(57)【要約】【課題】エンジンを安定した運転状態に保ち、且つ強酸性の凝縮水によるエンジンのダメージを防止した上で、外部から水を補給する場合であっても凝縮水を優先的に処理可能に図った凝縮水処理装置を提供する。【解決手段】エンジン(1)の排ガスの冷却により排ガス冷却器(8)内に発生した凝縮水をエンジンの燃料と混合してエマルジョン燃料を生成する前に一時的に貯留する凝縮水容器(22,42)と、凝縮水容器に凝縮水を供給する第１凝縮水路(23)と、第１凝縮水路を開閉可能な第１凝縮水路弁(98)と、第１凝縮水路弁を開閉操作する第１凝縮水路弁開閉手段(31)と、一端が凝縮水容器内で第１凝縮水路が開口する位置よりも低い位置で開口し、他端の凝縮水容器よりも高い位置に給水口(104)を有し、凝縮水容器に補給水を補給する給水路(100)とを備え、第１凝縮水路弁開閉手段は、給水口から給水路を介して凝縮水容器に補給水が補給されるとき、第１凝縮水路弁を閉鎖する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排ガスを冷却して該エンジンの筒内に導入する排ガス冷却器と、
前記排ガスの冷却により前記排ガス冷却器内に発生した凝縮水を前記エンジンの燃料と混合してエマルジョン燃料を生成する前に一時的に貯留する凝縮水容器と、
前記凝縮水容器に凝縮水を供給可能に接続する第１凝縮水路と、
前記第１凝縮水路に設けられ、該第１凝縮水路を開閉可能な第１凝縮水路弁と、
前記第１凝縮水路弁を開閉操作する第１凝縮水路弁開閉手段と、
一端が前記凝縮水容器内で前記第１凝縮水路が開口する位置よりも低い位置で開口するよう前記凝縮水容器に接続され、他端の前記凝縮水容器よりも高い位置に給水口を有し、前記凝縮水容器に補給水を補給するための給水路とを備え、
前記第１凝縮水路弁開閉手段は、前記給水口から前記給水路を介して前記凝縮水容器に前記補給水が補給されるとき、前記第１凝縮水路弁を閉鎖する、凝縮水処理装置。
【請求項２】
一端が前記凝縮水容器内で前記第１凝縮水路が開口する位置よりも低い位置且つ前記給水路が開口する位置よりも高い位置で開口し、他端が前記凝縮水容器よりも高い位置で外気開放されたブリーザを有する、請求項１に記載の凝縮水処理装置。
【請求項３】
前記給水口を塞ぎ、任意で脱着可能なフィラーキャップと、
前記フィラーキャップの脱着を検出する脱着検出手段とを更に有し、
前記第１凝縮水路弁開閉手段は、前記脱着検出手段により前記フィラーキャップが前記給水口から外されたことが検出されたとき、前記第１凝縮水路弁を閉鎖し、前記フィラーキャップが前記給水口に取り付けられたことが検出されたとき、前記第１凝縮水路弁を開放する、請求項１または２に記載の凝縮水処理装置。
【請求項４】
前記エンジンの始動及び停止を指示するイグニッションスイッチを更に有し、
前記第１凝縮水路弁開閉手段は、前記エンジンが停止しているときには前記第１凝縮水路弁を閉鎖し、前記イグニッションスイッチによって前記エンジンが始動したとき、前記第１凝縮水路弁を開放する、請求項１または２に記載の凝縮水処理装置。
【請求項５】
前記凝縮水及び前記補給水と前記燃料とが供給されてエマルジョン燃料を生成するエマルジョン燃料容器と、前記凝縮水容器から前記エマルジョン燃料容器に前記凝縮水及び前記補給水を供給する第２凝縮水路とを更に有し、
前記給水口、前記給水路及び前記第２凝縮水路のいずれか一箇所または複数箇所に所定の不純物を取り除くフィルタを設ける、請求項１〜４のいずれかに記載の凝縮水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は凝縮水処理装置に係り、特にエンジンの排ガスを冷却する排ガス冷却器内に溜まった凝縮水を処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、燃費向上やＮＯｘ低減等を目的としてエンジンに備えられたＥＧＲ装置は、排気通路を流れる排ガスをＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路を経て吸気通路に還流させている。ＥＧＲガスの密度を高めるためにＥＧＲ通路にはＥＧＲクーラが介装されており、このＥＧＲクーラにＥＧＲガスを流通させて冷却している。ＥＧＲガスが冷却される際にはＥＧＲガス中に含まれる水蒸気が凝縮するため、ＥＧＲクーラ内には多量の凝縮水が溜まる。このような凝縮水は、エンジンの運転領域の急変により一気に筒内に導入されてトラブルの要因になるため、ＥＧＲクーラ内の凝縮水を処理する凝縮水処理装置が実用化されている。
【０００３】
例えば特許文献１に記載の技術では、ＥＧＲ通路を流れる排ガスから分離した凝縮水を貯留部に貯留し、気化部により毛細管現象を利用して吸い寄せて気化させた上で、吸気管に発生した負圧によりエンジンの筒内に導入して処理している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−４４６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように特許文献１の凝縮水処理装置は凝縮水の処理にエンジンを利用しているが、エンジンへの影響については何ら配慮されていなかった。
即ち、毛細管現象を利用した凝縮水の気化に関しても、負圧を利用した筒内への導入に関しても、エンジンの運転領域に応じて大きく変動し、言わば成り行きにまかせたものでしかない。このため気化した凝縮水の筒内への導入量は適切とは言い難く、エンジンの安定した運転を妨げる要因になった。
【０００６】
また、排ガス成分を含んだ凝縮水は強酸性であり、そのままの凝縮水を吸気通路を経て筒内に導入させれば、吸気通路や吸気バルブ、或いは筒内（シリンダヘッドやピストン頂部）が強酸性の凝縮水により腐食してダメージを受けるという問題もあった。
そこで、凝縮水を燃料と混合してエマルジョン燃料を生成する技術が開発されている。
このようなエマルジョン燃料は燃焼温度を低下させてノッキングの抑制に有効であり、凝縮水のみならず外部から水を補給してエマルジョン燃料を生成することも考えられている。
【０００７】
しかしながら、外部から任意に水を補給することについて、更なる改善の余地があった。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンを安定した運転状態に保ち、且つ強酸性の凝縮水によるエンジンのダメージを防止した上で、凝縮水を適切に処理することができ、外部から水を補給する場合であっても凝縮水を優先的に処理可能に図った凝縮水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の凝縮水処理装置は、エンジンの排ガスを冷却して該エンジンの筒内に導入する排ガス冷却器と、前記排ガスの冷却により前記排ガス冷却器内に発生した凝縮水を前記エンジンの燃料と混合してエマルジョン燃料を生成する前に一時的に貯留する凝縮水容器と、前記凝縮水容器に凝縮水を供給可能に接続する第１凝縮水路と、前記第１凝縮水路に設けられ、該第１凝縮水路を開閉可能な第１凝縮水路弁と、前記第１凝縮水路弁を開閉操作する第１凝縮水路弁開閉手段と、一端が前記凝縮水容器内で前記第１凝縮水路が開口する位置よりも低い位置で開口するよう前記凝縮水容器に接続され、他端の前記凝縮水容器よりも高い位置に給水口を有し、前記凝縮水容器に補給水を補給するための給水路とを備え、前記第１凝縮水路弁開閉手段は、前記給水口から前記給水路を介して前記凝縮水容器に前記補給水が補給されるとき、前記第１凝縮水路弁を閉鎖することを特徴とする。
【０００９】
これにより、排ガス冷却器から凝縮水容器に凝縮水を供給可能に接続する第１凝縮水路に第１凝縮水路弁を設け、第１凝縮水路弁開閉手段によって第１凝縮水路弁を開閉操作可能に構成することで、凝縮水容器から第１凝縮水路を閉止して第１凝縮水路を通って抜け出る空気を抑制し、凝縮水容器内に残存する空気を逃がさないようにすることができ、外部から給水路を介して水を補給するときに第１凝縮水路弁を閉鎖すると、補給水を給水路の開口する一定の水位までしか入らないようにし、即ち給水路の開口する位置より上に残存する空気の分だけ凝縮水容器内の上部に空間を保持することが可能とされる。
【００１０】
その他の態様として、一端が前記凝縮水容器内で前記第１凝縮水路が開口する位置よりも低い位置且つ前記給水路が開口する位置よりも高い位置で開口し、他端が前記凝縮水容器よりも高い位置で外気開放されたブリーザを有するのが好ましい。
これにより、外部から給水路を介して水を補給するときに第１凝縮水路弁を閉鎖すると、補給水をブリーザの開口する一定の水位までしか入らないようにし、即ちブリーザの開口する位置より上に残存する空気の分だけ凝縮水容器内の上部に空間を保持することが可能とされる。
【００１１】
その他の態様として、前記給水口を塞ぎ、任意で脱着可能なフィラーキャップと、前記フィラーキャップの脱着を検出する脱着検出手段とを更に有し、前記第１凝縮水路弁開閉手段は、前記脱着検出手段により前記フィラーキャップが前記給水口から外されたことが検出されたとき、前記第１凝縮水路弁を閉鎖し、前記フィラーキャップが前記給水口に取り付けられたことが検出されたとき、前記第１凝縮水路弁を開放するのが好ましい。
【００１２】
これにより、脱着検出手段によってフィラーキャップを外したことが検出された場合、補給水を凝縮水容器に補給する可能性が高い場合と判別することができ、前記第１凝縮水路弁開閉手段によって第１凝縮水路弁を閉鎖することが可能とされる。
その他の態様として、前記エンジンの始動及び停止を指示するイグニッションスイッチを更に有し、前記第１凝縮水路弁開閉手段は、前記エンジンが停止しているときには前記第１凝縮水路弁を閉鎖し、前記イグニッションスイッチによって前記エンジンが始動したときに前記第１凝縮水路弁を開放するのが好ましい。
【００１３】
これにより、運転手の意思により運転手がイグニッションスイッチを操作してエンジンが始動された場合に第１凝縮水路弁を開放することで、凝縮水が生成されるエンジン作動状態のときに第１凝縮水路弁を開放することが可能とされる。
その他の態様として、前記凝縮水及び前記補給水と前記燃料とが供給されてエマルジョン燃料を生成するエマルジョン燃料容器と、前記凝縮水容器から前記エマルジョン燃料容器に前記凝縮水及び前記補給水を供給する第２凝縮水路とを更に有し、前記給水口、前記給水路及び前記第２凝縮水路のいずれか一箇所または複数箇所に所定の不純物を取り除くフィルタを設けるのが好ましい。
【００１４】
これにより、補給水として水道水等の炭酸カルシウムを含む水を補給した場合であっても、給水口からエマルジョン燃料容器までの補給水が通る経路の間でフィルタによって炭酸カルシウムを除去することができ、給水口からエマルジョン燃料容器までの間での炭酸カルシウムの蓄積による詰まり等を抑制することが可能とされる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の凝縮水処理装置によれば、排ガス冷却器から凝縮水容器に凝縮水を供給可能に接続する第１凝縮水路に第１凝縮水路弁を設け、第１凝縮水路弁開閉手段によって第１凝縮水路弁を開閉操作可能に構成したので、凝縮水容器から第１凝縮水路を閉止して第１凝縮水路を通って抜け出る空気を抑制し、凝縮水容器内に残存する空気を逃がさないようにすることができ、外部から給水路を介して水を補給するときに第１凝縮水路弁を閉鎖すると、補給水を給水路の開口する一定の水位までしか入らないようにし、即ち給水路の開口する位置より上に残存する空気の分だけ凝縮水容器内の上部に空間を保持することができる。
【００１６】
これにより、エンジンを安定した運転状態に保ち、且つ強酸性の凝縮水によるエンジンのダメージを防止した上で、凝縮水を適切に処理することができ、外部から水を補給する場合であっても凝縮水を優先的に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態のエンジンの凝縮水処理装置を示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態の凝縮水容器の断面図である。
【図３】エンジンの運転領域内のノッキング発生領域を示す特性図である。
【図４】ＥＣＵが実行する、本発明に係る凝縮水処理装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態のエンジンの凝縮水処理装置を示す全体構成図である。
【図６】第２実施形態の凝縮水槽の断面図である。
【図７】ＥＣＵが実行する、第２実施形態に係る凝縮水処理装置の制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
［第１実施形態］
図１は第１実施形態のエンジンの凝縮水処理装置を示す全体構成図である。
エンジン１は吸気管噴射型の直列４気筒ガソリン機関として構成されている。エンジン１の吸気管には吸気マニホールド２が接続され、吸気マニホールド２は各気筒の吸気ポート３を介して筒内４と接続され、吸気ポート３には燃料噴射弁５（１気筒分を図示）が設けられている。また、各気筒の筒内４は、排気ポート６及び排気マニホールド７を介して排気管と接続されている。
【００１９】
図示はしないがエンジン１の運転中には、エアクリーナを介して吸気管内に吸気が導入されてスロットル弁により流量調整され、吸気マニホールド２により各気筒に分配されて燃料噴射弁５から噴射された燃料と共に吸気弁の開弁に伴って筒内４に流入する。筒内４で点火プラグの点火により燃料が燃焼してピストン及びクランク軸を介して機関トルクを発生させ、燃焼後の排ガスは排気弁の開弁に伴って各気筒の筒内４から排出されて排気マニホールド７により集合し、排気管を経て外部に排出される。
【００２０】
一方、エンジン１にはＥＧＲ装置が備えられている。周知のようにＥＧＲ装置は、吸気管と排気管とをＥＧＲ通路により接続し、このＥＧＲ通路上に介装されたＥＧＲ弁の開度をエンジン１の運転領域に応じて制御することにより、排気管を流れる排ガスをＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路を経て吸気管に還流させるものである。不活性なＥＧＲガスの導入により、筒内４の燃焼温度が低下してＮＯｘの生成が抑制される。
【００２１】
ＥＧＲガスの密度を高めるためにＥＧＲ通路には空冷或いは水冷式のＥＧＲクーラ８（排ガス冷却器）が介装されており、このＥＧＲクーラ８を流通することによりＥＧＲガスが冷却される。ＥＧＲガスが冷却される際にはＥＧＲガス中に含まれる水蒸気が凝縮するため、ＥＧＲクーラ８内には多量の凝縮水が発生して溜まる。
そこで、凝縮水と燃料からエマルジョン燃料を生成して筒内４に導入する機能を有する凝縮水処理装置が設けられており、以下、凝縮水と燃料からエマルジョン燃料を生成して筒内４に導入する機能を有する凝縮水処理装置について説明する。
【００２２】
エンジン１の各気筒の吸気ポート３には上記した燃料噴射弁５に加えて、以下に述べるエマルジョン燃料生成装置１０で生成したエマルジョン燃料を噴射するための燃料噴射弁９がそれぞれ設けられている。説明の便宜上、本来の燃料のみを噴射する燃料噴射弁をガソリン噴射弁５と称し、エマルジョン燃料を噴射する燃料噴射弁をエマルジョン噴射弁９と称して区別する。
【００２３】
各気筒のガソリン噴射弁５はそれぞれ第２ガソリン路１１を介して共通の第１燃料ポンプ１２と接続され、第１燃料ポンプ１２は第１ガソリン路１３を介して燃料タンク１４と接続されている。燃料タンク１４内に貯留された燃料（ガソリン）は第１ガソリン路１３を経て第１燃料ポンプ１２に吸い込まれ、所定圧に加圧されて第２ガソリン路１１を経て各気筒のガソリン噴射弁５に供給される。そして、上記のようにガソリン噴射弁５の開弁に伴い、燃料は吸気ポート３内に噴射されて筒内４での燃焼に供される。
【００２４】
また第１燃料ポンプ１２は、流量調整弁１５が介装された第３ガソリン路１６を介して撹拌容器１７と接続され、第１燃料ポンプ１２から吐出された燃料の一部が流量調整弁１５及び第３ガソリン路１６を経て撹拌容器１７内に供給される。撹拌容器１７の下側には撹拌用モータ１８が固定され、撹拌用モータ１８の出力軸１８ａは撹拌容器１７の底部を貫通して撹拌容器１７内で撹拌翼１９と連結され、撹拌用モータ１８により撹拌翼１９が回転駆動される。なお撹拌翼１９の駆動は、撹拌用モータ１８に代えてエンジン１で行ってもよい。
【００２５】
撹拌容器１７は流量調整弁２０が介装された第２凝縮水路２１を介して凝縮水容器２２と接続され、凝縮水容器２２は第１凝縮水路２３を介してＥＧＲクーラ８と接続されている。上記したようにＥＧＲクーラ８はＥＧＲガスの冷却機能を奏し、その内部にはＥＧＲガス中に含まれる水蒸気の凝縮により凝縮水が発生する。本実施形態では、発生した凝縮水がＥＧＲクーラ８内に溜まることなく、直ちに重力或いは図示しないポンプにより第１凝縮水路２３を経て凝縮水容器２２内に移送されて一時的に貯留される。そして、凝縮水容器２２内に貯留された凝縮水は、後述するように必要に応じて第２凝縮水路２１を経て撹拌容器１７内に供給される。撹拌容器１７は凝縮水容器２２の下側に位置しており、凝縮水の撹拌容器１７への移送には重力が利用される。
【００２６】
一方、撹拌容器１７は第１エマルジョン路２４を介して第２燃料ポンプ２５と接続され、第２燃料ポンプ２５は第２エマルジョン路２６を介して各気筒のエマルジョン噴射弁９とそれぞれ接続されている。
第１凝縮水路２３には、第１凝縮水路弁９８が設けられている。第１凝縮水路弁９８は、後述するＥＣＵ（第１凝縮水路弁開閉手段）３１の制御によって開閉可能となっている。
【００２７】
図２を参照すると、凝縮水容器２２の断面図が示されており、凝縮水容器２２には、給水路１００が外部から水を供給可能に接続している。また、凝縮水容器２２にはブリーザ１０２も接続されている。給水路１００は、中空管形状の配管である。また、給水路１００は、一端が凝縮水容器２２に貫通して設けられ、他端の凝縮水容器２２より高い位置には給水口１０４が設けられている。ここに、凝縮水容器２２内において、給水路１００は第１凝縮水路２３が開口する位置よりも低い位置で開口している。
【００２８】
給水口１０４は、給水路１００を封鎖するためにフィラーキャップ１０６が螺合可能となっている。また、給水口１０４には、キャップセンサ（脱着検出手段）１０８が設けられている。キャップセンサ１０８は、フィラーキャップ１０６が給水口１０４に螺合しているか否かを検出するセンサである。
一方、ブリーザ１０２は、凝縮水容器２２内の空気１０９を大気開放するために設けられた給水路１００よりも細い中空管形状の配管である。ブリーザ１０２の一端は、凝縮水容器２２に貫通して設けられており、開口部１０２ａは、凝縮水容器２２の内部の給水路１００の一端より重力方向で視て上方であって、凝縮水容器２２の重力方向で視た上端から所定距離ｈ下側に位置するようにしている。ブリーザ１０２の他端は、給水路１００の他端の近傍の凝縮水容器２２より高い位置に接続している。
【００２９】
これらの構成により、例えば第１凝縮水路弁９８が閉鎖しているとき、給水口１０４から水（補給水）を補給すると、給水路１００を介して凝縮水容器２２に水を補給することができる。また、水を補給することで凝縮水容器２２内の水位が上昇してブリーザ１０２の開口部１０２ａに達すると、凝縮水容器２２内に残存する空気１０９が凝縮水容器２２から抜け出せないため、凝縮水容器２２に水を補給することができなくなる。換言すれば、残存する空気１０９だけ空間を保持して水を補給することができる。
【００３０】
給水口１０４、給水路１００及び第２凝縮水路２１には、フィルタ１１０が設けられている。フィルタ１１０は、水から炭酸カルシウム（所定の不純物）を取り除くフィルタである。即ち、水道水のような炭酸カルシウムの多い水道水を凝縮水容器２２に補給する場合であっても、炭酸カルシウムを除去することで配管等の詰まりを防止することができる。なお、例えば給水路１００をフィルタ１１０が設けられている位置で分割できるようにして定期的にフィルタ１１０を交換可能に構成してもよい。
【００３１】
エンジン１の総合的な制御はＥＣＵ３１により実行され、ＥＣＵ３１は、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えている。
ＥＣＵ３１の入力側には、エンジン回転速度や冷却水温等のエンジン１の運転状態を検出する各種センサ類と共に、凝縮水容器２２内に貯留される凝縮水の液面レベルを検出する液面センサ３２、及び撹拌容器１７内に貯留されるエマルジョン燃料の液面レベルを検出する液面センサ３３が接続されている。またＥＣＵ３１の出力側には、上記したガソリン噴射弁５、エマルジョン噴射弁９、第１燃料ポンプ１２及び第２燃料ポンプ２５、撹拌用モータ１８及び流量調整弁１５，２０が接続されると共に、運転席に設けられた凝縮水の不足を報知するための警告灯３４、及び図示しない点火プラグを駆動するイグナイタ等の各種デバイス類が接続されている。
【００３２】
ＥＣＵ３１は、各センサからの検出情報に基づき点火時期や燃料噴射量等を決定し、決定した目標値に基づいてイグナイタやガソリン噴射弁５及びエマルジョン噴射弁９を駆動制御してエンジン１を運転する。
またＥＣＵ３１は、ＥＧＲクーラ８内に溜まった凝縮水を処理するために、エマルジョン燃料を生成してエマルジョン噴射弁９から噴射しており、以下、ＥＣＵ３１により実行される当該処理について説明する。
【００３３】
ＥＧＲクーラ８内で発生した凝縮水は、第１凝縮水路２３を経て凝縮水容器２２内に移送されて一時的に貯留されており、ＥＣＵ３１は通常時には流量調整弁１５，２０を共に閉弁状態に保持している。ＥＣＵ３１は液面センサ３３からの検出情報に基づき撹拌容器１７内のエマルジョン燃料の液面レベルを監視し、液面レベルが所定の下限まで低下すると流量調整弁１５，２０を共に開弁し、凝縮水容器２２内の凝縮水及び第１燃料ポンプ１２から吐出される燃料を撹拌容器１７内に供給する。これらの凝縮水と燃料とによりエマルジョン燃料が生成されるのであるが、所定の混合比（例えば、凝縮水：燃料＝３０：７０）となるように、ＥＣＵ３１は流量調整弁１５，２０を開度制御して凝縮水及び燃料の流量比を調整する。
【００３４】
凝縮水及び燃料の供給は、液面レベルが所定の上限に達するまで或いは凝縮水容器２２内の凝縮水が無くなるまで継続される。次いでＥＣＵ３１は撹拌用モータ１８を作動させ、撹拌翼１９により凝縮水と燃料を撹拌する。これにより撹拌容器１７内で凝縮水と燃料とが混合されて所定の混合比のエマルジョン燃料が生成され、第２燃料ポンプ２５により加圧されてエマルジョン噴射弁９に供給される。従って、エマルジョン噴射弁９の開弁に伴い、エマルジョン燃料はエンジン１の吸気ポート３内に噴射されて筒内４での燃焼に供される。
【００３５】
エンジン１の運転中において、ＥＣＵ３１はガソリン噴射弁５及びエマルジョン噴射弁９をエンジン１の運転領域に応じて駆動する。
図３はエンジン１の運転領域内のノッキングが発生する領域を示しており、特に高負荷・低回転域でノッキングが発生することが判る。ＥＣＵ３１は全ての運転領域でガソリン噴射弁５を駆動し、これに対してエマルジョン噴射弁９をノッキング発生領域で駆動する。従って、ノッキング発生領域以外（他の運転領域）では、エンジン１の要求出力から算出された要求燃料量となるようにガソリン噴射弁５の噴射量が制御される。
【００３６】
これに対してノッキング発生領域では要求燃料量を達成するように、ガソリン噴射弁５及びエマルジョン噴射弁９の噴射量が予め設定された比率で制御される。ノッキング発生領域内では、負荷が高くなるほどガソリン噴射弁５に対するエマルジョン噴射弁９の噴射量の比率が増加され、それに応じて筒内４に導入される凝縮水が増加して燃焼温度の低下によりノッキングの抑制が図られる。
【００３７】
但し、ガソリン噴射弁５及びエマルジョン噴射弁９の制御はこれに限るものではない。例えば液面センサ３２により検出される凝縮水容器２２内の液面レベルが予め設定された上限を超えた場合には、多量に発生した凝縮水を迅速に処理する必要がある。そこで、このような状況ではノッキング発生領域以外でもエマルジョン噴射弁９を駆動して、筒内４にエマルジョン燃料を導入・処理するようにしてもよい。
【００３８】
また、ガソリン噴射弁５を省略して全ての領域でエマルジョン噴射弁９を駆動し、常に筒内４にエマルジョン燃料を導入・処理するようにしてもよい。
更にＥＣＵ３１には、第１凝縮水路弁の開閉を行うために、入力側にキャップセンサ１０８と出力側に第１凝縮水路弁９８とが電気的に接続している。以下、ＥＣＵ３１により実行される当該処理について説明する。
【００３９】
図４を参照すると、ＥＣＵ３１が実行する、本発明に係る凝縮水処理装置の制御手順を示すルーチンがフローチャートで示されおり、以下、同フローチャートに沿い説明する。
ステップＳ１０では、給水口１０４が開放されているか否かを判別する。キャップセンサ１０８によってフィラーキャップ１０６が取り外されていることを検出するとき、給水口１０４が開放されていると判別し、ステップＳ１２に移行して第１凝縮水路弁９８を閉鎖する。一方、キャップセンサ１０８によってフィラーキャップ１０６が取り付けられていることを検出するとき、給水口１０４が閉鎖されていると判別し、ステップＳ１４に移行して第１凝縮水路弁９８を開放する。以降、本ルーチンが繰り返し実行される。
【００４０】
即ち、水を給水口１０４から凝縮水容器２２に補給するためにフィラーキャップ１０６を取り外すと、ＥＣＵ３１によって第１凝縮水路弁９８が閉鎖される。これにより、凝縮水容器２２内に残存する空気１０９を凝縮水容器２２から抜け出さないようにすることができる。
更に、水を凝縮水容器２２に補給し終わり、フィラーキャップ１０６を取り付けると、ＥＣＵ３１によって第１凝縮水路弁９８が開放される。これにより、ＥＧＲクーラ８内に発生した凝縮水を凝縮水容器２２に供給可能となる。
【００４１】
以上説明したように、本発明に係る凝縮水処理装置では、エンジン１の排ガスを冷却して該エンジン１の筒内４に導入するＥＧＲクーラ８と、排ガスの冷却によりＥＧＲクーラ８内に発生した凝縮水を一時的に貯留する凝縮水容器２２と、凝縮水容器２２に凝縮水を供給可能に接続する第１凝縮水路２３と、第１凝縮水路２３に設けられ、該第１凝縮水路２３を開閉可能な第１凝縮水路弁９８と、第１凝縮水路弁９８を開閉操作するＥＣＵ３１と、第１凝縮水路２３が開口する位置よりも低い位置で開口し給水口１０４から水を補給する給水路１００と、開口部１０２ａが凝縮水容器２２の内部の給水路１００の一端より重力方向で視て上方であって、凝縮水容器２２の重力方向で視た上端から所定距離ｈ下側に位置し、空気１０９を外気開放するブリーザ１０２とを備えている。
【００４２】
従って、ＥＧＲクーラ８から凝縮水容器２２に凝縮水を供給可能に接続する第１凝縮水路２３に第１凝縮水路弁９８を設け、ＥＣＵ３１によって第１凝縮水路弁９８を開閉操作可能に構成したので、凝縮水容器２２から第１凝縮水路２３を閉止して第１凝縮水路２３を通って抜け出る空気を抑制し、凝縮水容器２２内に残存する空気１０９を抜け出さないようにすることができる。これにより、給水口１０４から水を補給する場合に、水をブリーザ１０２の開口部１０２ａが位置する水位までしか入らないように、即ち残存する空気１０９の分だけ凝縮水容器２２内の上部に空間を保持することができ、凝縮水容器２２に優先的に凝縮水を供給するようにできる。
【００４３】
更に、凝縮水容器２２に水を補給するために設けられた給水口１０４にフィラーキャップ１０６の脱着を検出するキャップセンサ１０８を設け、ＥＣＵ３１は、フィラーキャップ１０６が給水口１０４から外されたときに第１凝縮水路弁９８を閉鎖するようにしている。これにより、キャップセンサ１０８によってフィラーキャップ１０６を取り外したことを検出する場合、即ち水を凝縮水容器２２に補給する可能性が高い場合には、ＥＣＵ３１によって第１凝縮水路弁９８を閉鎖することができる。
【００４４】
そして、撹拌容器１７に凝縮水及び水を供給する第２凝縮水路２１や給水口１０４、給水路１００に炭酸カルシウムを取り除くフィルタ１１０を用いることで、水として水道水等の炭酸カルシウムを含む水を補給した場合であっても、給水口１０４から撹拌容器１７までの水が通る経路の間でフィルタ１１０によって炭酸カルシウムを除去することができ、給水口１０４から撹拌容器１７までの間での炭酸カルシウムの蓄積による詰まり等を抑制することができる。
【００４５】
［第２実施形態］
次に、本発明を別のエンジン１の凝縮水処理装置に具体化した第２実施形態を説明する。
図５は第２実施形態のエンジン１の凝縮水処理装置を示す全体構成図である。
本実施形態の凝縮水処理装置の全体的な構成は第１実施形態のものと同様であり、相違点は、凝縮水容器２２及び撹拌容器１７を一体容器４１に置き換えたことと、ＥＣＵ３１がイグニッションスイッチ１２０と電気的に接続されていることにある。そこで、重複する構成の箇所は同一部材番号を付して説明を省略し、相違点を重点的に述べる。
【００４６】
一体容器４１は、凝縮水槽（凝縮水容器）４２、燃料槽４３及び撹拌槽（エマルジョン燃料容器）４４からなり、凝縮水槽４２及び燃料槽４３が並列配置で画成されると共に、それらの下側で隣接するように撹拌槽４４が画成され、全体として１つの容器を構成している。第１実施形態の凝縮水容器２２と同じく、凝縮水槽４２は第１凝縮水路２３を介してＥＧＲクーラ８と接続され、ＥＧＲクーラ８からの凝縮水が一時的に凝縮水槽４２内に貯留される。また第１実施形態の撹拌容器１７と同じく、撹拌槽４４は第１エマルジョン路２４、第２燃料ポンプ２５及び第２エマルジョン路２６を介して各気筒のエマルジョン噴射弁９とそれぞれ接続されると共に、撹拌槽４４の底部には撹拌用モータ１８により回転駆動される撹拌翼１９が配設されている。
【００４７】
また燃料槽４３は、流量調整弁１５を備えた第３ガソリン路１６を介して第１燃料ポンプ１２と接続され、第１燃料ポンプ１２からの燃料が流量調整弁１５を経て燃料槽４３内に供給されて一時的に貯留される。流量調整弁１５の開度はＥＣＵ３１により制御され、燃料槽４３内の燃料は常に凝縮水槽４２内の凝縮水と同一液面レベルに調整されている。
なお、以下の混合弁４５による所定の流量比を達成できれば、必ずしも同一液面レベルとする必要はなく、互いに異なる液面レベルに保ってもよい。
【００４８】
一体容器４１の凝縮水槽４２と撹拌槽４４との間、及び燃料槽４３と撹拌槽４４との間には、共通の混合弁４５が介装されている。混合弁４５の凝縮水槽４２側の開度及び燃料槽４３側の開度は、エマルジョン燃料の混合比と対応するように予め設定されており、それらの開度に応じた流量比で、凝縮水槽４２内の凝縮水及び燃料槽４３内の燃料が重力により撹拌槽４４内に流下・供給される。結果として撹拌槽４４内では、撹拌翼１９により凝縮水及び燃料が混合されることで所定の混合比のエマルジョン燃料が生成される。
【００４９】
このようにして生成されたエマルジョン燃料が撹拌槽４４からエマルジョン噴射弁９に供給され、エマルジョン噴射弁９の開弁に伴って吸気ポート３内に噴射されて筒内４での燃焼に供される。従って、重複する説明はしないが、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
加えて、凝縮水槽４２、燃料槽４３及び撹拌槽４４からなる一体容器４１を設け、且つ混合弁４５により撹拌槽４４内に凝縮水及び燃料を所定の流量比で供給するようにしたため、第１実施形態と比較して凝縮水処理装置の全体的な構成を簡略化できるという効果も得られる。
【００５０】
図６を参照すると、第２実施形態の凝縮水槽４２の断面図が示されている。
ＥＣＵ３１は、第１凝縮水路弁９８の開閉を行うために、入力側にイグニッションスイッチ１２０が電気的に接続している。イグニッションスイッチ１２０は、運転手によってエンジン１の始動操作及び停止操作をするスイッチである。故に、運転手の意思でエンジン１を起動するために図示しない運転席に設けられている。
【００５１】
以下、ＥＣＵ３１により実行される当該処理について説明する。
図７を参照すると、ＥＣＵ３１が実行する、第２実施形態に係る凝縮水処理装置の制御手順を示すルーチンがフローチャートで示されおり、以下、同フローチャートに沿い説明する。
本ステップは、イグニッションスイッチ１２０が運転手によって操作されることでスタートする。
【００５２】
ステップＳ１１０では、エンジン１が運転手によって始動操作されたか否かを判別する。運転手がイグニッションスイッチ１２０を操作してエンジン１が始動されたと判別されると、ステップＳ１１２に移行して第１凝縮水路弁９８を開放する。また、運転手がイグニッションスイッチ１２０を操作してエンジン１が停止されたと判別されると、ステップＳ１１４に移行して第１凝縮水路弁９８を閉鎖して本ルーチンが終了する。
【００５３】
以上により、第２実施形態では、エンジン１の始動及び停止を指示するイグニッションスイッチ１２０を更に有し、ＥＣＵは、イグニッションスイッチ１２０によってエンジン１が始動したとき、第１凝縮水路弁９８を開放するようにしている。
これにより、運転手の意思により運転手がイグニッションスイッチ１２０を始動操作してエンジン１が始動された場合に第１凝縮水路弁９８を開放することで、凝縮水が生成されるエンジン１の作動状態時に第１凝縮水路弁９８を開放することができる。一方、運転手がイグニッションスイッチ１２０を操作してエンジン１が停止された場合に第１凝縮水路弁９８を閉鎖することで、凝縮水が生成されるエンジン１の停止時に第１凝縮水路弁９８を閉鎖することができる。
【００５４】
従って、イグニッションスイッチ１２０を操作してエンジン１が停止された場合には、水を凝縮水槽４２に補給する可能性が高い状況と判断でき、ＥＣＵ３１によって第１凝縮水路弁９８を閉鎖するようにでき、凝縮水槽４２内に残存する空気１０９を抜け出さないようにすることができる。これにより、上記第１実施形態の場合と同様に、残存する空気１０９の分だけ凝縮水槽４２内の上部に空間を保持することができ、凝縮水槽４２に優先的に凝縮水を供給するようにできる。
【００５５】
以上で本発明に係る凝縮水処理装置の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本実施形態では、脱着検出手段としてキャップセンサ１０８を用いて説明したが、フィラーキャップ１０６の脱着を検出することができればよく、センサでなくてもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、凝縮水路弁開閉手段をＥＣＵ３１として電子制御で行う様にしたが、フィラーキャップ１０６の脱着に応じワイヤ等で機械的に第１凝縮水路弁９８を開閉するようにしてもよい。
また、本実施形態では、補給水として水を使用しているが、エタノールを使用するなど水以外の液体であってもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、フィルタ１１０を炭酸カルシウムを取り除くものとしたが、炭酸カルシウム以外の不純物、例えば砂等を取り除くものとしてもよい。
また、本実施形態では、ブリーザ１０２を用い、ブリーザ１０２の開口部１０２ａの開口まで水を補給できるようにしているが、ブリーザ１０２を使用せず、給水路１００の開口を凝縮水容器２２、４２の重力方向で視た上端から所定距離ｈ下側に位置するようにしてもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、自動車用エンジン１の凝縮水処理装置に具体化したが、エンジンの用途はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば船舶用のエンジン、或いは定置型の発電装置用エンジンに適用してもよい。
また、本実施形態では、ＥＧＲクーラ８内に発生した凝縮水の処理装置に具体化したが、本発明の排ガス冷却器はこれに限るものではなく、例えばインタクーラに適用してもよい。（ＥＧＲの還流により排ガスを含む）吸気がインタクーラを流通・冷却される際に、同じく凝縮水が発生するためである。また、車室内の空調（クーラー）で発生する凝縮水（ドレン水）を適用してもよい。
【００５９】
また、第１、２実施形態では、ガソリン噴射弁５及びエマルジョン噴射弁９から吸気ポート３内に燃料噴射したが、何れか一方或いは双方を筒内直接噴射型として構成してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  エンジン
４  筒内
８  ＥＧＲクーラ（排ガス冷却器）
１７  撹拌容器（エマルジョン燃料容器）
２１  第２凝縮水路
２２  凝縮水容器
２３  第１凝縮水路
３１  ＥＣＵ（凝縮水路弁開閉手段）
４２  凝縮水槽
９８  第１凝縮水路弁
１００  給水路
１０２  ブリーザ
１０４  給水口
１０６  フィラーキャップ
１０８  キャップセンサ（脱着検出手段）
１１０  フィルタ
１２０  イグニッションスイッチ
【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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