JP7268404B2 - 凝縮水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、凝縮水処理装置、特に車両に搭載される凝縮水処理装置に関する。

従来、内燃機関の吸気に含まれる水分が凝縮し、吸気通路に凝縮水が生成され、その凝縮水が滞留することが知られている。特に、低圧排気循環装置および吸気冷却装置（インタークーラ）を備える内燃機関では、排気ガスが吸気通路に循環される。循環された排気ガスが吸気冷却装置によって冷却されることで凝縮水が生成され、生成された凝縮水が吸気冷却装置の下流に滞留する。

また、凝縮水を処理するための凝縮水処理装置が知られている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。特許文献１の凝縮水処理装置は、凝縮水貯蔵タンクと排気通路とを連通するバイパス通路を備える。凝縮水処理装置は、内燃機関の停止後に電動過給機を駆動することで、凝縮水貯蔵タンク内の凝縮水を、バイパス通路を介して排気通路に排出させる。これにより、凝縮水が排気通路で処理される。また、特許文献２の凝縮水処理装置では、吸気通路に付着した凝縮水を内燃機関に均等に分配して内燃機関で燃焼させ、凝縮水処理装置が凝縮水を処理する。

特開２０１４－７４３５６号公報 特開２０１８－１６８７８３号公報

しかし、特許文献１の凝縮水処理装置では、凝縮水を排気通路に排出するため、排気通路に凝縮水が付着するという問題がある。また、凝縮水には排気ガス成分などが含まれるため、これら成分が排気ガスに含まれて排出されると排気浄化性能が損なうという問題がある。一方、特許文献２の凝縮水処理装置のように、凝縮水を内燃機関で燃焼させて処理する場合、凝縮水が処理可能な内燃機関の運転状態でなければ、内燃機関の排気浄化性能および出力性能を損なう原因となる。

本発明の課題は、内燃機関の排気浄化性能および出力性能を損なうことなく、凝縮水を処理できる凝縮水処理装置を提供することにある。

本発明に係る凝縮水処理装置は、車両に搭載される内燃機関の凝縮水を処理する装置である。凝縮水処理装置は、算出部と、指示部と、制御部と、を備える。算出部は、内燃機関の吸気通路に生成された凝縮水量を算出する。指示部は、内燃機関の停止を指示する。制御部は、指示部が内燃機関の停止を指示した場合に、算出部で算出した凝縮水量が所定量以上の場合は、内燃機関を所定期間運転させ、凝縮水を内燃機関で燃焼させて処理する。

この凝縮水処理装置では、指示部から内燃機関を停止する指示があった場合に、凝縮水量が所定量以上であれば、凝縮水を内燃機関で燃焼させて処理する。すなわち、内燃機関の出力が要求されていない状態で、内燃機関を運転し凝縮水を燃焼させることができる。内燃機関に出力が要求されていなければ、内燃機関を、凝縮水を燃焼させるために最適な運転状態にできる。この結果、内燃機関の出力性能、排気浄化性能を損なうことなく、凝縮水を処理できる。

凝縮水処理装置は、内燃機関に吸入される吸気を冷却する吸気冷却装置をさらに備えてもよい。制御部は、凝縮水を処理する場合に、吸気冷却装置の出口温度が所定温度範囲となるように制御してもよい。

この構成によれば、凝縮水が生成されやすい吸気冷却装置の出口温度を、凝縮水が蒸発しやすい温度に管理することができる。これにより、凝縮水が蒸発しやすい状態を維持できる。この結果、内燃機関に凝縮水を吸入しやすくなり、凝縮水を燃焼させやすくなる。

指示部は、内燃機関を自動で停止させる自動停止指示を行ってもよい。制御部は、停止が自動停止か否か判断し、停止が自動停止と判断した場合は、算出された凝縮水量が第１所定量よりも多いか否かを判断してもよい。制御部は、凝縮水量が第１所定量よりも多い場合、凝縮水を処理してもよい。制御部は、停止が自動停止と異なる場合は、第１所定量よりも小さい第２所定量の場合に凝縮水を処理してもよい。

内燃機関が自動停止する場合は、内燃機関が再始動する場合も内燃機関が十分に温められた温度状態となる。このため、温度差が発生し難く、吸気通路内での凝縮水の生成が抑制されやすい。このような状況であれば、内燃機関の運転を減らすることが好ましい。これにより燃料消費量が削減できる。一方、内燃機関が自動停止と異なる停止（例えばキーオフ指示による停止）をする場合は、内燃機関が次回冷態状態で始動するか否か判断ができない。蓄積した凝縮水量が多い場合、次回始動が困難になることもある。

この構成によれば、第１所定量は第２所定量より大きい。すなわち、同一の凝縮水量が蓄積している場合、第１所定量まで凝縮水を処理する時間は、第２所定量まで凝縮水を処理する時間よりも短い。これにより、内燃機関が自動停止する場合は、内燃機関が自動停止と異なる停止をする場合に比べて、凝縮水を処理するために必要な燃料消費を削減できる。一方、内燃機関が自動停止と異なる停止をする場合は、吸気通路内に蓄積された凝縮水量を、自動停止する場合に比べて減らすことで、次回内燃機関を始動する場合に、安定して始動できる。

凝縮水処理装置は、車両の外気温度を検知する外気温度検知部をさらに備えてもよい。制御部は、指示部から内燃機関の停止を指示された場合に、外気温度を取得し、外気温度に応じて第２所定量を可変させてもよい。

この構成によれば、内燃機関の停止時の外気温度に応じて、第２所定量を可変することできる。すなわち、内燃機関の停止時の外気温度から、次回内燃機関が始動する場合の内燃機関の温度を推定し、この温度に応じて吸気通路に滞留する凝縮水量を調整できる。これにより、内燃機関が次回始動する場合に、安定して始動できる。

凝縮水処理装置は、蓄電池と、充電率検知部と、をさらに備えてもよい。蓄電池は、車両に電力を供給する。充電率検知部は、蓄電池の充電率を検知する。制御部は、充電率に応じて内燃機関の運転状態を可変させてもよい。

この構成によれば、蓄電池の充電率が低いほど、内燃機関を高出力で運転することができる。すなわち、蓄電池の充電率が低いほど、単位時間あたりの凝縮水を燃焼させる量を多くすることができる。これにより、短時間で凝縮水の処理が完了するとともに、この間に充電することができる。この結果、短時間で燃料消費も無駄にすることなく、凝縮水が処理できる。

制御部は、凝縮水を処理する場合に、蓄電池を充電してもよい。

この構成によれば、凝縮水を処理する場合に発生する内燃機関の出力によって充電することができる。これにより、燃料消費が無駄になることを回避できる。

本発明に係る凝縮水処理装置は、内燃機関の出力性能、排気浄化性能を損なうことなく、凝縮水を処理できる。

本発明の凝縮水処理装置のシステム図。 本発明の凝縮水処理装置を車両に搭載した場合の図。 本発明の凝縮水処理装置の内燃機関が自動停止する場合のフローチャート。 本発明の凝縮水処理装置の内燃機関がキーオフによる停止をする場合のフローチャート。 本発明の凝縮水処理装置の吸気冷却装置の温度管理のフローチャート。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、凝縮水処理装置１は、内燃機関２と、吸気通路４と、排気通路６と、過給機８と、低圧排気循環装置１０と、吸気冷却装置（インタークーラ（以下、ＩＣと記すことがある））１２と、第１水冷装置１４と、第２水冷装置１６と、発電機１８と、蓄電池２０と、を備える。また、凝縮水処理装置１は、算出部２２と、指示部２４と、制御部２６と、外気温度検知部２８と、充電率検知部３０と、を備える。本実施形態では、算出部２２と、指示部２４および制御部２６は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒоｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３２に記録されたソフトウェアによって実現される機能構成である。

内燃機関２は、シリンダヘッド２０２と、複数の気筒Ｎが配置されるシリンダブロック２０４と、気筒Ｎ内を摺動するピストン２０６と、燃料噴射装置２０８と、インテークマニホールド２１０と、エキゾーストマニホールド２１２と、スロットルバルブ２１４と、を有する。内燃機関２は、ピストン２０６、シリンダヘッド２０２、および気筒Ｎで、燃焼室２１６を形成する。また、燃料噴射装置２０８は、燃焼室２１６に直接燃料を噴射する。インテークマニホールド２１０は、内燃機関２の各吸気ポート（図示せず）に空気を供給する。スロットルバルブ２１４は、インテークマニホールド２１０に供給する吸気量を調整する。スロットルバルブ２１４は、ＥＣＵ３２に電気的に接続される。

本実施形態では、内燃機関２は、直噴ガソリンエンジンを用いて説明するが、これに限定されるものではなく、ディーゼルエンジンでもよい。図２に示すように、内燃機関２は、車両Ｃの前方に位置するエンジンルーム内に収められる。本実施形態では、車両Ｃは、内燃機関２で発電した電力を、蓄電池２０（図１参照）を介して駆動用モータ（図示せず）に供給するハイブリッド車両である。なお、本実施形態では、図２の矢印Ｆが示す方向を車両前方と称し、反対を車両後方と称する。

吸気通路４は、図１に示すように、内燃機関２のスロットルバルブ２１４を介してインテークマニホールド２１０に接続され、内燃機関２の複数の気筒Ｎに吸気を供給する。吸気通路４は、エアクリーナ４０２を有する。エアクリーナ４０２は、内燃機関２に吸入する空気中の埃を濾過する。なお、本実施形態では、吸気通路４のエアクリーナ４０２側を、吸気通路の上流と称し、内燃機関２側を下流と称する。

吸気温度センサ（外気温度検知部）２８は、エアクリーナ４０２の下流に備えられ、車両Ｃの吸気温度（外気温度）が計測される。また、エアクリーナ４０２の下流には、湿度センサ２９が備えられ、吸気の湿度が計測される。吸気温度センサ（外気温度検知部）２８および湿度センサ２９は、ＥＣＵ３２に電気的に接続される。

排気通路６は、内燃機関２のエキゾーストマニホールド２１２に接続され、内燃機関２の排気を排出する。本実施形態では、排気通路６のエキゾーストマニホールド２１２側を排気通路の上流と称し、反対側を下流と称する。後述する過給機８のタービン下流には、排気ガスを浄化する排気浄化触媒６０２が設けられる。排気浄化触媒６０２の上流および下流には、排気ガス中の酸素濃度を計測する空燃比センサ６０４ａおよび６０４ｂが設けられる。空燃比センサ６０４ａおよび６０４ｂはＥＣＵ３２に電気的に接続される。

過給機８は、内燃機関２の排気ガスを利用して内燃機関２に吸い込まれる吸気を加圧する装置である。過給機８は、図示しないタービンと、タービンと同軸上に配置されたコンプレッサと、タービンに流入する排気ガスの量を調整するウェストゲートバルブを有する。タービンは、排気通路６の排気浄化触媒６０２の上流に配置される。コンプレッサは、吸気通路４のエアクリーナ４０２の下流に配置される。

低圧排気循環装置１０は、内燃機関２から排出される排気ガスを、吸気通路４に循環する循環装置である。低圧排気循環装置１０は、排気循環通路１０２と、排気循環バルブ１０４と、排気循環ガス冷却部１０６と、差圧センサ１０８と、排気循環ガス温度センサ１１０と、を有する。排気循環通路１０２は、排気通路６のタービン下流と、吸気通路４のコンプレッサ上流に接続される。

排気循環バルブ１０４は、排気循環通路１０２上の吸気通路４との接続部近傍に配置され、吸気通路４に供給する排気循環ガスの量を調整する。差圧センサ１０８は、排気循環バルブ１０４の上流および下流の圧力を計測する。排気循環ガス温度センサ１１０は、排気循環通路１０２の排気循環ガス冷却部１０６よりも吸気通路４側に配置され、排気循環ガスの温度を計測する。排気循環バルブ１０４、差圧センサ１０８、および排気循環ガス温度センサ１１０は、ＥＣＵ３２と電気的に接続される。排気循環ガス冷却部１０６は、排気循環通路１０２に流れる排気循環ガスを冷却する。本実施形態では、排気循環ガス冷却部１０６は、後述する第１水冷装置１４の冷却水が供給され熱交換によって排気循環ガスを冷却する。

吸気冷却装置１２は、過給機８によって過給された吸気を冷却する装置である。本実施形態では、吸気冷却装置１２は、水冷式のインタークーラであり、インタークーラ内部に冷却水が通る通路が設けることで、過給した吸気の熱を冷却水によって熱交換し冷却する。吸気冷却装置１２は、吸気通路４の過給機８の下流で、スロットルバルブ２１４の上流に配置される。

図２に示すように、吸気冷却装置１２は、内燃機関２の上方に配置され、車両Ｃの後方に設けられた過給機８から、上方を向けられた第１吸気通路４ａに接続される。また、吸気冷却装置１２は、車両Ｃの前方に設けれたインテークマニホールド２１０から、上方へ向けて延設された第２吸気通路４ｂに接続される。図１に示すように、吸気冷却装置１２は、温度センサ１２０４を有する。温度センサ１２０４は、吸気冷却装置１２の温度を計測する。温度センサ１２０４は、ＥＣＵ３２と電気的に接続される。

第１水冷装置１４は、内燃機関２を冷却するための装置である。第１水冷装置１４は、第１水路１４０２と、第１ラジエタ１４０４と、第１ウォータポンプ１４０６と、第１ファン１４０８ａと、第２ファン１４０８ｂと、第１水温センサ１４１０と、を有する。

第１水路１４０２は、内燃機関２のシリンダヘッド２０２から第１ラジエタ１４０４、および排気循環ガス冷却部１０６を経由（図示せず）して、内燃機関２のシリンダブロック２０４へと戻る水路である。第１ラジエタ１４０４は、第１水路１４０２に設けられ、内燃機関２のエンジン冷却水路（図１第１水路１４０２の破線参照）などを通過し熱せられた冷却水を冷却する。また、図２に示すように、第１ラジエタ１４０４は車両Ｃの前方に設けられ、車両Ｃの前方からの外気が当たることで、外気と冷却水との間で熱交換を行い、冷却水を冷却する。第１ファン１４０８ａおよび第２ファン１４０８ｂは、第１ラジエタ１４０４の車両Ｃの後方に設けれ、車両Ｃの前方の外気を引き込む。本実施形態では、第１ファン１４０８ａおよび第２ファン１４０８ｂは、モータによって駆動される電動ファンであり、ＥＣＵ３２と電気的に接続される（図１参照）。

図１に示すように、第１ウォータポンプ１４０６は、第１水路１４０２上、または、内燃機関２のエンジン冷却水路上のいずれかの場所に設けられ、第１水路１４０２の冷却水を循環させる。本実施形態では、第１ウォータポンプ１４０６は内燃機関２のクランクシャフトから動力を得て回転する機械式ポンプである。しかし、第１ウォータポンプ１４０６は、電動式のポンプであってもよい。第１水温センサ１４１０は、第１水路１４０２上に設けられ、第１水路１４０２の冷却水温度を計測する。第１水温センサ１４１０は、ＥＣＵ３２と電気的に接続される。

第２水冷装置１６は、吸気冷却装置１２を冷却するための装置である。第２水冷装置１６は、第２水路１６０２と、第２ラジエタ１６０４と、第２ウォータポンプ１６０６と、第２水温センサ１６０８と、を有する。

第２水路１６０２は、吸気冷却装置１２から第２ラジエタ１６０４を経由して、吸気冷却装置１２へと戻る水路である。第２ラジエタ１６０４は、第２水路１６０２に設けられ、吸気冷却装置１２を通過し熱せられた冷却水を冷却する。また、図２に示すように、第２ラジエタ１６０４は、車両Ｃの第１ラジエタ１４０４よりも前方に設けられ、車両Ｃの前方からの外気が当たることで、外気と冷却水との間で熱交換を行い、冷却水を冷却する。なお、第２水路１６０２は、過給機８を経由し冷却してもよい。

図１に示すように、第２ウォータポンプ１６０６は、第２水路１６０２に設けられ、第２水路１６０２の冷却水を循環させる電動式のポンプである。第２水温センサ１６０８は、第２水路１６０２上に設けられ、第２水路１６０２の冷却水温度を計測する。第２水温センサ１６０８は、ＥＣＵ３２と電気的に接続される。

発電機１８は、内燃機関２のクランクシャフトに接続され、内燃機関２によって駆動されることで発電する。本実施形態では、発電機１８は車両Ｃの駆動用電池を充電する、または、図示しない車両Ｃの駆動用モータに電力を供給するジェネレータである。しかし、発電機１８は、車両Ｃの補助バッテリを充電するオルタネータであってもよい。また、発電機１８は、発電するとともに内燃機関２を始動させる回転電機（モータ・ジェネレータ）であってもよい。

蓄電池２０は、発電機１８で発電された電力を蓄えるとともに、車両Ｃに電力を供給する。蓄電池２０は、リチウムイオン電池、ニッカド電池などからなり、発電機１８と電気的に接続される。本実施形態では、蓄電池２０は、車両Ｃの駆動用電池であり、図示しない車両Ｃの駆動用モータと電気的に接続され、駆動用モータに電力を供給する。しかし、蓄電池２０は、補助バッテリであってもよく、この場合は、内燃機関２に駆動されるオルタネータと電気的に接続される。

充電率検知部３０は、蓄電池２０に設けられる。本実施形態では、充電率検知部３０は、蓄電池２０の端子電圧を検知することで、蓄電池２０の充電率をＥＣＵ３２で算出する。なお、充電率は、充電率検知部３０で検出した電圧に基づいてＥＣＵ３２で推定してもよい。

次にＥＣＵ３２に記録されるソフトウェアによって実現される機能構成について説明する。ＥＣＵ３２は、実際には、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等とを含むマイクロコンピュータによって構成される。ＥＣＵ３２は、各センサおよび各種装置からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、凝縮水処理装置１が、所望の運転状態となるように各種装置を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。

算出部２２は、算出部２２は、各種装置を制御するために必要な演算を行うソフトウェアによって実現される機能構成である。算出部２２は、少なくとも、内燃機関２の吸気通路４に生成された凝縮水量を算出する。より具体的には、算出部２２は、吸入空気量および湿度センサ２９で検出した湿度から、吸気中に含まれる水分量を算出する。また、算出部２２は、差圧センサ１０８で検出した差圧から、排気循環ガス量を算出し、排気循環ガスに含まれる水分量を算出する。一方で、算出部２２は、吸気冷却装置１２の温度センサ１２０４の温度から、吸気冷却装置１２における出口付近におけるＩＣ出口温度Ｔｉｃを取得し、温度変化を算出する。

吸気に含まれる水分量、および排気循環ガスに含まれる水分量に対し、吸気冷却装置１２の出口付近における温度が露点温度を下回った場合、これら水分は凝縮水として生成され吸気冷却装置１２の出口付近に滞留する。すなわち、算出部２２は、内燃機関２の運転中に露点温度を下回った時間を算出することによって、吸気通路４の吸気冷却装置１２の出口付近に生成された凝縮水推定積算量Ｖｒを算出できる。この凝縮水推定積算量Ｖｒが、算出部２２で算出された凝縮水量の一例である。

なお、吸気中の水分の露点温度は、吸気冷却装置１２の吸気出口付近における温度と吸気の湿度と関連づけてマップ化してＥＣＵ３２に記憶してもよい。また、排気循環ガス中の露点温度は、吸気冷却装置１２の吸気出口付近における温度と排気循環ガス量と関連づけてマップ化してＥＣＵ３２に記憶してもよい。これにより、マップ上の露点温度を下回った時間と、吸入空気量および排気循環ガス量から容易に凝縮水推定積算量Ｖｒを算出できる。

指示部２４は、内燃機関２の制御に関する指示を受け取り、制御部２６へ送信するソフトウェアによって実現される機能構成である。指示部２４は、内燃機関２の自動停止条件が成立した場合に、制御部２６へ自動停止指示を送信する。また、指示部２４は、イグニッションスイッチがオフ（キーオフ）された場合に、制御部２６へ内燃機関２を停止させる指示を送信する。指示部２４は、このほか各種装置を制御するために必要な指示を、制御部２６へ送信する。

制御部２６は、各種装置を制御するためのソフトウェアによって実現される機能構成である。制御部２６は、各種センサの値を取得するとともに、算出部２２の算出結果、指示部２４の指示に従って、各種装置を制御する。

次に、図３から図５のフローチャートを用いて本発明の制御部２６の制御手順について説明する。

＜自動停止時のフローチャート＞
図３に示すように、制御部２６は、指示部２４から内燃機関２の停止指示を受けたか否かを判断する（Ｓ１）。制御部２６は指示部２４から内燃機関２の停止指示を受けたと判断した場合（Ｓ１ Ｙｅｓ）は、停止が自動停止か否か判断する（Ｓ２）。すなわち、指示部２４が、内燃機関２を自動で停止させる自動停止指示を行った否かを判断する。ここで、指示部２４が内燃機関２を自動で停止する場合とは、車両Ｃの駆動用モータによって車両Ｃを走行させる場合、または、車両Ｃが停止中の場合などであり、かつ、内燃機関２および排気浄化触媒６０２が暖機完了している場合などである。すなわち、内燃機関２を停止させる種々の条件が成立した場合である。また、指示部２４は、これら条件が成立しなくなった場合、内燃機関２を再始動するように制御部２６に指示する。すなわち、内燃機関２は、自動停止から再始動する場合は、暖機を行わない。

制御部２６は、停止が自動停止と判断した場合（Ｓ２ Ｙｅｓ）は、算出部２２で算出した凝縮水推定積算量Ｖｒが第１所定量Ｖ１以上か否かを判断する（Ｓ３）。制御部２６は、凝縮水推定積算量Ｖｒが第１所定量Ｖ１以上の場合と判断した場合（Ｓ３ Ｙｅｓ）は、充電率検知部３０から充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を取得し、充電率が所定充電率Ｂ１以下か否か判断する（Ｓ４）。

制御部２６は、充電率が所定充電率Ｂ１以下と判断した場合（Ｓ４ Ｙｅｓ）は、凝縮水を内燃機関２で燃焼させて処理する高負荷の凝縮水パージ運転（Ｓ５）を、短時間で行う。このとき、制御部２６は、排気循環バルブ１０４を閉じ、排気循環を停止する（Ｓ５）。これにより、排気循環ガスに含まれる水分によって凝縮水が生成されることを抑制する。また、制御部２６は、第１ファン１４０８ａおよび第２ファン１４０８ｂの回転制御を行うことで、吸気冷却装置１２の吸気出口付近のＩＣ出口温度Ｔｉｃが所定温度範囲となるように吸気冷却装置１２の温度管理を行う（Ｓ５および図５参照）。これにより、凝縮水の蒸発を促す。さらに、制御部２６は、凝縮水パージ運転中に発電機１８で発電し、発電した電力を蓄電池２０に充電するチャージモードにする（Ｓ５）。これにより、凝縮水パージ運転中の燃料消費を有効に利用できる。

ここで、内燃機関２を高負荷で運転するとは、発電機１８による負荷を高く設定し、内燃機関２のエンジン回転数がアイドル回転数よりも高い回転数で運転することである。内燃機関２を高負荷で運転することで、単位時間あたりの内燃機関２で燃焼できる凝縮水の量が増加する。これにより、短時間で凝縮水が処理できる。また、発電機１８の負荷を上げて発電量を増加させるため、単位時間あたりに蓄電池２０を充電できる電力が増加する。これにより、蓄電池２０を素早く充電できる。

制御部２６は、指示部２４から内燃機関２を自動で再始動させる指示がないと判断した場合（Ｓ６ Ｎｏ）は、第１所定時間Ｔ１が経過すると（Ｓ７ Ｙｅｓ）、処理をスタート（Ｓ１）に戻す。制御部２６は、第１所定時間Ｔ１が経過していないと判断した場合（Ｓ７ Ｎｏ）は、凝縮水パージ運転（Ｓ５）を継続する。また、制御部２６は、内燃機関２の停止指示がないと判断した場合（Ｓ１ Ｎｏ）、凝縮水推定積算量Ｖｒが第１所定量Ｖ１よりも小さいと判断した場合（Ｓ３ Ｎｏ）、および再始動指示があったと判断した場合（Ｓ６ Ｙｅｓ）は、処理をスタートに戻す。

一方、制御部２６は、充電率（ＳＯＣ）が所定充電率Ｂ１より大きいと判断した場合（Ｓ４ Ｎｏ）は、通常の凝縮水パージ運転（Ｓ８）を行う。このとき、制御部２６は、Ｓ８では、Ｓ５と同様に、排気循環バルブ１０４を閉じ、排気循環を停止する。また、吸気冷却装置１２の温度管理を行う（Ｓ８および図５参照）。しかし、制御部２６は、通常の凝縮水パージ運転では、内燃機関２に無負荷、または、発電機１８が蓄電池２０をわずかに充電できる程度の負荷をかけて運転する。すなわち、制御部２６は、通常の凝縮水パージ運転では、高負荷で凝縮水パージ運転を行うよりもエンジン回転数が低い運転を行う。これにより、凝縮水パージ運転中の車両Ｃの乗員に違和感を与えることを抑制できる。

制御部２６は、指示部２４から内燃機関２を自動で再始動させる指示がないと判断した場合（Ｓ９ Ｎｏ）は、第２所定時間Ｔ２が経過すると（Ｓ１０ Ｙｅｓ）、処理をスタートに戻す。制御部２６は、第２所定時間Ｔ２が経過していない場合は（Ｓ１０ Ｎｏ）、通常の凝縮水パージ運転（Ｓ８）を継続する。ここで、通常の凝縮水パージ運転では、高負荷で凝縮水パージ運転を行うよりも、単位時間あたりに燃焼できる凝縮水量が少ない。すなわち、第２所定時間Ｔ２は第１所定時間Ｔ１よりも長くなる。制御部２６は、再始動指示があった場合は（Ｓ９ Ｙｅｓ）、処理をスタートに戻す。

このように、制御部２６は、充電率に応じて内燃機関２の運転状態を可変させることで、凝縮水パージ運転中の燃料消費を有効利用と、乗員に違和感を与えることを抑制することを両立できる。

＜キーオフ時のフローチャート＞
次に、指示部２４が、自動停止と異なるキーオフによって内燃機関２を停止させる場合の、制御部２６の制御フローについて説明する。図３に示すように、制御部２６は、自動停止と異なる場合は（Ｓ２ Ｎｏ）、図４に示すキーオフ（Ｓ１１）へ処理を進める。

図４に示すように、キーオフによって内燃機関２が停止されると、制御部２６は、指示部２４から内燃機関２の停止指示を受けた場合の、外気温度Ｔоを取得する。制御部２６は、外気温度Ｔоを取得すると、外気温度Ｔоが第１所定外気温度Ｔо１以上か否かを判断する（Ｓ１０１）。制御部２６は、外気温度Ｔｏが第１所定外気温度Ｔо１以上と判断した場合（Ｓ１０１ Ｙｅｓ）は、凝縮水推定積算量Ｖｒが第２所定量Ｖ２以上か否かを判断する（Ｓ１０２）。ここで第１所定外気温度Ｔｏ１は、例えば内燃機関２が次回始動時に、温帯始動となる温度である。また、第２所定量Ｖ２は、第１所定量Ｖ１よりも小さい。内燃機関２をキーオフ状態から始動させるときは、キーオフ状態の継続時間によっては内燃機関２が冷え、暖機を要することもある。このとき、凝縮水が内燃機関２に流入すると、内燃機関２の始動を安定して行えないこともある。このため、第２所定量Ｖ２を第１所定量Ｖ１よりも小さくすることで、キーオフによる内燃機関２の停止時おいて、自動停止時よりも吸気通路４に滞留した凝縮水を減らすことができる。

制御部２６は、凝縮水推定積算量Ｖｒが第２所定量Ｖ２以上と判断した場合（Ｓ１０２ Ｙｅｓ）は、凝縮水パージ運転（Ｓ１０３）を行う。このときの凝縮水パージ運転は図３のＳ８と同様であるため、説明を省略する。一方、制御部２６は、凝縮水推定積算量Ｖｒが第２所定量Ｖ２以下と判断した場合（Ｓ１０２ Ｎｏ）は、処理をスタートに戻す。制御部２６は、凝縮水パージ運転は第３所定時間Ｔ３が経過する（Ｓ１０４ Ｙｅｓ）と、処理をスタートに戻す。制御部２６は、第３所定時間Ｔ３が経過していないと判断した場合（Ｓ１０４ Ｎｏ）は、凝縮水パージ運転（Ｓ１０３）を継続する。

制御部２６は、外気温度Ｔｏが第１所定外気温度Ｔо１より小さいと判断した場合（Ｓ１０１ Ｎｏ）は、外気温度Ｔｏが第１所定外気温度Ｔｏ１より小さく第２所定外気温度Ｔｏ２以上か否かを判断する（Ｓ１０５）。制御部２６は、外気温度Ｔｏが第１所定外気温度Ｔｏ１より小さく第２所定外気温度Ｔｏ２以上と判断した場合（Ｓ１０５ Ｙｅｓ）は、凝縮水推定積算量Ｖｒが第３所定量Ｖ３以上か否かを判断する（Ｓ１０６）。ここで、第２所定外気温度Ｔｏ２は、例えば内燃機関２が次回始動時に、冷間始動となる温度である。また、第３所定量Ｖ３は第２所定量Ｖ２よりも小さい値である。すなわち、第１所定外気温度Ｔｏ１よりも小さく第２所定外気温度Ｔｏ２以上の場合は、凝縮水が生成されやすい温度範囲となる。このような状況でキーオフによって内燃機関２が停止した場合は、吸気冷却装置１２に残った吸気から凝縮水が生成されやすい。このため、第３所定量Ｖ３を第２所定量Ｖ２よりも小さくすることで、この温度領域での内燃機関２の停止時において、吸気通路４に滞留した凝縮水を減らすことができる。この結果、キーオフ後に内燃機関２を始動する場合に始動動作が安定する。

制御部２６は、凝縮水推定積算量Ｖｒが第３所定量Ｖ３以上と判断した場合（Ｓ１０６ Ｙｅｓ）は、凝縮水パージ運転を行う（Ｓ１０７）。このときの凝縮水パージ運転も図３のＳ８と同様であるため、説明を省略する。一方、制御部２６は、凝縮水推定積算量Ｖｒが第３所定量Ｖ３以下と判断した場合（Ｓ１０６ Ｎｏ）は、処理をスタートに戻す。制御部２６は、凝縮水パージ運転が第４所定時間Ｔ４経過したと判断すると（Ｓ１０８ Ｙｅｓ）、処理をスタートに戻す。制御部２６は、第４所定時間Ｔ４が経過していない判断した場合（Ｓ１０８ Ｎｏ）は、凝縮水パージ運転（Ｓ１０７）を継続する。

制御部２６は、外気温度Ｔｏが第２所定外気温度Ｔо２より小さいと判断した場合（Ｓ１０５ Ｎｏ）は、凝縮水パージ運転を行う（Ｓ１０９）。ここで、第２所定外気温度Ｔｏ２よりも小さい温度は、例えば内燃機関２が次回始動時に、極冷間始動となる温度である。このような温度領域では、吸気冷却装置１２の凝縮水が凍結することがある。凝縮水がスロットルバルブ２１４に付着した状態で凍結すると、内燃機関２の始動不良の原因となる。このため、制御部２６は、この温度領域では、凝縮水推定積算量Ｖｒに関わらず凝縮水パージ運転をする。制御部２６は、凝縮水パージ運転は第５所定時間Ｔ５が経過したと判断した場合（Ｓ１１０ Ｙｅｓ）は、処理をスタートに戻す。制御部２６は、第５所定時間Ｔ５が経過していないと判断した場合（Ｓ１１０ Ｎｏ）は、凝縮水パージ運転（Ｓ１０９）を継続する。なお、第３所定時間Ｔ３から第５所定時間Ｔ５は、同一時間であってもよいし、凝縮水推定積算量Ｖｒに応じて各所定時間を可変させてもよい。

このように制御部２６は、外気温度Ｔоに応じて第２所定量Ｖ２を第３所定量Ｖ３に可変させることで、キーオフ状態から内燃機関２を始動させる場合に、凝縮水によって始動安定性が損なわれることを抑制する。

＜吸気冷却装置の温度管理のフローチャート＞
次に、吸気冷却装置１２の温度管理処理の制御手順について説明する。

図５に示すように、吸気冷却装置１２の温度管理処理では、制御部２６は、凝縮水パージ運転中か否かを判断する（Ｓ２０１）。制御部２６は、凝縮水パージ運転中あると判断した場合（Ｓ２０１ Ｙｅｓ）は、吸気冷却装置１２のＩＣ出口温度Ｔｉｃが第１所定温度Ｔｉｃ１以下か否か判断する（Ｓ２０２）。制御部２６は、ＩＣ出口温度Ｔｉｃが第１所定温度Ｔｉｃ１以下であると判断した場合（Ｓ２０２ Ｙｅｓ）は、第１ファン１４０８ａおよび第２ファン１４０８ｂの回転抑制を行い、ＩＣ出口温度Ｔｉｃが上昇するようにファン抑制制御（Ｓ２０３）を行う。より具体的には、第１ファン１４０８ａおよび第２ファン１４０８ｂの回転数を抑制するか、または、第１ファン１４０８ａ、および第２ファン１４０８ｂのいずれか一方だけを回転させる。いずれにせよ、制御部２６は、吸気冷却装置１２によって吸気が冷却されないように、第１ファン１４０８ａ、および第２ファン１４０８ｂの少なくともいずれかを制御する。

制御部２６は、ＩＣ出口温度Ｔｉｃが第１所定温度Ｔｉｃ１以下ではないと判断した場合（Ｓ２０２ Ｎｏ）、および、ファン抑制制御（Ｓ２０３）が開始された場合はＩＣ出口温度Ｔｉｃが第２所定温度Ｔｉｃ２以上か否か判断する（Ｓ２０４）。ここで、第２所定温度Ｔｉｃ２は、第１所定温度Ｔｉｃ１よりも高い温度である。制御部２６は、ＩＣ出口温度Ｔｉｃが第２所定温度Ｔｉｃ２以上であると判断した場合（Ｓ２０４ Ｙｅｓ）は、ファン抑制制御を解除し（Ｓ２０５）、再び第１ファン１４０８ａおよび第２ファン１４０８ｂを回転させて吸気冷却装置１２を水冷する。これにより、制御部２６は、過度に温まった吸気によって内燃機関２の出力性能、排気浄化性能が損なうことを抑制する。

制御部２６は、ＩＣ出口温度Ｔｉｃが第２所定温度Ｔｉｃ２未満であると判断した場合（Ｓ２０４ Ｎｏ）は、Ｓ２０２の前に処理を戻す。また、制御部２６は、ファン抑制制御が解除された場合、および、凝縮水パージ運転中でない場合は（Ｓ２０１ Ｎｏ）、スタートに処理を戻す。

以上説明した通り、本発明に係る凝縮水処理装置１は、内燃機関２の出力性能、排気浄化性能を損なうことなく、凝縮水を処理できる。また、本発明に係る凝縮水処理装置１であれば、凝縮水量が所定量を超えた場合は、燃焼させて処理する。これにより、図２に示すように、内燃機関２の上方に吸気冷却装置１２を配置する構造であっても、凝縮水が内燃機関２に流れ込み、内燃機関２の出力性能、および排気浄化性能を損なうことを抑制できる。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

（ａ）本実施形態では、凝縮水パージ運転時間を第１所定時間Ｔ１から第５所定時間Ｔ５としたタイマー制御を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。凝縮水パージ運転時間は、凝縮水推定積算量Ｖｒなどに基づいて設定すればよく、凝縮水の推定積算量Ｖｒなどから凝縮水パージ運転時間を算出してもよい。すなわち、凝縮水パージ運転は所定期間行われればよい。

（ｂ）本実施形態では、吸気冷却装置１２の温度を管理する制御の一例として、第１ファン１４０８ａおよび第２ファン１４０８ｂの回転抑制をあげたが、本発明はこれに限定されるものではない。吸気冷却装置１２の温度を管理するために、第２ウォータポンプ１６０６の回転を抑制し、あるいは、停止することで、吸気冷却装置１２に流れる冷却水の流れを抑制して、吸気冷却装置１２の温度を制御してもよい。

（ｃ）本実施形態では、制御部２６が、外気温度Ｔｏに応じて第２所定量Ｖ２を可変させる一例として、外気温度Ｔｏが、第１所定外気温度Ｔｏ１未満かつ第２所定外気温度Ｔо２以上の場合に、第２所定量Ｖ２から第３所定量Ｖ３へ可変させる例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。制御部２６は、外気温度Ｔｏと、外気温度Ｔоに対応する所定量をより細かく可変させてもよい。また、第１所定外気温度Ｔｏ１よりも、凝縮水が生成され難い温度領域では第２所定量Ｖ２よりも多い所定量に可変させてもよい。

（ｄ）本実施形態では、制御部２６が、充電率（ＳＯＣ）に応じて内燃機関２の運転状態を可変させる一例として、充電率に応じて、高負荷の凝縮水パージ運転から通常の凝縮水パージ運転とに可変させる例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。制御部２６は、充電率に応じて、中負荷の凝縮水パージ運転など、充電率に応じた種々の運転状態に可変させればよい。

１：凝縮水処理装置，２：内燃機関，４：吸気通路，１２：吸気冷却装置
２０：蓄電池，２２：算出部，２４：指示部，２６：制御部
２８：外気温度検知部，３０：充電率検知部，Ｂ１：充電率，
Ｖｒ：凝縮水推定積算量（凝縮水量），Ｃ：車両，Ｔｉｃ：ＩＣ出口温度，
Ｔｏ：外気温度，Ｖ１：第１所定値
Ｖ２：第２所定値

Claims (6)

1. 車両に搭載される内燃機関の凝縮水を処理する凝縮水処理装置であって、
   前記内燃機関の吸気通路に生成された凝縮水量を算出する算出部と、
   前記内燃機関の停止を指示する指示部と、
   前記指示部が前記内燃機関の停止を指示した場合に、前記算出部で算出した前記凝縮水量が所定量以上の場合は、前記内燃機関を所定期間運転させ、前記凝縮水を前記内燃機関で燃焼させて処理する制御部と、
   を備える、凝縮水処理装置。
2. 前記内燃機関に吸入される吸気を冷却する吸気冷却装置をさらに備え、
   前記制御部は、前記凝縮水を処理する場合に、前記吸気冷却装置の出口温度が所定温度範囲となるように制御する、
   請求項１に記載の凝縮水処理装置。
3. 前記指示部は、前記内燃機関を自動で停止させる自動停止指示を行い、
   前記制御部は、前記停止が自動停止か否か判断し、前記停止が自動停止と判断した場合は、算出された前記凝縮水量が第１所定量以上か否かを判断し、前記凝縮水量が前記第１所定量以上の場合に、前記凝縮水を処理し、前記停止が自動停止と異なる場合に、前記第１所定量よりも小さい第２所定量以上の場合に前記凝縮水を処理する、
   請求項１または２に記載の凝縮水処理装置。
4. 前記車両の外気温度を検知する外気温度検知部をさらに備え、
   前記制御部は、前記指示部から前記内燃機関の停止を指示された場合に、前記外気温度を取得し、前記外気温度に応じて前記第２所定量を可変させる、請求項３に記載の凝縮水処理装置。
5. 前記車両に電力を供給する蓄電池と、
   前記蓄電池の充電率を検知する充電率検知部と、
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記充電率に応じて前記内燃機関の運転状態を可変させる、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の凝縮水処理装置。
6. 前記制御部は、前記凝縮水を処理する場合に、前記蓄電池を充電する、
   請求項５に記載の凝縮水処理装置。
   
   

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