JP2015108341A - Water supply controller for internal combustion engine - Google Patents

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倫行 高田
Tomoyuki Takada
倫行 高田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently reduce NOx and soot in exhaust.SOLUTION: A water supply controller for internal combustion engine includes: water supply means (250) for supplying water (410, 420) to a combustion chamber (201) of an internal combustion engine (200); operation condition determination means (151) for determining whether an operation condition of the internal combustion engine is a first operation condition in which NOx as a component of exhaust produced in the combustion chamber of the internal combustion engine is requested to be reduced more than soot as a component thereof or a secondo condition in which the soot is requested to be reduced more than the NOx; and nitric acid concentration control means (154) for making the nitric acid concentration of the water supplied by the water supply means higher when it is determined that the operation condition of the internal combustion engine is the second operation condition than when it is determined that the operation condition is the first operation condition.

Description

本発明は、例えばNOxを低減するために内燃機関の燃焼室に水を供給する内燃機関の水供給制御装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a water supply control device for an internal combustion engine that supplies water to a combustion chamber of the internal combustion engine in order to reduce NOx, for example.

内燃機関では燃焼室内での燃焼に伴いNOxが生成される。このNOxの排出量を低減するための技術として、内燃機関の燃焼室に水を供給する技術が提案されている。例えば特許文献1では、排気側から吸気側に還流される排気を冷却する冷却手段において生ずる凝縮水を、内燃機関の吸気通路内に噴射するという技術が開示されている。   In an internal combustion engine, NOx is generated with combustion in the combustion chamber. As a technique for reducing this NOx emission, a technique for supplying water to a combustion chamber of an internal combustion engine has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a technique in which condensed water generated in a cooling unit that cools exhaust gas recirculated from an exhaust side to an intake side is injected into an intake passage of an internal combustion engine.

その他、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献2が存在する。   In addition, there is Patent Document 2 as a prior art document related to the present invention.

特開平10−318049号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-318049 特開2004−060539号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-060539

NOxの排出量は、特許文献1に記載されている技術のように、内燃機関に水を供給することで低減できる。しかしながら、NOxと同様に排気に含まれるすすについては、単に内燃機関に水を供給するだけでは効果的に低減できない。即ち、特許文献1を含む従来技術は、排気中のNOxを低減できたとしても、すすを低減できないという技術的問題点を有している。   The amount of NOx emission can be reduced by supplying water to the internal combustion engine as in the technique described in Patent Document 1. However, as with NOx, soot contained in exhaust gas cannot be effectively reduced by simply supplying water to the internal combustion engine. That is, the prior art including Patent Document 1 has a technical problem that even if NOx in exhaust gas can be reduced, soot cannot be reduced.

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、排気中のNOx及びすすを効率的に低減することが可能な内燃機関の水供給制御装置を提供することを課題とする。   Examples of problems to be solved by the present invention include the above. An object of the present invention is to provide a water supply control device for an internal combustion engine capable of efficiently reducing NOx and soot in exhaust gas.

<1>
本発明の内燃機関の水供給制御装置は、内燃機関の燃焼室に水を供給する水供給手段と、前記内燃機関の運転条件が、前記内燃機関の燃焼室で発生する燃焼ガスの成分について、すすよりもNOxの低減が要求される第1運転条件であるか、又はNOxよりもすすの低減が要求される第2運転条件であるかを判定する運転条件判定手段と、前記内燃機関の運転条件が前記第2運転条件であると判定された場合に、前記第1運転条件であると判定された場合と比べて、前記水供給手段により供給される水の硝酸濃度を高くする硝酸濃度制御手段とを備える。
<1>
The water supply control device for an internal combustion engine of the present invention includes a water supply means for supplying water to a combustion chamber of the internal combustion engine, and an operating condition of the internal combustion engine is a component of combustion gas generated in the combustion chamber of the internal combustion engine. An operating condition determining means for determining whether the first operating condition is required to reduce NOx rather than soot, or the second operating condition required to reduce soot than NOx; and the operation of the internal combustion engine Nitric acid concentration control for increasing the nitric acid concentration of water supplied by the water supply means when it is determined that the condition is the second operating condition as compared to the case where the condition is determined to be the first operating condition Means.

本発明の内燃機関の水供給制御装置によれば、水供給手段により、内燃機関の燃焼室に水を供給可能とされている。これにより、内燃機関の排気中に含まれるNOxやすす等の低減が実現される。具体的には、内燃機関の燃焼室に水が供給されることで、気化熱により燃焼温度が低下し、燃焼に伴うNOxの発生量が抑制される。或いは、水分中の硝酸が炭化水素と結びつき二酸化炭素を発生させることで、すすの発生量が抑制される。   According to the water supply control device for an internal combustion engine of the present invention, water can be supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine by the water supply means. Thereby, reduction of NOx, soot, etc. contained in the exhaust gas of the internal combustion engine is realized. Specifically, by supplying water to the combustion chamber of the internal combustion engine, the combustion temperature is lowered by the heat of vaporization, and the amount of NOx generated due to combustion is suppressed. Or the nitric acid in a water | moisture content couple | bonds with a hydrocarbon and generates a carbon dioxide, The generation amount of soot is suppressed.

ちなみに、本発明に係る水供給手段は、水を内燃機関の燃焼室に直接供給するようなものに限定されず、例えば内燃機関の吸気通路に水を噴射するなど間接的に燃焼室に水を供給するものであってもよい。   Incidentally, the water supply means according to the present invention is not limited to the one that supplies water directly to the combustion chamber of the internal combustion engine, but indirectly supplies water to the combustion chamber, for example, by injecting water into the intake passage of the internal combustion engine. It may be supplied.

本発明の内燃機関の水供給制御装置の動作時には、先ず運転条件判定手段により、内燃機関の運転条件が第1運転条件であるか、又は第2運転条件であるかが判定される。ここで「第1運転条件」とは、内燃機関の燃焼室で発生する燃焼ガスの成分について、すすよりもNOxの低減が要求される運転条件である。一方、「第2運転条件」とは、NOxよりもすすの低減が要求される運転条件である。運転条件判定手段は、例えば内燃機関の回転数やトルクから排気に含まれる各成分の量を推定して判定を行う。具体的には、内燃機関の負荷が高く比較的NOxが多く排出されると推定される場合には、内燃機関が第1運転条件であると判定し、内燃機関の負荷が低く比較的NOxの排出量が少ない(言い換えれば、相対的にすすの排出量が多い)と推定される運転条件である場合には、内燃機関が第2運転条件であると判定すればよい。   During operation of the water supply control device for an internal combustion engine of the present invention, it is first determined by the operating condition determination means whether the operating condition of the internal combustion engine is the first operating condition or the second operating condition. Here, the “first operating condition” is an operating condition that requires a reduction in NOx rather than soot for the component of the combustion gas generated in the combustion chamber of the internal combustion engine. On the other hand, the “second operating condition” is an operating condition that requires a reduction in soot compared to NOx. The operating condition determination means makes a determination by estimating the amount of each component contained in the exhaust gas from the rotational speed and torque of the internal combustion engine, for example. Specifically, when it is estimated that the load on the internal combustion engine is high and a relatively large amount of NOx is discharged, it is determined that the internal combustion engine is in the first operating condition, and the load on the internal combustion engine is low and the NOx is relatively low. If the operating conditions are estimated to be low (in other words, relatively high soot emissions), the internal combustion engine may be determined to be the second operating condition.

運転条件が判定されると、その判定結果に基づいて、硝酸濃度制御手段による水(即ち、水供給手段により内燃機関の燃焼室に供給される水)の硝酸濃度調整が行われる。具体的には、硝酸濃度制御手段は、内燃機関の運転条件が第2運転条件であると判定された場合に、第1運転条件であると判定された場合と比べて、水供給手段により供給される水の硝酸濃度を高くする。逆に言えば、硝酸濃度制御手段は、内燃機関の運転条件が第1運転条件であると判定された場合には、第2運転条件であると判定された場合と比べて、水供給手段により供給される水の硝酸濃度を低くする。   When the operating condition is determined, the nitric acid concentration of the water (that is, water supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine by the water supply unit) by the nitric acid concentration control unit is adjusted based on the determination result. Specifically, the nitric acid concentration control means is supplied by the water supply means when the operating condition of the internal combustion engine is determined to be the second operating condition, compared to the case where it is determined to be the first operating condition. Increase the concentration of nitric acid in the water. Conversely, when the operating condition of the internal combustion engine is determined to be the first operating condition, the nitric acid concentration control means uses the water supply means to compare with the case where it is determined that the operating condition is the second operating condition. Reduce the concentration of nitric acid in the supplied water.

上述したように硝酸濃度を調整すれば、NOxよりもすすの低減が要求される場合(即ち、第2運転条件の場合)には、硝酸濃度が比較的高い水が内燃機関の燃焼室に供給される。内燃機関の燃焼室に水が供給されると、燃焼温度の低下によりNOxの発生量を低減できる。また、硝酸濃度が高い水は特に、すすを酸化させる力が強いため、燃焼に伴うすすの発生量を効果的に低減できる。ただし、硝酸は、すすを酸化させる際にNO(即ち、NOx)を発生させてしまう。よって、硝酸濃度が高い水は、すすの発生量を大きく低減できる一方で、NOxの発生量を低減させるという観点から見れば必ずしも有効とは言えない。 If the nitric acid concentration is adjusted as described above, water with a relatively high nitric acid concentration is supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine when soot reduction is required rather than NOx (that is, in the second operating condition). Is done. When water is supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine, the amount of NOx generated can be reduced by lowering the combustion temperature. In addition, since water having a high nitric acid concentration has a strong ability to oxidize soot, the amount of soot generated due to combustion can be effectively reduced. However, nitric acid generates NO 2 (that is, NOx) when oxidizing soot. Therefore, water with a high concentration of nitric acid is not necessarily effective from the viewpoint of reducing the amount of NOx generated while greatly reducing the amount of soot generated.

しかしながら本発明では、すすよりもNOxの低減が要求される場合(即ち、第1運転条件の場合)には、硝酸濃度が比較的低い水が内燃機関の燃焼室に供給される。この場合、すすの発生量を低減する効果は低下してしまうが、すすを酸化させることに起因するNOの発生も抑制される。よって、内燃機関の燃焼室に水を供給することによるNOxの低減効果が顕著に発揮される。 However, in the present invention, when NOx reduction is required rather than soot (that is, in the first operating condition), water having a relatively low nitric acid concentration is supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine. In this case, the effect of reducing the amount of soot is reduced, but the generation of NO 2 due to the oxidation of soot is also suppressed. Therefore, the NOx reduction effect by supplying water to the combustion chamber of the internal combustion engine is remarkably exhibited.

以上説明したように、本発明の内燃機関の水供給制御装置によれば、NOx及びすすのいずれを優先して低減すべきかに応じて、硝酸濃度の異なる水が内燃機関の燃焼室に供給される。従って、排気中から低減すべき成分を、水の供給により効果的に低減することが可能である。   As described above, according to the water supply control device for an internal combustion engine of the present invention, water having different nitric acid concentrations is supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine according to which of NOx and soot should be reduced with priority. The Therefore, components to be reduced from the exhaust can be effectively reduced by supplying water.

なお、内燃機関の燃焼室に供給される水の硝酸濃度は、第1運転条件又は第2運転条件に応じた2つの値(即ち、低い値又は高い値)を選択的に決定するものに限定されず、例えばNOx又はすすの発生量に応じて多段階で、或いはリニアに変動されてもよい。具体的には、第1運転条件と判定された場合であっても、NOxの発生量が極めて多いと推定される場合には、更に硝酸濃度の低い水が供給されてもよい。同様に、第2運転条件と判定された場合であっても、すすの発生量が極めて多いと推定される場合には、更に硝酸濃度の高い水が供給されてもよい。言い換えれば、すすの低減要求が高いほど内燃機関に供給する水の硝酸濃度を高くすれば、排気中のNOx及びすすを効率的に低減できる。   The nitric acid concentration of water supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine is limited to one that selectively determines two values (that is, a low value or a high value) according to the first operating condition or the second operating condition. For example, it may be varied in multiple stages or linearly depending on the amount of NOx or soot generated. Specifically, even when the first operating condition is determined, when it is estimated that the amount of NOx generated is extremely large, water having a lower nitric acid concentration may be supplied. Similarly, even when it is determined as the second operating condition, when it is estimated that the amount of generated soot is extremely large, water having a higher nitric acid concentration may be supplied. In other words, NOx and soot in the exhaust can be efficiently reduced by increasing the concentration of nitric acid in the water supplied to the internal combustion engine as the soot reduction requirement increases.

<2>
本発明の内燃機関の水供給制御装置の他の態様では、前記水供給手段は、排気側から吸気側へと還流される排気を冷却する還流排気冷却手段において発生する凝縮水を、前記内燃機関の燃焼室に供給する。
<2>
In another aspect of the water supply control device for an internal combustion engine according to the present invention, the water supply means generates condensed water generated in a recirculation exhaust cooling means for cooling the exhaust gas recirculated from the exhaust side to the intake side. To the combustion chamber.

この態様によれば、還流排気冷却手段において発生する凝縮水を利用して、排気中のNOx及びすすを低減できる。よって、内燃機関の燃焼室に供給する専用の水を別途用意する必要がなく、装置構成の複雑化や大型化、或いはコストの増大を防止できる。   According to this aspect, it is possible to reduce NOx and soot in the exhaust using the condensed water generated in the reflux exhaust cooling means. Therefore, it is not necessary to separately prepare dedicated water to be supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine, and it is possible to prevent the device configuration from becoming complicated, large, or costly.

<3>
上述の如く、還流排気冷却手段において発生する凝縮水を内燃機関の燃焼室に供給する態様では、前記硝酸濃度制御手段は、前記凝縮水のpHが低いほど硝酸濃度が高いと推定してもよい。
<3>
As described above, in the aspect in which the condensed water generated in the recirculation exhaust cooling means is supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine, the nitric acid concentration control means may estimate that the nitric acid concentration is higher as the pH of the condensed water is lower. .

還流排気冷却手段において発生する凝縮水は、その特性上、還流する排気中に含まれるNO由来の硝酸濃度に大きく依存してpHが変化する。よって、還流排気冷却手段において発生する凝縮水を内燃機関の燃焼室に供給する場合には、凝縮水の硝酸濃度を検出せずとも、比較的検出し易いpHに応じて硝酸濃度の推定が可能となる。 The condensed water generated in the reflux exhaust cooling means changes its pH depending on the concentration of nitric acid derived from NO 2 contained in the refluxing exhaust gas, due to its characteristics. Therefore, when the condensed water generated in the recirculation exhaust cooling means is supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine, it is possible to estimate the nitric acid concentration according to the pH that is relatively easy to detect without detecting the nitric acid concentration of the condensed water. It becomes.

<4>
或いは、還流排気冷却手段において発生する凝縮水を内燃機関の燃焼室に供給する態様では、前記内燃機関から排出されるNOxの量に基づいて、前記還流排気冷却手段で発生する前記凝縮水の硝酸濃度又はpHを推定する濃度推定手段と、前記濃度推定手段で推定された硝酸濃度又はpHに応じて、前記凝縮水を複数の貯留タンクに分けて貯蔵する凝縮水貯留手段とを更に備え、前記硝酸濃度制御手段は、前記複数の貯留タンクの各々から取り出す前記凝縮水の割合を変化させて、前記水供給手段により供給される水の硝酸濃度又はpHを調整してもよい。
<4>
Alternatively, in the aspect in which the condensed water generated in the recirculation exhaust cooling means is supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine, the condensed water nitric acid generated in the recirculation exhaust cooling means is based on the amount of NOx discharged from the internal combustion engine. Concentration estimation means for estimating the concentration or pH, and condensate storage means for storing the condensate in a plurality of storage tanks according to the nitric acid concentration or pH estimated by the concentration estimation means, The nitric acid concentration control means may adjust the nitric acid concentration or pH of the water supplied by the water supply means by changing the ratio of the condensed water taken out from each of the plurality of storage tanks.

この場合、凝縮水を捕集する際には、先ず濃度推定手段により、内燃機関から排出されるNOxの量に基づいて、還流排気冷却手段で発生する凝縮水の硝酸濃度又はpHが推定される。具体的には、内燃機関から多くのNOxが排出される場合は、還流される排気中のNOxも多くなると考えられるため、還流排気冷却手段において発生する凝縮水の硝酸濃度は高いと推定される。同様に、内燃機関からのNOxの排出量が少ない場合は、還流される排気中のNOxも少なくなると考えられるため、還流排気冷却手段において発生する凝縮水の硝酸濃度は低いと推定される。   In this case, when collecting condensed water, first, the concentration estimating means estimates the nitric acid concentration or pH of the condensed water generated in the recirculation exhaust cooling means based on the amount of NOx discharged from the internal combustion engine. . Specifically, when a large amount of NOx is discharged from the internal combustion engine, it is considered that the amount of NOx in the recirculated exhaust gas also increases. Therefore, the concentration of nitric acid in the condensed water generated in the recirculation exhaust cooling means is estimated to be high. . Similarly, when the amount of NOx emitted from the internal combustion engine is small, it is considered that the NOx in the recirculated exhaust gas is also small, so the concentration of nitric acid in the condensed water generated in the recirculation exhaust cooling means is estimated to be low.

凝縮水の硝酸濃度又はpHが推定されると、凝縮水貯留手段により、還流排気冷却手段において発生した凝縮水が、推定された硝酸濃度又はpHに応じて複数の貯留タンクに分けて貯蔵される。即ち、硝酸濃度が高い凝縮水と、硝酸濃度が低い凝縮水とは互いに異なる貯留タンクに貯蔵される。   When the concentration or pH of the condensed water is estimated, the condensed water generated in the reflux exhaust cooling means is divided and stored in a plurality of storage tanks according to the estimated nitric acid concentration or pH by the condensed water storage means. . That is, the condensed water having a high nitric acid concentration and the condensed water having a low nitric acid concentration are stored in different storage tanks.

そして特に、硝酸濃度制御手段による硝酸濃度又はpHの調整時には、複数の貯留タンクの各々から取り出す凝縮水の割合を変化させて、水供給手段により供給される水の硝酸濃度又はpHが調整される。具体的には、硝酸濃度が高い水を内燃機関に供給したい場合には、硝酸濃度の高い凝縮水を貯蔵している貯留タンクから多くの水を取り出し、硝酸濃度の低い凝縮水を貯蔵している貯留タンクからは少量の水を取り出せばよい。同様に、硝酸濃度が低い水を内燃機関に供給したい場合には、硝酸濃度の高い凝縮水を貯蔵している貯留タンクから少量の水を取り出し、硝酸濃度の低い凝縮水を貯蔵している貯留タンクからは多くの水を取り出せばよい。   In particular, when adjusting the nitric acid concentration or pH by the nitric acid concentration control means, the ratio of condensed water taken out from each of the plurality of storage tanks is changed to adjust the nitric acid concentration or pH of the water supplied by the water supply means. . Specifically, when water with a high concentration of nitric acid is to be supplied to the internal combustion engine, a large amount of water is taken out from a storage tank that stores condensed water with a high concentration of nitric acid, and condensed water with a low concentration of nitric acid is stored. A small amount of water can be taken from the existing storage tank. Similarly, if you want to supply water with low nitric acid concentration to the internal combustion engine, take out a small amount of water from the storage tank that stores condensed water with high nitric acid concentration, and store with condensed water with low nitric acid concentration. A lot of water can be removed from the tank.

上述した構成によれば、貯留タンクから取り出す水の割合を変更するだけで、凝縮水の硝酸濃度又はpHの調整を精度よく行える。従って、適切な濃度の凝縮水を内燃機関の燃焼室に好適に供給できる。   According to the configuration described above, it is possible to accurately adjust the concentration of nitric acid or pH of condensed water only by changing the ratio of water taken out from the storage tank. Therefore, an appropriate concentration of condensed water can be suitably supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine.

<5>
上述の如く、凝縮水のpHが低いほど硝酸濃度が高いと推定する態様では、前記還流排気冷却手段における前記凝縮水の発生位置に設けられており、前記凝縮水のpHを検出するpH検出手段と、前記pH検出手段で検出されたpHに応じて、前記凝縮水を複数の貯留タンクに分けて貯蔵する凝縮水貯留手段とを更に備え、前記硝酸濃度制御手段は、前記複数の貯留タンクの各々から取り出す前記凝縮水の割合を変化させて、前記水供給手段により供給される水の硝酸濃度又はpHを調整してもよい。
<5>
As described above, in the aspect in which the concentration of nitric acid is higher as the pH of the condensed water is lower, the pH detecting means is provided at the position where the condensed water is generated in the reflux exhaust cooling means, and detects the pH of the condensed water. And condensate storage means for storing the condensate in a plurality of storage tanks according to the pH detected by the pH detection means, and the nitric acid concentration control means The concentration of nitric acid or pH of the water supplied by the water supply means may be adjusted by changing the ratio of the condensed water taken out from each.

この場合、凝縮水を捕集する際には、先ず還流排気冷却手段における凝縮水の発生位置に設けられたpH検出手段により、凝縮水のpH(即ち、硝酸濃度に相当する値)が検出される。pH検出手段は、例えばpHセンサとして構成される。   In this case, when collecting condensed water, the pH of the condensed water (that is, a value corresponding to the nitric acid concentration) is first detected by the pH detecting means provided at the position where the condensed water is generated in the reflux exhaust cooling means. The The pH detection means is configured as a pH sensor, for example.

凝縮水のpHが検出されると、凝縮水貯留手段により、還流排気冷却手段において発生した凝縮水が、検出されたpHに応じて複数の貯留タンクに分けて貯蔵される。即ち、pHが高い凝縮水と、pHが低い凝縮水とは互いに異なる貯留タンクに貯蔵される。   When the pH of the condensed water is detected, the condensed water generated in the recirculation exhaust cooling means is divided and stored in a plurality of storage tanks according to the detected pH. That is, the condensed water having a high pH and the condensed water having a low pH are stored in different storage tanks.

そして特に、硝酸濃度制御手段による硝酸濃度又はpHの調整時には、複数の貯留タンクの各々から取り出す凝縮水の割合を変化させて、水供給手段により供給される水の硝酸濃度又はpHが調整される。具体的には、硝酸濃度が高い水を内燃機関に供給したい場合には、pHの低い凝縮水を貯蔵している貯留タンクから多くの水を取り出し、pHの高い凝縮水を貯蔵している貯留タンクからは少量の水を取り出せばよい。同様に、硝酸濃度が低い水を内燃機関に供給したい場合には、pHの低い凝縮水を貯蔵している貯留タンクから少量の水を取り出し、pHの高い凝縮水を貯蔵している貯留タンクからは多くの水を取り出せばよい。   In particular, when adjusting the nitric acid concentration or pH by the nitric acid concentration control means, the ratio of condensed water taken out from each of the plurality of storage tanks is changed to adjust the nitric acid concentration or pH of the water supplied by the water supply means. . Specifically, when water with a high concentration of nitric acid is to be supplied to the internal combustion engine, a large amount of water is taken out from a storage tank that stores condensed water having a low pH, and a storage that stores condensed water having a high pH is stored. A small amount of water can be removed from the tank. Similarly, when water with low nitric acid concentration is to be supplied to the internal combustion engine, a small amount of water is taken out from the storage tank storing condensate with low pH, and from the storage tank storing condensate with high pH. Just need to drain a lot of water.

上述した構成によれば、貯留タンクから取り出す水の割合を変更するだけで、凝縮水の硝酸濃度又はpHの調整を精度よく行える。従って、適切な濃度の凝縮水を内燃機関の燃焼室に好適に供給できる。   According to the configuration described above, it is possible to accurately adjust the concentration of nitric acid or pH of condensed water only by changing the ratio of water taken out from the storage tank. Therefore, an appropriate concentration of condensed water can be suitably supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine.

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。   The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing demonstrated below.

実施形態に係るエンジンシステムの全体構成を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing the whole engine system composition concerning an embodiment. 実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the water supply control apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment. 実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置による凝縮水捕集時の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement at the time of the condensate collection by the water supply control apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment. エンジンの運転条件と、EGRクーラにおける凝縮水を捕集する領域との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the driving | running condition of an engine, and the area | region which collects the condensed water in an EGR cooler. 実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置による凝縮水供給時の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement at the time of the condensed water supply by the water supply control apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment. エンジンの運転条件と供給する凝縮水のpHとの関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the driving | running condition of an engine, and the pH of the condensed water supplied. 触媒の床温とNOxの浄化率との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the bed temperature of a catalyst, and the purification rate of NOx. 冷間時におけるエンジンの運転条件と供給する凝縮水のpHとの関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the operating condition of the engine at the time of cold, and the pH of the condensed water supplied. 半暖機時におけるエンジンの運転条件と供給する凝縮水のpHとの関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the driving | running condition of an engine at the time of half warm-up, and pH of the condensed water supplied.

以下、内燃機関の水供給制御装置の実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a water supply control device for an internal combustion engine will be described.

(1)車両のエンジンシステム構成
初めに、図1を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置が搭載される車両のエンジンシステム構成について説明する。ここに図1は、実施形態に係るエンジンシステムの全体構成を示す概略構成図である。
(1) Vehicle Engine System Configuration First, a vehicle engine system configuration in which the water supply control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is mounted will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of the engine system according to the embodiment.

図1において、本実施形態に係るエンジン200は、コンプレッサ110及びタービン120を備える過給エンジンとして構成されている。   In FIG. 1, an engine 200 according to the present embodiment is configured as a supercharged engine including a compressor 110 and a turbine 120.

コンプレッサ110は、流入された空気を圧縮し、圧縮空気として下流に供給する。タービン120は、エンジン200から排気管115を介して供給された排気を動力として回転する。タービン120は、シャフトを介してコンプレッサ110に連結されており、相互に一体に回転することが可能に構成されている。即ち、タービン120とコンプレッサ110とによって、ターボチャージャが構成されている。   The compressor 110 compresses the air that has flowed in and supplies the compressed air downstream. Turbine 120 rotates using exhaust gas supplied from engine 200 via exhaust pipe 115 as power. The turbine 120 is connected to the compressor 110 via a shaft, and is configured to be able to rotate integrally with each other. That is, the turbine 120 and the compressor 110 constitute a turbocharger.

エンジン200は、例えばシリンダブロック内にシリンダ201が4本直列に配置されてなる直列4気筒エンジンである。なお、ここでの詳細な図示は省略しているが、エンジン200は、各シリンダ201内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じるピストンの往復運動を、コネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換することが可能に構成されている。   The engine 200 is, for example, an in-line four-cylinder engine in which four cylinders 201 are arranged in series in a cylinder block. Although detailed illustration is omitted here, the engine 200 performs the reciprocating motion of the piston that occurs when the air-fuel mixture burns inside each cylinder 201 via the connecting rod. It can be converted into a rotational motion.

コンプレッサ110における入口側(即ち、コンプレッサ110より上流側)の吸気管101には、エアフローメータ102が設けられている。エアフローメータ102は、外部から吸い込まれた空気の量を検出することが可能に構成されている。また、エアフローメータ102の後段には、吸気絞り弁103が設けられている。吸気絞り弁103は、例えば電子制御式のバルブであり、その開閉動作が不図示のスロットルバルブモータによって制御されるように構成されている。吸気絞り弁103の開閉動作により、吸気管101に流入する空気の量が調整される。   An air flow meter 102 is provided in the intake pipe 101 on the inlet side (that is, upstream side of the compressor 110) of the compressor 110. The air flow meter 102 is configured to be able to detect the amount of air sucked from the outside. Further, an intake throttle valve 103 is provided downstream of the air flow meter 102. The intake throttle valve 103 is an electronically controlled valve, for example, and is configured such that its opening / closing operation is controlled by a throttle valve motor (not shown). The amount of air flowing into the intake pipe 101 is adjusted by opening and closing the intake throttle valve 103.

コンプレッサ110における出口側(即ち、コンプレッサ110より下流側)であって、エンジン200における吸気側(即ち、シリンダ201より上流側)の吸気管111には、インタークーラ113が設けられている。インタークーラ113は、吸入空気を冷却して空気の過給効率を上昇させることが可能に構成されている。また、インタークーラの後段には、エンジン200に凝縮水(後述するEGRクーラ127において発生した凝縮水)を供給するための凝縮水噴射弁250が設けられている。凝縮水噴射弁は、本発明の「水供給手段」の一例である。   An intercooler 113 is provided on the intake pipe 111 on the outlet side of the compressor 110 (that is, on the downstream side of the compressor 110) and on the intake side (that is, on the upstream side of the cylinder 201) of the engine 200. The intercooler 113 is configured to be able to cool intake air and increase the supercharging efficiency of the air. Further, a condensed water injection valve 250 for supplying condensed water (condensed water generated in an EGR cooler 127 described later) to the engine 200 is provided at the subsequent stage of the intercooler. The condensed water injection valve is an example of the “water supply means” in the present invention.

エンジン200におけるシリンダ201内の燃焼室には、吸気管111を介して供給される空気と、インジェクタ210から噴射供給される燃料とが混合されてなる混合気が吸入される。吸気側からシリンダ201内部に導かれた混合気は、例えば不図示の点火プラグ、或いは圧縮着火等によって点火せしめられ、シリンダ201内で爆発工程が行われる。爆発工程が行われると、燃焼済みの混合気(一部未燃状態の混合気を含む)は、爆発工程に続く排気工程において、不図示の排気ポートに排出される。排気ポートに排出された排気は、排気管115に導かれる。   In the combustion chamber in the cylinder 201 of the engine 200, an air-fuel mixture obtained by mixing the air supplied through the intake pipe 111 and the fuel injected and supplied from the injector 210 is sucked. The air-fuel mixture introduced into the cylinder 201 from the intake side is ignited by, for example, a spark plug (not shown) or compression ignition, and an explosion process is performed in the cylinder 201. When the explosion process is performed, the burned air-fuel mixture (including a partially unburned air-fuel mixture) is discharged to an exhaust port (not shown) in the exhaust process following the explosion process. The exhaust discharged to the exhaust port is guided to the exhaust pipe 115.

タービン120における出口側(即ち、タービン120より下流側)の排気管121には、スタートコンバータ123と、後処理装置124とに加えて、EGR管125、EGRバルブ126、及びEGRクーラ127からなるEGRシステムが設けられている。   The exhaust pipe 121 on the outlet side of the turbine 120 (that is, the downstream side of the turbine 120) includes an EGR pipe 125, an EGR valve 126, and an EGR cooler 127 in addition to the start converter 123 and the aftertreatment device 124. A system is provided.

スタートコンバータ123は、例えば酸化触媒を含んで構成されており、タービン120を通過した排気中に含まれる物質を浄化する。   The start converter 123 includes, for example, an oxidation catalyst, and purifies substances contained in the exhaust gas that has passed through the turbine 120.

後処理装置124は、排気管122におけるスタートコンバータ123より下流側に設けられており、排気中に含まれる粒子状物質を捕集して減少させる。   The post-processing device 124 is provided downstream of the start converter 123 in the exhaust pipe 122 and collects and reduces particulate matter contained in the exhaust.

EGR管125は、スタートコンバータ123の下流の排気を、コンプレッサ110の入口側である吸気管101に還流可能に構成されている。EGR管125上には、EGRバルブ126が設けられており、還流するEGRガスの量が調節可能とされている。また、EGR管125上には、還流されるEGRガスを冷却するEGRクーラ127が設けられている。なお、ここでのEGRクーラ127は、本発明の「還流排気冷却手段」の一例であり、排気の冷却時に発生した凝縮水を捕集すると共に、捕集した凝縮水を凝縮水噴射弁250を介してエンジン200に供給可能に構成されている。   The EGR pipe 125 is configured so that the exhaust downstream of the start converter 123 can be returned to the intake pipe 101 on the inlet side of the compressor 110. An EGR valve 126 is provided on the EGR pipe 125 so that the amount of the recirculated EGR gas can be adjusted. An EGR cooler 127 that cools the recirculated EGR gas is provided on the EGR pipe 125. The EGR cooler 127 here is an example of the “reflux exhaust cooling means” of the present invention, and collects condensed water generated during cooling of the exhaust, and collects the condensed water through the condensed water injection valve 250. Via the engine 200.

(2)内燃機関の水供給制御装置の構成
次に、図2を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置の構成について説明する。ここに図2は、実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置の構成を示す概略構成図である。
(2) Configuration of Water Supply Control Device for Internal Combustion Engine Next, the configuration of the water supply control device for the internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the water supply control device for the internal combustion engine according to the embodiment.

図2において、本実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置は、EGRクーラ127の周辺に設けられた凝縮水捕集装置と、捕集された凝縮水をエンジン200に供給する凝縮水供給装置と、それらを制御するECU100とを備えて構成されている。   In FIG. 2, the internal-combustion-engine water supply control device according to the present embodiment includes a condensed water collection device provided around the EGR cooler 127, and a condensed water supply device that supplies the collected condensed water to the engine 200. And ECU100 which controls them is comprised.

凝縮水捕集装置は、冷媒通路311、312、313及び315と、3方弁315と、第1貯留タンク321と、第2貯留タンク322と、pHセンサ331及び332とを備えて構成されている。   The condensed water collecting device includes refrigerant passages 311, 312, 313 and 315, a three-way valve 315, a first storage tank 321, a second storage tank 322, and pH sensors 331 and 332. Yes.

冷媒通路311は、EGRクーラ127の最前方(図中の右側を前方、左側を後方とする)に冷媒を供給するための通路である。他方、冷媒通路312、313及び315の各々は、EGRクーラ127を循環した冷媒を排出するための通路である。冷媒通路312は、EGRクーラ127の前方側に設けられており、冷媒通路313は、EGRクーラ127の後方側に設けられている。冷媒通路312及び313の各々を通過した冷媒は、冷媒通路312及び313の連結部分から延びる冷媒通路314を介して排出される。   The refrigerant passage 311 is a passage for supplying refrigerant to the forefront of the EGR cooler 127 (the right side in the figure is the front and the left side is the rear). On the other hand, each of the refrigerant passages 312, 313, and 315 is a passage for discharging the refrigerant circulated through the EGR cooler 127. The refrigerant passage 312 is provided on the front side of the EGR cooler 127, and the refrigerant passage 313 is provided on the rear side of the EGR cooler 127. The refrigerant that has passed through each of the refrigerant passages 312 and 313 is discharged through a refrigerant passage 314 that extends from the connecting portion of the refrigerant passages 312 and 313.

また、冷媒通路312及び313の連結部分には、冷媒の流れを制御するための3方弁315が設けられている。3方弁315は、その角度が調整されることにより、冷媒通路312及び冷媒通路314間を接続すると共に、冷媒通路313及び冷媒通路314間を閉鎖する第1状態と、冷媒通路312及び冷媒通路314間、並びに冷媒通路313及び冷媒通路314間の両方を接続する第2状態とを実現可能とされている。よって、3方弁が第1状態とされている場合には、冷媒はEGRクーラ127の前方部分のみを循環して排出される。一方で、3方弁が第2状態とされている場合には、冷媒はEGRクーラ127の全域を循環して排出される。   In addition, a three-way valve 315 for controlling the flow of the refrigerant is provided at a connection portion between the refrigerant passages 312 and 313. The three-way valve 315 has a first state in which the refrigerant passage 312 and the refrigerant passage 314 are connected and the refrigerant passage 313 and the refrigerant passage 314 are closed by adjusting the angle thereof, and the refrigerant passage 312 and the refrigerant passage. 314 and the second state in which both the refrigerant passage 313 and the refrigerant passage 314 are connected can be realized. Therefore, when the three-way valve is in the first state, the refrigerant circulates only through the front portion of the EGR cooler 127 and is discharged. On the other hand, when the three-way valve is in the second state, the refrigerant circulates throughout the EGR cooler 127 and is discharged.

第1貯留タンク321は、EGRクーラの前方部分で発生した凝縮水を貯蔵可能に構成されている。第1貯留タンク321には、後述する凝縮水捕集時の制御により、pHの低い低pH凝縮水410が貯蔵される。一方、第2貯留タンク322は、EGRクーラの後方部分で発生した凝縮水を貯蔵可能に構成されている。第2貯留タンク322には、後述する凝縮水捕集時の制御により、pHの高い高pH凝縮水420が貯蔵される。なお、第1貯留タンク321及び第2貯留タンク322の各々には、貯蔵されている凝縮水のpHを検出するためのpHセンサ331及び332がそれぞれ設けられている。   The first storage tank 321 is configured to be able to store condensed water generated at the front portion of the EGR cooler. Low pH condensed water 410 having a low pH is stored in the first storage tank 321 by control at the time of collecting condensed water, which will be described later. On the other hand, the second storage tank 322 is configured to be able to store condensed water generated in the rear portion of the EGR cooler. In the second storage tank 322, high pH condensed water 420 having a high pH is stored by control at the time of collecting condensed water described later. Each of the first storage tank 321 and the second storage tank 322 is provided with pH sensors 331 and 332 for detecting the pH of the stored condensed water.

凝縮水供給装置は、凝縮水通路341、342及び343と、3方弁344とを備えて構成されている。   The condensed water supply apparatus includes condensed water passages 341, 342 and 343 and a three-way valve 344.

凝縮水通路341は、第1貯留タンク321に接続されており、第1貯留タンク321貯蔵された低pH凝縮水410を取り出すことが可能に構成されている。また、凝縮水通路342は、第2貯留タンク322に接続されており、第2貯留タンク322貯蔵された高pH凝縮水420を取り出すことが可能に構成されている。凝縮水通路341及び凝縮水通路342の各々を通過した凝縮水は、凝縮水通路341及び凝縮水通路342の連結部分から延びる凝縮水通路343を介して、凝縮水噴射弁250(図1参照)に供給される。   The condensed water passage 341 is connected to the first storage tank 321 and is configured to be able to take out the low pH condensed water 410 stored in the first storage tank 321. The condensed water passage 342 is connected to the second storage tank 322, and is configured to be able to take out the high pH condensed water 420 stored in the second storage tank 322. The condensed water that has passed through each of the condensed water passage 341 and the condensed water passage 342 passes through a condensed water passage 343 that extends from a connecting portion of the condensed water passage 341 and the condensed water passage 342, and the condensed water injection valve 250 (see FIG. 1). To be supplied.

また、凝縮水通路341及び凝縮水通路342の連結部分には、第1貯留タンク321及び第2貯留タンク322の各々から取り出す凝縮水の量を調整するための3方弁344が設けられている。3方弁315は、その角度が調整されることにより、第1貯留タンク321及び第2貯留タンク322の各々から取り出す(即ち、凝縮水通路343側に通過させる)凝縮水の割合を変化させることが可能である。これにより、冷却通路343から凝縮水噴射弁250へと供給される凝縮水のpHを調整できる。   Further, a three-way valve 344 for adjusting the amount of condensed water taken out from each of the first storage tank 321 and the second storage tank 322 is provided at a connection portion between the condensed water passage 341 and the condensed water passage 342. . The three-way valve 315 changes the ratio of the condensed water taken out from each of the first storage tank 321 and the second storage tank 322 (that is, passed to the condensed water passage 343 side) by adjusting the angle thereof. Is possible. Thereby, the pH of the condensed water supplied from the cooling passage 343 to the condensed water injection valve 250 can be adjusted.

具体的には、第1貯留タンク321から比較的多くの低pH凝縮水410を取り出し、第2貯留タンク322から比較的少ない高pH凝縮水420を取り出すようにすれば、pHの低い凝縮水を凝縮水噴射弁250に供給できる。同様に、第1貯留タンク321から比較的少ない低pH凝縮水410を取り出し、第2貯留タンク322から比較的多くの高pH凝縮水420を取り出すようにすれば、pHの高い凝縮水を凝縮水噴射弁250に供給できる。また、第1貯留タンク321及び第2貯留タンク322の各々から、低pH凝縮水410及び高pH凝縮水420をそれぞれ同量取り出すようにすれば、pHが中程度の凝縮水を凝縮水噴射弁250に供給できる。   Specifically, if a relatively large amount of the low pH condensed water 410 is taken out from the first storage tank 321 and a relatively small amount of the high pH condensed water 420 is taken out from the second storage tank 322, the condensed water having a low pH is obtained. The condensed water injection valve 250 can be supplied. Similarly, if a relatively small amount of low pH condensed water 410 is taken out from the first storage tank 321 and a relatively large amount of high pH condensed water 420 is taken out from the second storage tank 322, the condensed water having a high pH is condensed into condensed water. The fuel can be supplied to the injection valve 250. Further, if the same amount of the low pH condensed water 410 and the high pH condensed water 420 is taken out from each of the first storage tank 321 and the second storage tank 322, the condensed water injection valve extracts the condensed water having a medium pH. 250 can be supplied.

ECU150は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備え、内燃機関の水供給制御装置の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットである。またECU150は、内燃機関の水供給制御装置が搭載される車両全体の動作を制御可能に構成されてもよい。   The ECU 150 is an electronic control unit that includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and is configured to be able to control the operation of each part of the water supply control device of the internal combustion engine. . ECU 150 may be configured to control the operation of the entire vehicle on which the water supply control device for the internal combustion engine is mounted.

本実施形態に係るECU150は特に、運転条件判定部151と、pH推定部152と、凝縮水捕集制御部153と、凝縮水供給制御部154とを備えて構成されている。   In particular, the ECU 150 according to the present embodiment includes an operating condition determination unit 151, a pH estimation unit 152, a condensed water collection control unit 153, and a condensed water supply control unit 154.

運転条件判定部151は、本発明の「運転条件判定手段」の一例であり、例えば各種センサにおいて検出されるエンジン200のトルクTq及び回転数Neに基づいて、エンジン200の運転条件を判定する。具体的には、運転条件判定部151は、凝縮水の捕集制御時において、エンジン200がどの程度のNOxを排出する運転条件であるのかを判定する。また、運転条件判定部151は、凝縮水の供給制御時において、エンジン200が排気中のすすよりもNOxの低減が要求されるような運転条件であるか、或いはNOxよりもすすの低減が要求されるような運転条件であるかを判定する。   The operation condition determination unit 151 is an example of the “operation condition determination unit” of the present invention, and determines the operation condition of the engine 200 based on, for example, the torque Tq and the rotation speed Ne of the engine 200 detected by various sensors. Specifically, the operating condition determination unit 151 determines how much NOx is discharged by the engine 200 during the condensate collection control. In addition, the operating condition determination unit 151 is an operating condition in which the engine 200 is required to reduce NOx rather than the soot in the exhaust during the condensate supply control, or the soot is required to be reduced more than the NOx. It is determined whether the operating condition is such that

pH推定部152は、凝縮水の捕集制御時に、運転条件判定部151で判定されたエンジン200の運転条件に基づいて、捕集される凝縮水のpHを推定する。例えば、pH推定部152は、エンジン200の運転条件から排気中のNOxの量を推定し、推定されたNOxの量に基づいて捕集されるpHを推定する。より具体的には、pH推定部は、排気中のNOxの量が比較的多くなる運転条件である場合には、還流される排気中のNOxも多くなるため凝縮水のpHは低いと推定する。他方、pH推定部は、排気中のNOxの量が比較的少なくなる運転条件である場合には、還流される排気中のNOxも少なくなるため凝縮水のpHは高いと推定する。この場合のpH推定部152は、本発明の「濃度推定手段」の一例である。   The pH estimating unit 152 estimates the pH of the condensed water to be collected based on the operating conditions of the engine 200 determined by the operating condition determining unit 151 during the condensate collecting control. For example, the pH estimation unit 152 estimates the amount of NOx in the exhaust from the operating conditions of the engine 200, and estimates the collected pH based on the estimated amount of NOx. More specifically, the pH estimation unit estimates that the pH of the condensed water is low because the amount of NOx in the recirculated exhaust gas also increases when the operating conditions are such that the amount of NOx in the exhaust gas is relatively large. . On the other hand, when the operating condition is such that the amount of NOx in the exhaust gas is relatively low, the pH estimating unit estimates that the pH of the condensed water is high because NOx in the exhaust gas being refluxed is also reduced. The pH estimation unit 152 in this case is an example of the “concentration estimation unit” in the present invention.

なお、EGRクーラ127における凝縮水の発生位置にpHセンサを設け、発生する凝縮水のpHを直接的に検出できるように構成すれば、pHの検出値をそのまま捕集される凝縮水のpHとして利用することもできる。この場合のpHセンサは、本発明の「pH検出手段」の一例である。   If a pH sensor is provided at the position where the condensed water is generated in the EGR cooler 127 so that the pH of the generated condensed water can be directly detected, the detected pH value is used as the pH of the condensed water collected as it is. It can also be used. The pH sensor in this case is an example of the “pH detection means” in the present invention.

pH推定部152は更に、凝縮水の供給制御時に、運転条件判定部151で判定されたエンジン200の運転条件に基づいて、エンジン200に供給すべき凝縮水のpH(以下、適宜「目標pH」と称する)を推定する。具体的には、pH推定部152は、エンジン200がNOxを多く発生させるような運転条件である場合には、目標pHを比較的高い値として設定する。他方、pH推定部152は、エンジン200がNOx発生量の少なくなるような運転条件(言い換えれば、すすの相対的な発生量が多くなるような運転条件)である場合には、目標pHを比較的低い値として設定する。   The pH estimating unit 152 further controls the pH of the condensed water to be supplied to the engine 200 based on the operating conditions of the engine 200 determined by the operating condition determining unit 151 (hereinafter referred to as “target pH” as appropriate) during the supply control of the condensed water. Is called). Specifically, when the operating condition is such that engine 200 generates a large amount of NOx, pH estimating unit 152 sets the target pH as a relatively high value. On the other hand, the pH estimation unit 152 compares the target pH when the engine 200 has an operation condition that reduces the NOx generation amount (in other words, an operation condition that increases the relative generation amount of soot). Set as a low value.

なお、EGRクーラ127において発生する凝縮水のpHは、排気中に含まれるNOxに大きく依存している。具体的には、排気中に含まれるNOxの量が多く、凝縮水の硝酸濃度が高い場合にはpHが低くなる。逆に、排気中に含まれるNOxの量が少なく、凝縮水の硝酸濃度が低い場合にはpHが高くなる。よって、凝縮水のpHの高さは、硝酸濃度の低さと言い換えることもできる。よって、ECU100は、上述したpH推定部152に代えて、硝酸濃度を推定する硝酸濃度判定部を備えてもよい。   Note that the pH of the condensed water generated in the EGR cooler 127 greatly depends on NOx contained in the exhaust gas. Specifically, when the amount of NOx contained in the exhaust gas is large and the concentration of nitric acid in condensed water is high, the pH is lowered. Conversely, when the amount of NOx contained in the exhaust gas is small and the concentration of nitric acid in the condensed water is low, the pH becomes high. Therefore, the high pH of the condensed water can be rephrased as the low concentration of nitric acid. Therefore, the ECU 100 may include a nitric acid concentration determination unit that estimates the nitric acid concentration instead of the pH estimation unit 152 described above.

凝縮水捕集制御部153は、pH推定部152において推定されたpHに基づいて、凝縮水捕集装置の3方弁315の角度を調整する。なお、凝縮水捕集制御部153による具体的な制御については後の動作説明において詳述する。   The condensed water collection control unit 153 adjusts the angle of the three-way valve 315 of the condensed water collection device based on the pH estimated by the pH estimation unit 152. The specific control by the condensed water collection control unit 153 will be described in detail in the subsequent operation description.

凝縮水供給制御部154は、pH推定部152において推定された目標pHに基づいて、凝縮水供給装置の3方弁344の角度を調整する。なお、凝縮水供給制御部154による具体的な制御については後の動作説明において詳述する。   The condensed water supply control unit 154 adjusts the angle of the three-way valve 344 of the condensed water supply device based on the target pH estimated by the pH estimation unit 152. The specific control by the condensed water supply control unit 154 will be described in detail later in the description of the operation.

(3)凝縮水捕集時の動作
次に、図3を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置による凝縮水捕集時の動作について説明する。ここに図3は、実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置による凝縮水捕集時の動作を示すフローチャートである。
(3) Operation at the time of collecting condensed water Next, the operation at the time of collecting condensed water by the water supply control device for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the operation at the time of collecting condensed water by the water supply control device for the internal combustion engine according to the embodiment.

図3において、本実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置による凝縮水捕集時には、先ず運転条件判定部151において、エンジン200の運転条件が判定される(ステップS101)。即ち、エンジン200のトルクTqや回転数Neに基づいて、エンジン200がどの程度のNOxを発生させる運転条件であるかが判定される。   In FIG. 3, when condensate water is collected by the water supply control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, first, the operating condition of the engine 200 is determined by the operating condition determination unit 151 (step S101). That is, based on the torque Tq of the engine 200 and the rotational speed Ne, it is determined how much NOx the operating condition causes the engine 200 to generate.

エンジン200の運転条件が判定されると、pH推定部152において、EGRクーラ127で捕集される凝縮水のpHが推定される(ステップS102)。具体的には、pH推定部152では、エンジン200で発生されるNOxの量に基づいてpHが推定される。   When the operating condition of engine 200 is determined, pH estimation unit 152 estimates the pH of the condensed water collected by EGR cooler 127 (step S102). Specifically, the pH estimating unit 152 estimates the pH based on the amount of NOx generated by the engine 200.

凝縮水のpHが推定されると、凝縮水捕集制御部153において、推定されたpHが6以上であるか否かが判定される(ステップS103)。なお、ここでの「pH6」は捕集されるpHの高低を判定するための閾値の一例であり、異なるpHを適宜閾値に設定することもできる。   When the pH of the condensed water is estimated, the condensed water collection control unit 153 determines whether or not the estimated pH is 6 or more (step S103). Here, “pH 6” is an example of a threshold value for determining the level of collected pH, and a different pH can be set as the threshold value as appropriate.

推定されたpHが6未満である場合(ステップS103:NO)、EGRクーラ127の前方のみでEGRガスの冷却及び凝縮水の捕集が行われる(ステップS105)。よって、pH6未満の凝縮水はEGRクーラ127の前方部分でのみ発生し、第1貯留タンク321に貯蔵される。   When the estimated pH is less than 6 (step S103: NO), cooling of the EGR gas and collection of condensed water are performed only in front of the EGR cooler 127 (step S105). Therefore, condensed water having a pH of less than 6 is generated only in the front portion of the EGR cooler 127 and stored in the first storage tank 321.

一方、推定されたpHが6以上である場合(ステップS103:YES)、EGRクーラ127の全域でEGRガスの冷却及び凝縮水の捕集が行われる(ステップS104)。よって、pH6以上の凝縮水はEGRクーラ127の後方部分でも発生し、第2貯留タンク322に貯蔵される。   On the other hand, when the estimated pH is 6 or more (step S103: YES), cooling of the EGR gas and collection of condensed water are performed in the entire area of the EGR cooler 127 (step S104). Therefore, condensed water having a pH of 6 or higher is also generated at the rear portion of the EGR cooler 127 and stored in the second storage tank 322.

ここで、図4を参照しながら、上述した凝縮水のpHに基づく捕集方法の変更について具体的に説明する。ここに図4は、エンジンの運転条件と、EGRクーラにおける凝縮水を捕集する領域との関係を示すマップである。   Here, the change of the collection method based on the pH of the condensed water mentioned above is demonstrated concretely, referring FIG. FIG. 4 is a map showing the relationship between the operating conditions of the engine and the region for collecting condensed water in the EGR cooler.

図4に示すように、エンジン200のトルクTq及び回転数Neの両方が高い場合には、エンジン200が高負荷状態であり、燃焼に伴い比較的多くのNOxが発生すると考えられる。よって、この場合には、還流される排気中のNOxの量も多くなり、その結果EGRクーラ127で発生する凝縮水のpHは低くなると推定される。   As shown in FIG. 4, when both the torque Tq and the rotational speed Ne of the engine 200 are high, the engine 200 is in a high load state, and it is considered that a relatively large amount of NOx is generated with combustion. Therefore, in this case, the amount of NOx in the recirculated exhaust gas is increased, and as a result, the pH of the condensed water generated in the EGR cooler 127 is estimated to be low.

凝縮水のpHが低いと推定された場合は、3方弁315が第1状態(即ち、冷媒通路312及び冷媒通路314間を接続すると共に、冷媒通路313及び冷媒通路314間を閉鎖する状態)とされ、EGRクーラ127の前方側でのみEGRガスの冷却が行われる。よって、pHの低い凝縮水はEGRクーラ127の前方部分でのみ発生し、結果として前方側の第1貯留タンク321に貯蔵される凝縮水は低pH凝縮水410となる。   When it is estimated that the pH of the condensed water is low, the three-way valve 315 is in the first state (that is, the refrigerant passage 312 and the refrigerant passage 314 are connected and the refrigerant passage 313 and the refrigerant passage 314 are closed). Thus, the EGR gas is cooled only on the front side of the EGR cooler 127. Therefore, the condensed water having a low pH is generated only in the front portion of the EGR cooler 127, and as a result, the condensed water stored in the first storage tank 321 on the front side becomes the low pH condensed water 410.

他方、エンジン200のトルクTq及び回転数Neが比較的低い場合には、エンジン200が低負荷状態であり、燃焼に伴い発生するNOxの量も少ないと考えられる。よって、この場合には、還流される排気中のNOxの量も少なくなり、その結果EGRクーラ127で発生する凝縮水のpHは高くなると推定される。   On the other hand, when the torque Tq and the rotational speed Ne of the engine 200 are relatively low, it is considered that the engine 200 is in a low load state and the amount of NOx generated due to combustion is small. Therefore, in this case, it is estimated that the amount of NOx in the recirculated exhaust gas is also reduced, and as a result, the pH of the condensed water generated in the EGR cooler 127 is increased.

凝縮水のpHが高いと推定された場合は、3方弁315が第2状態(即ち、冷媒通路312及び冷媒通路314間、並びに冷媒通路313及び冷媒通路314間の両方が接続された状態)とされ、EGRクーラ127の後方側でもEGRガスの冷却が行われる。よって、pHの高い凝縮水はEGRクーラ127の後方部分でも発生し、結果として後方側の第2貯留タンク322に貯蔵される凝縮水は高pH凝縮水420となる。   When it is estimated that the pH of the condensed water is high, the three-way valve 315 is in the second state (that is, a state where both the refrigerant passage 312 and the refrigerant passage 314 and between the refrigerant passage 313 and the refrigerant passage 314 are connected). Thus, the EGR gas is also cooled on the rear side of the EGR cooler 127. Therefore, condensed water having a high pH is generated also in the rear portion of the EGR cooler 127, and as a result, the condensed water stored in the second storage tank 322 on the rear side becomes the high pH condensed water 420.

なお、本実施形態では、凝縮水をpHに応じて2つの貯留タンクに分けて貯蔵する例について説明したが、より多くの貯留タンクに分けて貯蔵するようにしても構わない。例えば、pHの低い凝縮水を貯蔵する第1貯留タンク321、及びpHの高い凝縮水を貯蔵する第2貯留タンク322に加えて、pHが中程度の凝縮水を貯蔵する第3貯留タンクを備えるように構成してもよい。   In the present embodiment, the example in which the condensed water is divided and stored in two storage tanks according to the pH has been described, but may be stored in more storage tanks. For example, in addition to the 1st storage tank 321 which stores condensed water with low pH, and the 2nd storage tank 322 which stores condensed water with high pH, the 3rd storage tank which stores condensed water with medium pH is provided. You may comprise as follows.

また、貯蔵された凝縮水のpHが極端に低い場合(例えば、pH1〜2程度の場合)は、強い酸化力により凝縮水を供給する経路が腐食してしまうおそれがある。よって、pHが極端に低い凝縮水は捕集しない、或いは捕集後に廃棄するようにしてもよい。ちなみに、捕集された凝縮水は、エンジン200の排気側に廃棄すればよい。   Moreover, when the pH of the stored condensed water is extremely low (for example, about pH 1-2), the path | route which supplies condensed water with a strong oxidizing power may corrode. Therefore, condensed water having an extremely low pH may not be collected or discarded after collection. Incidentally, the collected condensed water may be discarded on the exhaust side of the engine 200.

(4)凝縮水供給時の動作
次に、図5を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置による凝縮水供給時の動作について説明する。ここに図5は、実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置による凝縮水供給時の動作を示すフローチャートである。
(4) Operation at the time of supplying condensed water Next, the operation at the time of supplying condensed water by the water supply control device for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an operation at the time of supplying condensed water by the water supply control device for the internal combustion engine according to the embodiment.

図5において、本実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置による凝縮水供給時には、先ず運転条件判定部151において、エンジン200の運転条件が判定される(ステップS201)。即ち、エンジン200のトルクTqや回転数Neに基づいて、エンジン200が排気中のすすよりもNOxの低減が要求されるような運転条件であるか、或いはNOxよりもすすの低減が要求されるような運転条件であるかが判定される。より端的に言い換えれば、運転条件判定部151では、エンジン200の運転条件に応じたすすに対するNOxの低減優先度、或いはNOxに対するすすの低減優先度が判定される。   In FIG. 5, when the condensed water is supplied by the water supply control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, first, the operating condition of the engine 200 is determined by the operating condition determination unit 151 (step S201). That is, based on the torque Tq and the rotational speed Ne of the engine 200, the engine 200 is in an operating condition that requires a reduction in NOx rather than the soot in the exhaust, or a reduction in soot is required rather than NOx. It is determined whether the operating conditions are such. In other words, the operation condition determination unit 151 determines the NOx reduction priority for soot corresponding to the operation condition of the engine 200 or the soot reduction priority for NOx.

エンジン200の運転条件が判定されると、pH推定部152において、エンジン200に供給する凝縮水の目標pHが推定される(ステップS202)。具体的には、pH推定部152では、排気中のNOx及びすすのいずれを優先的に低減させるべきかに応じて目標pHが推定される。   When the operating condition of engine 200 is determined, target pH of condensed water supplied to engine 200 is estimated in pH estimating unit 152 (step S202). Specifically, the pH estimation unit 152 estimates the target pH according to which of NOx and soot in the exhaust gas should be preferentially reduced.

ここで、図6を参照しながら、エンジン200の運転条件から凝縮水の目標pHを推定する方法について具体的に説明する。ここに図6は、エンジンの運転条件と供給する凝縮水のpHとの関係を示すマップである。   Here, a method for estimating the target pH of the condensed water from the operating conditions of the engine 200 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 6 is a map showing the relationship between the engine operating conditions and the pH of the condensed water to be supplied.

図6に示すように、目標pHは、エンジン200のトルクTq及び回転数Neが高い(即ち、エンジン200の負荷が高い)ほど低い値として推定される。これは、エンジン200のトルクTq及び回転数Neが高いほど、燃焼に伴い発生するNOxの量が増加し、結果として相対的にNOxの低減優先度が高まるからである。逆に言えば、目標pHは、エンジン200のトルクTq及び回転数Neが低い(即ち、エンジン200の負荷が低い)ほど高い値として推定される。これは、エンジン200のトルクTq及び回転数Neが低いほど、燃焼に伴い発生するNOxの量が減少し、結果として相対的にすすの低減優先度が高まるからである。   As shown in FIG. 6, the target pH is estimated as a lower value as the torque Tq and the rotational speed Ne of the engine 200 are higher (that is, the load of the engine 200 is higher). This is because as the torque Tq and the rotational speed Ne of the engine 200 are higher, the amount of NOx generated with combustion increases, and as a result, the NOx reduction priority becomes relatively higher. Conversely, the target pH is estimated as a higher value as the torque Tq and the rotational speed Ne of the engine 200 are lower (that is, the load of the engine 200 is lower). This is because as the torque Tq and the rotational speed Ne of the engine 200 are lower, the amount of NOx generated with combustion is reduced, and as a result, the priority for reducing soot is relatively increased.

ここで、凝縮水に含まれる硝酸は、すすを酸化させて発生量を抑制する効果を有している(下式参照)。   Here, the nitric acid contained in the condensed water has an effect of oxidizing the soot and suppressing the generation amount (see the following formula).

C+4HNO→CO+4NO+2H
従って、硝酸濃度が高い(即ち、pHが低い)凝縮水であるほど、すすに対する高い低減効果を発揮する。よって、すすの低減優先度が高い場合には、pHの低い凝縮水をエンジン200に供給すれば、効果的にすすを低減できる。
C + 4HNO 3 → CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
Therefore, the higher the concentration of nitric acid (that is, the lower the pH), the higher the effect of reducing soot. Therefore, when the soot reduction priority is high, soot can be effectively reduced by supplying condensed water having a low pH to the engine 200.

ただし硝酸は、上式を見ても分かるように、すすを酸化させる際にNO(即ち、NOx)を発生させてしまう。よって、硝酸濃度が高い凝縮水(即ち、pHの低い凝縮水)は、すすの発生量を大きく低減できる一方で、NOxの発生量を低減させるという観点から見れば必ずしも有効とは言えない。 However, nitric acid generates NO 2 (ie, NOx) when oxidizing soot, as can be seen from the above equation. Therefore, condensed water having a high concentration of nitric acid (that is, condensed water having a low pH) is not necessarily effective from the viewpoint of reducing the amount of NOx generated while greatly reducing the amount of soot generated.

これに対し本実施形態では、NOxの低減優先度が高い場合には、pHの高い凝縮水がエンジン200に供給される。これにより、上式によるNOxの発生を抑制しつつ、燃焼温度低下によるNOx低減効果を発揮させることができる。   On the other hand, in this embodiment, when the NOx reduction priority is high, condensed water having a high pH is supplied to the engine 200. Thereby, the NOx reduction effect by a combustion temperature fall can be exhibited, suppressing generation | occurrence | production of NOx by an upper type.

なお、NOxの低減優先度は、NOxを浄化する触媒(即ち、スタートコンバータ123)の状態によっても変化し得る。具体的には、触媒が完全に暖機され本来のNOx浄化機能を発揮できる状態であれば、NOxの低減要求は高くなり難い。しかしながら、冷間始動時等の触媒のNOx浄化機能が低い状態では、NOxの低減要求が高くなり易い。   Note that the NOx reduction priority can also change depending on the state of the catalyst that purifies NOx (that is, the start converter 123). Specifically, if the catalyst is completely warmed up and can perform its original NOx purification function, the demand for NOx reduction is unlikely to increase. However, in a state where the NOx purification function of the catalyst is low, such as during cold start, the demand for NOx reduction tends to increase.

以下では、図7から図9を参照しながら、触媒の暖機状態に基づくpH推定方法の変更について説明する。ここに図7は、触媒の床温とNOxの浄化率との関係を示す特性図である。また図8は、冷間時におけるエンジンの運転条件と供給する凝縮水のpHとの関係を示すマップであり、図9は、半暖機時におけるエンジンの運転条件と供給する凝縮水のpHとの関係を示すマップである。   Hereinafter, the change of the pH estimation method based on the warm-up state of the catalyst will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the bed temperature of the catalyst and the NOx purification rate. FIG. 8 is a map showing the relationship between the operating conditions of the engine during cold and the pH of the condensed water to be supplied, and FIG. It is a map which shows the relationship.

図7に示すように、スタートコンバータ123(以下、単に「触媒」と称することがある)のNOx浄化率は、触媒床温に応じて変化する。具体的には、触媒が完全に暖機されている状態であればNOx浄化率は高く、十分にNOxを浄化できると考えられる。しかしながら、冷間時や半暖機状態においてはNOx浄化率が完全暖機状態と比べると低く、十分にNOxを浄化できないおそれがある。よって、図6で示したような目標pHを推定するためのマップは、触媒の暖機状態に応じて異なるものとすべきである。ちなみに、図6で示したマップは、触媒が完全暖機状態である場合のマップである。   As shown in FIG. 7, the NOx purification rate of start converter 123 (hereinafter sometimes simply referred to as “catalyst”) varies depending on the catalyst bed temperature. Specifically, if the catalyst is completely warmed up, the NOx purification rate is high and it is considered that NOx can be sufficiently purified. However, the NOx purification rate is lower in the cold or semi-warm-up state than in the complete warm-up state, and there is a possibility that NOx cannot be sufficiently purified. Therefore, the map for estimating the target pH as shown in FIG. 6 should be different depending on the warm-up state of the catalyst. Incidentally, the map shown in FIG. 6 is a map when the catalyst is completely warmed up.

図8に示すように、冷間時でスタートコンバータ123のNOx浄化率が極めて低い場合には、NOxを増加させるおそれのあるpHの低い凝縮水のエンジン200への供給は行わない方が好ましい。より具体的には、エンジン200のトルクTq及び回転数Neが低い場合(即ち、低速、低負荷の場合)には、凝縮水をエンジン200に供給せず、エンジン200のトルクTq及び回転数Neが高い場合(即ち、高速、高負荷の場合)には、第2貯留タンク322(即ち、高pH凝縮水420を貯蔵しているタンク)からのみ凝縮水をエンジン200に供給すればよい。このようにすれば、凝縮水をエンジン200供給することに起因するNOxの発生を効果的に抑制できる。従って、触媒のNOx浄化率が低い場合でも、過剰なNOxの発生を防止できる。   As shown in FIG. 8, when the NOx purification rate of the start converter 123 is very low during cold weather, it is preferable not to supply condensed water having a low pH that may increase NOx to the engine 200. More specifically, when the torque Tq and the rotational speed Ne of the engine 200 are low (that is, at a low speed and a low load), the condensed water is not supplied to the engine 200, and the torque Tq and the rotational speed Ne of the engine 200 are not supplied. Is high (that is, at high speed and high load), the condensed water may be supplied to the engine 200 only from the second storage tank 322 (that is, the tank storing the high pH condensed water 420). If it does in this way, generation of NOx resulting from supplying condensed water to engine 200 can be controlled effectively. Therefore, even when the NOx purification rate of the catalyst is low, the generation of excessive NOx can be prevented.

図9に示すように、スタートコンバータ123が半暖機状態でありNOx浄化率が十分でない場合には、図6に示した完全暖機時のマップと、図8で示した冷間時のマップとの中間的なマップを使用すればよい。具体的には、エンジン200のトルクTq及び回転数Neが極めて低い場合にのみ凝縮水をエンジン200に供給せず、それ以外の場合は、エンジン200のトルクTq及び回転数Neが高いほど、pHの低い凝縮水をエンジン200に供給すればよい。このようにすれば、NOx浄化率が十分に高められていない場合であっても、過剰なNOxの発生を防止でき、更にはすすについても効果的に低減することができる。   As shown in FIG. 9, when the start converter 123 is in a semi-warm-up state and the NOx purification rate is not sufficient, the map at the time of complete warm-up shown in FIG. 6 and the map at the time of cold shown in FIG. You can use an intermediate map. Specifically, the condensed water is not supplied to the engine 200 only when the torque Tq and the rotational speed Ne of the engine 200 are extremely low, and in other cases, the higher the torque Tq and the rotational speed Ne of the engine 200, the higher the pH It is sufficient to supply low-condensed water to the engine 200. In this way, even when the NOx purification rate is not sufficiently increased, the generation of excessive NOx can be prevented, and soot can be effectively reduced.

図5に戻り、上述した方法により目標pHが推定されると、目標pHと、実際に供給可能な作成pH(より具体的には、低pH凝縮水410と高pH凝縮水420の割合を調整することで実現し得る、目標pHに最も近いpH)とが互いに比較され、目標pHより作成pHの方が高いか否かが判定される(ステップS203)。   Returning to FIG. 5, when the target pH is estimated by the above-described method, the target pH and the preparation pH that can be actually supplied (more specifically, the ratio of the low pH condensed water 410 and the high pH condensed water 420 are adjusted. Are compared with each other, and it is determined whether or not the preparation pH is higher than the target pH (step S203).

ここで、目標pHより作成pHの方が高くないと判定されると(ステップS203:NO)、更に、目標pHと作成pHの差が2未満であるか否かが判定される(ステップS204)。そして、目標pHと作成pHの差が2未満でない(即ち、2以上である)と判定されると(ステップS204:NO)、凝縮水をエンジン200に供給せずに一連の処理が終了する。このようにすれば、pHの低い凝縮水の強い酸化力により、凝縮水を供給する通路内が腐食してしまうことを防止できる。或いは、エンジン200に供給される凝縮水のpHが低すぎることで、低減すべきNOxが逆に増加してしまうことを防止できる。   Here, if it is determined that the preparation pH is not higher than the target pH (step S203: NO), it is further determined whether or not the difference between the target pH and the preparation pH is less than 2 (step S204). . When it is determined that the difference between the target pH and the created pH is not less than 2 (that is, 2 or more) (step S204: NO), a series of processing ends without supplying condensed water to the engine 200. If it does in this way, it can prevent that the inside of the channel | path which supplies condensed water is corroded by the strong oxidizing power of condensed water with low pH. Or it can prevent that NOx which should be reduced increases conversely because the pH of the condensed water supplied to the engine 200 is too low.

他方で、目標pHと作成pHの差が2未満であると判定されると(ステップS204:YES)、3方弁344が制御され作成pHの凝縮水がエンジン200に供給される(ステップS205)。また、目標pHより作成pHの方が高いと判定された場合には(ステップS203:YES)、仮に目標pHと作成pHの差が2以上であっても腐食の心配はないため、3方弁344が制御され作成pHの凝縮水がエンジン200に供給される(ステップS205)。   On the other hand, if it is determined that the difference between the target pH and the created pH is less than 2 (step S204: YES), the three-way valve 344 is controlled and condensed water having the created pH is supplied to the engine 200 (step S205). . If it is determined that the preparation pH is higher than the target pH (step S203: YES), there is no concern about corrosion even if the difference between the target pH and the preparation pH is 2 or more. 344 is controlled and condensed water having a created pH is supplied to engine 200 (step S205).

以上説明したように、本実施形態に係る内燃機関の水供給制御装置によれば、EGRクーラ127においてpHに応じて別々に捕集された凝縮水が、エンジン200の運転条件に応じて好適に供給される。従って、排気中のNOx及びすすを効率的に低減することが可能である。   As described above, according to the water supply control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, the condensed water separately collected according to the pH in the EGR cooler 127 is preferably used according to the operating conditions of the engine 200. Supplied. Accordingly, it is possible to efficiently reduce NOx and soot in the exhaust gas.

なお、本実施形態では、EGRクーラ127で捕集した凝縮水のみをエンジン200に供給する例について説明したが、それ以外の水をエンジン200に供給する場合であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。よって、本実施形態に係る凝縮水捕集装置を備えずに、例えば予め貯蔵されたpH調整済みの水を適宜混合してエンジン200に供給するように構成してもよい。また、予め貯蔵されたpH調整済みの水を、EGRクーラ127で捕集した凝縮水と混合してエンジン200に供給するように構成してもよい。   In the present embodiment, the example in which only the condensed water collected by the EGR cooler 127 is supplied to the engine 200 has been described, but the same effect can be obtained even when other water is supplied to the engine 200. Needless to say. Therefore, without including the condensed water collecting device according to the present embodiment, for example, it may be configured such that water stored in advance and adjusted in pH is appropriately mixed and supplied to the engine 200. Alternatively, the pH-adjusted water stored in advance may be mixed with the condensed water collected by the EGR cooler 127 and supplied to the engine 200.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の水供給制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. A water supply control device is also included in the technical scope of the present invention.

101,111 吸気管
102 エアフローメータ
103 吸気絞り弁
110 コンプレッサ
113 インタークーラ
120 タービン
115,121 排気管
123 スタートコンバータ
124 後処理装置
125 EGR管
126 EGRバルブ
127 EGRクーラ
150 ECU
151 運転条件判定部
152 pH推定部
153 凝縮水捕集制御部
154 凝縮水供給制御部
200 エンジン
201 シリンダ
210 インジェクタ
250 凝縮水噴射弁
311,312,313,314 冷媒通路
315 3方弁
321 第1貯留タンク
322 第2貯留タンク
331,332 pHセンサ
341,342,343 凝縮水通路
344 3方弁
410 低pH凝縮水
420 高pH凝縮水
101, 111 Intake pipe 102 Air flow meter 103 Intake throttle valve 110 Compressor 113 Intercooler 120 Turbine 115, 121 Exhaust pipe 123 Start converter 124 Aftertreatment device 125 EGR pipe 126 EGR valve 127 EGR cooler 150 ECU
151 Operation condition determination unit 152 pH estimation unit 153 Condensed water collection control unit 154 Condensed water supply control unit 200 Engine 201 Cylinder 210 Injector 250 Condensed water injection valve 311, 312, 313, 314 Refrigerant passage 315 Three-way valve 321 First storage Tank 322 Second storage tank 331,332 pH sensor 341,342,343 Condensate passage 344 Three-way valve 410 Low pH condensed water 420 High pH condensed water

Claims (5)

内燃機関の燃焼室に水を供給する水供給手段と、
前記内燃機関の運転条件が、前記内燃機関の燃焼室で発生する燃焼ガスの成分について、すすよりもNOxの低減が要求される第1運転条件であるか、又はNOxよりもすすの低減が要求される第2運転条件であるかを判定する運転条件判定手段と、
前記内燃機関の運転条件が前記第2運転条件であると判定された場合に、前記第1運転条件であると判定された場合と比べて、前記水供給手段により供給される水の硝酸濃度を高くする硝酸濃度制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の水供給制御装置。
Water supply means for supplying water to the combustion chamber of the internal combustion engine;
The operating condition of the internal combustion engine is the first operating condition in which the reduction of NOx is required rather than soot for the component of the combustion gas generated in the combustion chamber of the internal combustion engine, or the reduction of soot is required rather than NOx Operating condition determining means for determining whether the second operating condition is satisfied,
When it is determined that the operating condition of the internal combustion engine is the second operating condition, the concentration of nitric acid in the water supplied by the water supply means is smaller than when it is determined that the operating condition is the first operating condition. A water supply control device for an internal combustion engine, comprising: a nitric acid concentration control means for increasing the temperature.
前記水供給手段は、排気側から吸気側へと還流される排気を冷却する還流排気冷却手段において発生する凝縮水を、前記内燃機関の燃焼室に供給することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の水供給制御装置。   The said water supply means supplies the condensed water which generate | occur | produces in the recirculation exhaust cooling means which cools the exhaust_gas | exhaustion recirculated from an exhaust side to an intake side to the combustion chamber of the said internal combustion engine. Water supply control device for internal combustion engine. 前記硝酸濃度制御手段は、前記凝縮水のpHが低いほど硝酸濃度が高いと推定することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の水供給制御装置。   The water supply control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the nitric acid concentration control unit estimates that the nitric acid concentration is higher as the pH of the condensed water is lower. 前記内燃機関から排出されるNOxの量に基づいて、前記還流排気冷却手段で発生する前記凝縮水の硝酸濃度又はpHを推定する濃度推定手段と、
前記濃度推定手段で推定された硝酸濃度又はpHに応じて、前記凝縮水を複数の貯留タンクに分けて貯蔵する凝縮水貯留手段と
を更に備え、
前記硝酸濃度制御手段は、前記複数の貯留タンクの各々から取り出す前記凝縮水の割合を変化させて、前記水供給手段により供給される水の硝酸濃度又はpHを調整する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関の水供給制御装置。
Concentration estimation means for estimating the concentration or pH of the condensed water generated in the recirculation exhaust cooling means based on the amount of NOx discharged from the internal combustion engine;
According to the nitric acid concentration or pH estimated by the concentration estimating means, further comprising condensed water storage means for storing the condensed water in a plurality of storage tanks,
The nitric acid concentration control means adjusts the nitric acid concentration or pH of water supplied by the water supply means by changing a ratio of the condensed water taken out from each of the plurality of storage tanks. The water supply control device for an internal combustion engine according to 2 or 3.
前記還流排気冷却手段における前記凝縮水の発生位置に設けられており、前記凝縮水のpHを検出するpH検出手段と、
前記pH検出手段で検出されたpHに応じて、前記凝縮水を複数の貯留タンクに分けて貯蔵する凝縮水貯留手段と
を更に備え、
前記硝酸濃度制御手段は、前記複数の貯留タンクの各々から取り出す前記凝縮水の割合を変化させて、前記水供給手段により供給される水の硝酸濃度又はpHを調整する
ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の水供給制御装置。
A pH detecting means provided at a position where the condensed water is generated in the reflux exhaust cooling means, and detecting a pH of the condensed water;
According to the pH detected by the pH detection means, further comprising a condensed water storage means for storing the condensed water divided into a plurality of storage tanks,
The nitric acid concentration control means adjusts the nitric acid concentration or pH of water supplied by the water supply means by changing a ratio of the condensed water taken out from each of the plurality of storage tanks. The water supply control device for an internal combustion engine according to claim 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018059418A (en) * 2016-10-03 2018-04-12 本田技研工業株式会社 Intake and exhaust device of internal combustion engine

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