JP6455581B1

JP6455581B1 - エンジンの制御装置及びエンジンの制御方法

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Publication number: JP6455581B1
Application number: JP2017221448A
Authority: JP
Inventors: 清水　幸一; 幸一清水; 司星野; 吉田　健; 健吉田; 宏文篠原
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2019-01-23
Anticipated expiration: 2037-11-17
Also published as: WO2019097920A1; CN111356826B; US11208946B2; CN111356826A; JP2019090394A; US20200370468A1; EP3708800A4; EP3708800A1

Abstract

【課題】エンジンの吸気通路に多量の凝縮水が溜まることを抑制し、エンジンの耐久性を向上させる。【解決手段】吸気通路における凝縮水の滞留量Ｖに関連する入力パラメータに基づいて該滞留量Ｖが所定の上限値を超えているという条件が成立するか否かを判定し、エンジンの非過給領域において、上記条件の成立が判定されたときに、過給機の作動によって当該滞留した凝縮水がエンジンの気筒に排出されるように過給機の凝縮水排出運転を実行する。【選択図】図７

Description

本発明は、過給機を備えたエンジンの制御装置及びエンジンの制御方法に関する。

過給機を備えたエンジンに関し、特許文献１には、エンジンが停止された後、吸気系内の燃料蒸気濃度が所定のしきい値を超えているときに、電動過給機を駆動して、吸気系を掃気することが記載されている。

特開２００４−１０８２１２号公報

ところで、エンジンにおいては、吸気中の水分が冷やされて生ずる凝縮水が吸気通路の一部に溜まることがある。

この点について説明すると、過給機を備えたエンジンには、過給機によって加圧された吸気を冷却するインタークーラが一般に設けられており、吸気がインタークーラで冷却されたときに水分が凝縮されて凝縮水が生ずる。また、排気ガスの一部を吸気通路にＥＧＲガスとして環流させるＥＧＲ装置を備えたエンジンの場合、ＥＧＲガスがスロットルバルブの下流側の吸気通路に供給されて冷却され、このＥＧＲガス中の水分が凝縮されて凝縮水を生ずる。

エンジンの吸気通路に溜まる凝縮水は、吸気通路を構成する金属部品の腐食の原因となる。ＥＧＲガスには硫黄成分等も含まれるため、特に金属部品の腐食を招き易い。また、吸気通路に凝縮水が多量に溜まってしまうと、エンジンの始動時等において気筒が多量の凝縮水を一気に吸い込んで、ウォーターハンマーによるエンジンの破損を招くおそれもある。

そこで、本発明は、エンジンの吸気通路に多量の凝縮水が溜まることを抑制し、エンジンの耐久性を向上させることを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、吸気通路に溜まった凝縮水を過給機の凝縮水排出運転によって排出するようにした。

ここに開示するエンジンの制御装置は、エンジンの吸気通路に設けられた過給機と、該過給機を駆動する過給機駆動部とを備え、エンジンの運転状態が所定の過給領域にあるときに上記過給機駆動部による上記過給機の駆動が行なわれ、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときに上記過給機の駆動が停止されるエンジンの制御装置であって、
上記吸気通路における凝縮水の滞留量に関連する入力パラメータに基づいて該滞留量が所定の上限値を超えているという条件が成立するか否かを判定する判定手段と、
上記非過給領域において、上記判定手段が上記条件の成立を判定したときに、上記過給機の作動によって当該滞留した凝縮水がエンジンの気筒に排出されるように上記過給機駆動部による上記過給機の凝縮水排出運転を実行する制御手段とを備えていることを特徴とする。

上記エンジンの制御装置において、エンジンの運転状態が過給領域にあるときは、過給機の駆動により、吸気通路に生ずる凝縮水が吸気と共に気筒に排出されていく。一方、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときは、過給機が駆動されないから、吸気通路に凝縮水が溜まっていく。しかし、この吸気通路における凝縮水の滞留量が所定の上限値を超えると、エンジンの運転状態が非過給領域にあっても、過給機の凝縮水排出運転が実行される。これにより、吸気通路の凝縮水が気筒に排出されていくため、凝縮水が所定の上限値を超えて多量に溜まることが避けられる。よって、吸気通路を構成する金属部品の腐食防止に有利になり、ウォーターハンマーによるエンジンの破損も避けられる。

一実施形態では、上記吸気通路は、上記過給機をバイパスして該過給機よりも上流側の吸気通路部と該過給機よりも下流側の吸気通路部とを結ぶバイパス通路を備え、
上記バイパス通路にその通路断面積を変更可能なバイパスバルブが設けられており、
上記制御手段は、上記過給機の凝縮水排出運転中は凝縮水排出運転中でないときよりも上記バイパス通路の通路断面積が大きくなるように上記バイパスバルブの作動を制御する。

これによれば、非過給領域において、過給機の凝縮水排出運転が実行されると、バイパス通路の通路断面積が大きくなる。従って、過給機の凝縮水排出運転によって過給機下流への吸気の供給量が増えるものの、バイパス通路を通って過給機の上流側に戻される吸気量が多くなる。よって、過給機の凝縮水排出運転によって気筒に流入する吸気量が過度に多くなることが避けられる。

一実施形態では、上記過給機は、上記過給機駆動部としてのエンジンの出力軸によって回転駆動される機械式過給機であり、
上記制御手段は、上記過給機の凝縮水排出運転時のエンジン回転数が高くなるほど該凝縮水排出運転時間を短くすることを特徴とする。

過給機をエンジンの出力軸で回転駆動する場合、エンジン回転数が高くなるほど過給機の凝縮水排出能力が高くなるから、凝縮水が早めに低減していく。すなわち、凝縮水の滞留量の低減に要する時間は短くなる。そこで、エンジン回転数が高くなるほど、過給機の凝縮水排出運転時間を短くし、当該過給機の駆動に伴うエンジンの補機駆動抵抗の増大、ひいてはエンジン燃費の増大を抑制するものである。

また、ここに開示するエンジンの制御装置は、
エンジンの吸気通路に設けられた過給機と、
上記過給機を駆動する過給機駆動部と、
上記過給機から吐出される吸気を冷却するインタークーラと、
エンジンの排気ガスの一部をＥＧＲガスとして上記吸気通路に環流するためのＥＧＲガス導入部とを備え、
上記吸気通路は、上記過給機をバイパスして該過給機よりも上流側の吸気通路部と該過給機よりも下流側の吸気通路部とを結ぶバイパス通路を備え、
エンジンの運転状態が所定の過給領域にあるときに上記過給機駆動部による上記過給機の駆動が行なわれ、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときに上記過給機の駆動が停止されるエンジンの制御装置であって、
上記バイパス通路は、上記過給機よりも上流側の吸気通路部から上方に分岐して上記過給機の上側に延び、
上記ＥＧＲガス導入部は、上記バイパス通路における上記上方に分岐して上記過給機の上側に延びた部分に設けられ、
上記インタークーラは、上記過給機の下側に配設されていて、
上記吸気通路における凝縮水の滞留量に関連する入力パラメータに基づいて該滞留量が所定の上限値を超えているという条件が成立するか否かを判定する判定手段と、
上記非過給領域において、上記判定手段が上記条件の成立を判定したときに、上記過給機の作動によって当該滞留した凝縮水がエンジンの気筒に排出されるように上記過給機駆動部による上記過給機の凝縮水排出運転を実行する制御手段とを備えていることを特徴とする。

これによれば、ＥＧＲガス導入部がバイパス通路における過給機の上側に延び部分に設けられている。従って、バイパス通路へのＥＧＲガスの導入によって生ずる凝縮水は、バイパス通路における過給機よりも上流側の吸気通路部から上方に分岐した部分を流れ落ちて過給機よりも上流側の当該吸気通路部に溜まりやすくなる。また、インタークーラが過給機の下側に配設されているから、吸気がインタークーラで冷やされて生ずる凝縮水がインタークーラの低くなった部位に溜まりやすくなる。

そうして、エンジンの運転状態が非過給領域にあっても、吸気通路に溜まる凝縮水量が所定の上限値を超えると、過給機の凝縮水排出運転が実行される。これにより，過給機よりも上流側の吸気通路部に溜まった凝縮水は、過給機に吸い込まれて気筒の方へ送られる。インタークーラの低くなった部位に溜まった凝縮水も、過給機から吐出される吸気の圧力が高くなることにより、吸気と共に気筒の方へ送られる。従って、吸気通路に凝縮水が所定の上限値を超えて多量に溜まることが避けられる。よって、吸気通路を構成する金属部品の腐食防止に有利になり、ウォーターハンマーによるエンジンの破損も避けられる。

ここに開示するエンジンの制御方法は、エンジンの吸気通路に設けられた過給機と、該過給機を駆動する過給機駆動部とを備え、エンジンの運転状態が所定の過給領域にあるときに上記過給機駆動部による上記過給機の駆動が行なわれ、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときに上記過給機の駆動が停止されるエンジンの制御方法であって、
上記吸気通路における凝縮水の滞留量に関連する入力パラメータに基づいて該滞留量が所定の上限値を超えているという条件が成立したか否かを判定する判定工程と、
上記非過給領域において上記条件の成立が判定されたときに、上記過給機の作動によって当該滞留した凝縮水がエンジンの気筒に排出されるように上記過給機駆動部による上記過給機の凝縮水排出運転を実行する工程とを備えていることを特徴とする。

従って、エンジンの運転状態が非過給領域にあっても、吸気通路に溜まる凝縮水量が所定の上限値を超えると、過給機の凝縮水排出運転が実行され、凝縮水が気筒に排出されていく。このため、凝縮水が所定の上限値を超えて多量に溜まることが避けられる。よって、吸気通路を構成する金属部品の腐食防止に有利になり、ウォーターハンマーによるエンジンの破損も避けられる。

一実施形態では、上記吸気通路は、上記過給機をバイパスして該過給機よりも上流側の吸気通路部と該過給機よりも下流側の吸気通路部とを結ぶバイパス通路を備え、
上記バイパス通路にその通路断面積を変更可能なバイパスバルブが設けられており、
上記凝縮水排出運転を実行する工程では、上記過給機の凝縮水排出運転中でないときよりも上記バイパス通路の通路断面積を上記バイパスバルブによって大きくする。

これによれば、非過給領域において、過給機の凝縮水排出運転が実行されると、バイパス通路の通路断面積が大きくなる。従って、過給機の凝縮水排出運転によって過給機下流への吸気の供給量が増えるものの、バイパス通路によって過給機の上流側に戻される吸気量が多くなるから、気筒に流入する吸気量が多くなることが避けられる。

一実施形態では、上記過給機は、上記過給機駆動部としてのエンジンによって駆動される機械式過給機であり、
上記凝縮水排出運転を実行する工程では、上記過給機の凝縮水排出運転時のエンジン回転数が高くなるほど該凝縮水排出運転時間を短くする。

過給機をエンジンの出力軸で回転駆動する場合、エンジン回転数が高くなるほど過給機の凝縮排出能力が高くなるから、凝縮水が早めに低減していく。そこで、エンジン回転数が高くなるほど、過給機の凝縮水排出運転時間を短くし、当該過給機の駆動に伴うエンジンの補機駆動抵抗の増大、ひいてはエンジン燃費の増大を抑制するものである。

本発明によれば、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときに、吸気通路に溜まる凝縮水量が所定の上限値を超えると、過給機の凝縮水排出運転が実行されるから、これによって、凝縮水が気筒に排出され、吸気通路を構成する金属部品の腐食防止に有利になり、また、ウォーターハンマーによるエンジンの破損防止に有利になる。

過給機付きエンジンの吸排気システムを示すブロック図。同エンジンの平面図。同エンジンの吸気系の背面図。同エンジンの斜視図。同エンジンの吸気系の縦断面図。同エンジンの制御系を示すブロック図。制御の流れを示すフローチャート図。凝縮水滞留量に係るタイムチャート図。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜エンジンの吸排気システム＞
図１に示すエンジンの吸排気システムにおいて、１０はエンジンの燃焼室を形成する気筒、３０は気筒１０に吸気を導入する吸気通路、４０は気筒１０からの排気を排出する排気通路である。当該エンジンは自動車の過給機付き直列多気筒エンジンである。図１では１気筒１０のみを図示している。

吸気通路３０には、その上流側から下流側に向かって順に、吸気量を調整するスロットルバルブ１６、吸気を圧縮して気筒１０に供給する過給機３、並びに過給機３から吐出される吸気を冷却するインタークーラ２５が配設されている。吸気通路３０は、過給機３をバイパスして該過給機３よりも上流側の吸気通路部と下流側の吸気通路部を結ぶバイパス通路５０を備えている。このバイパス通路５０にその通路断面積を変更可能なバイパスバルブ１９が設けられている。

過給機３は、エンジンの運転状態が所定の過給領域にあるときに過給機駆動部によって駆動され、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときにその駆動が停止される。

排気通路４０には排気ガスを浄化する排気浄化装置５が配設されている。排気通路４０における排気浄化装置５よりも下流側から排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路３０に環流するＥＧＲ通路６０が延びている。ＥＧＲ通路６０はバイパス通路５０におけるバイパスバルブ１９よりも上流側に接続されている。

後に詳述するが、この実施形態では、バイパス通路３１は、過給機３よりも上流側の吸気通路部から上方に分岐して過給機３の上側に延びている。ＥＧＲ通路６０による吸気通路３０へのＥＧＲガス導入部６１は、バイパス通路５０における過給機３の上側に延びた部分に設けられている。また、インタークーラ２５は過給機３の下側に配設されている。

上記吸気系及び排気系の通路構成においては、バイパス通路５０へのＥＧＲガスの導入によって生ずる凝縮水は、バイパス通路５０の上記上方に分岐した部分を流れ落ちて吸気通路３０における過給機３よりも上流側の吸気通路部に溜まりやすくなる。また、吸気がインタークーラ２５で冷やされて生ずる凝縮水がインタークーラ２５の低くなった部位に溜まりやすくなる。

この実施形態では、吸気通路３０における凝縮水の滞留量が所定の上限値を越えると、エンジンの非過給領域であっても、過給機３の作動によって当該滞留した凝縮水がエンジンの気筒に排出されるように、上記過給機駆動部による過給機３の凝縮水排出運転を実行する。これにより、図１に太破線で示すように、吸気が過給機３で圧縮されインタークーラ２５を通って気筒１０に供給される。その結果、吸気通路３０の凝縮水が気筒１０に排出される。過給機３の凝縮水排出運転中は、バイパスバルブ１９によってバイパス通路５０の通路断面積が大きくされる。これにより、バイパス通路５０によって過給機３の上流側に戻される吸気量が多くなるから、気筒１０に流入する吸気量が過度に多くなることが避けられる。

＜エンジンの吸気系・排気系の具体的構成＞
図２において、１はエンジン本体、２は吸気マニホールドのサージタンク、４は排気マニホールドである。排気浄化装置５は酸化触媒及びパティキュレートフィルタを内蔵している。この実施形態のエンジンは、気筒列方向（クランクシャフトの長手方向）が車幅方向になった横置きの前方吸気後方排気エンジンである。

サージタンク２は、エンジン本体１の側部を気筒列方向に延び、エンジンの各気筒の吸気ポートに接続されている。図３に示すように、吸気マニホールド６は、サージタンク２と、該サージタンク２と一体になった吸気導入管部７とを備えてなり、金属製（本実施形態はアルミ合金製）である。吸気導入管部７はサージタンク２の下方に延びている。なお、図３はエンジン本体側からエンジンの吸気系を見た図である。

本例のエンジンは各気筒に２つの吸気ポートを有する４気筒エンジンである。吸気マニホールド６は、各気筒の２つの吸気ポートに対応する計８つの分岐吸気通路８を備えている。各分岐吸気通路８がサージタンク２から延びている。吸気マニホールド６は、サージタンク２から延びた分岐吸気通路８の周辺部２ａにおいて、該エンジン本体１に固定されている。

過給機３は、過給機駆動部としてのエンジンの出力軸（クランクシャフト）で駆動される機械式過給機であり、図１に示すように、サージタンク２の前側の側部において回転軸が気筒列方向に配置されている。過給機３には気筒列方向に延びる上流側吸気管９が直結されている。この上流側吸気管９から吸気が過給機３に導入される。この上流側吸気管９が吸気通路３０における過給機３よりも上流側の吸気通路部３０ａを構成している。

過給機３における上流側吸気管９の反対側に該過給機３のクラッチハウジング１１が突出している。このクラッチハウジング１１に、エンジンの出力軸で過給機３を駆動するための電磁クラッチが収容されている。電磁クラッチの入力軸に結合したプーリ１２に伝動ベルト１３が巻き掛けられている。

図４に示すように、伝動ベルト１３は、過給機駆動部としてのエンジンの出力軸に結合したクランクプーリ４１と過給機３のプーリ１２とウォータポンプ４２の駆動軸に結合したプーリ４３とに巻き掛けられている。そして、アイドラ４４，４５及びテンションプーリ４６によって、伝導ベルト１３に適性な張力が与えられているとともに、過給機３及びウォータポンプ４２のプーリ１２，４３に適正な巻き掛け角が与えられている。

過給機３よりも上流側の吸気通路部３０ａを構成する上流側吸気管９から上記バイパス通路５０を構成するバイパス管１５が分岐している。

図５に示すように、バイパス管１５は、上流側吸気管９に設けられたスロットルバルブ１６よりも下流側において、該上流側吸気管９の上面側から分岐してスロットルバルブ１６の上側に向かって斜め上方に延びている。バイパス管１５は、当該斜め上方に延びた部分から、さらに過給機３の上方に向かうように湾曲して折り返されている。バイパス管１５は、当該折返し部１５ａに続いてサージタンク２の中央側に向かって過給機３の上側を気筒列方向に延びている。

そうして、バイパス管１５は、図２及び図３に示すように、サージタンク２の中央部近傍において、気筒列方向の一方に延びる第１枝管１５ｂと、気筒列方向の他方に延びる第２枝管１５ｃとに分岐している。そうして、第１枝管１５ｂは、気筒列方向に並ぶ片側２気筒に対応する位置において、第２枝管１５ｃは、気筒列方向に並ぶ反対側２気筒に対応する位置において、吸気通路３０における過給機３よりも下流側の吸気通路部を構成するサージタンク２に接続されている。

バイパス管１５の上記折返し部１５ａよりも下流側には、図２に示すように、排気系から排気ガスを吸気系に還流するＥＧＲ管１７が接続されている。ＥＧＲ管１７は排気浄化装置５のパティキュレートフィルタよりも下流側から排気ガスを吸気系に導くようにされている。ＥＧＲ管１７の途中には、吸気系に還流される排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ２０が設けられている。

図５に示すように、バイパス管１５におけるＥＧＲ管１７の接続部であるＥＧＲガス導入部６１に排気ガスの還流量を制御するＥＧＲバルブ１８が設けられている。また、ＥＧＲバルブ１８よりも下流側のバイパス管１５にバイパスバルブ１９が設けられている。

図２等において、２１はスロットルバルブ１６の駆動装置、２２はＥＧＲバルブ１８の駆動装置、２３はバイパスバルブ１９の駆動装置である。

図４に示すように、過給機３の側面（エンジン本体とは反対側の側面）の吐出部に、圧縮された吸気をサージタンク２に導くための過給用吐出管２４の上流端が接続されている。過給用吐出管２４は過給機３の下方に延びていて、その下流端は過給機３の下方に配置したインタークーラ２５に接続されている。インタークーラ２５は、吸気マニホールド６の吸気導入管部７に接続されている。図５に示すように、インタークーラ２５は、吸気マニホールド６と同じ金属製（アルミ合金製）のケース２５ａに水冷式クーラコア２５ｂを収容してなる。

本実施形態では、過給用吐出管２４、インタークーラ２５及び吸気導入管部７が、過給機３から吸気をサージタンク２に導く下流側吸気管２６を構成している。図４に示すように、下流側吸気管２６は、気筒列方向に見て、全体としてインタークーラ２５を最下部に配置したＵ字状になっている。

よって、過給機３とインタークーラ２５とは上下に配置され、過給機３がサージタンク２と過給用吐出管２４の間に挟まれ、過給機３の下部が吸気導入管部７と過給用吐出管２４の間に、換言すれば、Ｕ字状になった下流側吸気管２６のＵ字の内側に配置された態様になっている。

上記エンジンの吸気系・排気系構成では、過給機３が駆動されないときは、吸気が図５に示す過給機３の上流側の吸気通路部３０ａからバイパス通路５０を通ってサージタンク２に流れ、気筒１０に吸い込まれる。ＥＧＲガスがＥＧＲガス導入部６１からＥＧＲガスがバイパス通路５０に導入されるとき、そのＥＧＲガスに含まれる水分が冷却され、バイパス通路５０の壁面に結露することにより凝縮水ができる。この凝縮水はバイパス通路５０から上流側の吸気通路部３０ａに流れ、該吸気通路部３０ａの底に溜まりやすい。また、吸気がインタークーラ２５を通過するときに冷却されて凝縮水を生じ、その凝縮水がクーラケース２５ａの底に溜まりやすい。

＜過給機及びバイパスバルブの制御＞
図６に示すように、過給機３及びバイパスバルブ１９は、パワートレイン・コントロール・モジュール（以下、ＰＣＭという）７０によって制御される。ＰＣＭ７０は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。このＰＣＭ７０が制御装置（及び制御部）を構成する。

ＰＣＭ７０は、吸気通路３０における凝縮水の滞留量に関連する入力パラメータに基づいて該滞留量が所定の上限値を超えているという条件が成立するか否かを判定する判定手段７１と、非過給領域（エンジンが自然吸気（ＮＡ）で運転される領域）において、判定手段７１が上記条件の成立を判定したときに、過給機３及びバイパスバルブ１９を凝縮水排出モードで作動させる制御手段７２とを備えている。

判定手段７１には、上記入力パラメータとして、排気通路４０から吸気通路３０に環流されるＥＧＲガス量、吸気通路３０に吸入される吸気流量、外気温、エンジン冷却水温、エンジン運転時間、エンジン回転数、エンジン負荷、及びエンジンの過給領域（エンジンが過給機３による吸気過給で運転される領域）に関する情報が与えられる。

ＥＧＲガス量は、ＥＧＲバルブ１８の開度に基づいて検出される。吸気流量は、吸気通路３０の上流部に設けたエアフローセンサによって検出される。外気温は外気温センサによって検出される。エンジン冷却水温は冷却水循環経路に設けた温度センサで検出される。エンジン回転数はクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサによって検出される。エンジン負荷は自動車のアクセルペダル操作量に対応するアクセル開度センサによって検出される。

過給領域は、エンジン回転数とエンジン負荷に対応して設定されている。基本的にはエンジンの中負荷ないし高負荷の領域において過給運転が実行されるように設定されている。

判定手段７１は、ＥＧＲガス量、吸気流量、外気温、エンジン冷却水温、エンジン運転時間、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて、サイクルタイム毎に、吸気通路３０における凝縮水の発生量Ａと、過給機３の駆動に伴う吸気通路３０から気筒１０への凝縮水の排出量Ｂを演算する。そして、判定手段７１は、凝縮水の発生量Ａと排出量Ｂの差を吸気通路３０における凝縮水滞留量（Ａ−Ｂ）として演算して積算していき、凝縮水滞留量の積算値Ｖが所定の上限値Ｖoを越えているという条件（Ｖ＞Ｖo）が成立するか否かを判定する。

制御手段７２は、非過給領域において上記条件（Ｖ＞Ｖo）の成立が判定されると、そのときのエンジン回転数に応じて排出モード時間Ｔを設定し、当該時間Ｔだけ過給機３の凝縮水排出運転を実行するとともに、バイパスバルブ１９の開度を大きくする。排出モード時間Ｔはエンジン回転数が高くなるほど短くなるように設定される。

ここに、バイパスバルブ１９は、エンジンの過給領域では、非過給領域よりもバイパス通路５０の通路断面積が小さくなるように、開度が小さくされる。一方、非過給領域において、過給機３の凝縮水排出運転が実行されるときは、バイパス通路５０の通路断面積が非過給領域での通路断面積よりも大きくなるように作動される。

図７に当該制御の流れを示す。スタート後のステップＳ１において、凝縮水の滞留量に関連する入力パラメータに基づいて、吸気通路３０における凝縮水発生量Ａが演算される。続くステップＳ２において、上記パラメータに基づいて、過給機３の駆動に伴う吸気通路３０から気筒１０への凝縮水排出量Ｂが演算される。非過給領域では、凝縮水排出量Ｂは零となる。

続くステップＳ３において、凝縮水発生量Ａと凝縮水排出量Ｂに基づいて凝縮水滞留量（ＡーＢ）が演算され、該凝縮水滞留量（ＡーＢ）が前回サイクルまでの凝縮水滞留量Ｖに積算されて今回サイクルの凝縮水滞留量Ｖが求められる。続くステップＳ４において、凝縮水滞留量Ｖが所定の上限値Ｖoを超えているか否かが判定される。Ｖ≦ＶoのときはステップＳ１にリターンする。Ｖ＞ＶoのときはステップＳ５に進み、そのときのエンジン回転数に応じた凝縮水排出運転時間Ｔが設定される。続くステップＳ６において、過給機用の電磁クラッチがオン（接続）となって過給機３が駆動され、続くステップＳ７において、バイパス通路５０の通路断面積が大きくなるようにバイパスバルブ１９の開度が変更される。そして、時間Ｔが経過するまで、当該過給機３の凝縮水排出運転、並びにバイパスバルブ１９の開度変更が実行される（ステップＳ８）。

上記制御によれば、図８にタイムチャートを示すように、エンジンが自然吸気（ＮＡ）で運転されている間は、凝縮水滞留量Ｖが漸次増大していく。次いで、エンジンの運転状態が過給領域に入ると、過給機用の電磁クラッチがオン（接続）となって過給機３が駆動されるとともに、バイパスバルブ１９はその開度が小さくなるように作動される。これにより、気筒１０への吸気量が多くなるとともに、吸気がサージタンク２からバイパス通路５０を通って過給機３よりも上流側の吸気通路部３０ａに戻る量は抑制される。このエンジンの過給運転により、エンジントルクが増大する。

上記エンジンの過給運転では、過給機３によって吸気が強く吸込まれ、また、過給機３から吸気が高い圧力で吐出されるから、吸気通路３０に滞留している凝縮水は吸気と共に気筒１０に排出されていく。すなわち、図５に示す過給機３よりも上流側の吸気通路部３０ａに滞留する凝縮水は吸気と共に過給機３に吸い込まれ、インタークーラ２５の底に滞留する凝縮水も吸気と共にサージタンク２に押しやられ、気筒１０に吸い込まれていく。従って、図８に示すように、過給機３の駆動と共に凝縮水滞留量Ｖは減少していく。また、エンジンから過給運転から自然吸気運転に変わると（非過給領域になると）、過給機３の駆動停止に伴って、凝縮水滞留量Ｖが再び増大していく。

そうして、凝縮水滞留量Ｖが所定の上限値Ｖoを超えると、非過給領域であっても、過給機用の電磁クラッチがオン（接続）となって過給機３の凝縮水排出運転が実行される。同時に、バイパスバルブ１９はその開度がエンジンの自然吸気運転時よりも開度が大きくなるように、すなわち、バイパス通路５０の通路断面積が大きくなるように作動される。

過給機３の凝縮水排出運転により、吸気通路３０に滞留している凝縮水（過給機３よりも上流側の吸気通路部３０ａやインタークーラ２５の底に滞留する凝縮水を含む）は吸気と共に気筒１０に排出されていく。これにより、図８に示すように、凝縮水滞留量Ｖが減少していくから、凝縮水滞留量Ｖが上限値Ｖoを超えて大きく増大することが避けられる。すなわち、過給機３やインタークーラ２５、バルブ類等の吸気通路３０を構成する金属部品の恐縮水による腐食が避けられ、また、ウォーターハンマーによるエンジンの破損も避けられる。

また、バイパス通路５０の通路断面積が大きくなることにより、サージタンク２から過給機３の上流側への吸気の戻り量が増えるため、非過給領域であるにも拘わらず、気筒１０への吸気量が増大することは抑えられ、従って、不必要なエンジントルクの増大を招くことが避けられる。

＜その他＞
上記実施形態の過給機３はエンジンの出力軸で駆動される機械式過給機であるが、過給機３としては、電動モーターによって駆動される機械式過給機であってもよく、或いは排気タービン式過給機であってもよい。

１エンジン本体（過給機駆動部）
２サージタンク（過給機よりも下流側の吸気通路部を構成）
３過給機
５排気浄化装置
１０気筒
１１クラッチハウジング
１６スロットルバルブ
１９バイパスバルブ
２５インタークーラ
３０吸気通路
３０ａ過給機よりも上流側の吸気通路部
５０バイパス通路
６０ＥＧＲ通路
６１ＥＧＲガス導入部
７０制御装置
７１判定手段
４２制御手段

Claims

エンジンの吸気通路に設けられた過給機と、該過給機を駆動する過給機駆動部とを備え、エンジンの運転状態が所定の過給領域にあるときに上記過給機駆動部による上記過給機の駆動が行なわれ、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときに上記過給機の駆動が停止されるエンジンの制御装置であって、
上記吸気通路における凝縮水の滞留量に関連する入力パラメータに基づいて該滞留量が所定の上限値を超えているという条件が成立するか否かを判定する判定手段と、
上記非過給領域において、上記判定手段が上記条件の成立を判定したときに、上記過給機の作動によって当該滞留した凝縮水がエンジンの気筒に排出されるように上記過給機駆動部による上記過給機の凝縮水排出運転を実行する制御手段とを備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。
請求項１において、
上記吸気通路は、上記過給機をバイパスして該過給機よりも上流側の吸気通路部と該過給機よりも下流側の吸気通路部とを結ぶバイパス通路を備え、
上記バイパス通路にその通路断面積を変更可能なバイパスバルブが設けられており、
上記制御手段は、上記過給機の凝縮水排出運転中は凝縮水排出運転中でないときよりも上記バイパス通路の通路断面積が大きくなるように上記バイパスバルブの作動を制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
請求項１又は請求項２において、
上記過給機は、上記過給機駆動部としてのエンジンの出力軸によって回転駆動される機械式過給機であり、
上記制御手段は、上記過給機の凝縮水排出運転時のエンジン回転数が高くなるほど該凝縮水排出運転時間を短くすることを特徴とするエンジンの制御装置。
エンジンの吸気通路に設けられた過給機と、
上記過給機を駆動する過給機駆動部と、
上記過給機から吐出される吸気を冷却するインタークーラと、
エンジンの排気ガスの一部をＥＧＲガスとして上記吸気通路に環流するためのＥＧＲガス導入部とを備え、
上記吸気通路は、上記過給機をバイパスして該過給機よりも上流側の吸気通路部と該過給機よりも下流側の吸気通路部とを結ぶバイパス通路を備え、
エンジンの運転状態が所定の過給領域にあるときに上記過給機駆動部による上記過給機の駆動が行なわれ、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときに上記過給機の駆動が停止されるエンジンの制御装置であって、
上記バイパス通路は、上記過給機よりも上流側の吸気通路部から上方に分岐して上記過給機の上側に延び、
上記ＥＧＲガス導入部は、上記バイパス通路における上記上方に分岐して上記過給機の上側に延びた部分に設けられ、
上記インタークーラは、上記過給機の下側に配設されていて、
上記吸気通路における凝縮水の滞留量に関連する入力パラメータに基づいて該滞留量が所定の上限値を超えているという条件が成立するか否かを判定する判定手段と、
上記非過給領域において、上記判定手段が上記条件の成立を判定したときに、上記過給機の作動によって当該滞留した凝縮水がエンジンの気筒に排出されるように上記過給機駆動部による上記過給機の凝縮水排出運転を実行する制御手段とを備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。
エンジンの吸気通路に設けられた過給機と、該過給機を駆動する過給機駆動部とを備え、エンジンの運転状態が所定の過給領域にあるときに上記過給機駆動部による上記過給機の駆動が行なわれ、エンジンの運転状態が非過給領域にあるときに上記過給機の駆動が停止されるエンジンの制御方法であって、
上記吸気通路における凝縮水の滞留量に関連する入力パラメータに基づいて該滞留量が所定の上限値を超えているという条件が成立したか否かを判定する判定工程と、
上記非過給領域において上記の条件の成立が判定されたときに、上記過給機の作動によって当該滞留した凝縮水がエンジンの気筒に排出されるように上記過給機駆動部による上記過給機の凝縮水排出運転を実行する工程とを備えていることを特徴とするエンジンの制御方法。
請求項５において、
上記吸気通路は、上記過給機をバイパスして該過給機よりも上流側の吸気通路部と該過給機よりも下流側の吸気通路部とを結ぶバイパス通路を備え、
上記バイパス通路にその通路断面積を変更可能なバイパスバルブが設けられており、
上記凝縮水排出運転を実行する工程では、上記過給機の凝縮水排出運転中でないときよりも上記バイパス通路の通路断面積を上記バイパスバルブによって大きくすることを特徴とするエンジンの制御方法。
請求項５又は請求項６において、
上記過給機は、上記過給機駆動部としてのエンジンによって駆動される機械式過給機であり、
上記凝縮水排出運転を実行する工程では、上記過給機の凝縮水排出運転時のエンジン回転数が高くなるほど該凝縮水排出運転時間を短くすることを特徴とするエンジンの制御方法。