JP2019196769A - エンジン制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮水に含まれる各酸性成分の腐食速度に応じて、装置とバイパス通路とを適切に切り替えて排気を流通させる。【解決手段】エンジン制御システム（１０）は、バイパス通路（３３）と、排気がＥＧＲクーラ（３２）を流通してバイパス通路を流通しない第１状態と、排気がＥＧＲクーラを流通せずバイパス通路を流通する第２状態とを切り替える切替弁（３４）と、ＥＣＵ（４０）と、を備える。ＥＣＵは、排気の凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度から算出した各水素イオン濃度に、各酸性成分の腐食速度に応じた係数を掛けて各補正水素イオン濃度を算出し、各補正水素イオン濃度を足した総補正水素イオン濃度に基づいて、凝縮水の補正ｐＨを算出し、補正ｐＨがＥＧＲクーラを腐食させる所定ｐＨである場合に切替弁により第２状態に切り替え、補正ｐＨが所定ｐＨでない場合に切替弁により第１状態に切り替える。【選択図】 図１

Description

本発明は、排気通路から吸気通路へ排気を還流させるエンジン制御システムに関する。

従来、この種のシステムにおいて、インタークーラと、インタークーラをバイパスするバイパス通路と、排気還流装置から還流される排気の凝縮水におけるｐＨを推定するｐＨ推定手段と、を備えるシステムがある（特許文献１参照）。特許文献１に記載のシステムでは、推定したｐＨに基づいて、凝縮水がインタークーラを腐食させるｐＨであると判定した場合に、インタークーラへの吸気の流れを遮断して、バイパス通路にのみ吸気が流れるように制御している。

特開２００８−１９６３６８号公報

ところで、ｐＨが互いに同じ凝縮水であっても、凝縮水に含まれる酸性成分の相違によって腐食速度（腐食し易さ）が異なる点に本願発明者は着目した。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、凝縮水に含まれる各酸性成分の腐食速度に応じて、装置とバイパス通路とを適切に切り替えて排気を流通させることのできるエンジン制御システムを提供することにある。

上記課題を解決するための第１の手段は、エンジン制御システム（１０）であって、
吸気通路（１２）及び排気通路（１９）を有するエンジン（１１）と、
前記排気通路から前記吸気通路へ還流される排気を冷却するＥＧＲクーラ（３２）と、
前記ＥＧＲクーラをバイパスして、前記排気通路から前記吸気通路へ前記排気を還流させるバイパス通路（３３）と、
前記排気が前記ＥＧＲクーラを流通して前記バイパス通路を流通しない第１状態と、前記排気が前記ＥＧＲクーラを流通せず前記バイパス通路を流通する第２状態とを切り替える切替弁（３４）と、
前記排気の凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度から算出した各水素イオン濃度に、前記各酸性成分の腐食速度に応じた係数を掛けて各補正水素イオン濃度を算出する第１算出部（４０ａ）と、
前記第１算出部により算出された前記各補正水素イオン濃度を足した総補正水素イオン濃度に基づいて、前記凝縮水の補正ｐＨを算出する第２算出部（４０ｂ）と、
前記第２算出部により算出された前記補正ｐＨが前記ＥＧＲクーラを腐食させる所定ｐＨである場合に前記切替弁により前記第２状態に切り替え、前記補正ｐＨが前記所定ｐＨでない場合に前記切替弁により前記第１状態に切り替える制御部（４０ｃ）と、
を備える。

上記構成によれば、ＥＧＲクーラにより、排気通路から吸気通路へ還流される排気が冷却される。このため、排気を還流させた場合に、燃料の燃焼温度をより低下させることができ、ＮＯｘの生成を抑制することができる。バイパス通路は、ＥＧＲクーラをバイパスして、排気通路から吸気通路へ排気を還流させる。そして、切替弁により、排気がＥＧＲクーラを流通してバイパス通路を流通しない第１状態と、排気がＥＧＲクーラを流通せずバイパス通路を流通する第２状態とに切り替えられる。このため、排気の凝縮水がＥＧＲクーラを腐食するおそれがある場合に、切替弁により第２状態に切り替えることにより、排気がＥＧＲクーラを流通しないようにすることができる。

ここで、ｐＨが互いに同じ凝縮水であっても、凝縮水に含まれる酸性成分の相違によって腐食速度が異なる点に本願発明者は着目した。この点、第１算出部は、排気の凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度から算出した各水素イオン濃度に、各酸性成分の腐食速度に応じた係数を掛けて各補正水素イオン濃度を算出する。第２算出部は、各補正水素イオン濃度を足した総補正水素イオン濃度に基づいて、凝縮水の補正ｐＨを算出する。

このため、単に凝縮水のｐＨを算出するのではなく、酸性成分の相違による腐食速度の相違を反映した補正ｐＨを算出することができる。そして、制御部は、補正ｐＨがＥＧＲクーラを腐食させる所定ｐＨである場合に切替弁により第２状態に切り替え、補正ｐＨが所定ｐＨでない場合に切替弁により第１状態に切り替える。したがって、凝縮水に含まれる各酸性成分の腐食速度に応じて、ＥＧＲクーラとバイパス通路とを適切に切り替えて排気を流通させることができる。

凝縮水は酸性成分として、硝酸、硫酸、酢酸、蟻酸等を含んでいる。硝酸は、主にＮＯｘから生成されるため、エンジンの運転状態が高回転速度且つ高負荷である場合に多くなる。硫酸は、燃料に含まれる硫黄に起因して生成される。酢酸及び蟻酸は、燃料が燃焼した時に残った炭化水素に起因して生成されるため、エンジンの運転状態が低回転速度且つ高負荷である場合に多くなる。

本願発明者は、各酸性成分によるｐＨが同じであっても、酸性成分の相違によって腐食速度が異なることを見出した。具体的には、各酸性成分によるｐＨが同じ場合、腐食速度の高い順に、蟻酸、酢酸、硫酸、硝酸となる。一方、硝酸及び硫酸は強酸であり、酢酸及び蟻酸は弱酸である。このため、エンジンの運転状態が高回転速度且つ高負荷である場合は、凝縮水のｐＨは小さいものの、腐食速度は比較的低い。これに対して、エンジンの運転状態が低回転速度且つ高負荷である場合は、凝縮水のｐＨはそれほど小さくないものの、腐食速度は比較的高い。

この点、第２の手段では、前記制御部は、前記エンジンの運転状態が高回転速度且つ高負荷である場合に、前記切替弁により前記第１状態に切り替え、前記エンジンの運転状態が低回転速度且つ高負荷である場合に、前記切替弁により前記第２状態に切り替える。したがって、凝縮水のｐＨは小さいものの、腐食速度は比較的低い場合に、ＥＧＲクーラに排気を流通させることができる。その結果、ＥＧＲクーラの使用機会を増やすことができ、ＮＯｘの生成を抑制することができる。また、凝縮水のｐＨはそれほど小さくないものの、腐食速度が比較的高い場合に、ＥＧＲクーラに排気を流通させないようにすることができる。

具体的には、第３の手段では、前記第１算出部は、硫酸が前記ＥＧＲクーラを腐食する腐食速度に対する、硫酸以外の前記各酸性成分が前記ＥＧＲクーラを腐食する腐食速度の比を前記係数とする。このため、硫酸の腐食速度を基準として、凝縮水がＥＧＲクーラを腐食させるか否か判定することができる。

また、第４の手段では、前記第１算出部は、硝酸が前記ＥＧＲクーラを腐食する腐食速度に対する、硝酸以外の前記各酸性成分が前記ＥＧＲクーラを腐食する腐食速度の比を前記係数とする。このため、硝酸の腐食速度を基準として、凝縮水がＥＧＲクーラを腐食させるか否か判定することができる。

第５の手段では、前記ＥＧＲクーラ及び前記バイパス通路と前記吸気通路との間において、前記排気の還流量を制御するＥＧＲ制御弁（３５）と、前記ＥＧＲクーラ及び前記バイパス通路と前記ＥＧＲ制御弁との間において、前記凝縮水を貯留する貯留部（３６）と、前記貯留部に貯留された前記凝縮水を排出させる排出弁（３８）と、を備え、前記制御部は、前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気の還流を停止可能であると判定したことを条件として、前記ＥＧＲ制御弁により前記排気の還流を停止させ、且つ前記排出弁により前記凝縮水を排出させる。

上記構成によれば、ＥＧＲ制御弁により、ＥＧＲクーラ及びバイパス通路と吸気通路との間において、排気の還流量が制御される。貯留部により、ＥＧＲクーラ及びバイパス通路とＥＧＲ制御弁との間において、排気の凝縮水が貯留される。このため、排気の凝縮水がＥＧＲ制御弁、ひいては吸気通路へ流れ込むことを抑制することができる。

そして、制御部は、エンジンの運転状態に基づいて排気の還流を停止可能であると判定したことを条件として、ＥＧＲ制御弁により排気の還流を停止させ、且つ排出弁により凝縮水を排出させる。このため、エンジンの運転状態に基づいて排気の還流を停止可能でないと判定した場合は、排気の還流停止及び凝縮水の排出が行われない。一方、エンジンの運転状態に基づいて排気の還流を停止可能であると判定した場合は、排気の還流停止及び凝縮水の排出が行われる。しかも、排気の還流停止により、貯留部に作用する排気圧力が上昇するため、貯留部に貯留された凝縮水を円滑に排出することができる。

第６の手段では、前記制御部は、前記第２算出部により算出された前記補正ｐＨが前記所定ｐＨであることをさらに条件として、前記ＥＧＲ制御弁により前記排気の還流を停止させ、且つ前記排出弁により前記凝縮水を排出させる。

上記構成によれば、排気の還流停止及び凝縮水の排出を行う際に、補正ｐＨがＥＧＲクーラを腐食させる所定ｐＨであることがさらに条件とされる。このため、補正ｐＨがＥＧＲクーラを腐食させる所定ｐＨでない場合、すなわち排気の還流停止及び凝縮水の排出を行う必要がない場合には、これらを行わないようにすることができる。

第７の手段では、第５又は第６の手段において、前記吸気通路には、吸気量を調節する吸気量調節弁（１４）が設けられており、電気により駆動して前記吸気量調節弁へ吸気を送る電動過給機（１２１）を備え、前記制御部は、前記エンジンが停止された後に、前記吸気量調節弁及び前記ＥＧＲ制御弁を開き、前記電動過給機により前記吸気量調節弁へ吸気を送らせる。

第８の手段では、第１〜第４のいずれか１つの手段において、前記吸気通路には、吸気量を調節する吸気量調節弁が設けられており、電気により駆動して前記吸気量調節弁へ吸気を送る電動過給機と、前記ＥＧＲクーラ及び前記バイパス通路と前記吸気通路との間において、前記排気の還流量を制御するＥＧＲ制御弁と、を備え、前記制御部は、前記エンジンが停止された後に、前記吸気量調節弁及び前記ＥＧＲ制御弁を開き、前記電動過給機により前記吸気量調節弁へ吸気を送らせる。

エンジンを停止させた後に、吸気通路内や、ＥＧＲクーラ内、バイパス通路内に排気が残っていると、排気から凝縮水が生じるおそれがある。そして、凝縮水に含まれる酸性成分により、吸気通路や、ＥＧＲクーラ、バイパス通路等が腐食されるおそれがある。

この点、第７又は第８の手段によれば、制御部は、エンジンが停止された後に、吸気量調節弁及びＥＧＲ制御弁を開き、電動過給機により吸気量調節弁へ吸気を送らせる。このため、吸気通路内や、ＥＧＲクーラ内、バイパス通路内に残った排気を排気通路へ排出させることができ、凝縮水が生じることを抑制することができる。

エンジンが停止されて排気の流通が停止すると、排気を浄化する触媒の温度が低下して不活性化する。このため、電動過給機の駆動により排気通路へ排出された排気が、触媒で十分に浄化されないおそれがある。

この点、第９の手段では、第７又は第８の手段において、前記排気通路には、排気を浄化する触媒と、電気により駆動して前記触媒を加熱する電気ヒータとが設けられており、前記制御部は、前記エンジンが停止される際に、前記電気ヒータにより前記触媒を加熱させる。このため、電気ヒータにより触媒を加熱して、触媒を活性化することができる。したがって、電動過給機の駆動により排気通路へ排出された排気を、触媒で十分に浄化することができる。

第１０の手段は、エンジン制御システム（１０）であって、
吸気通路（１２）及び排気通路（１９）を有するエンジン（１１）と、
前記排気通路から前記吸気通路へ還流される排気を冷却するＥＧＲクーラ（３２）と、
前記ＥＧＲクーラをバイパスして、前記排気通路から前記吸気通路へ前記排気を還流させるバイパス通路（３３）と、
前記排気が前記ＥＧＲクーラを流通して前記バイパス通路を流通しない第１状態と、前記排気が前記ＥＧＲクーラを流通せず前記バイパス通路を流通する第２状態とを切り替える切替弁（３４）と、
前記排気の凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度から算出した各水素イオン濃度を、前記各酸性成分の腐食速度に応じて補正して各補正水素イオン濃度を算出する第１算出部（４０ａ）と、
前記第１算出部により算出された前記各補正水素イオン濃度を足した総補正水素イオン濃度に基づいて、前記凝縮水が前記ＥＧＲクーラを腐食させると判定した場合に前記切替弁により前記第２状態に切り替え、前記凝縮水が前記ＥＧＲクーラを腐食させないと判定した場合に前記切替弁により前記第１状態に切り替える制御部（４０ｂ，４０ｃ）と、
を備える。

上記構成によれば、第１の手段に準じた作用効果を奏することができる。

第１１の手段は、エンジン制御システム（１０）であって、
吸気通路（１２）及び排気通路（１９）を有するエンジン（１１）と、
前記吸気通路を流通する吸気を冷却するインタークーラ（１３）と、
前記インタークーラをバイパスして前記吸気を流通させるバイパス通路（６１）と、
前記排気通路から前記吸気通路における前記インタークーラ及び前記バイパス通路の上流へ排気を還流させる排気還流装置（５０）と、
前記吸気が前記インタークーラを流通して前記バイパス通路を流通しない第１状態と、前記吸気が前記インタークーラを流通せず前記バイパス通路を流通する第２状態とを切り替える切替弁（６４）と、
前記排気の凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度から算出した各水素イオン濃度に、前記各酸性成分の腐食速度に応じた係数を掛けて各補正水素イオン濃度を算出する第１算出部（４０ａ）と、
前記第１算出部により算出された前記各補正水素イオン濃度を足した総補正水素イオン濃度に基づいて、前記凝縮水の補正ｐＨを算出する第２算出部（４０ｂ）と、
前記第２算出部により算出された前記補正ｐＨが前記インタークーラを腐食させる所定ｐＨである場合に前記切替弁により前記第２状態に切り替え、前記補正ｐＨが前記所定ｐＨでない場合に前記切替弁により前記第１状態に切り替える制御部（４０ｃ）と、
を備える。

上記構成によれば、排気の凝縮水がインタークーラを腐食するおそれがある場合に、切替弁により第２状態に切り替えることにより、排気を含む吸気がインタークーラを流通しないようにすることができる。そして、制御部は、補正ｐＨがインタークーラを腐食させる所定ｐＨである場合に切替弁により第２状態に切り替え、補正ｐＨが所定ｐＨでない場合に切替弁により第１状態に切り替える。したがって、凝縮水に含まれる各酸性成分の腐食速度に応じて、インタークーラとバイパス通路とを適切に切り替えて排気を含む吸気を流通させることができる。

排気の凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度は、燃料の燃焼状態、すなわち燃料の噴射量やエンジン回転速度、エンジンの暖機状態等、エンジンの運転状態により変化する。

この点、第１２の手段では、前記第１算出部は、前記エンジンの運転状態に基づいて、前記凝縮水に含まれる前記各酸性成分の前記濃度を算出する。したがって、凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度を、精度よく算出することができる。

第１実施形態のエンジン制御システムを示す模式図。 ＥＧＲクーラの冷却水経路を示す模式図。 凝縮水の移動態様を示す模式図。 各酸性成分のｐＨと腐食速度との関係を示すグラフ。 各酸性成分における水素イオン濃度と腐食速度との関係を示すグラフ。 バイパス制御の手順を示すフローチャート。 従来技術におけるエンジンの運転状態と切替弁の切替状態との関係を示すマップ。 エンジンの運転状態と切替弁の切替状態との関係を示すマップ。 第２実施形態のエンジン制御システムを示す模式図。 凝縮水排出制御の手順を示すフローチャート。 ＥＧＲカット可能な運転状態を示すマップ。 燃料カット後の貯留部の圧力変化を示すタイムチャート。 第３実施形態のエンジン制御システムを示す模式図。 掃気制御の手順を示すフローチャート。 第４実施形態のエンジン制御システムを示す模式図。

（第１実施形態）
以下、車両に搭載されるエンジン制御システムに具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。図１において、実線の矢印は吸気及び排気の流れを示し、破線の矢印は制御信号及び検出信号を示す。

同図に示すように、エンジン制御システム１０は、エンジン１１として直列４気筒のディーゼルエンジンを備える。エンジン１１の各気筒１６は、吸気マニホールド１５及び排気マニホールド１８に接続されている。エンジン１１の各気筒１６には、燃料噴射弁１７がそれぞれ設けられている。コモンレール２０には、不図示の燃料ポンプにより燃料が高圧状態で供給される。コモンレール２０は、各燃料噴射弁１７に対して高圧の燃料を供給する。

吸気マニホールド１５に接続された吸気通路１２には、エンジン１１への流入空気を浄化するエアクリーナ（図示略）と、ターボチャージャ２１のコンプレッサと、吸気を冷却するインタークーラ１３（以下、「ＩＣ１３」という）と、吸気量を調節するスロットルバルブ１４と、が設けられている。

吸気通路１２におけるスロットルバルブ１４（吸気量調節弁）の上流には、エアフロメータ４２が取り付けられている。エアフロメータ４２は、吸気の流量（以下、（吸気量）という）を検出し、吸気量に対応する信号をＥＣＵ４０へ出力する。吸気マニホールド１５（エンジン１１）には、吸気温を検出する吸気温センサ４１が取り付けられている。吸気温センサ４１は、検出した吸気温に対応する信号をＥＣＵ４０へ出力する。エンジン１１には、回転速度センサ４３，水温センサ４４が取り付けられている。回転速度センサ４３は、エンジン１１の回転速度を検出し、回転速度に対応する信号をＥＣＵ４０へ出力する。水温センサ４４は、エンジン１１などの冷却を行う冷却水の温度（以下、「冷却水温」という）を検出し、冷却水温に対応する信号をＥＣＵ４０へ出力する。

一方、排気マニホールド１８に接続された排気通路１９には、ターボチャージャ２１のタービンと、触媒（図示略）とが設けられている。触媒は、例えば酸化触媒やＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）などである。

エンジン制御システム１０は、排気マニホールド１８（排気通路１９におけるタービン）の上流から、吸気通路１２におけるＩＣ１３の下流へ排気を還流させるＥＧＲ装置３０（高圧ループＥＧＲ装置）を備えている。ＥＧＲ装置３０は、ＥＧＲ通路３１、ＥＧＲクーラ３２、バイパス通路３３、切替弁３４、及びＥＧＲ弁３５を有している。ＥＧＲクーラ３２は、熱伝導率の高い金属、例えばアルミなどによって構成されている。これに対して、バイパス通路３３は耐食性の高い材料で構成されている。

ＥＧＲ通路３１は、排気通路１９におけるタービンの上流位置と、吸気通路１２におけるＩＣ１３の下流位置とを接続する通路である。ＥＧＲ通路３１には、ＥＧＲガス（還流される排気）を冷却するＥＧＲクーラ３２、及びＥＧＲガス量（排気の還流量）を制御するＥＧＲ弁３５（ＥＧＲ制御弁）が設けられている。すなわち、ＥＧＲ弁３５は、ＥＧＲクーラ３２及びバイパス通路３３と吸気通路１２との間において、排気の還流量を制御する。

切替弁３４は、三方弁などによって構成されており、ＥＧＲ通路３１におけるＥＧＲクーラ３２の下流とバイパス通路３３との接続部に設けられている。切替弁３４は、排気がＥＧＲクーラ３２を流通してバイパス通路３３を流通しない第１状態と、排気がＥＧＲクーラを流通せずバイパス通路３３を流通する第２状態とを切り替える。切替弁３４の状態は、ＥＣＵ４０により制御される。なお、切替弁３４は、ＥＧＲ通路３１におけるＥＧＲクーラ３２の上流とバイパス通路３３との接続部に設けられていてもよい。

エンジン制御システム１０の各要素は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０により制御される。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置、及び入出力インターフェースなどを備えるマイクロコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ４０は、吸気温センサ４１、エアフロメータ４２、回転速度センサ４３、及び水温センサ４４等から出力される信号に基づいて、燃料噴射制御、排気還流量制御等を実行する。本実施形態では、ＥＣＵ４０は、排気の凝縮水がＥＧＲクーラ３２を腐食させるか否かに応じて、切替弁３４により上記第２状態と上記第１状態とに切り替えるバイパス制御を実行する。ＥＣＵ４０は、バイパス制御において、第１算出部４０ａ、第２算出部４０ｂ、及び制御部４０ｃの機能を実現する。

図２は、ＥＧＲクーラ３２の冷却水経路を示す模式図である。ＥＧＲクーラ３２には、冷却水の流入管３２ａ及び流出管３２ｂが接続されている。流入管３２ａからＥＧＲクーラ３２へ冷却水が流入し、ＥＧＲクーラ３２から流出管３２ｂへ冷却水が流出する。ＥＧＲクーラ３２において、冷却水と排気とで熱交換が行われることにより、排気が冷却される。

ＥＧＲクーラ３２において排気が冷却されると、排気に含まれる水蒸気が結露して凝縮水が生じることがある。凝縮水に排気から酸性成分が溶け込むと、凝縮水のｐＨが小さくなり（酸性が強くなり）、凝縮水により各装置が腐食されるおそれがある。

図３は、凝縮水Ｗの移動態様を示す模式図である。同図に示すように、ＥＧＲクーラ３２で凝縮水Ｗが生じると、凝縮水Ｗは排気の流れに沿って、切替弁３４、ＥＧＲ通路３１、ＥＧＲ弁３５、吸気マニホールド１５へと移動する。また、エンジン１１の停止後に、ＥＧＲ通路３１内や吸気通路１２内に残った排気からも凝縮水Ｗが生じる。そして、凝縮水Ｗの酸性が強いと、凝縮水Ｗが付着した部分が腐食されるおそれがある。

凝縮水Ｗは酸性成分として、硝酸（ＨＮＯ３）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）、蟻酸（ＨＣＯＯＨ）等を含んでいる。硝酸及び硫酸は強酸であり、酢酸及び蟻酸は弱酸である。このため、凝縮水Ｗが硝酸及び硫酸を多く含む場合はｐＨが小さくなり易く、凝縮水Ｗが酢酸及び蟻酸を多く含む場合はｐＨはそれほど小さくならない。そして、従来技術では、凝縮水ＷのｐＨが３よりも小さい場合に、インタークーラ（アルミ製）が凝縮水Ｗにより腐食されると判定している。

ここで、本願発明者は、各酸性成分によるｐＨが同じであっても、酸性成分の相違によって腐食速度が異なることを見出した。図４は、各酸性成分のｐＨと腐食速度との関係を示すグラフである。同図に示すように、各酸性成分によるｐＨが同じ場合、腐食速度の高い順に、蟻酸、酢酸、硫酸、硝酸となる。このため、凝縮水のｐＨが硝酸や硫酸によって３になっている場合は、腐食速度が０に近く、ＥＧＲクーラ３２等が腐食される可能性は低い。しかし、凝縮水のｐＨが酢酸や蟻酸によって３になっている場合は、腐食速度が０．１程度であり、ＥＧＲクーラ３２等が腐食される可能性がある。

したがって、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、排気の凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度から算出した各水素イオン濃度を、各酸性成分の腐食速度に応じて補正して各補正水素イオン濃度を算出する。そして、ＥＣＵ４０は、各補正水素イオン濃度を足した総補正水素イオン濃度に基づいて、凝縮水がＥＧＲクーラ３２を腐食させると判定した場合に切替弁３４により上記第２状態に切り替え、凝縮水がＥＧＲクーラ３２を腐食させないと判定した場合に切替弁３４により上記第１状態に切り替える。

次に、総補正水素イオン濃度に基づいて、排気の凝縮水がＥＧＲクーラ３２を腐食させるか否か判定する方法について説明する。凝縮水のｐＨは、燃料の燃焼状態（燃料の噴射量やエンジン回転速度）、ガス温度、燃料性状などによって変化する。すなわち、凝縮水のｐＨは、エンジン１１の運転状態（暖機状態を含む）、排気の成分などにより影響を受ける。詳しくは、凝縮水のｐＨは、硝酸イオンの濃度［ＮＯ３−］、硫酸イオンの濃度［（ＳＯ４）２−］、酢酸イオンの濃度［ＣＨ３ＣＯＯ−］、及び蟻酸イオンの濃度［ＨＣＯＯ−］と相関がある。具体的には、凝縮水のｐＨは、以下の式で表される。［Ｈ＋］は、水素イオン濃度（ｍｏｌ／Ｌ）である。

ｐＨ＝−ｌｏｇ［Ｈ＋］
＝−ｌｏｇ｛ａ×［ＮＯ３−］＋ｂ×［ＣＨ３ＣＯＯ−］
＋ｃ×［ＨＣＯＯ−］＋ｄ×［（ＳＯ４）２−］｝
上記ａ〜ｄは、各イオンの影響度に相当し、例えば「ａ≒１」、「ｂ≒０．０３７」、「ｃ≒０．００８」、「ｄ≒２」となる。各イオンの影響度は、各酸性成分の電離度と各酸性成分から生じる水素イオンの数との積である。すなわち、ａ×［ＮＯ３−］、ｂ×［ＣＨ３ＣＯＯ−］、ｃ×［ＨＣＯＯ−］、及びｄ×［（ＳＯ４）２−］は、各酸性成分の濃度から算出した各水素イオン濃度［Ｈ＋］である。これより、凝縮水のｐＨは、［ＮＯ３−］及び［（ＳＯ４）２−］の影響を大きく受けると言える。

本実施形態では、酸性成分の相違による腐食速度の相違を考慮して、ＥＣＵ４０は、排気の凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度から算出した各水素イオン濃度［Ｈ＋］に、各酸性成分の腐食速度に応じた係数を掛けて各補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｃを算出する。

図５は、各酸性成分における水素イオン濃度［Ｈ＋］と腐食速度との関係を示すグラフである。各酸性成分における水素イオン濃度［Ｈ＋］に腐食速度は比例している。そして、同一の水素イオン濃度、例えば［Ｈ＋］０では、腐食速度の高い順に、蟻酸、酢酸、硫酸、硝酸となっている。

ここでは、硫酸の腐食速度（基準）に対する、硝酸，酢酸，蟻酸の腐食速度の比を、それぞれ係数α，β，γとする。係数α＝［Ｈ＋］１／［Ｈ＋］０、係数β＝［Ｈ＋］２／［Ｈ＋］０、係数γ＝［Ｈ＋］３／［Ｈ＋］０である。このため、各酸性成分の各補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｃは、以下のようになる。硝酸［Ｈ＋］ｃ＝α×硝酸［Ｈ＋］、酢酸［Ｈ＋］ｃ＝β×酢酸［Ｈ＋］、蟻酸［Ｈ＋］ｃ＝γ×蟻酸［Ｈ＋］である。

そして、ＥＣＵ４０は、各補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｃを足した総補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｔｃを算出する。総補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｔｃは、以下の式で表される。なお、硫酸［Ｈ＋］ｃ＝硫酸［Ｈ＋］である。

［Ｈ＋］ｔｃ＝硫酸［Ｈ＋］ｃ＋硝酸［Ｈ＋］ｃ＋酢酸［Ｈ＋］ｃ＋、蟻酸［Ｈ＋］ｃ
＝硫酸［Ｈ＋］ｃ＋α×硝酸［Ｈ＋］＋β×酢酸［Ｈ＋］＋γ×蟻酸［Ｈ＋］
さらに、ＥＣＵ４０は、総補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｔｃに基づいて、凝縮水の補正ｐＨｃを算出する。凝縮水の補正ｐＨｃ（補正ｐＨ）は、以下の式で表される。

ｐＨｃ＝−ｌｏｇ［Ｈ＋］ｔｃ
そして、ＥＣＵ４０は、補正ｐＨｃがＥＧＲクーラ３２を腐食させる所定ｐＨである場合に切替弁３４により上記第２状態に切り替え、補正ｐＨｃが所定ｐＨでない場合に切替弁３４により第１状態に切り替える。３よりも小さいｐＨの値が所定ｐＨに相当する。

次に、図６のフローチャートを参照して、バイパス制御の手順を説明する。この一連の処理は、ＥＣＵ４０により実行される。

まず、切替弁３４によりバイパス通路３３を閉じさせる（Ｓ１０）。具体的には、切替弁３４により、排気がＥＧＲクーラ３２を流通してバイパス通路３３を流通しない第１状態に切り替えさせる。エンジン１１の運転状態を取得する（Ｓ１１）。具体的には、吸気温センサ４１、エアフロメータ４２、回転速度センサ４３、及び水温センサ４４からの信号に基づいて、エンジン１１の運転状態を取得する。

続いて、エンジン１１の運転状態に基づいて、各酸性成分の濃度を算出する（Ｓ１２）。具体的には、予め実験等により、エンジン１１の運転状態と各酸性成分の濃度との関係を取得し、それぞれマップとして記憶しておく。そして、これらのマップを参照して、エンジン１１の運転状態に対応する各酸性成分の濃度を算出する。なお、硫酸イオンの濃度は、燃料の性状に影響されるため、例えば標準的な燃料を用いてエンジン１１の運転状態と各酸性成分の濃度との関係を取得する。

続いて、各酸性成分の濃度に基づいて、各酸性成分の［Ｈ＋］を算出する（Ｓ１３）。上述したように、各酸性成分の濃度に各イオンの影響度に相当する上記ａ〜ｄを掛けて、ａ×［ＮＯ３−］、ｂ×［ＣＨ３ＣＯＯ−］、ｃ×［ＨＣＯＯ−］、及びｄ×［（ＳＯ４）２−］を算出する。

続いて、各酸性成分の［Ｈ＋］を補正して、各酸性成分の補正［Ｈ＋］ｃを算出する（Ｓ１４）。上述したように、各酸性成分の水素イオン濃度［Ｈ＋］に、各酸性成分の腐食速度に応じた係数α〜γを掛けて、硝酸［Ｈ＋］ｃ＝α×硝酸［Ｈ＋］、酢酸［Ｈ＋］ｃ＝β×酢酸［Ｈ＋］、蟻酸［Ｈ＋］ｃ＝γ×蟻酸［Ｈ＋］を算出する。なお、硫酸［Ｈ＋］ｃ＝硫酸［Ｈ＋］である。

続いて、各酸性成分の補正［Ｈ＋］ｃを足して、総補正［Ｈ＋］ｔｃを算出する（Ｓ１５）。上述したように、［Ｈ＋］ｔｃ＝硫酸［Ｈ＋］ｃ＋硝酸［Ｈ＋］ｃ＋酢酸［Ｈ＋］ｃ＋蟻酸［Ｈ＋］ｃの式により、総補正［Ｈ＋］ｔｃを算出する。

続いて、総補正［Ｈ＋］ｔｃに基づいて、補正ｐＨｃを算出する（Ｓ１６）上述したように、ｐＨｃ＝−ｌｏｇ［Ｈ＋］ｔｃの式により、補正ｐＨｃを算出する。

続いて、補正ｐＨｃが閾値ｐＨｒよりも小さいか否か判定する（Ｓ１７）。例えば、閾値ｐＨｒ＝３である。すなわち、補正ｐＨｃが、ＥＧＲクーラ３２を腐食させる所定ｐＨであるか否か判定する。この判定において、補正ｐＨｃが閾値ｐＨｒよりも小さくないと判定した場合（Ｓ１７：ＮＯ）、Ｓ１１の処理から再度実行する。

一方、Ｓ１７の判定において、補正ｐＨｃが閾値ｐＨｒよりも小さいと判定した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、切替弁３４によりバイパス通路３３を開かせる（Ｓ１８）。具体的には、切替弁３４により、排気がＥＧＲクーラ３２を流通せずバイパス通路３３を流通する第２状態に切り替えさせる。その後、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

なお、Ｓ１３及びＳ１４の処理が第１算出部４０ａとしての処理に相当し、Ｓ１５及びＳ１６の処理が第２算出部４０ｂとしての処理に相当し、Ｓ１０，Ｓ１７，及びＳ１８の処理が制御部４０ｃとしての処理に相当する。要するに、ＥＣＵ４０（制御部）は、各補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｃを足した総補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｔｃに基づいて、排気の凝縮水がＥＧＲクーラ３２を腐食させると判定した場合に切替弁３４により第２状態に切り替え、凝縮水がＥＧＲクーラ３２を腐食させないと判定した場合に切替弁３４により第１状態に切り替えている。このため、Ｓ１０，Ｓ１５〜Ｓ１８の処理は、制御部４０ｃとしての処理に相当する。

エンジン制御システム１０において、硝酸は主にＮＯｘから生成されるため、エンジン１１の運転状態が高回転速度且つ高負荷である場合に多くなる。すなわち、排気中のＮＯｘが増加したことに起因して、ＮＯ３−が増加する。一方、酢酸及び蟻酸は、燃料が燃焼した時に残った炭化水素に起因して生成されるため、エンジン１１の運転状態が低回転速度且つ高負荷である場合に多くなる。すなわち、排気中の未燃炭化水素が増加したことに起因して、ＣＨ３ＣＯＯ−やＨＣＯＯ−が増加する。このため、エンジン１１の回転速度にかかわらず、高負荷の運転状態でｐＨは小さくなる。

図７は、従来技術におけるエンジン１１の運転状態と切替弁３４の切替状態との関係を示すマップである。同図に示すように、エンジン１１の回転速度にかかわらず、燃料噴射量が多い（高負荷の）運転状態でｐＨは小さくなる。このため、従来技術では、エンジン１１の回転速度にかかわらず、燃料噴射量が多い運転状態で第２状態に切り替えられ、燃料噴射量が多くない（中負荷及び低負荷の）運転状態で第１状態に切り替えられる。

ここで、硝酸及び硫酸は強酸であり、酢酸及び蟻酸は弱酸である。このため、エンジン１１の運転状態が高回転速度且つ高負荷である場合は、凝縮水のｐＨは小さい。しかし、上述したように、硝酸の補正水素イオン濃度（硝酸［Ｈ＋］ｃ）、及び硫酸の補正水素イオン濃度（硫酸［Ｈ＋］ｃ）はそれほど小さくなく、腐食速度は比較的低い。これに対して、エンジン１１の運転状態が低回転速度且つ高負荷である場合は、凝縮水のｐＨはそれほど小さくない。しかし、酢酸の補正水素イオン濃度（酢酸［Ｈ＋］ｃ）、及び蟻酸の補正水素イオン濃度（蟻酸［Ｈ＋］ｃ）は小さくなり、腐食速度は比較的高い。

図８は、本実施形態におけるエンジン１１の運転状態と切替弁３４の切替状態との関係を示すマップである。同図に示すように、エンジン１１の回転速度が低く且つ燃料噴射量が多い運転状態で補正ｐＨｃは小さくなる。一方、エンジン１１の回転速度が高く且つ燃料噴射量が多い運転状態では、補正ｐＨｃはｐＨほど小さくなっていない。このため、本実施形態では、エンジン１１の運転状態が、低回転速度且つ燃料噴射量が多い運転状態で第２状態に切り替えられ、高回転速度且つ燃料噴射量が多い運転状態、及び燃料噴射量が多くない（中負荷及び低負荷の）運転状態で第１状態に切り替えられる。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

・ＥＣＵ４０は、排気の凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度から算出した各水素イオン濃度［Ｈ＋］に、各酸性成分の腐食速度に応じた係数α〜γを掛けて各補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｃを算出する。ＥＣＵ４０は、各補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｃを足した総補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｔｃに基づいて、凝縮水の補正ｐＨｃ（補正ｐＨ）を算出する。このため、単に凝縮水のｐＨを算出するのではなく、酸性成分の相違による腐食速度の相違を反映した補正ｐＨｃを算出することができる。そして、ＥＣＵ４０は、補正ｐＨｃがＥＧＲクーラ３２を腐食させる所定ｐＨである場合に切替弁３４により第２状態に切り替え、補正ｐＨｃが所定ｐＨでない場合に切替弁３４により第１状態に切り替える。したがって、凝縮水に含まれる各酸性成分の腐食速度に応じて、ＥＧＲクーラ３２とバイパス通路３３とを適切に切り替えて排気を流通させることができる。

・ＥＣＵ４０は、エンジン１１の運転状態が高回転速度且つ高負荷である場合に、切替弁３４により第１状態に切り替え、エンジン１１の運転状態が低回転速度且つ高負荷である場合に、切替弁３４により第２状態に切り替える。したがって、凝縮水のｐＨは小さいものの、腐食速度は比較的低い場合に、ＥＧＲクーラ３２に排気を流通させることができる。その結果、ＥＧＲクーラ３２の使用機会を増やすことができ、ＮＯｘの生成を抑制することができる。特に、エンジン１１の運転状態が高回転速度且つ高負荷である場合は、ＮＯｘの生成量が比較的多いため、ＮＯｘの生成を抑制する効果が高くなる。また、凝縮水のｐＨはそれほど小さくないものの、腐食速度が比較的高い場合に、ＥＧＲクーラ３２に排気を流通させないようにすることができる。

・ＥＣＵ４０は、硫酸がＥＧＲクーラ３２を腐食する腐食速度に対する、硫酸以外の各酸性成分がＥＧＲクーラ３２を腐食する腐食速度の比を係数α〜γとする。このため、硫酸の腐食速度を基準として、凝縮水がＥＧＲクーラ３２を腐食させるか否か判定することができる。

・ＥＣＵ４０は、エンジン１１の運転状態に基づいて、凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度を算出する。したがって、凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度を、精度よく算出することができる。

（第２実施形態）
以下、第１実施形態の構成に加えて、図９に示すように、貯留部３６、排出弁３８、ウエストゲートバルブ（以下、「Ｗ／Ｇバルブ」という）２１ｃ等を備えた第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と同一の部分については同一の符号を付すことにより説明を省略する。

ＥＧＲ通路３１において、ＥＧＲクーラ３２及びバイパス通路３３とＥＧＲ弁３５との間には、排気の凝縮水を貯留する貯留部３６が設けられている。貯留部３６の底部には、排出通路３７の第１端が接続されている。排出通路３７の第２端は、排気通路１９における触媒２２の上流に接続されている。排出通路３７には、排出通路３７を開閉する排出弁３８が設けられている。すなわち、排出弁３８は、貯留部３６に凝縮水を貯留させるとともに、貯留部３６に貯留された凝縮水を排出させる。排出弁３８の開閉状態は、ＥＣＵ４０により制御される。

貯留部３６には、貯留部に貯留された凝縮水の水位を検出する水位センサ４５が取り付けられている。水位センサ４５は、検出した水位に対応する信号をＥＣＵ４０へ出力する。ＥＧＲ通路３１には、貯留部３６の圧力を検出する圧力センサ４６が取り付けられている。圧力センサ４６は、検出した圧力に対応する信号をＥＣＵ４０へ出力する。

ターボチャージャ２１は、タービン２１ａに供給される排気を分流させる分流通路２１ｂを有している。分流通路２１ｂには、分流通路２１ｂを開閉するＷ／Ｇバルブ２１ｃが設けられている。Ｗ／Ｇバルブ２１ｃの開閉状態は、ＥＣＵ４０により制御される。

そして、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、上述したバイパス制御に加えて、貯留部３６に貯留された凝縮水を排出する凝縮水排出制御を実行する。バイパス制御と凝縮水排出制御とは、それぞれ独立して実行される。このため、凝縮水排出制御の実行中において、切替弁３４は上記第１状態及び上記第２状態のいずれに切り替えていてもよい。

図１０は、凝縮水排出制御の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ＥＣＵ４０により実行される。

まず、エンジン１１の運転状態を取得する（Ｓ２０）。Ｓ２０の処理は、図６のＳ１１の処理と同一である。

続いて、エンジン１１の運転状態がＥＧＲカット可能な運転状態であるか否か判定する（Ｓ２１）。具体的には、エンジン１１の運転状態が排気の還流を行わない運転状態、例えば図１１に示すように、高負荷状態である場合に、ＥＧＲカット可能な運転状態であると判定する。また、燃料噴射弁１７により燃料を噴射させない燃料カット中である場合も、ＥＧＲカット可能な運転状態であると判定する。この判定において、エンジン１１の運転状態がＥＧＲカット可能な運転状態でないと判定した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、Ｓ２０の処理から再度実行する。

一方、Ｓ２１の判定において、エンジン１１の運転状態がＥＧＲカット可能な運転状態であると判定した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、凝縮水の貯留量Ｖを検出する（Ｓ２２）。具体的には、水位センサ４５からの信号に基づいて、凝縮水の貯留量Ｖを検出する。

続いて、凝縮水の貯留量Ｖが所定貯留量Ｖ０以上であるか否か判定する（Ｓ２３）。所定貯留量Ｖ０は、貯留部３６の凝縮水が一杯の状態若しくは一杯に近い状態の貯留量である。この判定において、凝縮水の貯留量Ｖが所定貯留量Ｖ０以上でないと判定した場合（Ｓ２３：ＮＯ）、Ｓ２０の処理から再度実行する。

一方、Ｓ２３の判定において、凝縮水の貯留量Ｖが所定貯留量Ｖ０以上であると判定した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、凝縮水の補正ｐＨｃを算出する（Ｓ２４）。Ｓ２４の処理は、図６のＳ１１〜Ｓ１６の処理と同一である。

続いて、凝縮水の補正ｐＨｃが閾値ｐＨｒよりも小さいか否か判定する（Ｓ２５）。Ｓ２５の処理は、図６のＳ１７の処理と同一である。この判定において、凝縮水の補正ｐＨｃが閾値ｐＨｒよりも小さくないと判定した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、Ｓ２０の処理から再度実行する。

一方、Ｓ２５の判定において、凝縮水の補正ｐＨｃが閾値ｐＨｒよりも小さいと判定した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ＥＧＲ弁３５を閉じ（Ｓ２６）、Ｗ／Ｇバルブ２１ｃを閉じ（Ｓ２７）、排出弁３８を開く（Ｓ２８）。

続いて、凝縮水の貯留量Ｖが下限貯留量Ｖ１以下であるか否か判定する（Ｓ２９）。下限貯留量Ｖ１は、貯留部３６の凝縮水が十分に減った状態の貯留量である。この判定において、凝縮水の貯留量Ｖが下限貯留量Ｖ１以下でないと判定した場合（Ｓ２９：ＮＯ）、Ｓ２６の処理から再度実行する。

一方、Ｓ２９の判定において、凝縮水の貯留量Ｖが下限貯留量Ｖ１以下であると判定した場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、排出弁３８を閉じ（Ｓ３０、）ＥＧＲ弁３５の開度を増加させ（Ｓ３１）、Ｗ／Ｇバルブ２１ｃの開度を増加させる（Ｓ３２）。具体的には、ＥＧＲ弁３５の開度及びＷ／Ｇバルブ２１ｃの開度を、エンジン１１の運転状態に応じた開度に調節する。その後、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

なお、Ｓ２１〜Ｓ２８の処理が、制御部としての処理に相当する。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

・ＥＧＲ弁３５により、ＥＧＲクーラ３２及びバイパス通路３３と吸気通路１２との間において、排気の還流量が制御される。貯留部３６により、ＥＧＲクーラ３２及びバイパス通路３３とＥＧＲ弁３５との間において、排気の凝縮水が貯留される。このため、排気の凝縮水がＥＧＲ弁３５、ひいては吸気通路１２へ流れ込むことを抑制することができる。

・ＥＣＵ４０は、エンジン１１の運転状態に基づいて排気の還流を停止可能であると判定したことを条件として、ＥＧＲ弁３５により排気の還流を停止させ、且つ排出弁３８により凝縮水を排出させる。このため、エンジン１１の運転状態に基づいて排気の還流を停止可能でないと判定した場合は、排気の還流停止及び凝縮水の排出が行われない。一方、エンジン１１の運転状態に基づいて排気の還流を停止可能であると判定した場合は、排気の還流停止及び凝縮水の排出が行われる。しかも、排気の還流停止により、貯留部３６に作用する排気圧力が上昇するため、貯留部３６に貯留された凝縮水を円滑に排出することができる。さらに、Ｗ／Ｇバルブ２１ｃも閉じられるため、貯留部３６に作用する排気圧力をさらに上昇させることができる。

・排気の還流停止及び凝縮水の排出を行う際に、補正ｐＨｃがＥＧＲクーラ３２を腐食させる所定ｐＨであることがさらに条件とされる。このため、補正ｐＨｃがＥＧＲクーラ３２を腐食させる所定ｐＨでない場合、すなわち排気の還流停止及び凝縮水の排出を行う必要がない場合には、これらを行わないようにすることができる。

なお、上記第２実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。

・図１０のＳ２４及びＳ２５の処理を省略することもできる。すなわち、排出弁３８を開いて凝縮水を排出する条件のうち、補正ｐＨｃが閾値ｐＨｒよりも小さい（補正ｐＨｃが所定ｐＨである）という条件を省略することもできる。

・図１２は、燃料カット後の貯留部３６の圧力変化を示すタイムチャートである。同図に示すように、時刻ｔ１まで、ＥＧＲ弁３５の開度がエンジン１１の運転状態に応じた開度に調節されており、貯留部３６の圧力は圧力Ｐ０になっている。時刻ｔ１において、燃料カットが開始されると、排気の圧力が低下する。このため、図１０のＳ２６及びＳ２７の処理を実行しない場合は、破線で示すように貯留部３６の圧力が低下する。一方、Ｓ２６及びＳ２７の処理を実行した場合は、実線で示すように貯留部３６の圧力が一旦上昇する。このため、貯留部３６に作用する排気圧力を上昇させることができる。

ここで、排出弁３８を開いた場合に、貯留部３６の凝縮水を円滑に排出することのできる最低圧力が圧力Ｐ１であるとする。Ｓ２６及びＳ２７の処理を実行しない場合は、時刻ｔ１〜ｔ２まで、貯留部３６の凝縮水を円滑に排出することができる。一方、Ｓ２６及びＳ２７の処理を実行した場合は、時刻ｔ１〜ｔ３まで、貯留部３６の凝縮水を円滑に排出することができる。そこで、図１０のＳ２１の判定において、燃料カット中であることでＥＧＲカット可能な運転状態であると判定した場合、Ｓ２９の処理を以下のように変更してもよい。すなわち、ＥＣＵ４０は、貯留部３６の圧力が圧力Ｐ１よりも低いか否か判定する。こうした構成によっても、第２実施形態に準じた作用効果を奏することができる。

（第３実施形態）
以下、第１実施形態のバイパス制御に加えて、エンジン１１の停止後に残留する排気を掃気する掃気制御を実行する第３実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と同一の部分については同一の符号を付すことにより説明を省略する。

図１３に示すように、エンジン制御システム１０は、上記ターボチャージャ２１に代えて、電動過給機１２１を備えている。電動過給機１２１は、電動ターボチャージャやスーパーチャージャにより構成され、電気により駆動してスロットルバルブ１４へ吸気を送る。電動過給機１２１は、タービン１２１ａに供給される排気を分流させる分流通路１２１ｂを有している。分流通路１２１ｂには、分流通路１２１ｂを開閉するＷ／Ｇバルブ１２１ｃが設けられている。Ｗ／Ｇバルブ１２１ｃの開閉状態は、ＥＣＵ４０により制御される。

触媒２２には、電気ヒータ２３が取り付けられている。電気ヒータ２３は、電気により駆動して触媒２２を加熱する。電気ヒータ２３は、温度を検出する温度センサ（図示略）を有している。電気ヒータ２３の駆動状態は、ＥＣＵ４０により制御される。温度センサは、検出した温度に対応する信号をＥＣＵ４０へ出力する。

図１４は、掃気制御の手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、エンジン１１が停止された後にＥＣＵ４０により実行される。なお、エンジン１１は、運転者がイグニションキー等の操作により手動で停止させてもよいし、所定の自動停止条件が成立した場合にＥＣＵ４０が自動的に停止させてもよい。

Ｓ４０及びＳ４１の処理は、図６のＳ１１〜Ｓ１７の処理と同一である。Ｓ４１の判定において、凝縮水の補正ｐＨｃが閾値ｐＨｒよりも小さくないと判定した場合（Ｓ４１：ＮＯ）、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

一方、Ｓ４１の判定において、凝縮水の補正ｐＨｃが閾値ｐＨｒよりも小さいと判定した場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、電気ヒータ２３の温度Ｔを取得する（Ｓ４２）。具体的には、電気ヒータ２３からの信号に基づいて、電気ヒータ２３の温度Ｔを取得する。

続いて、電気ヒータ２３の温度Ｔが所定温度Ｔｈよりも低いか否か判定する（Ｓ４３）。所定温度Ｔｈは、触媒２２が活性化する温度である。この判定において、電気ヒータ２３の温度Ｔが所定温度Ｔｈよりも低くないと判定した場合（Ｓ４３：ＮＯ）、Ｓ４５の処理へ進む。

一方、Ｓ４３の判定において、電気ヒータ２３の温度Ｔが所定温度Ｔｈよりも低いと判定した場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）、電気ヒータ２３に通電する（Ｓ４４）。

続いて、スロットルバルブ１４を開き（Ｓ４５）、ＥＧＲ弁３５を開き（Ｓ４６）、電動過給機１２１を作動させる（Ｓ４７）。そして、ＥＧＲ装置３０、ＥＧＲ通路３１、ターボチャージャ２１、及び排気通路１９等の容量に相当する吸気を送るまで、電動過給機１２１を作動させる。

続いて、電気ヒータ２３の通電を停止し（Ｓ４８）、電動過給機１２１を停止させる（Ｓ４９）。その後、この一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。

なお、Ｓ４２〜Ｓ４７の処理が、制御部としての処理に相当する。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

・エンジン１１を停止させた後に、吸気通路１２内や、ＥＧＲクーラ３２内、バイパス通路３３内に排気が残っていると、排気から凝縮水が生じるおそれがある。そして、凝縮水に含まれる酸性成分により、吸気通路１２や、ＥＧＲクーラ３２、バイパス通路３３等が腐食されるおそれがある。この点、ＥＣＵ４０は、エンジン１１が停止された後に、スロットルバルブ１４及びＥＧＲ弁３５を開き、電動過給機１２１によりスロットルバルブ１４へ吸気を送らせる。このため、吸気通路１２内や、ＥＧＲクーラ３２内、バイパス通路３３内に残った排気を排気通路１９へ排出させることができ、凝縮水が生じることを抑制することができる。

・エンジン１１が停止されて排気の流通が停止すると、排気を浄化する触媒２２の温度が低下して不活性化する。このため、電動過給機１２１の駆動により排気通路１９へ排出された排気が、触媒２２で十分に浄化されないおそれがある。この点、排気通路１９には、排気を浄化する触媒２２と、電気により駆動して触媒２２を加熱する電気ヒータ２３とが設けられており、ＥＣＵ４０は、エンジン１１が停止される際に、電気ヒータ２３により触媒２２を加熱させる。このため、電気ヒータ２３により触媒２２を加熱して、触媒２２を活性化することができる。したがって、電動過給機１２１の駆動により排気通路１９へ排出された排気を、触媒２２で十分に浄化することができる。

なお、上記第２実施形態に、第３実施形態を適用してもよい。

（第４実施形態）
以下、第２実施形態の構成に加えて、図１５に示すように、ＥＧＲ装置５０（低圧ループＥＧＲ装置）、バイパス通路６１、切替弁６４等を備えた第４実施形態について説明する。本実施形態では、第１，第２実施形態との相違点を中心に説明し、第１，第２実施形態と同一の部分については同一の符号を付すことにより説明を省略する。

同図に示すように、ＥＧＲ装置５０（排気還流装置）は、ＥＧＲ通路５１、ＥＧＲクーラ５２、及びＥＧＲ弁５５を有している。ＥＧＲクーラ５２は、熱伝導率の高い金属、例えばアルミなどによって構成されている。ＥＧＲ通路５１は、排気通路１９における触媒２２の下流位置と、吸気通路１２におけるターボチャージャ２１のコンプレッサ２１ｄの上流位置とを接続する通路である。ＥＧＲ通路５１には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ５２、及びＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁５５が設けられている。すなわち、ＥＧＲ装置５０は、排気通路１９から吸気通路１２におけるＩＣ１３及びバイパス通路６１の上流へ排気を還流させる。

吸気通路１２には、ＩＣ１３をバイパスするバイパス通路６１が設けられている。バイパス通路６１は、切替弁６４を介して吸気通路１２に接続されている。バイパス通路６１は、耐食性の高い材料（ＳＵＳなど）で構成されている。切替弁６４は、三方弁などによって構成されており、吸気が流れる通路を、ＩＣ１３が設けられた吸気通路１２と、ＩＣ１３をバイパスするバイパス通路３３とのいずれかに切り替える。すなわち、切替弁６４は、吸気がＩＣ１３を流通してバイパス通路６１を流通しない第１状態と、吸気がＩＣ１３を流通せずバイパス通路６１を流通する第２状態とを切り替える。切替弁６４の状態は、ＥＣＵ４０により制御される。なお、切替弁６４は、吸気通路１２におけるＩＣ１３の下流とバイパス通路６１との接続部に設けられていてもよい。

そして、本実施形態では、ＥＣＵ４０は、上述したＥＧＲクーラ３２に対するバイパス制御及び凝縮水排出制御に加えて、ＩＣ１３に対するバイパス制御を実行する。ＥＧＲクーラ３２に対するバイパス制御と、凝縮水排出制御と、ＩＣ１３に対するバイパス制御とは、それぞれ独立して実行される。ＥＣＵ４０は、ＥＧＲクーラ３２が対象の場合と同様にＩＣ１３を対象として、ＩＣ１３に対するバイパス制御を、図６のＳ１０〜Ｓ１８の処理と同様に実行する。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１，第２実施形態と異なる利点のみを述べる。

・排気の凝縮水がＩＣ１３を腐食するおそれがある場合に、切替弁６４により第２状態に切り替えることにより、排気を含む吸気がＩＣ１３を流通しないようにすることができる。そして、ＥＣＵ４０は、補正ｐＨｃがＩＣ１３を腐食させる所定ｐＨである場合に切替弁６４により第２状態に切り替え、補正ｐＨｃが所定ｐＨでない場合に切替弁６４により第１状態に切り替える。したがって、凝縮水に含まれる各酸性成分の腐食速度に応じて、ＩＣ１３とバイパス通路６１とを適切に切り替えて排気を含む吸気を流通させることができる。

なお、ＥＧＲ装置３０、貯留部３６、排出通路３７、排出弁３８等を省略し、ＥＣＵ４０は、ＥＧＲクーラ３２に対するバイパス制御及び凝縮水排出制御を省略して、ＩＣ１３に対するバイパス制御を実行してもよい。

また、上記各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記各実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

・ＥＣＵ４０（第１算出部）は、硝酸がＥＧＲクーラ３２を腐食する腐食速度に対する、硝酸以外の各酸性成分がＥＧＲクーラ３２を腐食する腐食速度の比を、各酸性成分の腐食速度に応じた係数としてもよい。こうした構成によれば、硝酸の腐食速度を基準として、凝縮水がＥＧＲクーラ３２を腐食させるか否か判定することができる。

・寒冷地では、冬期に融雪剤が用いられ、融雪剤には塩酸（ＨＣｌ）が含まれることがある。この場合、吸気に塩酸が含まれることで、凝縮水に塩酸が含まれることがある。これに対して、酸性成分として塩酸を考慮し、ＥＣＵ４０は冬期には塩酸により水素イオンが生じると推定して、バイパス制御を実行してもよい。

・エンジン１１の暖機完了前は冷却水温が低く、ＥＧＲクーラ３２で凝縮水が生じ易い。このため、冷却水温が所定温度よりも低い場合には、凝縮水の補正ｐＨｃ（又はｐＨ）にかかわらず、切替弁３４により第２状態に切り替えてもよい。

・ＥＣＵ４０（制御部）は、補正ｐＨｃを算出せず、総補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｔｃが、ＥＧＲクーラ３２を腐食させる所定水素イオン濃度よりも大きい場合に切替弁３４により第２状態に切り替えさせ、上記所定水素イオン濃度よりも大きくない場合に切替弁３４により第１状態に切り替えさせてもよい。すなわち、総補正水素イオン濃度［Ｈ＋］ｔｃに基づいて、凝縮水がＥＧＲクーラ３２を腐食させると判定した場合に切替弁３４により第２状態に切り替え、凝縮水がＥＧＲクーラ３２を腐食させないと判定した場合に切替弁３４により第１状態に切り替えてもよい。

・上記各実施形態は、直列４気筒のエンジン１１への適用に限定はされず、４気筒以外の気筒数で構成されたエンジンや、気筒がＶ型に配列されたエンジンに対しても適用することができる。さらに、上記各実施形態は、直噴タイプの燃料噴射弁１７によって構成されたエンジン１１への適用に限定はされず、ポート噴射タイプの燃料噴射弁によって構成されたエンジン（例えばガソリンエンジン等）に対しても適用することができる。要するに、排気通路から吸気通路へ排気を還流させるエンジンであれば、上記各実施形態を適用することができる。

１０…エンジン制御システム、１１…エンジン、１２…吸気通路、１３…インタークーラ、１９…排気通路、３０…ＥＧＲ装置、３１…ＥＧＲ通路、３２…ＥＧＲクーラ、３３…バイパス通路、３４…切替弁、３５…ＥＧＲ弁、４０…ＥＣＵ、４０ａ…第１算出部、４０ｂ…第２算出部、４０ｃ…制御部、６１…バイパス通路、６４…切替弁。

Claims (12)

1. 吸気通路（１２）及び排気通路（１９）を有するエンジン（１１）と、
   前記排気通路から前記吸気通路へ還流される排気を冷却するＥＧＲクーラ（３２）と、
   前記ＥＧＲクーラをバイパスして、前記排気通路から前記吸気通路へ前記排気を還流させるバイパス通路（３３）と、
   前記排気が前記ＥＧＲクーラを流通して前記バイパス通路を流通しない第１状態と、前記排気が前記ＥＧＲクーラを流通せず前記バイパス通路を流通する第２状態とを切り替える切替弁（３４）と、
   前記排気の凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度から算出した各水素イオン濃度に、前記各酸性成分の腐食速度に応じた係数を掛けて各補正水素イオン濃度を算出する第１算出部（４０ａ）と、
   前記第１算出部により算出された前記各補正水素イオン濃度を足した総補正水素イオン濃度に基づいて、前記凝縮水の補正ｐＨを算出する第２算出部（４０ｂ）と、
   前記第２算出部により算出された前記補正ｐＨが前記ＥＧＲクーラを腐食させる所定ｐＨである場合に前記切替弁により前記第２状態に切り替え、前記補正ｐＨが前記所定ｐＨでない場合に前記切替弁により前記第１状態に切り替える制御部（４０ｃ）と、
   を備えるエンジン制御システム（１０）。
2. 前記制御部は、前記エンジンの運転状態が高回転速度且つ高負荷である場合に、前記切替弁により前記第１状態に切り替え、前記エンジンの運転状態が低回転速度且つ高負荷である場合に、前記切替弁により前記第２状態に切り替える、請求項１に記載のエンジン制御システム。
3. 前記第１算出部は、硫酸が前記ＥＧＲクーラを腐食する腐食速度に対する、硫酸以外の前記各酸性成分が前記ＥＧＲクーラを腐食する腐食速度の比を前記係数とする、請求項１又は２に記載のエンジン制御システム。
4. 前記第１算出部は、硝酸が前記ＥＧＲクーラを腐食する腐食速度に対する、硝酸以外の前記各酸性成分が前記ＥＧＲクーラを腐食する腐食速度の比を前記係数とする、請求項１又は２に記載のエンジン制御システム。
5. 前記ＥＧＲクーラ及び前記バイパス通路と前記吸気通路との間において、前記排気の還流量を制御するＥＧＲ制御弁（３５）と、
   前記ＥＧＲクーラ及び前記バイパス通路と前記ＥＧＲ制御弁との間において、前記凝縮水を貯留する貯留部（３６）と、
   前記貯留部に貯留された前記凝縮水を排出させる排出弁（３８）と、
   を備え、
   前記制御部は、前記エンジンの運転状態に基づいて前記排気の還流を停止可能であると判定したことを条件として、前記ＥＧＲ制御弁により前記排気の還流を停止させ、且つ前記排出弁により前記凝縮水を排出させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジン制御システム。
6. 前記制御部は、前記第２算出部により算出された前記補正ｐＨが前記所定ｐＨであることをさらに条件として、前記ＥＧＲ制御弁により前記排気の還流を停止させ、且つ前記排出弁により前記凝縮水を排出させる、請求項５に記載のエンジン制御システム。
7. 前記吸気通路には、吸気量を調節する吸気量調節弁（１４）が設けられており、
   電気により駆動して前記吸気量調節弁へ吸気を送る電動過給機（１２１）を備え、
   前記制御部は、前記エンジンが停止された後に、前記吸気量調節弁及び前記ＥＧＲ制御弁を開き、前記電動過給機により前記吸気量調節弁へ吸気を送らせる、請求項５又は６に記載のエンジン制御システム。
8. 前記吸気通路には、吸気量を調節する吸気量調節弁が設けられており、
   電気により駆動して前記吸気量調節弁へ吸気を送る電動過給機と、
   前記ＥＧＲクーラ及び前記バイパス通路と前記吸気通路との間において、前記排気の還流量を制御するＥＧＲ制御弁と、を備え、
   前記制御部は、前記エンジンが停止された後に、前記吸気量調節弁及び前記ＥＧＲ制御弁を開き、前記電動過給機により前記吸気量調節弁へ吸気を送らせる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジン制御システム。
9. 前記排気通路には、前記排気を浄化する触媒（２２）と、電気により駆動して前記触媒を加熱する電気ヒータ（２３）とが設けられており、
   前記制御部は、前記エンジンが停止される際に、前記電気ヒータにより前記触媒を加熱させる、請求項７又は８に記載のエンジン制御システム。
10. 吸気通路（１２）及び排気通路（１９）を有するエンジン（１１）と、
    前記排気通路から前記吸気通路へ還流される排気を冷却するＥＧＲクーラ（３２）と、
    前記ＥＧＲクーラをバイパスして、前記排気通路から前記吸気通路へ前記排気を還流させるバイパス通路（３３）と、
    前記排気が前記ＥＧＲクーラを流通して前記バイパス通路を流通しない第１状態と、前記排気が前記ＥＧＲクーラを流通せず前記バイパス通路を流通する第２状態とを切り替える切替弁（３４）と、
    前記排気の凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度から算出した各水素イオン濃度を、前記各酸性成分の腐食速度に応じて補正して各補正水素イオン濃度を算出する第１算出部（４０ａ）と、
    前記第１算出部により算出された前記各補正水素イオン濃度を足した総補正水素イオン濃度に基づいて、前記凝縮水が前記ＥＧＲクーラを腐食させると判定した場合に前記切替弁により前記第２状態に切り替え、前記凝縮水が前記ＥＧＲクーラを腐食させないと判定した場合に前記切替弁により前記第１状態に切り替える制御部（４０ｂ，４０ｃ）と、
    を備えるエンジン制御システム（１０）。
11. 吸気通路（１２）及び排気通路（１９）を有するエンジン（１１）と、
    前記吸気通路を流通する吸気を冷却するインタークーラ（１３）と、
    前記インタークーラをバイパスして前記吸気を流通させるバイパス通路（６１）と、
    前記排気通路から前記吸気通路における前記インタークーラ及び前記バイパス通路の上流へ排気を還流させる排気還流装置（５０）と、
    前記吸気が前記インタークーラを流通して前記バイパス通路を流通しない第１状態と、前記吸気が前記インタークーラを流通せず前記バイパス通路を流通する第２状態とを切り替える切替弁（６４）と、
    前記排気の凝縮水に含まれる各酸性成分の濃度から算出した各水素イオン濃度に、前記各酸性成分の腐食速度に応じた係数を掛けて各補正水素イオン濃度を算出する第１算出部（４０ａ）と、
    前記第１算出部により算出された前記各補正水素イオン濃度を足した総補正水素イオン濃度に基づいて、前記凝縮水の補正ｐＨを算出する第２算出部（４０ｂ）と、
    前記第２算出部により算出された前記補正ｐＨが前記インタークーラを腐食させる所定ｐＨである場合に前記切替弁により前記第２状態に切り替え、前記補正ｐＨが前記所定ｐＨでない場合に前記切替弁により前記第１状態に切り替える制御部（４０ｃ）と、
    を備えるエンジン制御システム（１０）。
12. 前記第１算出部は、前記エンジンの運転状態に基づいて、前記凝縮水に含まれる前記各酸性成分の前記濃度を算出する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のエンジン制御システム。

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