(57)【要約】【課題】この発明は、ＥＧＲガスの導入に関する制約を解消し、かつ、内燃機関の搭載性に悪影響を及ぼすことなく、コンプレッサのエロージョン対策を可能とする内燃機関を提供することを目的とする。【解決手段】吸気通路１２と排気通路１４とを接続するＥＧＲ通路２０を備える。吸気通路１２とＥＧＲ通路２０との接続部３０よりも下流側の吸気通路１２に配置され、インペラを収容するコンプレッサ１８ａを備える。接続部３０とインペラとの間の部位であってコンプレッサ１８ａからの熱が伝わる部位（曲がり部１２ａ）において吸気通路１２の内壁に、周方向の全体に及ぶように円環状に形成され、吸気通路１２を流れる凝縮水を吸水する吸水材２８を備える。【選択図】図３
2015086722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記吸気通路と前記ＥＧＲ通路との接続部よりも下流側の前記吸気通路に配置され、インペラを収容するコンプレッサと、
前記接続部と前記インペラとの間の部位であって前記コンプレッサからの熱が伝わる部位において前記吸気通路の内壁の少なくとも一部に存在するように取り付けられ、前記吸気通路を流れる凝縮水を吸水する吸水材と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記吸水材は、前記吸気通路の前記部位において内壁に沿って周方向の全体に及ぶように円環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記吸水材は、前記吸気通路の前記部位において内壁に沿って周方向の一部に形成されており、
前記吸気通路の前記部位において前記吸水材が設けられてない周方向の残りの部位に、内壁に沿って周方向に延びるように形成された溝をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記溝と連通し、かつ、前記インペラをバイパスして前記インペラの下流から上流に吸気を戻すバイパス通路をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記吸水材が配置される前記吸気通路の前記部位を構成する吸気通路構成部材と、前記コンプレッサのハウジングとの間に介在し、前記吸気通路構成部材よりも熱伝導率の高いガスケットを更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の内燃機関。
【請求項６】
前記吸水材が配置される前記吸気通路の前記部位を構成する吸気通路構成部材と、前記コンプレッサのハウジングとが一体で形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の内燃機関。
【請求項７】
前記吸水材が配置される前記吸気通路の前記部位を構成する吸気通路構成部材と前記吸水材との材質が同じであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関に係り、特に、吸入空気を過給するコンプレッサと当該コンプレッサよりも上流側の吸気通路に排気ガスを還流させるＥＧＲ通路とを備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、低圧ループ（Low Pressure Loop）ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置を備えるターボ過給機付き内燃機関が開示されている。この従来の内燃機関は、排気管の途中にＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）ユニットを備えている。そして、ＤＰＦユニットの内部には、異物捕集フィルタと、当該異物捕集フィルタに隣接して設けられた吸水材とが備えられている。吸水材は、ＥＧＲ通路内に生じた凝縮水を吸着するために備えられている。吸水材に吸着した凝縮水は、吸水材が排気管内の高温の排気ガスに常時さらされることで蒸発して吸水材から脱離するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２０２２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の構成によれば、吸水材から脱離した水分を含む排気ガスの一部がＥＧＲガスとして吸気通路に導入されることになる。吸気通路に導入されたＥＧＲガスと吸気との混合ガスが低温の吸気通路壁面に触れると、結露して凝縮水が発生する。特に、壁面に結露した凝縮水は、壁面を伝って移動する間に粒径が大きくなる。粒径の大きな液滴がコンプレッサインペラの外周部（周速が最も高い部分）に当たると、エロージョンが発生することが懸念される。このようなエロージョンの防止のために凝縮水の発生防止を意図して、ＥＧＲガスを導入する運転条件に制約を設けることとすると、ＥＧＲガスの導入による燃費向上効果を十分に引き出せなくなる。また、エロージョン対策のために何らかの構成を備える場合には、内燃機関の搭載性に悪影響を及ぼさないようになっていることが好ましい。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ＥＧＲガスの導入に関する制約を解消し、かつ、内燃機関の搭載性に悪影響を及ぼすことなく、コンプレッサのエロージョン対策を可能とする内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、内燃機関であって、
吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記吸気通路と前記ＥＧＲ通路との接続部よりも下流側の前記吸気通路に配置され、インペラを収容するコンプレッサと、
前記接続部と前記インペラとの間の部位であって前記コンプレッサからの熱が伝わる部位において前記吸気通路の内壁の少なくとも一部に存在するように取り付けられ、前記吸気通路を流れる凝縮水を吸水する吸水材と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記吸水材は、前記吸気通路の前記部位において内壁に沿って周方向の全体に及ぶように円環状に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１の発明において、
前記吸水材は、前記吸気通路の前記部位において内壁に沿って周方向の一部に形成されており、
前記吸気通路の前記部位において前記吸水材が設けられてない周方向の残りの部位に、内壁に沿って周方向に延びるように形成された溝をさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第３の発明において、
前記溝と連通し、かつ、前記インペラをバイパスして前記インペラの下流から上流に吸気を戻すバイパス通路をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１〜第４の発明の何れか１つにおいて、
前記吸水材が配置される前記吸気通路の前記部位を構成する吸気通路構成部材と、前記コンプレッサのハウジングとの間に介在し、前記吸気通路構成部材よりも熱伝導率の高いガスケットを更に備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第１〜第５の発明の何れか１つにおいて、
前記吸水材が配置される前記吸気通路の前記部位を構成する吸気通路構成部材と、前記コンプレッサのハウジングとが一体で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、第７の発明は、第１〜第６の発明の何れか１つにおいて、
前記吸水材が配置される前記吸気通路の前記部位を構成する吸気通路構成部材と前記吸水材との材質が同じであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、コンプレッサの上流側において吸気通路の内壁を伝って下流側に流れていく凝縮水を吸水材によって捕集することができる。そのうえで、吸水材に捕集された凝縮水がコンプレッサからの伝熱によって蒸発して霧化したうえで、コンプレッサに流入するようになる。霧化により凝縮水の粒径は十分に小さくなるため、霧化した凝縮水がコンプレッサに流入しても、コンプレッサのエロージョン発生を防止することができる。以上の吸水材を用いたエロージョン対策によれば、エロージョンの防止のために凝縮水の発生防止を意図して、ＥＧＲガスを導入する運転条件に制約を設ける必要がなくなる。また、吸水材は吸気通路の内部に備えられている。したがって、ＥＧＲガスの導入による燃費向上効果や内燃機関の搭載性が妨げられるのを回避しつつ、エロージョン対策が可能となる。
【００１４】
第２の発明によれば、吸気通路の内壁を伝って下流側に流れていく凝縮水を吸水材によって確実に捕集することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、吸水材と溝とを利用して、凝縮水が液滴のままでコンプレッサに流入するのを防止することができる。そして、本発明によれば、別部材となる吸水材の設置範囲を小さく抑えつつ、溝形状を併用して吸気通路の上記部位の内壁の全周に対して凝縮水を収集する機能を持たせることができる。
【００１６】
第４の発明によれば、バイパス通路を通ってインペラの下流から上流に戻された吸気によって、溝の内部に収集した凝縮水を吸気通路の中心部に吹き飛ばすことができる。インペラの前端面の中央部はその外周部よりも周速が低いので、中央部では凝縮水の接触によるエロージョンが発生しにくい。また、このバイパス通路は、過給式の内燃機関に一般的に設けられている。したがって、本発明によれば、既存の装置を用いてエロージョン対策を図ることができる。
【００１７】
第５の発明によれば、吸水材が配置される吸気通路構成部材とコンプレッサのハウジングとの間に高熱伝導性のガスケットを備えたことによって、コンプレッサから吸水材への入熱量を増大させることができる。その結果、吸水材の内部での凝縮水の蒸発を促進できるようになる。
【００１８】
第６の発明によれば、吸水材が配置される吸気通路構成部材とコンプレッサのハウジングとを一体で形成したことにより、コンプレッサから吸水材への入熱量を効果的に増大させることができる。その結果、吸水材の内部での凝縮水の蒸発を効果的に促進できるようになる。
【００１９】
第７の発明によれば、吸水材を接着によって吸気通路構成部材に取り付ける場合において、接着強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１の内燃機関のシステム構成を説明するための図である。
【図２】図１に示す吸気通路に備えられる吸水材の配置部位を説明するための図である。
【図３】図２に示す吸水材の具体的な構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２における内燃機関の特徴的な構成を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態３における内燃機関の特徴的な構成を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態４における内燃機関の特徴的な構成を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態５における内燃機関の特徴的な構成を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態５において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態６における内燃機関の特徴的な構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
先ず、図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。内燃機関１０は、燃焼室（図示省略）に吸入される空気が流れる吸気通路１２と、燃焼室から排出されるガスが流れる排気通路１４とを備えている。
【００２３】
吸気通路１２の入口近傍には、エアクリーナ１６が設けられている。エアクリーナ１６の下流には、吸入空気を過給するために、ターボ過給機１８のコンプレッサ１８ａが配置されている。コンプレッサ１８ａの内部には、図示省略するインペラが収容されている。ターボ過給機１８は、コンプレッサ１８ａと一体的に連結され排気ガスの排気エネルギーによって作動するタービン１８ｂを備えている。コンプレッサ１８ａは、タービン１８ｂに入力される排気ガスの排気エネルギーによって回転駆動される。また、コンプレッサ１８ａの下流には、スロットルバルブ１９が配置されている。
【００２４】
内燃機関１０は、低圧ループ（ＬＰＬ）式のＥＧＲ通路２０を備えている。ＥＧＲ通路２０は、タービン１８ｂよりも下流側の排気通路１４とコンプレッサ１８ａよりも上流側の吸気通路１２とを連通するように構成されている。このＥＧＲ通路２０の途中には、ＥＧＲガスの流れの上流側から順に、ＥＧＲ通路２０を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２２、および、ＥＧＲ通路２０を通って吸気通路１２に還流するＥＧＲガス量を調整するためのＥＧＲ弁２４が設けられている。
【００２５】
更に、本実施形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６を備えている。ＥＣＵ２６の入力部には、吸気通路１２に流入した吸気（新気）の流量および温度を検出するためのエアフローメータ２７等の内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサ（図示省略）が接続される。また、ＥＣＵ２６の出力部には、上述したＥＧＲ弁２４等の内燃機関１０の運転を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ２６は、上記各種のセンサ出力と所定のプログラムとに基づいて上記各種アクチュエータを駆動することにより、内燃機関１０の運転状態を制御するものである。
【００２６】
図２は、図１に示す吸気通路１２に備えられる吸水材２８の配置部位を説明するための図である。
図２に示すように、吸水材２８は、吸気通路１２とＥＧＲ通路２０との接続部３０と、コンプレッサ１８ａのインペラとの間の部位において吸気通路１２の内壁に取り付けられている。図２に示す構成では、接続部３０とコンプレッサ１８ａのインペラとの間の部位を構成する吸気通路構成部材（吸気管）は、Ｌ字状の曲がり部（エルボ）１２ａとして構成されている。また、吸水材２８が配置される曲がり部１２ａは、コンプレッサ１８ａからの熱が吸水材２８に伝わる場所に位置している。
【００２７】
図３は、図２に示す吸水材２８の具体的な構成を説明するための図である。より具体的には、図３（Ａ）は、図２中のＡ−Ａ線で吸水材２８付近の吸気通路１２を切断した断面図であり、図３（Ｂ）は、図２中のＢ−Ｂ線で吸水材２８付近の吸気通路を切断した断面図である。
【００２８】
図３に示すように、吸水材２８は、曲がり部１２ａの内壁に沿って周方向の全体に及ぶように円環状に形成されている。吸水材２８は、その外周面と曲がり部１２ａの内壁面との接着によって曲がり部１２ａに組み付けられている。また、吸水材２８の存在によって吸気の圧力損失を極力増やさないようにするために、図３（Ａ）に示すように、吸水材２８の内周面と、吸水材２８の周囲の曲がり部１２ａの内壁面とがフラット（凹凸なし）となるように構成されている。
【００２９】
吸水材２８の材料としては、次のようなものが好適である。すなわち、例えば、金属多孔質体（例えば、アルミニウム）を用いることができる。また、多孔質の樹脂（例えば、アクリル酸重合体部分ナトリウム塩架橋物）、或いは、多孔質のウレタンスポンジを用いてもよい。これらの多孔質の金属や樹脂を用いた場合には、吸水による吸水材２８の体積変化を無くすことができる。また、吸水材２８と曲がり部１２ａとの接着強度を高めるために、吸水材２８と曲がり部１２ａとは、材質が同じであることが好ましい。
【００３０】
以上説明した構成を有する吸水材２８を備えていることにより、コンプレッサ１８ａの上流側において吸気通路１２の内壁を伝って下流側に流れていく凝縮水が、毛細管現象により吸水材２８によって捕集される。そのうえで、吸水材２８に捕集された凝縮水がコンプレッサ１８ａのハウジング１８ａ１からの伝熱によって蒸発して霧化したうえで、コンプレッサ１８ａのインペラに流入する。霧化により凝縮水の粒径は十分に小さくなるため、霧化した凝縮水がコンプレッサ１８ａに流入しても、インペラのエロージョンの問題は生じない。
【００３１】
以上説明した吸水材２８を用いたエロージョン対策によれば、エロージョンの防止のために凝縮水の発生防止を意図して、ＥＧＲガスを導入する運転条件に制約を設ける必要がなくなる。また、吸水材２８は吸気通路１２の内部に備えられている。したがって、ＥＧＲガスの導入による燃費向上効果や内燃機関１０の搭載性が妨げられるのを回避しつつ、エロージョン対策が可能となる。また、エロージョン対策のために特別な制御が必要ないため、開発工数（主に適合工数）を削減することもできる。
【００３２】
ところで、上述した実施の形態１においては、吸水材２８は、曲がり部１２ａの内壁に沿って周方向の全体に及ぶように円環状に形成されている。しかしながら、本発明における吸水材は、吸気通路とＥＧＲ通路との接続部とインペラとの間の部位であってコンプレッサからの熱が伝わる部位において吸気通路の内壁の少なくとも一部に存在するように取り付けられたものであればよく、例えば、吸気通路の内壁の周方向の一部に存在するように取り付けられたものであってもよい。
【００３３】
実施の形態２．
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図４は、本発明の実施の形態２における内燃機関４０の特徴的な構成を説明するための図である。なお、図４において、上記図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００３４】
図４に示すように、本実施形態の内燃機関４０においても、上述した内燃機関１０と同様に、吸気通路１２の曲がり部１２ａに吸水材２８を備えている。そのうえで、本実施形態の内燃機関４０は、吸水材２８が配置される曲がり部１２ａの端面と、コンプレッサ１８ａのハウジング１８ａ１の端面との間に介在するシール部材として、高熱伝導性のガスケット４２を備えている。ガスケット４２は、曲がり部１２ａよりも熱伝導率の高い材料で構成されている。
【００３５】
以上説明した本実施形態の構成によれば、上述した実施の形態１の構成による効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、高熱伝導性のガスケット４２を曲がり部１２ａとコンプレッサ１８ａのハウジング１８ａ１との間に備えたことにより、実施の形態１の構成と比べて、コンプレッサ１８ａから吸水材２８への入熱量が増大する。その結果、吸水材２８の内部での凝縮水の蒸発を促進できるようになる。また、この手法によれば、一般的に使用されるガスケットに代えてガスケット４２を備えるだけで、ターボ過給機の関連部品を変更することなしに、エロージョン対策を行えるようになる。このため、展開性とコストという観点において有利な対策となる。
【００３６】
実施の形態３．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
図５は、本発明の実施の形態３における内燃機関５０の特徴的な構成を説明するための図である。なお、図５において、上記図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００３７】
図５に示すように、上述した内燃機関１０と同様に、吸気通路１２における接続部３０とコンプレッサ１８ａの間の部位に、吸水材２８を備えている。ただし、本実施形態においては、吸水材２８が配置される吸気通路１２の上記部位を構成する吸気構成部材とコンプレッサ１８ａのハウジングとが、エルボ付きハウジング５２として一体で形成されている。
【００３８】
以上説明した本実施形態の構成によれば、上述した実施の形態１の構成による効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、実施の形態２の構成よりも、さらにコンプレッサ１８ａから吸水材２８への入熱量を増大させることができる。その結果、吸水材２８の内部での凝縮水の蒸発をさらに促進できるようになる。
【００３９】
実施の形態４．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
図６は、本発明の実施の形態４における内燃機関６０の特徴的な構成を説明するための図である。なお、図６において、上記図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。ただし、本実施形態の内燃機関６０は、図２ではなく、図３もしくは図４に示す構成を前提としたものであってもよい。
【００４０】
図６に示すように、本実施形態の内燃機関６０においても、吸気通路１２の内壁に、吸水材２８と同様の構成を有する吸水材６２を備えている。ただし、本実施形態では、吸水材６２は、吸気通路１２として機能するコンプレッサ６４ａの入口通路を形成する吸気通路構成部材に相当するハウジング６４ａ１に備えられている。吸水材６２は、インペラ６４ａ２の上流側において、ハウジング６４ａ１の内壁に沿って周方向における重力方向の下半分の部位に及ぶように設置されている。
【００４１】
一方、吸水材６２が配置されたハウジング６４ａ１において吸水材６２が設けられていない周方向の残りの部位（重力方向の上半分の部位）には、図６に示すように、内壁に沿って周方向に延びるように溝６６が形成されている。ここでは、溝６６は、吸気の流れ方向に対して垂直な方向に深くなるように形成されている。なお、溝６６の形状は、上記以外にも、例えば、吸気の流れ方向と平行な方向に深くなるように形成されるものであってもよいし、あるいは、インペラ６４ａ２側に向かって傾斜するハウジング６４ａ１の傾斜方向に深くなるように形成されるものであってもよい。
【００４２】
以上説明した構成を有する内燃機関６０によれば、吸気通路１２の内壁を伝ってインペラ６４ａ２側に向かう凝縮水が、ハウジング６４ａ１の上半分側の部位においては溝６６によって収集され、ハウジング６４ａ１の下半分側の部位においては吸水材６２によって捕集されるようになる。そして、溝６６に収集された凝縮水は、溝６６を伝って下方に移動し、吸水材６２に捕集される。吸水材６２に捕集された凝縮水は、既述したように、コンプレッサ６４ａからの熱によって蒸発して霧化したうえで、インペラ６４ａ２に流入する。このように、本発明におけるエロージョン対策は、上記構成を用いて行うこともできる。また、本実施形態の構成によれば、別部材となる吸水材６２の設置範囲を小さく抑えつつ、溝形状を併用して吸気通路１２の内壁の全周に対して凝縮水を収集する機能を持たせることができる。
【００４３】
ところで、上述した実施の形態４においては、コンプレッサ６４ａのハウジング６４ａ１の周方向の上半分側に溝６６が備えられ、周方向の下半分側に吸水材６２が備えられている。しかしながら、上記周方向における溝６６の設置範囲と吸水材６２の設置範囲の配分は、必ずしも半分ずつに限らず、任意の割合でなされるものであってもよい。
【００４４】
実施の形態５．
次に、図７および図８を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
図７は、本発明の実施の形態５における内燃機関７０の特徴的な構成を説明するための図である。なお、図７において、上記図６に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。ただし、本実施形態の内燃機関７０は、図２ではなく、図３もしくは図４に示す構成を前提としたものであってもよい。
【００４５】
図７に示すように、本実施形態の内燃機関７０においても、実施の形態４の内燃機関６０と同様に、コンプレッサ６４ａの入口におけるハウジング６４ａ１の内壁には、周方向の上半分側に溝６６が形成されており、また、当該周方向の下半分側に吸水材６２が設置されている。そのうえで、本実施形態の内燃機関７０は、溝６６と連通し、かつ、インペラ６４ａ２をバイパスしてインペラ６４ａ２の下流から上流に吸気を戻すエアバイパス通路７２を備えている。
【００４６】
エアバイパス通路７２の途中には、エアバイパスバルブ（ＡＢＶ）７４が設置されている。ＡＢＶ７４は、常閉の電磁式バルブであり、ＥＣＵ２６に電気的に接続されている。このような構成によれば、ＡＢＶ７４を開くことで、エアバイパス通路７２の閉塞が解除される。このため、過給時にＡＢＶ７４を開くことで、インペラ６４ａ２の上下流の圧力差によって、インペラ６４ａ２の下流の圧縮ガスがインペラ６４ａ２の上流に戻されるようになる。
【００４７】
本実施形態の構成によっても、溝６６と吸水材６２とを備えているので、吸気通路１２の内壁を伝ってコンプレッサ６４ａ側に移動する凝縮水が大きな液滴のままでインペラ６４ａ２に流入しないようにすることができる。ただし、溝６６や吸水材６２の容量には限界があるので溝６６や吸水材６２から凝縮水が溢れ出てしまう可能性が残る。そこで、本実施の形態では、溝６６に凝縮水を収集しつつ、ＡＢＶ７４を作動させて溝６６から凝縮水を排出する制御を行うこととしている（エロージョン対策ＡＢＶ作動制御）。
【００４８】
エロージョン対策ＡＢＶ作動制御とは、ＡＢＶ７４の作動条件かつ凝縮水発生条件が成立した場合に、ＡＢＶ７４を開く制御である。上記作動条件は、ＡＢＶ７４の通常の作動条件であり、高過給時にスロットルバルブ１９を急激に閉じた際に成立する。上記作動条件の成立時にＡＢＶ７４を開く理由は、高過給時にスロットルバルブ１９を急激に閉じるとインペラ６４ａ２の下流圧力が高まりターボ回転が低下し、次回加速時にエンジントルクが出ず、車両等の運転者の意図どおりの運転ができないためである。また、上記凝縮水発生条件は、本実施の形態の特徴的な条件であり、インペラ６４ａ２の上流の吸気通路１２の内壁に凝縮水が発生し、または付着する際に成立する。
【００４９】
上記凝縮水発生条件の成立時にＡＢＶ７４を開くことで、エアバイパス通路７２が開放されることによって、高圧の吸気が溝６６に供給される。これにより、溝６６に収集した凝縮水を排出することができる。より具体的には、溝６６に溜まった凝縮水は、インペラ６４ａ２の下流から上流に向かう戻りガスの流れに乗せられ、コンプレッサ６４ａの入口通路の中心部に吹き飛ばされ、この中心部を流れる吸気とともにインペラ６４ａ２の前端面の中央部（つまり、シャフト７６近傍）からコンプレッサ６４ａ内に流入する。インペラ６４ａ２の前端面において、中央部は外周部に比べて周速が低いので、外周部に比べて凝縮水の接触によるエロージョンが発生し難い。即ち、インペラ６４ａ２でのエロージョン発生を抑制することができる。
【００５０】
図８は、本実施の形態５において、ＥＣＵ２６により実行されるエロージョン対策ＡＢＶ作動制御の処理ルーチンを示すフローチャートである。なお、図８に示すルーチンは、過給圧が設定値以上となった場合に繰り返して実行されるものとする。
【００５１】
図８に示すルーチンでは、先ず、ＥＣＵ２６は、ＥＧＲガスの温度および流量と、吸気の温度および流量とを取得する（ステップ１００）。本ステップにおいて、ＥＧＲガスの温度はＥＣＵ２６内に別途記憶しておいたモデル等を用いて算出する。ＥＧＲガスの流量は、ＥＧＲ開度から算出する。吸気温度および流量は、エアフローメータ２７の信号から算出する。
【００５２】
続いて、ＥＣＵ２６は、ステップ１００で取得した値を用いて、上記凝縮水発生条件の成否を判定する（ステップ１０２）。具体的に、ＥＣＵ２６は、先ず、ステップ１００で取得した値を用いてインペラ６４ａ２の上流の吸気通路１２の内壁温度を算出するとともに、ＥＧＲガスと吸気との混合ガスの露点温度を算出する。内壁温度が露点温度を下回る場合、当該内壁に凝縮水が発生し、または付着すると判断できるのでＥＣＵ２６はステップ１０４に進む。一方、内壁温度が露点温度以上の場合、上記凝縮水発生条件が不成立であると判断できるので、ＥＣＵ２６は本ルーチンを終了する。
【００５３】
ステップ１０４において、ＥＣＵ２６は、上記作動条件の成否を判定する。具体的に、ＥＣＵ２６は、スロットル開度の勾配を用いて上記作動条件の成否を判定する。上記勾配の絶対値が所定の基準値を上回った場合、スロットルバルブ１９が急激に閉じられたと判断できるので、ＥＣＵ２６はステップ１０６に進み、ＡＢＶ７４を作動させる。一方、上記勾配の絶対値が所定基準値以下の場合、上記作動条件が不成立であると判断できるので、ＥＣＵ２６は本ルーチンを終了する。
【００５４】
以上、図８に示したルーチンによれば、吸気通路１２の内壁温度が露点温度を下回り、かつ、スロットル開度の勾配の絶対値が所定の基準値を上回った場合に、ＡＢＶ７４を作動させることができる。したがって、溝６６に収集した凝縮水を戻りガスによって排出し、中央部からインペラ６４ａ２内に流入させることができる。よって、インペラ６４ａ２の外周部でのエロージョン発生を抑制することができる。
【００５５】
実施の形態６．
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。
図９は、本発明の実施の形態６における内燃機関８０の特徴的な構成を説明するための図である。なお、図９において、上記図７に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。ただし、本実施形態の内燃機関８０は、図２ではなく、図３もしくは図４に示す構成を前提としたものであってもよい。
【００５６】
図９に示すように、本実施形態の内燃機関８０は、コンプレッサ６４ａの入口におけるハウジング６４ａ１の内壁に、図７に示す実施の形態５の内燃機関７０とは逆に、周方向の上半分側に吸水材６２が設置されており、また、当該周方向の下半分側に溝６６が形成されている。そのうえで、本実施形態の内燃機関８０は、溝６６と連通し、かつ、インペラ６４ａ２をバイパスしてインペラ６４ａ２の下流から上流に吸気を戻すエアバイパス通路８２を備えている。そして、このエアバイパス通路８２の途中に、上記ＡＢＶ７４が設置されている。さらに、本実施形態においても、上述したエロージョン対策ＡＢＶ作動制御が実行されるようになっている。
【００５７】
以上説明した本実施形態の内燃機関８０によれば、吸気通路１２の内壁を伝ってインペラ６４ａ２側に向かう凝縮水のうち、当該内壁の上側に存在する凝縮水については吸水材６２によって捕集することができ、当該内壁の下側に存在する凝縮水については溝６６によって収集することができる。吸水材６２に捕集された凝縮水は、既述したように、コンプレッサ６４ａからの熱によって蒸発して霧化したうえで、インペラ６４ａ２に流入する。また、溝６６に収集された凝縮水は、溝６６内を重力方向下方（つまり、ＡＢＶ７４側）に移動する。このため、ＡＢＶ７４を利用したエロージョン対策ＡＢＶ作動制御を実行することによって、重力の作用を利用してＡＢＶ７４側に集めた凝縮水を高圧の戻りガスによって排出し、中央部からインペラ６４ａ２内に流入させることができる。このように、本発明におけるエロージョン対策は、上記構成を用いて行うこともできる。
【００５８】
ところで、上述した実施の形態５および６においては、重力方向上方もしくは重力方向下方にＡＢＶ７４を備えるとともに、エアバイパス通路７２もしくは８２を重力方向上方もしくは重力方向下方から溝６６に接続させた構成を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明における溝へのバイパス通路の接続位置は、上記に限定されるものではない。すなわち、例えば、溝の外周の複数の部位に対してバイパス通路の接続口が設けられるようになっていてもよい。また、バイパス通路からの戻りガスは、吸水材に対して供給されるようになっていてもよい。これにより、コンプレッサによって圧縮されることにより高温となった戻りガスによって、吸水材に捕集された凝縮水の蒸発を促進することができる。
【００５９】
また、上述した実施の形態５および６においては、エアバイパス通路７２、８２の一部（溝６６近傍の部位）および溝６６をハウジング６４ａ１の内部に形成した例について説明を行ったが、これらはハウジング６４ａ１の外部に形成してもよい。すなわち、本発明における溝およびバイパス通路は、ＥＧＲ通路２０と吸気通路１２との接続部３０と、インペラ６４ａ２の間の吸気通路１２の内壁に形成されたものであってもよい。
【００６０】
また、上述した実施の形態１〜６においては、吸入空気を過給するためのコンプレッサとして、排気エネルギーを駆動力として利用するターボ過給機１８等のコンプレッサ１８ａ等を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明におけるコンプレッサは、ターボ過給機が備えるものに限定されない。すなわち、本発明におけるコンプレッサは、例えば、内燃機関のクランク軸からの動力を利用して駆動されるものであってもよく、或いは、電動モータを利用して駆動されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０、４０、５０、６０、７０、８０  内燃機関
１２  吸気通路
１２ａ  吸気通路の曲がり部（エルボ）
１４  排気通路
１６  エアクリーナ
１８  ターボ過給機
１８ａ、６４ａ  ターボ過給機のコンプレッサ
１８ａ１、６４ａ１  コンプレッサのハウジング
１８ｂ  ターボ過給機のタービン
１９  スロットルバルブ
２０  ＥＧＲ通路
２２  ＥＧＲクーラ
２４  ＥＧＲ弁
２６  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
２７  エアフローメータ
２８、６２  吸水材
３０  吸気通路とＥＧＲ通路との接続部
４２  ガスケット
５２  エルボ付きハウジング
６４ａ２  コンプレッサのインペラ
６６  溝
７２、８２  エアバイパス通路
７４  エアバイパスバルブ（ＡＢＶ）
７６  コンプレッサのシャフト
【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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