(57)【要約】【課題】気筒内に水を供給することで、プレイグニッションが発生することを抑制する。【解決手段】過給機を備えた内燃機関の制御装置において、内燃機関の気筒内に水を供給する水供給装置と、内燃機関の低回転高負荷運転状態において水供給装置による水の供給を禁止する制御装置と、を備える。プレイグニッションが発生しやすい低回転高負荷運転状態のときには、水の供給を禁止することでデポジットが気筒壁面から剥がれることを抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機を備えた内燃機関の制御装置において、
内燃機関の気筒内に水を供給する水供給装置と、
前記内燃機関の低回転高負荷運転状態において、前記水供給装置による水の供給を禁止する制御装置と、
を備える内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続し排気の一部を該吸気通路に供給するＥＧＲ装置を備え、
前記水供給装置は、前記ＥＧＲ装置において発生する凝縮水を前記内燃機関の気筒内に供給する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記内燃機関が低回転高負荷運転状態であるか否かにかかわらず、プレイグニッションの発生頻度が所定頻度以下の場合には、前記水供給装置による水の供給を禁止する請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火花点火式内燃機関において、ノッキングの発生を抑制するために、気筒内へ水を噴射して該気筒内の温度を低下させることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、気筒内に水を供給することで、気筒壁面に付着していたデポジットが剥がれることがある。そして、気筒壁面から剥がれたデポジットが気筒内に浮遊していると、該デポジットが持つ熱に起因してプレイグニッションが発生する虞がある。特に、内燃機関が過給機を備えている場合には、特定の運転状態においてプレイグニッションが発生しやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９９８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、気筒内に水を供給することで、プレイグニッションが発生することを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために本発明は、
過給機を備えた内燃機関の制御装置において、
内燃機関の気筒内に水を供給する水供給装置と、
前記内燃機関の低回転高負荷運転状態において、前記水供給装置による水の供給を禁止する制御装置と、
を備える。
【０００７】
水供給装置は、気筒内に水を直接供給してもよく、内燃機関の吸気通路内に水を供給してもよい。前記水供給装置による水の供給を禁止する運転状態である低回転高負荷運転状態は、少なくとも、機関回転数が内燃機関の作動時に変化し得る範囲の中心よりも低い側で、且つ、機関負荷が内燃機化の作動時に変化し得る範囲の中心よりも高い側で運転している状態とすることができる。この低回転高負荷運転状態は、プレイグニッションが発生する頻度が所定頻度よりも高い運転状態としてもよい。また、水を供給したときのプレイグニッションが発生する頻度が許容範囲を超える運転状態を、低回転高負荷運転状態として予め実験またはシミュレーション等により求めてもよい。さらに、低回転高負荷運転状態は、機関回転数が所定回転数以下で且つ充填効率が所定効率以上の運転領域を運転している状態としてもよい。所定回転数は、水を供給したときのプレイグニッションの発生頻度が許容範囲を超える機関回転数の上限値とすることでき、所定効率は、水を供給したときのプレイグニッションの発生頻度が許容範囲を超える充填効率の下限値とすることができる。なお、低回転高負荷運転状態は、低回転高過給運転状態としてもよい。
【０００８】
ここで、過給機を備えた内燃機関では、低回転高負荷運転状態において、プレイグニッションが発生しやすい。この低回転高負荷運転時に気筒内に水を供給すると、気筒壁面からデポジットが剥がれてプレイグニッションが発生する虞がある。一方、低回転高負荷以
外の運転状態において気筒内に水を供給すれば、気筒壁面からデポジットが剥がれ落ちるものの、このときにはプレイグニッションは発生し難い。したがって、低回転高負荷以外の運転状態において気筒内に水を供給することで、プレイグニッションが発生することを抑制しつつ、プレイグニッションが発生する原因となるデポジットを除去することができる。このため、内燃機関の低回転高負荷運転状態のときに、デポジットに起因してプレイグニッションが発生することを抑制できる。
【０００９】
本発明においては、前記内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続し排気の一部を該吸気通路に供給するＥＧＲ装置を備え、
前記水供給装置は、前記ＥＧＲ装置において発生する凝縮水を前記内燃機関の気筒内に供給することができる。
【００１０】
ＥＧＲ装置には燃焼後のガスが流れるため、水分を多く含んだガスが流れる。このため、ＥＧＲ装置内でＥＧＲガスの温度が低下すると、水が凝縮することがある。この水を気筒内に供給することで、別途水を用意する必要がない。なお、水供給装置は、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラで発生する凝縮水を供給してもよい。また、発生した凝縮水を貯留するタンクを備えていてもよい。
【００１１】
本発明においては、前記制御装置は、前記内燃機関が低回転高負荷運転状態であるか否かにかかわらず、プレイグニッションの発生頻度が所定頻度以下の場合には、前記水供給装置による水の供給を禁止することができる。
【００１２】
ここで、例えば車両に貯留可能な水の量は限られるため、必要のない場合にまで水を供給すると、水の供給が必要となったときに水が不足する虞がある。プレイグニッションの発生頻度が所定頻度よりも低いときには水の供給を禁止することにより、水の消費量を低減することができる。この所定頻度は、許容範囲の上限値としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、気筒内に水を供給することで、プレイグニッションが発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係る内燃機関の概略構成を表す図である。
【図２】実施例１に係る気筒内へ水を供給するときの制御フローを示したフローチャートである。
【図３】従来の内燃機関において水を供給する領域を示す図である。
【図４】本実施例に係る内燃機関において水を供給する領域を示す図である。
【図５】所定の運転状態の場合において図２に示す制御を実施したときの気筒内のデポジットの体積の推移を示したタイムチャートである。
【図６】図２に示す制御を実施した後のプレイグニッションの単位時間当たりの発生回数を示す図である。
【図７】所定の運転状態の場合において図２に示す制御を実施したときの機関トルクを、水噴射弁からの水の供給前と供給後とで比較した図である。
【図８】所定の運転状態の場合において図２に示す制御を実施したときの燃焼変動を、水噴射弁からの水の供給前と供給後とで比較した図である。
【図９】所定の運転状態の場合において図２に示す制御を実施したときの内燃機関から排出されるガス中のＣＯの濃度を、水噴射弁からの水の供給前と供給後とで比較した図である。
【図１０】所定の運転状態の場合において図２に示す制御を実施したときの内燃機関から排出されるガス中のＴＨＣの濃度を、水噴射弁からの水の供給前と供給後とで比較した図である。
【図１１】所定の運転状態の場合において図２に示す制御を実施したときの内燃機関から排出されるガス中のＮＯｘの濃度を、水噴射弁からの水の供給前と供給後とで比較した図である。
【図１２】実施例２に係る内燃機関の概略構成を表す図である。
【図１３】実施例２に係る気筒内へ水を供給するときの制御フローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１６】
（実施例１）
図１は、本実施例に係る内燃機関１の概略構成を表す図である。なお、本実施例においては、内燃機関１を簡潔に表示するため、一部の構成要素の表示を省略している。内燃機関１は、４つの気筒２を有する４サイクルガソリン機関である。
【００１７】
内燃機関１のシリンダヘッド１０には、吸気管４及び排気管８が接続されている。シリンダヘッド１０には、吸気管４から気筒２内に通じる吸気ポート３、及び、排気管８から気筒２内に通じる排気ポート７が形成されている。吸気ポート３の気筒２側の端部には、吸気弁５が備わる。また、排気ポート７の気筒２側の端部には、排気弁９が備わる。
【００１８】
そして、内燃機関１のクランクシャフト１３にコンロッド１４を介して連結されたピストン１５が、気筒２内で往復する。
【００１９】
吸気管４の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ５０のコンプレッサハウジング５１が設けられている。なお、本実施例ではターボチャージャ５０が、本発明における過給機に相当する。
【００２０】
また、コンプレッサハウジング５１よりも上流の吸気管４には、該吸気管４内を流れる空気の量に応じた信号を出力するエアフローメータ９５が取り付けられている。このエアフローメータ９５により内燃機関１の吸入空気量が検出される。また、コンプレッサハウジング５１よりも下流の吸気管４には、該吸気管４を流れる吸気の量を調節するスロットル１６が備えられている。また、コンプレッサハウジング５１よりも下流側の吸気管４には、該吸気管４内の圧力を測定する吸気圧センサ９３が取り付けられている。また、内燃機関１の各気筒２には、気筒２内の圧力を検出する筒内圧センサ９４が取り付けられている。
【００２１】
一方、排気管８の途中には、ターボチャージャ５０のタービンハウジング５２が設けられている。
【００２２】
内燃機関１の近傍の吸気管４には、水を各気筒２の吸気ポート３へ向けて噴射する水噴射弁８１が取り付けられている。また、内燃機関１の各気筒２には、気筒２内へ燃料を噴射する筒内噴射弁８２が取り付けられている。さらに、内燃機関１の各気筒２には、気筒２内に電気火花を発生させる点火プラグ８３が取り付けられている。なお、本実施例においては水噴射弁８１が、本発明における水供給装置に相当する。
【００２３】
そして、内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御装置であるＥＣＵ９
０が併設されている。このＥＣＵ９０は、ＣＰＵの他、各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１を制御する。
【００２４】
ここで、上記各種センサの他、アクセル開度センサ９１およびクランクポジションセンサ９２がＥＣＵ９０と電気的に接続されている。ＥＣＵ９０はアクセル開度センサ９１からアクセル開度に応じた信号を受け取り、この信号に応じて内燃機関１に要求される機関負荷等を算出する。また、ＥＣＵ９０はクランクポジションセンサ９２から内燃機関１の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関１の機関回転数を算出する。また、ＥＣＵ９０は、筒内圧センサ９４の検出値に基づいて、プレイグニッションが発生しているか否か判定する。
【００２５】
一方、ＥＣＵ９０には、スロットル１６、水噴射弁８１、筒内噴射弁８２、点火プラグ８３が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ９０によりこれらの機器が制御される。
【００２６】
そして、ＥＣＵ９０は、プレイグニッションの発生を抑制するために、水噴射弁８１から水を噴射することで、気筒２内に水を供給する。ここで、気筒２内に水を供給することにより、気筒２内の温度を低下させることができる。これにより、プレイグニッションの発生を抑制することができる。また、気筒２内に水を供給することにより、気筒２の壁面に付着しているデポジットを、該気筒２の壁面から剥がすことができる。気筒２の壁面から剥がれたデポジットは、燃焼後のガスと一緒に排気管８へと排出される。
【００２７】
しかし、内燃機関１の運転状態が、低回転高負荷状態（低回転高過給状態としてもよい）の場合には、気筒２内に水を供給することにより気筒２の壁面から剥がれたデポジットが気筒内に浮遊して、プレイグニッションの発生を招く虞がある。これに対して本実施例では、内燃機関１の運転状態が、低回転高負荷運転状態の場合には、水噴射弁８１からの水の噴射を禁止する。そして、低回転高負荷運転状態以外のときに、水噴射弁８１からの水の噴射を許可する。なお、高負荷運転状態であるか否かは、例えば充填効率に基づいて判定する。本実施例では、充填効率が閾値以上のときに高負荷運転状態であると判定する。この閾値は、例えば１２０％以上であり、プレイグニッションの多発する充填効率の下限値として予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ９０に記憶させておく。ただし、例えばアクセル開度、燃料噴射量、スロットル開度等に基づいて、高負荷運転状態であるか否か判定してもよい。ＥＣＵ９０は、クランクポジションセンサ９２により検出される機関回転数、及び、エアフローメータ９５により検出される吸入空気量に基づいて、充填効率を算出する。
【００２８】
また、低回転状態であるか否かは、クランクポジションセンサ９２により検出される機関回転数に基づいて判断する。例えば、機関回転数が閾値以下のときに低回転状態であると判断する。この閾値は、例えば２０００ｒｐｍであり、プレイグニッションの多発する機関回転数の下限値として予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ９０に記憶させておく。
【００２９】
すなわち、本実施においては、機関回転数が例えば２０００ｒｐｍ以下であり、且つ、充填効率が例えば１２０％以上の運転状態の場合には、気筒２内への水の供給を禁止する。一方、機関回転数が例えば２０００ｒｐｍより高いか、又は、充填効率が例えば１２０％より低い運転状態の場合には、気筒２内への水の供給を許可する。
【００３０】
また、本実施例では、気筒２内に水を供給するのは、プレイグニッションの発生頻度が高いとき（プレイグニッションの発生間隔が短いとき）に限ってもよい。すなわち、プレ
イグニッションが発生しやすい場合には、気筒２の壁面にデポジットが付着している可能性が高いため、このような場合に限って気筒２内に水を供給することで、水が無駄に消費されることを抑制できる。機関回転数が例えば２０００ｒｐｍより高いか、又は、充填効率が１２０％より低い運転状態の場合であっても、プレイグニッションの発生頻度が閾値以下の場合には、水の供給を禁止してもよい。この閾値は、例えば３０分に１回であり、プレイグニッションの発生頻度の許容範囲に基づいて決定される。この閾値の最適値は、実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ９０に記憶させておく。
【００３１】
ここで、図２は、本実施例に係る気筒２内へ水を供給するときの制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ９０により所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、本実施例では図２に示すフローを処理するＥＣＵ９０が、本発明における制御装置に相当する。
【００３２】
ステップＳ１０１では、機関回転数が閾値よりも高いか否か判定される。閾値は、例えば２０００ｒｐｍである。機関回転数が閾値よりも高ければ、水を供給したとしても、プレイグニッションの発生頻度が許容範囲内となる。すなわち、本ステップでは、水を供給したときにプレイグニッションの発生頻度が許容範囲を超えるほど多発し得る低回転運転状態でないか否か判定される。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進む。
【００３３】
ステップＳ１０２では、充填効率が閾値よりも低いか否か判定される。閾値は、例えば１２０％である。充填効率が閾値よりも低ければ、水を供給したとしても、プレイグニッションの発生頻度が許容範囲内となる。すなわち、本ステップでは、水を供給したときにプレイグニッションの発生頻度が許容範囲を超えるほど多発し得る高負荷運転状態でないか否か判定される。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合には水を供給するとプレイグニッションが発生する虞があるので本ルーチンを終了させる。
【００３４】
ステップＳ１０３では、プレイグニッションの発生間隔が、閾値よりも短いか否か判定される。閾値は、許容範囲となる発生間隔の下限値である。すなわち、プレイグニッションの発生間隔が閾値以上であれば、水を供給しなくても問題ないので、水の供給を禁止することで水の消費量の低減を図る。本ステップでは、プレイグニッションの発生間隔が例えば３０分よりも短いか否か判定される。本ステップは、プレイグニッションの発生頻度が閾値よりも高いか否か判定しているともいえる。ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合には水を供給する必要がないため本ルーチンを終了させる。
【００３５】
ステップＳ１０４では、気筒２内のデポジットを除去するために、水噴射弁８１から水が噴射される。
【００３６】
ここで、図３は、従来の内燃機関１において水を供給する領域を示す図であり、図４は、本実施例に係る内燃機関１において水を供給する領域を示す図である。Ｐで示される領域は、プレイグニッションが多発する領域である。Ｗで示される領域は、水を供給する領域である。点火時期において、ＴＫ点で示される矢印は、ＴＫ（トレースノック）が発生する方向を示しており、ＭＢＴ点で示される矢印は、ＭＢＴ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  ａｄｖａｎｃｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｂｅｓｔ  ｔｏｒｑｕｅ、燃費が最良となる点火時期）となる方向を示している。
【００３７】
従来（図３）は、ＴＫ（トレースノック）が発生するＴＫ点において、ＴＫ点からＭＢＴ点までの点火時期の進角量を記憶しておき、その進角量に応じて水を供給している。し
たがって、ＭＢＴ点では水を供給していない。また、プレイグニッションが多発する領域Ｐにおいても、水を供給している。このように、従来では、トレースノックが発生し得るＴＫ点において、気筒２内へ水を供給していた。このため、プレイグニッションが多発する領域Ｐで、気筒２内にデポジットが浮遊してプレイグニッションを誘発することがあった。
【００３８】
一方、本実施例（図４）においては、機関回転数が例えば２０００ｒｐｍ以下であり、且つ、充填効率が例えば１２０％以上の運転状態の場合に水の供給を禁止している。このため、プレイグニッションが多発する領域Ｐにおいては、水を供給していない。また、ＴＫ点以外のＭＢＴ点においても水を供給することで、デポジットを気筒２の壁面から剥がして、プレイグニッションの発生を抑制している。
【００３９】
なお、本実施例においては、水噴射弁８１から水を噴射する時期を、吸気弁５が開いている時期に合わせるとよい。また、水噴射弁８１は、各気筒２の吸気弁５の直上に設けることが効果的であるが、各気筒２へ分岐する吸気管４の分岐部や、該分岐部よりも上流に１つだけ水噴射弁８１を備えることで、システムの簡素化やコストの低減を図ることができる。
【００４０】
ここで、図５は、所定の運転状態の場合において図２に示す制御を実施したときの気筒２内のデポジットの体積の推移を示したタイムチャートである。実線Ａは、水噴射弁８１を各気筒２の吸気弁５の直上に設け且つ吸気弁５の開弁時に水を噴射した場合を示し、一点鎖線Ｂは、水噴射弁８１を各気筒２の吸気弁５の直上に設け且つ吸気弁５の閉弁時に水を噴射した場合を示し、破線Ｃは、各気筒２へ分岐する吸気管４の分岐部よりも上流で且つスロットル１６よりも下流に水噴射弁８１を１つ設けた場合を示している。水噴射弁８１を各気筒２の吸気弁５の直上に設け且つ吸気弁５の開弁時に水を噴射した場合（実線Ａ）において、デポジットが最も早く減少しており、最も効果が高いことが分かる。また、水噴射弁８１を各気筒２の吸気弁５の直上に設け且つ吸気弁５の閉弁時に水を噴射した場合（一点鎖線Ｂ）及び各気筒２へ分岐する吸気管４の分岐部よりも上流で且つスロットル１６よりも下流に水噴射弁８１を１つ設けた場合（破線Ｃ）では、実線Ａと比較すれば効果は低いものの、デポジットは低減することが分かる。
【００４１】
また、図６は、図２に示す制御を実施した後のプレイグニッションの単位時間当たりの発生回数を示す図である。Ａは、水噴射弁８１を各気筒２の吸気弁５の直上に設け且つ吸気弁５の開弁時に水を噴射した場合を示し、Ｂは、水噴射弁８１を各気筒２の吸気弁５の直上に設け且つ吸気弁５の閉弁時に水を噴射した場合を示し、Ｃは、各気筒２へ分岐する吸気管４の分岐部よりも上流で且つスロットル１６よりも下流に水噴射弁８１を１つ設けた場合を示している。また、Ｄは、図３に示される領域において水を供給した場合を示している。水噴射弁８１を各気筒２の吸気弁５の直上に設け且つ吸気弁５の開弁時に水を噴射した場合（Ａ）において、プレイグニッションが発生する回数が最も少ないことが分かる。また、水噴射弁８１を各気筒２の吸気弁５の直上に設け且つ吸気弁５の閉弁時に水を噴射した場合（Ｂ）及び各気筒２へ分岐する吸気管４の分岐部よりも上流で且つスロットル１６よりも下流に水噴射弁８１を１つ設けた場合（Ｃ）では、Ａと比較すれば効果は低いものの、Ｄと比較すれば効果的であることが分かる。
【００４２】
また、図７は、所定の運転状態の場合において図２に示す制御を実施したときの機関トルクを、水噴射弁８１からの水の供給前と供給後とで比較した図である。「前」が水の供給前を示し、「後」が水の供給後を示している（以下同じ）。水噴射弁８１からの水の供給前と供給後とで、機関トルクはほとんど変化していない。また、図８は、所定の運転状態の場合において図２に示す制御を実施したときの燃焼変動を、水噴射弁８１からの水の供給前と供給後とで比較した図である。水噴射弁８１からの水の供給前よりも、供給後の
ほうの燃焼変動が若干大きくなっているものの、その差は小さく、しかも燃焼変動の許容範囲の上限値（閾値）よりも低く抑えられている。
【００４３】
また、図９は、所定の運転状態の場合において図２に示す制御を実施したときの内燃機関１から排出されるガス中のＣＯの濃度を、水噴射弁８１からの水の供給前と供給後とで比較した図である。図１０は、所定の運転状態の場合において図２に示す制御を実施したときの内燃機関１から排出されるガス中のＴＨＣの濃度を、水噴射弁８１からの水の供給前と供給後とで比較した図である。図１１は、所定の運転状態の場合において図２に示す制御を実施したときの内燃機関１から排出されるガス中のＮＯｘの濃度を、水噴射弁８１からの水の供給前と供給後とで比較した図である。ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘの濃度も、水噴射弁８１からの水の供給前と供給後とでほとんど変化がないことが分かる。このように、水噴射弁８１から水を供給しても、内燃機関１の運転状態にはほとんど影響を及ぼさないことが分かる。
【００４４】
以上説明したように、本実施例によれば、低回転高負荷運転状態のときには水噴射弁８１からの水の供給を禁止し、低回転高負荷運転状態以外の運転状態のときに水噴射弁８１から水を供給することで、プレイグニッションが発生することを抑制できる。
【００４５】
（実施例２）
図１２は、本実施例に係る内燃機関１の概略構成を表す図である。実施例１と異なる点について主に説明し、同じ部材については実施例１と同じ符号を付して説明を省略する。本実施例では、実施例１と比較して、気筒２内に水を供給する装置が異なる。
【００４６】
本実施例では、ＥＧＲ装置６０を備えている。ＥＧＲ装置６０は、コンプレッサハウジング５１よりも上流で且つエアフローメータ９５よりも下流の吸気管４と、タービンハウジング５２よりも上流の排気管８とを接続するＥＧＲ通路６１と、該ＥＧＲ通路６１で開閉するＥＧＲ弁６２と、ＥＧＲ弁６２よりも排気管８側に設けられＥＧＲ通路６１を流通するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ６３と、を備えている。
【００４７】
さらに、ＥＧＲ装置６０は、コンプレッサハウジング５１よりも下流の吸気管４と、ＥＧＲ弁６２とＥＧＲクーラ６３との間のＥＧＲ通路６１と、を接続する水供給通路６４と、を備えている。水供給通路６４の途中には、ＥＧＲ通路６１側から順に、タンク６６と、切替弁６５とが備わる。ＥＧＲ弁６２及び切替弁６５は、ＥＣＵ９０に接続されており、該ＥＣＵ９０により操作される。また、タンク６６は、ＥＧＲガス中に含まれる水分がＥＧＲクーラ６３において凝縮して発生する凝縮水を貯留するタンクである。タンク６６には、凝縮水の水位を検出する水位センサ９６が取り付けられている。水位センサ９６は、タンク６６内の凝縮水の貯留量が所定値よりも多いか否か検出するセンサであってもよい。水位センサ９６の出力信号は、ＥＣＵ９０に入力される。
【００４８】
このように構成されたＥＧＲ装置６０では、切替弁６５を閉じ且つＥＧＲ弁６２を開くと、ＥＧＲ通路６１を介して排気管８からコンプレッサハウジング５１よりも上流の吸気管４へＥＧＲガスが供給される。一方、切替弁６５を開き且つＥＧＲ弁６２を閉じると、ＥＧＲ通路６１から水供給通路６４へＥＧＲガスが流入し、コンプレッサハウジング５１よりも下流の吸気管４へＥＧＲガスが供給される。このように水供給通路６４をＥＧＲガスが流通すると、タンク６６内の凝縮水がＥＧＲガスと共に吸気管４へ流入し、そのまま、吸気の流れに乗って気筒２内に流入する。このようにして、凝縮水を気筒２内へ供給することができる。なお、気筒２内へ水を供給するときには、実施例１で説明した水噴射弁８１を併用してもよい。なお、本実施例においては水供給通路６４と、切替弁６５と、タンク６６と、が、本発明における水供給装置に相当する。
【００４９】
ここで、図１３は、本実施例に係る気筒２内へ水を供給するときの制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ９０により所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、図２に示したフローと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。なお、本実施例では図１３に示すフローを処理するＥＣＵ９０が、本発明における制御装置に相当する。
【００５０】
ステップＳ２０１では、タンク６６に貯留されている水の量（水貯留量）が閾値以上であるか否か判定される。ここでいう閾値は、気筒２内へ水を供給することが可能であり、且つ、プレイグニッションの発生を抑制するために必要となる水貯留量の下限値である。この閾値は、予め実験またはシミュレーション等により最適値を求めておく。また、水位センサ９６は、水貯留量が閾値以上であるか否か検出できればよい。ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０１へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進む。
【００５１】
そして、本実施例では、ステップＳ１０１又はステップＳ１０２において肯定判定がなされた場合に、ステップＳ２０２へ進み、気筒２内へ水が供給される。すなわち、切替弁６５を開き且つＥＧＲ弁６２を閉じる。
【００５２】
一方、ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合、すなわち、タンク６６内の水が不足し、且つ、プレイグニッションが発生しやすい運転状態の場合には、水を供給することでプレイグニッションの発生を抑制することができないため、ステップＳ２０３へ進んで内燃機関１の運転領域を制限する。すなわち、ステップＳ２０３では、プレイグニッションが発生しないような運転領域で内燃機関１を運転させる。このため、ＥＣＵ９０は、例えばスロットル１６の開度が所定開度以上とならないように該スロットル１６を操作する。
【００５３】
以上説明したように、本実施例によれば、ＥＧＲ装置６０で発生する凝縮水を気筒２内へ供給することができるため、ユーザが水を補給する必要がない。したがって、水を補給し忘れることによるプレイグニッションの発生を抑制できる。
【符号の説明】
【００５４】
１     内燃機関
２     気筒
３     吸気ポート
４     吸気管
５     吸気弁
７     排気ポート
８     排気管
９     排気弁
１６   スロットル
５０   ターボチャージャ
５１   コンプレッサハウジング
５２   タービンハウジング
８１   水噴射弁
８２   筒内噴射弁
８３   点火プラグ
９１   アクセル開度センサ
９２   クランクポジションセンサ
９３   吸気圧センサ
９４   筒内圧センサ
９５   エアフローメータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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