される。

上述した通電時間設定処理（図４）や通電停止処理（図５）を通じて各電極２７，２８間に所定電圧Ｖ１を印加して凝縮水を電気分解させるといった動作が繰り返されると、それら電極２７，２８が徐々に劣化するために、いずれは凝縮水の電気分解が十分になされなくなる。このとき電極２７，２８間を流れる電流量Ｉが少なくなるために、同電流量Ｉが少ないときに電極２７，２８への電力供給を強制停止させる本実施の形態の機関システムでは、凝縮水の水素イオン含有量が多い状態であるにも関わらず、各電極２７，２８への電力供給の強制停止が繰り返し行われるようになってしまう。

本実施の形態では、所定電圧Ｖ１の印加開始後の経過時間が所定時間ＴＬ未満であるときに各電極２７，２８への電力供給が強制停止されるといった特定動作が所定回数ＣＬだけ繰り返されたときに、警告灯２４の点灯を通じて異常である旨が報知される。これにより、このとき凝縮水の電気分解を十分に行うことのできない程度に各電極２７，２８が劣化している可能性があるとして各電極２７，２８の点検や交換を促すことができ、それら電極２７，２８が劣化した状態のままで放置されることを抑えることができる。なお本実施の形態では、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに凝縮水の電気分解を十分に行うことのできない程度に各電極２７，２８の劣化が進んでいることを的確に判定することの可能な所定時間ＴＬに相当する時間や所定回数ＣＬに相当する回数が予め求められている。そして、それら時間や回数が所定時間ＴＬや所定回数ＣＬとして電子制御装置２１に記憶されている。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）凝縮水が滞留する滞留部２５に互いに離間するように一対の電極２７，２８をそれぞれ設けるとともに、実行条件が成立したときに各電極２７，２８への電力供給を行うようにした。そのため、滞留部２５に凝縮水が滞留しているときに、凝縮水に一対の電極２７，２８が浸かった状態で各電極２７，２８間に電位差を生じさせることができるため、この電位差による電気分解によって凝縮水を中和することができる。しかも、滞留部２５に滞留している凝縮水の水素イオン含有量が多いときほど長い時間にわたって一対の電極２７，２８への電力供給を行うようにしたために、それら電極２７，２８への電力供給を行う時間を短く抑えつつ、凝縮水に含まれる水素イオンの量を十分に少なくして同凝縮水を中和することができる。したがって、凝縮水の発生に起因する機関システムの耐久性能の低下を好適に抑えることができる。

（２）１トリップ中における燃料噴射量の積算値ΣＱが多いときほど、ＥＧＲ通路１８を通過したＥＧＲガスに含まれていた酸化物の総量が多いために凝縮水の水素イオン含有量も多いと判断される。そして、この判断をもとに、燃料噴射量の積算値ΣＱが多いときほど通電時間ＴＴとして長い時間が設定される。これにより、滞留部２５に滞留する凝縮水の水素イオン含有量が多いときほど長い時間にわたって各電極２７，２８への電力供給を行うことができる。

（３）１トリップ中における吸入空気量の積算値ΣＧＡが多いときほど、ＥＧＲガスに含まれていた水分の総量が多いために、凝縮水の量および同凝縮水の水素イオン含有量も多いと判断される。そして、この判断をもとに、吸入空気量の積算値ΣＧＡが多いときほど通電時間ＴＴとして長い時間が設定される。これにより、滞留部２５に滞留する凝縮水の水素イオン含有量が多いときほど長い時間にわたって各電極２７，２８への電力供給を行うことができる。

（４）各電極２７，２８間を流れる電流量Ｉが少ないとき、言い換えれば凝縮水の水素イオン含有量が十分に少ないために同凝縮水を中和する必要がないときに、各電極２７，２８への電力供給を強制的に停止するようにしたため、その分だけ消費電力量の低減を図ることができる。

（５）所定電圧Ｖ１の印加開始後の経過時間が所定時間ＴＬ未満であるときに各電極２７，２８への電力供給が強制停止されるといった特定動作が所定回数ＣＬにわたり繰り返されたときに、警告灯２４の点灯を通じて異常である旨を報知するようにした。これにより、このとき凝縮水の電気分解を十分に行うことのできない程度に各電極２７，２８が劣化している可能性があるとして、各電極２７，２８の点検や交換を促すことができ、それら電極２７，２８が劣化した状態のままで放置されることを抑えることができる。

（６）運転スイッチ２２がオン操作されたことを条件に各電極２７，２８への電力供給を開始して、内燃機関１０の運転開始時において滞留部２５に溜まっている凝縮水の水素イオン含有量に応じたかたちで電極２７，２８への電力供給を行うようにした。そのため、各電極２７，２８への電力供給を行う時間を短く抑えつつ凝縮水を中和することができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・実行条件は、例えば内燃機関１０の運転を停止させるべく運転スイッチ２２がオフ操作されたことといった条件や、前回の実行条件成立後における内燃機関１０の運転時間が所定時間以上になったことといった条件を設定するなど、任意に変更することができる。

・特定動作が所定回数ＣＬ以上繰り返されたときにおいて警告灯２４を点灯する処理（図５のステップＳ２５の処理およびステップＳ２６の処理）を省略してもよい。また、これに併せて、各電極２７，２８間を流れる電流量Ｉが少ないときに各電極２７，２８への電圧印加を強制停止する処理（図５のステップＳ２３の処理およびステップＳ２４の処理）を省略してもよい。すなわち、上記電流量Ｉによることなく、通電時間設定処理（図４）を通じて算出された通電時間ＴＴにわたって各電極２７，２８への電圧印加を行った後に同電圧印加を停止するようにしてもよい。

・滞留部２５に滞留する凝縮水の水素イオン含有量の指標値として燃料噴射量の積算値ΣＱや吸入空気量の積算値ΣＧＡを用いて通電時間ＴＴを算出することに限らず、その算出方法は任意に変更することができる。そのときどきの内燃機関１０の運転状態に基づいて水素イオン発生量を算出するとともに、その算出値を積算した値を凝縮水の水素イオン含有量として用いて、通電時間を設定するようにしてもよい。こうしたシステムでは、内燃機関１０の運転状態として燃料噴射量や吸入空気量を用いることの他、例えばＥＧＲ量や機関冷却水の温度、排気温度、空燃比などを用いることができる。なおＥＧＲ量は、ＥＧＲガスに含まれる水分の量や酸化物の量、ＥＧＲガスの通過に伴って滞留部２５に滞留している凝縮水が蒸発する量の指標値として用いることができる。また、機関冷却水の温度や排気温度、空燃比は、燃焼室１１内における燃焼温度、ひいてはＮＯｘ発生量の指標値として用いることができる。

・機関システムの内部に凝縮水が滞留する部分が複数存在するのであれば、それら滞留する部分にそれぞれ一対の電極を設けるようにしてもよい。こうしたシステムでは、滞留する凝縮水の量が多くなり易い部分ほど各電極への通電時間を長く設定するといったように、各電極への通電時間として、凝縮水が滞留する部分毎に異なる時間を設定することができる。

・特定動作が所定回数ＣＬ以上繰り返されたときに、警告灯２４を点灯することに代えて、インストルメントパネルやナビゲーションシステムの表示画面に警告画像を表示させたり、異常が発生した旨の履歴を記憶させるようにしたりしてもよい。要は、電極２７，２８に劣化異常が発生したことを運転者やメンテナンスの作業者に報知することができればよい。

・吸気通路１３内に燃料を噴射するタイプの燃料噴射弁が設けられた内燃機関にも、上記実施の形態にかかる機関システムは適用することができる。

１０…内燃機関、１１…燃焼室、１２…燃料噴射弁、１３…吸気通路、１４…排気通路、１５…排気浄化装置、１６…排気絞り弁、１７…排気再循環（ＥＧＲ）装置、１８…排気再循環（ＥＧＲ）通路、１９…排気再循環（ＥＧＲ）クーラ、２０…排気再循環（ＥＧＲ）弁、２１…電子制御装置、２２…運転スイッチ、２３…蓄電池、２４…警告灯、２５…滞留部、２６…中和装置、２７，２８…電極。

Claims (6)

1. 内燃機関の吸気通路と排気通路とを連通する排気再循環通路を介して前記排気通路内の排気の一部を前記吸気通路に再循環させる排気再循環装置を備えた機関システムにおいて、
   一対の電極が、凝縮水が滞留する滞留部に互いに離間するようにそれぞれ設けられ、
   実行条件が成立したときに、前記滞留部に滞留する凝縮水の水素イオン含有量が多いときほど長い時間にわたって電力が供給されるように、前記一対の電極への電力供給を行う
   ことを特徴とする機関システム。
2. 請求項１に記載の機関システムにおいて、
   当該システムは、前記実行条件の前回成立時から今回成立時までの前記内燃機関の燃料噴射量の積算値が多いときほど、前記水素イオン含有量が多いとして、前記一対の電極への電力供給を行う時間を長い時間に設定する
   ことを特徴とする機関システム。
3. 請求項１または２に記載の機関システムにおいて、
   当該システムは、前記実行条件の前回成立時から今回成立時までの前記内燃機関の吸入空気量の積算値が多いときほど、前記水素イオン含有量が多いとして、前記一対の電極への電力供給を行う時間を長い時間に設定する
   ことを特徴とする機関システム。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の機関システムにおいて、
   当該システムは、前記一対の電極間への予め定めた所定電圧の印可によって前記電力供給を行い、前記所定電圧の印加時に前記電極間を流れる電流量を検出するとともに、該電流量が予め定めた所定値以下であるときに、前記電力供給を強制的に停止させる
   ことを特徴とする機関システム。
5. 請求項４に記載の機関システムにおいて、
   当該システムは、前記所定電圧の印加を開始した後の経過時間が予め定めた所定時間未満であるときに前記電力供給を強制的に停止させるといった動作を予め定めた所定回数にわたり繰り返したときに、異常である旨を報知する
   ことを特徴とする機関システム。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の機関システムにおいて、
   前記実行条件が成立したときは、前記内燃機関の運転を開始するべく運転スイッチがオン操作されたときである
   ことを特徴とする機関システム。

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