JP2016079940A - 吸気凝縮水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気通路内に凝縮水が大量に滞留することを防止する。
【解決手段】エンジンＥの吸気通路１に配置した吸気冷却装置６と、排気通路２から排気の一部を還流ガスとして吸気冷却装置６の上流側の吸気通路１へ還流させる排気還流通路１３と、吸気通路１を通過する吸気に含まれる水分量を推定する水分量推定手段２１と、吸気冷却装置６又はその下流側の吸気通路１に配置された霧化装置３１と、霧化装置３１の作動を制御する霧化装置制御手段３０とを備え、霧化装置制御手段３０は、水分量推定手段２１によって推定された水分量が、その吸気通路１内の温度における飽和水蒸気量を超える場合に霧化装置３１を作動させ、飽和水蒸気量以下の場合に霧化装置３１の作動を停止させる吸気凝縮水処理装置とした。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジンの吸気に含まれる水分が凝縮して、その凝縮水が吸気通路内に滞留することを抑制する吸気凝縮水処理装置に関する。

エンジンから排出される排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するため、排気ガスの一部を燃焼室に還流する排気ガス再循環装置が用いられる。

このような排気ガス再循環装置において、窒素酸化物の発生をさらに低減するために、燃焼室に還流される排気ガス（以下、「還流ガス」と称する）の温度を、冷却装置（以下、「還流ガスクーラ」と称する）によって低下させている。

また、還流ガスの温度を低減するために、過給器の排気タービンや触媒の下流側から還流ガスを取り出す低圧排気ガス再循環装置もある。低圧排気ガス再循環装置では、還流通路に還流ガスクーラを備えるほか、還流ガスが吸気に再還流した後、インタークーラ等の吸気冷却装置を通過させるなど、さらなる冷却処理を施している。

しかしながら、上述のような吸気冷却装置において、特に寒冷時等では、吸気冷却装置内の壁面温度が、還流ガス中の水蒸気の露点以下に低下してしまう場合がある。このような場合、還流ガスに含まれる水蒸気が吸気冷却装置内で凝縮し、その凝縮水が吸気通路内部に滞留することとなる。

吸気通路内部の凝縮水は、温度条件等が変化した際に、再蒸発して少量ずつ燃焼室に供給されていくことが望ましい。凝縮水には還流ガスに含まれる酸性成分が含まれ、そのままでは外部に排水できないからである。

しかし、再蒸発ができない状態が続けば、凝縮水の量は徐々に増加していくこととなり、吸気系の各部部材の腐食の原因となるので好ましくない。さらに、凝縮水が長く滞留すれば、その凝縮水に含まれる酸性成分が徐々に濃縮されていくことにも繋がる。

また、滞留した凝縮水の量が多くなると、それが吸気系の圧力損失の要因となり、エンジンの出力を低下させる原因ともなり得る。さらに、吸気量が多い運転条件の際には、強い吸気の流れに乗って凝縮水が大量に燃焼室に流れ込み、燃焼を悪化させることにも繋がりかねない。

そこで、特許文献１には、吸気冷却装置の出口に霧化装置を設け、吸気量と還流ガスの導入量から凝縮水が滞留しているかどうかを推定し、凝縮水が滞留している場合にその霧化装置を作動させるようにしている。

特開２０１４−２５４５９号公報（請求項１，５、明細書段落００４０〜００４７等参照）

特許文献１の技術は、吸気通路内の凝縮水を強制的に霧化して燃焼室に送りこむことにより、その滞留量をある程度減少させることができる。

しかし、その霧化装置の作動は、還流ガスが導入されている状態で、吸気冷却装置を通過する吸気量が一定量以下の状態（いわば凝縮水が滞留しやすい状態）が、所定時間以上続いた場合としているにすぎない。このため、吸気通路内の凝縮水の滞留状態を的確に反映して対策を講じているとはいえない。すなわち、運転条件によっては、吸気通路内に凝縮水が大量に滞留する危惧を否定できない。しかし、凝縮水の滞留をなくすために、霧化装置を常時作動させることは、燃費を悪化させ経済的ではない。

そこで、この発明の課題は、吸気通路内に凝縮水が大量に滞留することを防止することである。

上記の課題を解決するために、この発明は、エンジンの吸気通路に配置した吸気冷却装置と、エンジンの排気通路から排気の一部を還流ガスとして前記吸気冷却装置の上流側の前記吸気通路へ還流させる排気還流通路と、前記吸気通路を通過する吸気に含まれる水分量を推定する水分量推定手段と、前記吸気冷却装置又はその下流側の前記吸気通路に配置された霧化装置と、前記霧化装置の作動を制御する霧化装置制御手段とを備え、前記霧化装置制御手段は、前記水分量推定手段によって推定された水分量が、その吸気通路内の壁面の温度における飽和水蒸気量を超える場合に前記霧化装置を作動させ、飽和水蒸気量以下の場合に前記霧化装置の作動を停止させる吸気凝縮水処理装置を採用した。

また、前記吸気通路内に滞留する凝縮水の滞留量を検知する凝縮水検知手段を備え、前記霧化装置制御手段は、前記凝縮水検知手段によって推定された滞留量が所定量を超える場合に前記霧化装置を作動させ、所定量以下の場合に前記霧化装置の作動を停止させる構成とすることができる。

また、大気温度を検出する大気温度検出装置を備え、前記吸気通路内の壁面温度は、前記大気温度に基づいて推定される構成を採用することができる。さらに、前記吸気通路内の壁面温度が、その大気温度に等しいと推定される構成を採用することができる。

前記水分量推定手段によって推定される吸気の水分量を前記吸気通路を通過する吸気量に基づいて積算する凝縮水積算手段を備え、前記霧化装置制御手段は、前記水分量が前記飽和水蒸気量以下となった場合にも、前記凝縮水積算手段によって算出された積算発生量が、前記霧化装置によって霧化された霧化量以下となるまで、前記霧化装置の作動を継続する構成を採用することができる。

前記水分量推定手段によって推定される吸気の水分量は、外部からの吸入空気に含まれる水分量と、前記還流ガスに含まれる水分量の和で推定される構成を採用することができる。

このとき、前記還流ガスに含まれる水分量は、燃焼室からの排気中の水分質量割合に、その導入される前記還流ガスの質量を乗じて推定される構成を採用することができる。

また、燃焼室からの排気中の水分質量割合は、その燃焼室からの排気ガス質量に対する、その燃焼室からの排気中の水分質量の占める割合で推定され、燃焼室からの排気中の水分質量は、外部からの吸入空気に含まれる水分量と、前記還流ガスに含まれる水分量と、燃焼生成水分量との和で推定される構成を採用することができる。

さらに、外部からの吸入空気に含まれる水分量は、外気の飽和水蒸気量に相対湿度と外部からの吸入空気の質量を乗じて推定され、燃焼生成水分量は、消費した燃料の質量に、燃料の１ｍｏｌ当たりの質量に対する水の１ｍｏｌ当たりの質量の比率と、燃料１ｍｏｌに対して生成される水のｍｏｌ数の倍率とを乗じて推定される構成を採用することができる。

この発明によれば、吸気通路に備えられる霧化装置が、水分量推定手段によって推定された水分量が、その吸気通路内の壁面温度における飽和水蒸気量を超える場合に作動し、飽和水蒸気量以下の場合に作動が停止するので、吸気通路の凝縮水は発生する度に適切に霧化されて吸気とともに燃焼室に送られる。このため、吸気通路内に凝縮水が大量に滞留することを防止することができる。

この発明の一実施形態を示す全体図である。 各位置での状態量を示す説明図である。 この発明の吸気凝縮水処理の制御を示すフロー図である。

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、この発明の吸気凝縮水処理装置を備えたエンジンＥの構成を示す全体図である。

エンジンＥは自動車用ディーゼルエンジンであり、図１に示すように、ピストンを収容した気筒内に混合気を送り込む吸気ポートに通じる吸気通路１、排気ポートから引き出された排気通路２、燃料噴射装置等を備えている。吸気ポート及び排気ポートは、それぞれバルブによって開閉される。

吸気通路１には、吸気ポートから上流側に向かって、吸気通路１の流路面積を調節する第一のスロットルバルブ５、吸気通路１を流れる吸気を冷却する吸気冷却装置６（以下、「インタークーラ６」と称する）、ターボチャージャのコンプレッサ１７、吸気通路１の流路面積を調節する第二のスロットルバルブ１５、エアクリーナを収容したエアクリーナケース１８等が設けられる。エアクリーナケース１８内には、大気温度検出装置１９として管内の吸気温度を検出できる温度センサが設けられている。

排気通路２には、排気ポートから下流側に向かって、ターボチャージャのタービン７、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）等を除去する触媒等を備えた排気浄化部８、排気管（マフラ）９が設けられる。

排気通路２のタービン７と排気ポートとの中途部分と、吸気通路１の吸気ポートと第一のスロットルバルブ５との中途部分は、高圧排気ガス再循環装置を構成する高圧排気還流通路３によって連通している。高圧排気還流通路３を介して、エンジンＥから排出される排気ガスの一部が、高圧還流ガスとして吸気通路１に還流する。高圧排気還流通路３には高圧排気還流弁４が設けられている。高圧排気還流弁４の開閉と第一のスロットルバルブ５の開閉に伴う吸気通路１内の圧力状態に応じて、高圧還流ガスが吸気通路１内の吸気に合流する。

また、排気通路２における排気浄化部８の下流側に位置する排気管９と、吸気通路１のコンプレッサ１７と第二のスロットルバルブ１５との中途部分は、低圧排気ガス再循環装置を構成する低圧排気還流通路１３によって連通している。低圧排気還流通路１３を介して、エンジンＥから排出される排気ガスの一部が、低圧還流ガスとして吸気通路のインタークーラ６の上流側に還流する。この低圧排気還流通路１３には低圧排気還流弁１４が設けられている。そして、低圧排気還流弁１４の開閉と第二のスロットルバルブ１５の開閉に伴う吸気通路１内の圧力状態に応じて、低圧還流ガスが吸気通路１内の吸気に合流する。以下、この低圧還流ガスを、単に「還流ガス」と称する。

低圧排気ガス再循環装置の低圧排気還流通路１３には、還流ガスを冷却する還流ガスクーラ１１が設けられている。還流ガスクーラ１１としては、冷媒として冷却水を用いた熱交換器を備えた水冷式冷却装置を採用してもよいし、空冷式の熱交換器を備えた空冷式冷却装置を採用してもよい。

吸気通路１のインタークーラ６の下流側には、その吸気通路１内の凝縮水の量を検知する凝縮水検知手段３２が設けられている。この実施形態では、凝縮水検知手段３２として、液体の水の有無を検出できる電気抵抗式の水分計を採用している。凝縮水検知手段３２としては、他に、電気抵抗式以外の水分計や、液体の水の水位を検知できる装置などを採用してもよい。

また、インタークーラ６又はそのインタークーラ６の下流側の吸気通路１には、霧化装置３１が配置されている。この実施形態では、霧化装置３１は、インタークーラ６と凝縮水検知手段３２との間に設けられている。霧化装置３１は、凝縮水が溜まりやすい位置であるインタークーラ６、又は、インタークーラ６の下流側の吸気配管の最も低い位置に配置することが望ましい。

霧化装置３１は、圧電振動子を用いた高周波加振装置である。高周波加振装置を作動させることにより、滞留する水を霧状にして、空気中に浮遊させることができる。この霧化装置としては、高周波加振装置以外にも、例えば、静電式の霧化装置や、インジェクタなどを用いてもよい。

霧化装置３１の駆動電力は、減速回生電力を使用してもよい。バッテリの充電状況に応じて、電力の消費先をバッテリと減速回生電力とに切り替えることもできる。

霧化装置３１の作動は、霧化装置制御手段３０によって制御される。霧化装置制御手段３０は、このエンジンＥを搭載する車両が備える電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０と連携して動作するようになっている。電子制御ユニット２０自身に、霧化装置制御手段３０の機能を備えてもよい。

霧化装置制御手段３０は、凝縮水検知手段３２によって推定された凝縮水の滞留量が所定量を超える場合に霧化装置３１を作動させ、所定量以下の場合に霧化装置３１の作動を停止させる。この実施形態では、その所定量をゼロに設定することで、凝縮水が少しでも滞留すれば、霧化装置３１を作動させるように制御している。すなわち、凝縮水の有無に基づいて、霧化装置３１の作動及び停止を制御している。

凝縮水検知手段３２によって取得された凝縮水の滞留量の情報は、電子制御ユニット２０が備える凝縮水検知制御手段２２に送られ、その凝縮水検知制御手段２２からの情報に基づき、霧化装置制御手段３０が制御を行っている。

また、この吸気凝縮水処理装置は、電子制御ユニット２０内に水分量推定手段２１を備える。水分量推定手段２１は、エンジンＥの回転数、エンジンＥの負荷、還流ガスの導入量、及び、吸気温度に基づいて、吸気通路１のインタークーラ６を通過する吸気に含まれる水分量を推定する機能を有する。

霧化装置制御手段３０は、水分量推定手段２１によって推定された吸気内の水分量が、その吸気通路１内の壁面温度における飽和水蒸気量を超える場合に霧化装置３１を作動させ、飽和水蒸気量以下の場合に霧化装置３１の作動を停止させる。

エンジンＥの各種運転状況や車両外部の環境状況などの情報は、それぞれケーブルを通じて、電子制御ユニット２０が取得している。この電子制御ユニット２０からの情報に基づき、水分量推定手段２１の情報を通じて、霧化装置制御手段３０が制御を行っている。

吸気通路１内の壁面温度としては、インタークーラ６の壁面温度を採用している。また、この実施形態では、大気温度を検出する大気温度検出装置１９をエアクリーナケース１８内に備えており、インタークーラ６の壁面温度は、大気温度に基づいて推定される。インタークーラ６の壁面温度は大気温度とほぼ同等であるので、インタークーラ６の壁面温度を大気温度に等しいと推定するように設定され、その設定に基づき、霧化装置制御手段３０は制御を行っている。

ここで、予め、インタークーラ６の壁面温度と大気温度との関係を測定データ等に基づいて算出しておき、実際に検出した大気温度の情報に基づいて、インタークーラ６の壁面温度を推定する手法としてもよい。また、インタークーラ６を通過する気体の温度を検出するインタークーラ通過ガス温度検出装置を設けて、そのインタークーラ通過ガス温度検出装置によって気体の温度を取得してもよい。

この吸気凝縮水処理装置は、電子制御ユニット２０内に凝縮水積算手段２３を備える。凝縮水積算手段２３は、水分量推定手段２１によって推定される吸気の水分量を、吸気通路１を通過する吸気量に合わせて積算する機能を有する。

霧化装置制御手段３０は、水分量推定手段２１によって推定された吸気内の水分量が飽和水蒸気量以下となった場合にも、凝縮水積算手段２３によって算出された積算発生量が、霧化装置３１によって霧化された霧化量以下となるまで、霧化装置３１の作動を継続する。すなわち、積算発生量＝霧化量、又は、積算発生量＜霧化量となるまで、霧化装置３１の作動を継続する。

以下、霧化装置制御手段３０による制御方法について、図３に示すフローチャートと、具体的な算定式に基づいて説明する。

図３のステップＳ１において、凝縮水検知手段３２によって推定された凝縮水の滞留量が、所定量以上であるかが判断される。ここでは、所定量がゼロに設定されているので、凝縮水の滞留があるかどうかが判断される。また、ステップＳ２では、制御に必要な環境条件や運転条件が検出される。

つぎに、ステップＳ３において、水分量推定手段２１によって、インタークーラ６を通過する吸気に含まれる水分量を推定する。

水分量推定手段２１によって推定される吸気の水分量は、エアクリーナケース１８を経由して外部から導入される吸入空気に含まれる水分量と、還流ガスに含まれる水分量の和で推定される。

ここでは、吸気通路１に設けられる吸気量検出装置（エアフローセンサ）、外気相対湿度検出装置、大気温度検出装置１９、インタークーラ通過ガス温度検出装置からの情報と、電子制御ユニット２０から得られる還流ガス率設定値、投入燃料量、及び、飽和水蒸気量特性マップを用いる。

前述のように、水分量推定手段２１によって推定される吸気の水分量、すなわち、インタークーラ６を通過する水分量Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿吸気）}は、エアクリーナケース１８を経由して外部から導入される吸入空気に含まれる水分量Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿外気）}と、還流ガスに含まれる水分量Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿還流ガス）}の和であり、
Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿吸気）}＝Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿外気）}＋Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿還流ガス）} ・・・・（１）
である。ここで、各水分量Ｍは、水の質量を意味する（以下、同じ）。

還流ガスに含まれる水分量Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿還流ガス）}は、燃焼室からの排気中の水分質量割合Ｒ_{（Ｈ２Ｏ＿排気）}に、その導入される還流ガスの質量Ｍ_{（還流ガス）}を乗じて推定され、
Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿還流ガス）}＝Ｒ_{（Ｈ２Ｏ＿排気）}×Ｍ_{（還流ガス）} ・・・・（２）
である。ただし、０≦Ｒ_{（Ｈ２Ｏ＿排気）}≦１。

燃焼室からの排気中の水分質量割合Ｒ_{（Ｈ２Ｏ＿排気）}は、その燃焼室からの排気ガス質量Ｍ_（排気）に対する、その燃焼室からの排気中の水分質量Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿排気）}の占める割合で推定され、
Ｒ_{（Ｈ２Ｏ＿排気）}
＝ Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿排気）}／Ｍ_（排気）
＝{Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿外気）}＋Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿還流ガス）}＋Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿燃料）}}／Ｍ_（排気） ・・・・（３）
である。

すなわち、燃焼室からの排気中の水分質量Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿排気）}は、外部からの吸入空気に含まれる水分量Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿外気）}と、前記還流ガスに含まれる水分量Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿還流ガス）}と、燃料が燃焼することによって生成される水分量、すなわち、燃焼生成水分量Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿燃料）}との和で推定される。ここで、燃焼室からの排気の質量Ｍ_（排気）、外部からの吸入空気の質量Ｍ_（外気）、燃料の質量Ｍ_（燃料）は、
Ｍ_（排気）＝Ｍ_（外気）＋Ｍ_（燃料）＋Ｍ_{（還流ガス）}
である。

（２）式及び（３）式より、Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿還流ガス）}は、
Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿還流ガス）}
＝ Ｒ_{（Ｈ２Ｏ＿排気）}×Ｍ_{（還流ガス）}
＝{Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿排気）}／Ｍ_（排気）}×Ｍ_{（還流ガス）}
＝[{Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿外気）}＋Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿還流ガス）}＋Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿燃料）}}
／Ｍ_（排気）] ×Ｍ_{（還流ガス）}
これを解くと、
Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿還流ガス）}
＝[{Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿外気）}＋Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿燃料）}}
／{Ｍ_（排気）−Ｍ_{（還流ガス）}}]×Ｍ_{（還流ガス）}
＝[{Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿外気）}＋Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿燃料）}}
／{(Ｍ_（外気）＋Ｍ_（燃料）＋Ｍ_{（還流ガス）})−Ｍ_{（還流ガス）}}]×Ｍ_{（還流ガス）}
よって、
Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿還流ガス）}
＝[{Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿外気）}＋Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿燃料）}}
／{Ｍ_（外気）＋Ｍ_（燃料）}]×Ｍ_{（還流ガス）} ・・・・（４）
である。

外部からの吸入空気に含まれる水分量Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿外気）}は、外気の飽和水蒸気量Ｍ_{（飽和＿外気）}に、外気相対湿度検出装置で取得される相対湿度ＲＨ（％）（０≦ＲＨ≦１００）と、外部からの吸入空気の質量Ｍ_（外気）を乗じて推定され、
Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿外気）}＝ Ｍ_{（飽和＿外気）}×ＲＨ／１００×Ｍ_（外気）・・・・（５）
である。

ここで、簡易的に推定するならば、外気相対湿度検出装置の装着を省き、外気相対湿度を所定値（例えば、１００％）として、インタークーラ６を通過する水分量を推定することもできる。さらに、簡易的に推定するならば、外気相対湿度を所定値とした場合も凝縮水生成運転域をマップ情報として保有し、そのマップ情報を基に推定を行ってもよい。

燃料である軽油（Ｃ_１６Ｈ_３０）の炭素−水素比を１．８７５とすると、燃焼生成水分量Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿燃料）}は、消費した燃料の質量Ｍ_（燃料）に、燃料の１ｍｏｌ当たりの質量Ｇ_{（Ｃ１６Ｈ３０）}（この例では２２２ｇ／ｍｏｌ）に対する、水の１ｍｏｌ当たりの質量Ｇ_{（Ｈ２Ｏ）}（１８ｇ／ｍｏｌ）の比率と、燃料１ｍｏｌに対して生成される水のｍｏｌ数の倍率とを乗じて推定される。
Ｍ_{（Ｈ２Ｏ＿燃料）}＝ １５×{Ｇ_{（Ｈ２Ｏ）}／Ｇ_{（Ｃ１６Ｈ３０）}×Ｍ_（燃料）
・・・・（６）

ここで、その倍率１５は、
Ｃ_１６Ｈ_３０＋ {１６＋（１５／２）}Ｏ_２ → １６ＣＯ_２ ＋ １５Ｈ_２０
の化学式に基づいて、Ｃ_１６Ｈ_３０とＨ_２０の係数比で求められる。

（１）式に（４）（５）（６）式を代入することで、インタークーラ６を通過する水分量を推定することができる。なお、インタークーラ６を通過するガスを空気と仮定し、その通過ガスの温度（すなわち、インタークーラ６の壁面温度）での飽和水蒸気量を、インタークーラ６を通過するガスの飽和水蒸気量としている。図２に、上記水分量の算定の基礎とした数値が、吸気通路１、排気通路２のどの部分に該当する数値であるかを示す。

上記のように水分量の推定を行い、ステップＳ３において、推定された吸気通路１内の凝縮水の滞留量、及び、推定された水分量のいずれかが、それぞれ上述した条件を満たすと判断された場合に、霧化装置３１を作動させるよう制御が行われる（ステップＳ５参照）。また、滞留量、及び、水分量の両方が条件を満たさない場合は、霧化装置３１を作動を停止する制御が行われる（ステップＳ４参照）。

このように、吸気系に滞留する凝縮水を、霧化装置３１により適切に除去することで、、吸気通路１に凝縮水が大量に滞留することを防止することができる。また、凝縮水が一度に大量に燃焼室に流れ込んで、燃焼を悪化させるような事態を防止することができる。

この発明によれば、環境温度や吸気量などの運転条件によらず、還流ガスに含まれる水分を燃焼室に送りこむことができるので、その送り込むガスは、インタークーラ６の下流側に導入する高圧還流ガスと同等の位置づけとして扱うことができる。

この実施形態では、ディーゼルエンジンを例に本発明の構成を説明したが、ガソリンエンジンにおいても本発明の構成を採用することができる。

この実施形態では、凝縮水積算手段２３によって算出された積算発生量が、霧化装置３１によって霧化された霧化量以下となるまで、霧化装置３１の作動を継続するとしたが、積算発生量が多く、積算発生量≦霧化量となるまでに長期間を要する場合にはインタークーラ６の壁面温度を大気温度より高くすべく、インタークーラ６の大気への暴露を抑制してもよい。

１ 吸気通路
２ 排気通路
３ 高圧排気還流通路
４ 高圧排気還流弁
５ 第一のスロットルバルブ
６ 吸気冷却装置（インタークーラ）
７ タービン
８ 排気浄化部
９ 排気管
１１ 還流ガスクーラ
１３ 低圧排気還流通路
１４ 低圧排気還流弁
１５ 第二のスロットルバルブ
１９ 大気温度検出装置
２０ 電子制御ユニット
２１ 水分量推定手段
２２ 凝縮水検知制御手段
２３ 凝縮水積算手段
３０ 霧化装置制御手段
３１ 霧化装置
３２ 凝縮水検知手段

Claims (8)

1. エンジンの吸気通路に配置した吸気冷却装置と、
   エンジンの排気通路から排気の一部を還流ガスとして前記吸気冷却装置の上流側の前記吸気通路へ還流させる排気還流通路と、
   前記吸気通路を通過する吸気に含まれる水分量を推定する水分量推定手段と、
   前記吸気冷却装置又はその下流側の前記吸気通路に配置された霧化装置と、
   前記霧化装置の作動を制御する霧化装置制御手段とを備え、
   前記霧化装置制御手段は、前記水分量推定手段によって推定された水分量が、その吸気通路内の壁面の温度における飽和水蒸気量を超える場合に前記霧化装置を作動させ、飽和水蒸気量以下の場合に前記霧化装置の作動を停止させる吸気凝縮水処理装置。
2. 前記吸気通路内に滞留する凝縮水の滞留量を検知する凝縮水検知手段を備え、
   前記霧化装置制御手段は、前記凝縮水検知手段によって推定された滞留量が所定量を超える場合に前記霧化装置を作動させ、所定量以下の場合に前記霧化装置の作動を停止させる請求項１に記載の吸気凝縮水処理装置。
3. 大気温度を検出する大気温度検出装置を備え、
   前記吸気通路内の壁面温度は、前記大気温度に基づいて推定される請求項２に記載の吸気凝縮水処理装置。
4. 前記水分量推定手段によって推定される吸気の水分量を前記吸気通路を通過する吸気量に合わせて積算する凝縮水積算手段を備え、
   前記霧化装置制御手段は、前記水分量が前記飽和水蒸気量以下となった場合にも、前記凝縮水積算手段によって算出された積算発生量が、前記霧化装置によって霧化された霧化量以下となるまで、前記霧化装置の作動を継続する請求項２又は３に記載の吸気凝縮水処理装置。
5. 前記水分量推定手段によって推定される吸気の水分量は、外部からの吸入空気に含まれる水分量と、前記還流ガスに含まれる水分量の和で推定される請求項１から４の何れか１項に記載の吸気凝縮水処理装置。
6. 前記還流ガスに含まれる水分量は、燃焼室からの排気中の水分質量割合に、その導入される前記還流ガスの質量を乗じて推定される請求項５に記載の吸気凝縮水処理装置。
7. 燃焼室からの排気中の水分質量割合は、その燃焼室からの排気ガス質量に対する、その燃焼室からの排気中の水分質量の占める割合で推定され、
   燃焼室からの排気中の水分質量は、外部からの吸入空気に含まれる水分量と、前記還流ガスに含まれる水分量と、燃焼生成水分量との和で推定される請求項６に記載の吸気凝縮水処理装置。
8. 外部からの吸入空気に含まれる水分量は、外気の飽和水蒸気量に相対湿度と外部からの吸入空気の質量を乗じて推定され、
   燃焼生成水分量は、消費した燃料の質量に、燃料の１ｍｏｌ当たりの質量に対する水の１ｍｏｌ当たりの質量の比率と、燃料１ｍｏｌに対して生成される水のｍｏｌ数の倍率とを乗じて推定される請求項７に記載の吸気凝縮水処理装置。

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