(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排出ガスまたは吸入ガスを流通させる導電性の流体流通部材の内部に設けられるとともに、前記流体流通部材と同材質からなる第１の導電性部材と、前記流体流通部材とイオン化傾向の異なる材質からなる第２の導電性部材と、前記第１の導電性部材および前記第２の導電性部材を互いに絶縁する絶縁手段とを備えてなるセンサ部と、
前記内部に生成された凝縮水が前記第１の導電性部材および前記第２の導電性部材に跨って付着することで前記第１の導電性部材および前記第２の導電性部材の間に流れる電流を計測する電流計測部と、
前記電流計測部により得られた前記電流値が予め設定した電流閾値を超えたこと、あるいは前記電流値の積算値が予め設定した積算閾値を超えたことを条件として、前記流体流通部材の内壁部が前記凝縮水により腐食しやすい環境にあると判断する判断部と、
を備えたことを特徴とする流体流通部材の腐食検知システム。
【請求項２】
前記第１の導電性部材は、前記内壁部であることを特徴とする請求項１に記載の流体流通部材の腐食検知システム。
【請求項３】
前記第２の導電性部材の材質は、前記第１の導電性部材の材質よりもイオン化傾向が小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体流通部材の腐食検知システム。
【請求項４】
前記判断部が前記内壁部は前記凝縮水により腐食しやすい環境にあると判断したことを条件として、前記内壁部が前記凝縮水により腐食しやすい環境にあることを警告する警告部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の流体流通部材の腐食検知システム。
【請求項５】
前記判断部が前記内壁部は前記凝縮水により腐食しやすい環境にあると判断したことを条件として、前記内壁部が前記凝縮水により腐食しやすい環境にあることから回避する処理を行う回避処理部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の流体流通部材の腐食検知システム。
【請求項６】
前記回避処理部は、前記凝縮水を加熱する加熱手段であることを特徴とする請求項５に記載の流体流通部材の腐食検知システム。
【請求項７】
前記流体流通部材は、ＥＧＲクーラに設けられた前記排出ガスを流通させる管部材であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の流体流通部材の腐食検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された流体流通部材の腐食検知システムに関し、特に、内燃機関のＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation排出ガス再循環）システムのＥＧＲクーラやインタークーラで発生した凝縮水による流体流通部材の腐食の強さや程度を検知する流体流通部材の腐食検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用内燃機関の排気浄化性能に対する要求の高度化に伴って、ＮＯｘ低減に効果的な排出ガス再循環を行うＥＧＲシステムを搭載した内燃機関が普及してきている。近年では、ＥＧＲシステムの効果として、ＮＯｘ低減に加え、ポンピングロスの低下による燃費向上が着目されている。
【０００３】
ＥＧＲシステムでは、高温のＥＧＲガスが多量に吸気に混合されると、吸気充填効率が低下して内燃機関の出力が下がってしまうおそれがある。このため、再循環される排気の温度を下げるＥＧＲクーラが多用されている。
【０００４】
ＥＧＲクーラは、一般に、ケース内にステンレス製の冷却管を設けて構成される。そして、冷却管の内部に排気再循環される排出ガスを流通させるとともに、冷却管の外部に冷却水を流通させる。そして、冷却管の壁部を介在して、排出ガスと冷却水との間で熱交換が行われ、これにより吸気側に再循環される排出ガスが冷却されるようになっている。
【０００５】
排出ガスは、水蒸気（Ｈ２Ｏ）および炭酸ガス（ＣＯ２）を多く含み、その他に亜硫酸ガス（ＳＯ２）や窒素酸化物（ＮＯｘ）などを含んでいる。冷却管において高温の排出ガスが冷却されることにより、排出ガス中の水蒸気が凝縮されて凝縮水となり冷却管の内壁部に付着することがある。
【０００６】
内壁部に付着した凝縮水に亜硫酸ガスが溶解すると、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）や無水硫酸（ＳＯ３）が生成される。あるいは、凝縮水に窒素酸化物が溶解すると、硝酸（ＮＨＯ３）が生成される。
【０００７】
また、内燃機関の燃料であるガソリンには原則として塩素（Ｃｌ２）は含まれないものの、国や地域によってはガソリンに塩素が含まれている場合がある。また、エンジンオイルや大気には塩素が含まれる。このため、ガソリンやエンジンオイルや大気の塩素は内燃機関の燃焼室で排出ガス中に残留し、これにより排出ガス中に塩素が含まれていることがある。そして、ＥＧＲクーラにおいて排出ガス中の塩素が凝縮水に溶解した場合は、塩酸（ＨＣｌ）が生成される。
【０００８】
これら硫酸、硝酸および塩酸のような強酸性の凝縮水が冷却管の内壁部に付着することにより、冷却管の内壁部が腐食されるおそれがある。
【０００９】
冷却管の腐食を防止するために、冷却管の内壁部の腐食の程度を検知するシステムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。この腐食検知システムでは、冷却管の内壁部が、芯材と被覆材との積層構造により形成されている。そして、被覆材が、排出ガスに接触するように設けられている。また、被覆材と芯材との電位差を計測する電位差計が設置されている。
【００１０】
排出ガスが冷却され酸性の凝縮水が発生して被覆材に付着すると、被覆材が腐食する場合がある。この場合、腐食によって被覆材が薄くなることにより、被覆材と芯材との電位差が小さくなる。この電位差の減少を電位差計によって検出することにより、被覆材の腐食を検知することができる。
【００１１】
さらに、計測した電位差が予め設定した閾値より小さくなったとき、被覆材の腐食が所定の程度に達したと判断して、運転者に警告を発するようにする。これにより、腐食が大きく進行する前に、冷却管を交換するなどの処置を施すことができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−１８５６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述のような従来の腐食検知システムにあっては、被覆材と芯材との電位差を計測するとともに、被覆材と芯材との電位差は計測時点での凝縮水の有無には無関係に決まるものである。このため、従来の腐食検知システムにあっては、計測時点での被覆材の腐食の程度は検出できるものの、計測時点での凝縮液による腐食の強さを検知することは困難である。このため、例えば強酸性の凝縮水が発生したときのように腐食が急速に進行する場合でも、予め設定された程度まで腐食しないと運転者には警告されず、運転者に早期に警告できないという問題があった。
【００１４】
また、腐食の強さが大きい強酸性の凝縮水により冷却管の腐食が急速に進行することを考慮すると、警告は早めに発せられる方が好ましい。しかし、警告を早めに発するように設定すると、腐食の強さが小さい凝縮水により冷却管の腐食が緩慢に進行した場合は、まだ長期間使用できるにも関わらず、必要以上に早期に対処することになるという問題もあった。
【００１５】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ＥＧＲクーラの冷却管やインタークーラの冷却管などの流体流通部材に発生した凝縮水の腐食の強さを検知することができる流体流通部材の腐食検知システム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】
【００１６】
本発明に係る内燃機関の流体流通部材の腐食検知システムは、上記目的達成のため、（１）内燃機関の排出ガスまたは吸入ガスを流通させる導電性の流体流通部材の内部に設けられるとともに、前記流体流通部材と同材質からなる第１の導電性部材と、前記流体流通部材とイオン化傾向の異なる材質からなる第２の導電性部材と、前記第１の導電性部材および前記第２の導電性部材を互いに絶縁する絶縁手段とを備えてなるセンサ部と、前記内部に生成された凝縮水が前記第１の導電性部材および前記第２の導電性部材に跨って付着することで前記第１の導電性部材および前記第２の導電性部材の間に流れる電流を計測する電流計測部と、前記電流計測部により得られた前記電流値が予め設定した電流閾値を超えたこと、あるいは前記電流値の積算値が予め設定した積算閾値を超えたことを条件として、前記流体流通部材の内壁部が前記凝縮水により腐食しやすい環境にあると判断する判断部と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この構成により、流体流通部材の内部で排出ガスまたは吸入ガスが冷却されて酸性の凝縮水が発生し、凝縮水が第１の導電性部材と第２の導電性部材とに跨って付着した場合、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間に電流が流れる。ここで、凝縮水が第１の導電性部材と第２の導電性部材とに跨って付着する形態としては、水滴状の凝縮水が液体として第１の導電性部材と第２の導電性部材とに接触して導通する場合はもちろん、霧状の凝縮水が水蒸気として第１の導電性部材と第２の導電性部材とに接触して導通する場合をも含む。
【００１８】
そして、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間に流れた電流が、電流計測部により計測され、電流値が得られる。得られた電流値が予め設定した電流閾値を超えた場合は、判断部が、凝縮水の腐食の強さは所定の閾値より大きいと判断する。また、計測した電流値の積算値が予め設定した積算閾値を超えた場合は、判断部が、凝縮水による内壁部の腐食は所定の程度より大きいと判断する。判断部は、凝縮水の腐食の強さまたは内壁部の腐食の程度から、内壁部が凝縮水により腐食しやすい環境にあるか否かを判断する。
【００１９】
これにより、発生した凝縮水の付着に伴う第１の導電性部材と第２の導電性部材との間の電流を電流計測部が検出することにより、凝縮水の腐食の強さあるいは内壁部の腐食の程度を判断部が検知することができる。このため、従来のように内壁部の腐食の程度のみを検知する場合に比べて、内壁部が凝縮水により腐食しやすい環境にあるか否かをより高精度に検知することができる。
【００２０】
上記（１）に記載の流体流通部材の腐食検知システムにおいては、（２）前記第１の導電性部材は、前記内壁部であることが好ましい。この構成により、第１の導電性部材を腐食の検知対象である内壁部と兼用できるので、第１の導電性部材を実際の腐食環境下に配置することができる。これにより、部品点数を削減できるとともに、より高精度の検知が可能になる。
【００２１】
上記（１）または（２）に記載の流体流通部材の腐食検知システムにおいては、（３）前記第２の導電性部材の材質は、前記第１の導電性部材の材質よりもイオン化傾向が小さいことが好ましい。
【００２２】
この構成により、第１の導電性部材と第２の導電性部材とに酸性の凝縮水が跨って接触した場合、イオン化傾向の大きい第１の導電性部材は凝縮水に溶け出すとともに、イオン化傾向の小さい第２の導電性部材は凝縮水に溶け出さない。このため、内壁部と同一材質である第１の導電性部材が腐食して、これにより発生する電流値が計測されるので、内壁部の腐食をより高精度に検知することができるようになる。
【００２３】
上記（１）から（３）に記載の流体流通部材の腐食検知システムにおいては、（４）前記判断部が前記内壁部は前記凝縮水により腐食しやすい環境にあると判断したことを条件として、前記内壁部が前記凝縮水により腐食しやすい環境にあることを警告する警告部を有することが好ましい。
【００２４】
この構成により、警告部が警告を発することで、内燃機関の利用者が内壁部は腐食しやすい環境にあることを認識できる。このため、例えば内燃機関が車両に搭載されたエンジンである場合は、利用者が車両を修理工場に持ち込むなど、適切な処置を行うことができる。
【００２５】
上記（１）から（４）に記載の流体流通部材の腐食検知システムにおいては、（５）前記判断部が前記内壁部は前記凝縮水により腐食しやすい環境にあると判断したことを条件として、前記内壁部が前記凝縮水により腐食しやすい環境にあることから回避する処理を行う回避処理部を有することが好ましい。この構成により、回避処理部が回避処理を行うので、内壁部が凝縮水により腐食しやすい環境から脱することができる。
【００２６】
上記（５）に記載の流体流通部材の腐食検知システムにおいては、（６）前記回避処理部は、前記凝縮水を加熱する加熱手段であることが好ましい。この構成により、判断部が内壁部は凝縮水により腐食しやすい環境にあると判断したことを条件として加熱手段が凝縮水を加熱するので、凝縮水は蒸発して内壁部の腐食が防止されるか、あるいは凝縮水に塩素が含まれる場合は凝縮水から塩素が気化して凝縮水の腐食の強さが低減される。これにより、内壁部が凝縮水により腐食しやすい環境から脱することができる。
【００２７】
上記（１）から（６）に記載の流体流通部材の腐食検知システムにおいては、（７）前記流体流通部材は、ＥＧＲクーラに設けられた前記排出ガスを流通させる管部材であることが好ましい。この構成により、ＥＧＲクーラの排出ガスを流通させる管部材における内壁部が凝縮水により腐食しやすい環境にあるかが判断されるようになる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、計測された電流値が予め設定した電流閾値を超えたこと、あるいは電流値の積算値が予め設定した積算閾値を超えたことを条件として、流体流通部材の内壁部が凝縮水により腐食しやすい環境にあると判断する判断部を備えているので、ＥＧＲクーラの冷却管などの流体流通部材に発生した凝縮水の腐食の強さを検知することができる流体流通部材の腐食検知システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システムが搭載された内燃機関を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システムが装着されたＥＧＲクーラを示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システムの主要部を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システムでの電流値の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の流体流通部材の腐食検知システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施の形態では、流体流通部材の腐食検知システムは、車両に搭載される内燃機関のＥＧＲシステムのＥＧＲクーラにおいて、発生した凝縮水による腐食の強さや程度を検知するものとしている。
【００３１】
まず、本実施の形態に係る内燃機関（以下、単にエンジンと呼ぶ）の構成について説明する。本実施の形態のエンジンは、ピストンが２往復する間に吸気行程と圧縮行程と膨張行程と排気行程とからなる一連の４行程を行う４サイクルのガソリンエンジンによって構成されている。
【００３２】
図１に示すように、エンジン１は、エンジン本体２と、吸気装置３と、排気装置４と、ＥＧＲシステム５とを備えている。
【００３３】
エンジン本体２は、複数のシリンダ（図示せず）と、ウォータジャケット（図示せず）とを有している。ウォータジャケットは、各シリンダの周囲に設けられ、内部に冷却水２０を流通させることによりエンジン本体２を冷却するようになっている。
【００３４】
吸気装置３は、吸気管３０と、エアクリーナ３１と、スロットルバルブ３２と、吸気マニホールド３３とを含んで構成されている。エアクリーナ３１は、フィルタにより吸入空気を浄化するようになっている。スロットルバルブ３２は、吸気管３０の下流部に設けられるとともに、電子制御式で各シリンダに供給される吸入空気の吸入空気量を調節するようになっている。
【００３５】
吸気マニホールド３３は、吸気管３０と各シリンダとを接続している。吸入空気は、吸気管３０からエアクリーナ３１および吸気マニホールド３３を経て各シリンダに流入されるようになっている。また、吸気マニホールド３３と各シリンダとの接続により、エンジン本体２と吸気装置３とが接続されている。
【００３６】
排気装置４は、排気マニホールド４０と、触媒コンバータ４１と、排気管４２と、排気マフラ４３と、テールパイプ４４とを順に連結して構成されている。
【００３７】
排気マニホールド４０は、各シリンダから排出された排出ガス４５を流通させる。この排気マニホールド４０と各シリンダとの接続により、エンジン本体２と排気装置４とが接続されている。
【００３８】
触媒コンバータ４１は、酸化触媒と還元触媒と助触媒とからなる三元触媒を含んで構成されている。触媒コンバータ４１は、例えば、排出ガス４５のＮＯｘを還元してＮＯ２やＮＯにし、さらに炭化水素や一酸化炭素と反応させて窒素ガスにしたり、あるいは排出ガス４５の炭化水素や一酸化炭素を酸化して水や二酸化炭素にすることができる。このように、触媒コンバータ４１により、排出ガス４５の一酸化炭素や窒素酸化物や炭化水素などの有害物質が浄化されるようになっている。
【００３９】
排気マフラ４３は、排出ガス４５の圧力により排出ガス４５の通路面積を調整可能な可変バルブ（図示せず）を備えている。可変バルブは、アイドリング時やエンジン１の低回転時には閉じていて、排出ガス４５の通路を縮小して消音効果を高める。また、可変バルブは、エンジン１の高回転時には開いていて、排出ガス４５の通路を拡大して低背圧になって排出効率を高めるようになっている。
【００４０】
テールパイプ４４の下流側端部は大気に開放されている。このため、排気マフラ４３から排出された排出ガス４５は、テールパイプ４４を経て大気に放出されるようになっている。
【００４１】
ＥＧＲシステム５は、上流管５０と、ＥＧＲクーラ５１と、腐食検知システム５２と、中間管５３と、ＥＧＲバルブ５４と、下流管５５とを含んで構成されている。上流管５０と、ＥＧＲクーラ５１と、中間管５３と、ＥＧＲバルブ５４と、下流管５５とは、順に連結されている。
【００４２】
上流管５０は、排気装置４の排気管４２に連結される。また、下流管５５は、吸気装置３の吸気マニホールド３３に連結されている。すなわち、ＥＧＲシステム５は、排気装置４の排出ガス４５の一部を吸気装置３に還流させる排気再循環装置として機能するようになっている。
【００４３】
図２に示すように、ＥＧＲクーラ５１は、ケース６０と、冷却媒体流入管６１と、冷却媒体流出管６２と、排出ガス冷却管６３と、流体流通部材および管部材としての排出ガス流入管６４と、排出ガス流出管６５とを備えている。冷却媒体としては、エンジン１の冷却水２０を使用している。
【００４４】
ＥＧＲクーラ５１は、排出ガス流出管６５を排出ガス流入管６４より上方に位置するように傾斜して設けられている。本実施の形態では、水平線Ｈに対して傾斜角θだけ傾斜するようにしている。傾斜角θは車種に応じて適宜設定される。
【００４５】
ケース６０は、略円筒形状のケース本体７０と、上流側支持プレート７１と、下流側支持プレート７２とを備えている。ケース本体７０の内部では、軸方向に沿って冷却水２０が流通する（図２中、白矢頭矢印で示す）。
【００４６】
上流側支持プレート７１は、ケース本体７０の冷却水２０の流通方向の上流側の端部に、該端部を塞ぐように設けられている。上流側支持プレート７１は、複数の貫通孔７１ａを有している。下流側支持プレート７２は、ケース本体７０の冷却水２０の流通方向の下流側の端部に、該端部を塞ぐように設けられている。下流側支持プレート７２は、複数の貫通孔７２ａを有している。上流側支持プレート７１の貫通孔７１ａと下流側支持プレート７２の貫通孔７２ａとは、同数設けられるとともに、ケース本体７０を挟んでそれぞれ対向する位置に設けられている。
【００４７】
排出ガス冷却管６３はステンレス製で、上流側端部７３と、下流側端部７４と、壁部７５とを備えている。排出ガス冷却管６３は排出ガス４５を流通させるようになっている（図２中、黒矢頭矢印で示す）。排出ガス冷却管６３は、対向する一組の上流側支持プレート７１の貫通孔７１ａおよび下流側支持プレート７２の貫通孔７２ａに貫通される。上流側端部７３は、上流側支持プレート７１の貫通孔７１ａに圧入されて、上流側支持プレート７１により支持される。上流側端部７３には、排出ガス流入管６４から排出ガス４５が供給される。下流側端部７４は、下流側支持プレート７２の貫通孔７２ａに圧入されて、下流側支持プレート７２により支持される。下流側端部７４から排出ガス流出管６５に排出ガス４５が排出される。
【００４８】
壁部７５は、上流側端部７３および下流側端部７４の間に設けられるとともに、排出ガス４５が流通される方向に延在した環状に形成されている。排出ガス冷却管６３では、内部を流通する排出ガス４５が、外部を流通する冷却水２０との間で熱交換されて冷却される。また、排出ガス冷却管６３の内部で排出ガス４５が冷却されることにより、排出ガス冷却管６３の内部で凝縮水２１が発生する場合がある。ＥＧＲクーラ５１は排出ガス流出管６５を排出ガス流入管６４より上方に位置するように傾斜して設けられているので、排出ガス冷却管６３の内部で発生した凝縮水２１は、排出ガス流入管６４の方向に流れるようになっている。
【００４９】
冷却媒体流入管６１は、ケース本体７０の冷却水２０の流通方向の上流側の端部付近の下部に設けられている。冷却媒体流入管６１は、ケース６０に冷却水２０を流入させるようになっている。冷却媒体流入管６１の上流側端部は、冷却媒体供給管７６に連結されている。冷却媒体供給管７６の上流側端部は、エンジン本体２のウォータジャケットを介して冷却水２０の供給ポンプ（図示せず）に連結されている。
【００５０】
冷却媒体流出管６２は、ケース本体７０の冷却水２０の流通方向の下流側の端部付近の上部に取り付けられている。冷却媒体流出管６２は、ケース６０から冷却水２０を流出させるようになっている。冷却媒体流出管６２の下流側端部は、冷却媒体排出管７７に連結されている。冷却媒体排出管７７の下流側端部は、例えばラジエータ（図示せず）に連結されている。
【００５１】
排出ガス流入管６４は、ステンレス製で、ケース本体７０の排出ガス４５の流通方向の上流側の端部に取り付けられて、排出ガス冷却管６３に連結されている。排出ガス流入管６４の上流側端部は、上流管５０に連結されている。排出ガス流入管６４の上流側端部は、排出ガス流入管６４の下流側端部よりも細くなるように形成されている。これにより、排出ガス冷却管６３から流れてきた凝縮水２１は、上流管５０に流れることなく、排出ガス流入管６４の下部に貯留するようになっている。
【００５２】
排出ガス流出管６５は、ステンレス製で、ケース本体７０の排出ガス４５の流通方向の下流側の端部に取り付けられて、排出ガス冷却管６３に連結されている。排出ガス流出管６５の下流側端部は、中間管５３に連結されている。
【００５３】
図３に示すように、腐食検知システム５２は、センサ部８０と、電流計測部８１と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８２と、警告部８３とを含んで構成されている。図２に示すように、センサ部８０は、排出ガス流入管６４の下部の内壁部６４ａに設けられるとともに、第１の導電性部材９０と、第２の導電性部材９１と、絶縁手段９２とを含んで構成されている。
【００５４】
第１の導電性部材９０は、排出ガス流入管６４の内壁部６４ａから構成されている。すなわち、第１の導電性部材９０は、排出ガス流入管６４と同材質のステンレスからなる。絶縁手段９２は、１辺１０ｍｍ程度の略正方形のゴム製のシート材からなる。絶縁手段９２は、排出ガス流入管６４の下部の内壁部６４ａに接着により固着されている。絶縁手段９２は、第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１を互いに絶縁する。
【００５５】
第２の導電性部材９１は、１辺８ｍｍ程度の略正方形の銀（Ａｇ）製の板材からなる。ここで、第１の導電性部材９０はステンレス製であり、第２の導電性部材９１は銀製であることから、第１の導電性部材９０のイオン化傾向は第２の導電性部材９１のイオン化傾向よりも大きいものとなる。
【００５６】
図３に示すように、電流計測部８１は、第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１に接続されている。ここで、ＥＧＲクーラ５１の内部で発生した酸性の凝縮水２１が第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１に跨って付着するとともに、電流計測部８１が第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１を導通することにより、第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１の間に電流が流れる。
【００５７】
このとき、第１の導電性部材９０と凝縮水２１との間で生ずる化学変化は以下となる。
Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ−
【００５８】
また、第２の導電性部材９１と凝縮水２１との間で生ずる化学変化は以下となる。
２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２↑
【００５９】
さらに、電流計測部８１は第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１を連結しているので、電流計測部８１には電子が通過する。電流計測部８１は、電流計測部８１を通過する電子を計測することにより、第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１の間に流れる電流を計測するようになっている。
【００６０】
ＥＣＵ８２は判断部８２ａを備えている。判断部８２ａは、電流計測部８１で得られた電流値を取得するとともに、電流値を積算して積算値を算出する。また、判断部８２ａは、予め電流閾値および積算閾値を設定しておく。この電流閾値および積算閾値は、凝縮水２１の接触し得る排出ガス流入管６４および排出ガス冷却管６３の耐食性を考慮して設定する。
【００６１】
判断部８２ａは、電流計測部８１により得られた電流値が電流閾値を超えたときは、センサ部８０に瞬間的に多数の電子が流れていることから、凝縮水２１の酸性度が高いか、あるいは凝縮水２１が多量に発生していると判断する。これにより、排出ガス流入管６４の内壁部６４ａが、凝縮水２１により腐食しやすい環境にあると判断する。
【００６２】
また、判断部８２ａは、電流計測部８１により得られた電流値の積算値が積算閾値を超えたときは、センサ部８０に累積的に多数の電子が流れていることから、長期間に亘り凝縮水２１が発生していると判断する。これにより、排出ガス流入管６４の内壁部６４ａが、凝縮水２１により腐食しやすい環境にあると判断する。
【００６３】
警告部８３は、インストルメントパネルに設けられた警告ランプからなる。判断部８２ａは、排出ガス流入管６４の内壁部６４ａが凝縮水２１により腐食しやすい環境にあると判断したときに、警告部８３を発光させる。警告部８３の発光により、運転者は、排出ガス流入管６４の内壁部６４ａが凝縮水２１により腐食しやすい環境にあることを警告されるようになっている。
【００６４】
図１に示すように、ＥＧＲバルブ５４は、ステッピングモータ５４ａと、バルブ本体（図示せず）とを備えている。バルブ本体は、ステッピングモータ５４ａの駆動により開閉するようになっている。ステッピングモータ５４ａの回転のステップ数に応じてＥＧＲバルブ５４の開度が調整され、排気管４２から吸気管３０への排出ガス４５の流量が調整されるようになっている。ＥＧＲバルブ５４における排出ガス４５の流量の調整は、機関回転速度と機関負荷率に基づいたマップによって決定される。
【００６５】
ＥＣＵ８２は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Read Only Memory）と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）と、入出力インターフェース回路とを含んで構成されている。
【００６６】
次に、本実施の形態における流体流通部材の腐食検知システム５２の動作について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。このフローチャートは、ＥＣＵ８２のＣＰＵによって、ＲＡＭを作業領域として実行される流体流通部材の腐食検知システム５２の作動プログラムの実行内容を表す。なお、流体流通部材の腐食検知システム５２は、腐食検知システム５２に通電されて作動する限り実行可能であり、エンジン１の稼働中は勿論、エンジン１の停止中であっても実行可能となっている。
【００６７】
処理が開始されると、ＥＣＵ８２が電流計測部８１を作動させて、電流計測部８１が第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１の間の電流を測定する（ステップＳ１）。ここで、酸性の凝縮水２１が第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１に跨って付着することで、第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１の間に電流が流れる。第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１の間に流れる電流が、電流計測部８１により測定される。電流計測部８１により得られた電流値は、ＥＣＵ８２の判断部８２ａに送信される。
【００６８】
判断部８２ａは、電流値と予め設定した電流閾値とを比較する（ステップＳ２）。判断部８２ａにより、電流値が電流閾値を超えていると判断されたときは（ステップＳ２；ＹＥＳ）、凝縮水２１の酸性度が高いか、あるいは凝縮水２１が多量に発生していると判断される。
【００６９】
これにより、判断部８２ａは、排出ガス流入管６４の内壁部６４ａが凝縮水２１により腐食しやすい環境にあると判断して、警告部８３に警告を発せさせる（ステップＳ３）。具体的には、判断部８２ａはインストルメンツパネルの警告ランプを点灯させる。警告部８３の警告を確認した運転者は、車両を速やかにディーラーや修理工場に持ち込み、点検を受け、必要に応じて燃料を交換したり、あるいはＥＧＲクーラ５１を交換することが可能になる。
【００７０】
判断部８２ａにより、電流値が電流閾値を超えていないと判断されたときは（ステップＳ２；ＮＯ）、判断部８２ａは、電流値の積算値と予め設定した積算閾値とを比較する（ステップＳ４）。判断部８２ａにより、積算値が積算閾値を超えていると判断されたときは（ステップＳ４；ＹＥＳ）、長期間に亘り凝縮水２１が発生していると判断される。これにより、判断部８２ａは、排出ガス流入管６４の内壁部６４ａが凝縮水２１により腐食しやすい環境にあると判断して、警告部８３に警告を発せさせる（ステップＳ３）。具体的には、判断部８２ａはインストルメンツパネルの警告ランプを点灯させる。
【００７１】
判断部８２ａにより、積算値が積算閾値を超えていないと判断されたとき（ステップＳ４；ＮＯ）、あるいは警告部８３が警告を発した後（ステップＳ３）は、処理が終了され、必要に応じて再度処理が行われる。
【００７２】
以上のように、本実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システム５２によれば、凝縮水２１の付着により第１の導電性部材９０と第２の導電性部材９１との間に発生した電流を電流計測部８１が検出する。そして、判断部８２ａは、得られた電流値から凝縮水２１の腐食の強さを判断するとともに、電流値の積算値から凝縮水２１が接触する排出ガス流入管６４の内壁部６４ａの腐食の程度を検知することができる。
【００７３】
さらに、判断部８２ａは、凝縮水２１の腐食の強さまたは内壁部６４ａの腐食の程度から、内壁部６４ａが腐食しやすい環境にあるか否かを判断することができる。このため、流体流通部材の腐食検知システム５２は、従来のように腐食の程度のみを検知する場合に比べて、凝縮水２１の接触する内壁部６４ａが腐食しやすい環境にあるか否かをより高精度に検知することができる。
【００７４】
また、本実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システム５２によれば、第１の導電性部材９０は排出ガス流入管６４の内壁部６４ａからなるので、第１の導電性部材９０を腐食の検知対象である排出ガス流入管６４と兼用することができる。このため、部品点数を削減することができる。しかも、第１の導電性部材９０を実際の腐食環境下に配置できることから、凝縮水２１の接触する内壁部６４ａが腐食しやすい環境にあるか否かをより高精度に検知することができる。
【００７５】
また、本実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システム５２によれば、第２の導電性部材９１の材質は銀であるとともに第１の導電性部材９０の材質はステンレスであるので、第２の導電性部材９１のイオン化傾向は第１の導電性部材９０のイオン化傾向より小さい。このため、第１の導電性部材９０と第２の導電性部材９１とに凝縮水２１が跨って付着すると、第１の導電性部材９０のみが腐食するようになる。したがって、排出ガス流入管６４と兼用される第１の導電性部材９０のみが腐食することにより、排出ガス流入管６４の実際に腐食しやすい環境にあるか否かをより高精度に検知することができる。
【００７６】
また、本実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システム５２によれば、判断部８２ａが、排出ガス流入管６４の内壁部６４ａが腐食しやすい環境にあることを警告する警告部８３を有するので、警告後に運転者は適切な処置を採ることができるようになる。
【００７７】
また、本実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システム５２によれば、排出ガス冷却管６３は、排出ガス流出管６５側を排出ガス流入管６４側より上方に位置するように傾斜して設けられている。このため、排出ガス冷却管６３の内部で発生した凝縮水２１は、排出ガス冷却管６３の傾斜によって排出ガス流入管６４に流下して貯留する。そして、ＥＧＲバルブ５４はＥＧＲクーラ５１の排出ガス流出管６５側に接続されているので（図１参照）、凝縮水２１がＥＧＲバルブ５４に流れ込むことを防止できる。
【００７８】
上述した本実施の形態の流体流通部材の腐食検知システム５２においては、判断部８２ａは、電流値と電流閾値とを比較して凝縮水２１の腐食の強さを判断するとともに、電流値の積算値と積算閾値とを比較して凝縮水２１が接触する内壁部６４ａの腐食の程度を判断している。しかしながら、本発明に係る流体流通部材の腐食検知システムにおいては、これに限られず、判断部８２ａは、例えば電流値と電流閾値とを比較して、凝縮水２１の腐食の強さを判断するのみで、電流値の積算値と積算閾値とを比較しないようにしてもよい。あるいは、判断部８２ａは、例えば電流値の積算値と積算閾値とを比較して、凝縮水２１が接触する内壁部６４ａの腐食の程度を判断するのみで、電流値と電流閾値とを比較しないようにしてもよい。
【００７９】
また、上述した本実施の形態の流体流通部材の腐食検知システム５２においては、第１の導電性部材９０は排出ガス流入管６４と兼用したものとしている。しかしながら、本発明に係る流体流通部材の腐食検知システムにおいては、これに限られず、第１の導電性部材９０は排出ガス流入管６４と別部材からなるものとしてもよい。
【００８０】
また、本実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システム５２によれば、第２の導電性部材９１の材質は銀としている。しかしながら、本発明に係る流体流通部材の腐食検知システムにおいては、これに限られず、第２の導電性部材９１の材質は第１の導電性部材９０のイオン化傾向より小さい材質であればよく、例えば金や白金であってもよい。これらの場合も、凝縮水２１の接触する内壁部６４ａが実際に腐食しやすい環境にあるか否かをより高精度に検知することができる。
【００８１】
また、本実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システム５２によれば、第２の導電性部材９１の材質のイオン化傾向は第１の導電性部材９０の材質のイオン化傾向よりも小さくしている。しかしながら、本発明に係る流体流通部材の腐食検知システムにおいては、これに限られず、第２の導電性部材９１の材質のイオン化傾向は第１の導電性部材９０の材質のイオン化傾向より大きいものとしてもよい。この場合も、凝縮水２１の付着で第１の導電性部材９０と第２の導電性部材９１との間に発生した電流を電流計測部８１が検出して、凝縮水２１の接触する内壁部６４ａが腐食しやすい環境にあるか否かを判断することができる。
【００８２】
また、本実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システム５２によれば、内壁部６４ａが腐食しやすい環境にあることを警告する警告部８３を有している。しかしながら、本発明に係る流体流通部材の腐食検知システムにおいては、これに限られず、警告部８３の代わりに、凝縮水２１が接触する排出ガス流入管６４や排出ガス冷却管６３が腐食しやすい環境にあることから回避する処理を行う回避処理部を備えるようにしてもよい。この場合、回避処理部が、凝縮水２１が接触する排出ガス流入管６４や排出ガス冷却管６３を腐食しやすい環境から回避する処理を行う。
【００８３】
ここで、回避処理部は、凝縮水２１を加熱する加熱手段とすることができる。加熱手段としては、例えば高温の排出ガス４５が挙げられる。この場合、ＥＧＲバルブ５４を開放して、排出ガス４５をＥＧＲクーラ５１に流通させる。このとき、ＥＧＲクーラ５１に冷却水２０は流通させない。これにより、高温の排出ガス４５が、排出ガス流入管６４から排出ガス冷却管６３および排出ガス流出管６５を順に流通するので、排出ガス流入管６４や排出ガス冷却管６３に付着していた凝縮水２１が１００℃以上に加熱されて蒸発される。あるいは、凝縮水２１に塩素が含まれる場合は、凝縮水２１が蒸発しなくても、加熱された凝縮水２１から塩素が気化して凝縮水２１の腐食の強さが低減される。これにより、凝縮水２１に接触する排出ガス流入管６４や排出ガス冷却管６３が、腐食しやすい環境から脱するようになる。
【００８４】
あるいは、加熱手段としては、例えば凝縮水２１の付着部位を外部から加熱する加熱装置が挙げられる。この場合、ＥＧＲクーラ５１に排出ガス４５および冷却水２０は流通させず、排出ガス流入管６４や排出ガス冷却管６３を加熱装置により加熱する。これにより、排出ガス流入管６４や排出ガス冷却管６３に付着する凝縮水２１が１００℃以上に加熱されて蒸発される。あるいは、凝縮水２１に塩素が含まれる場合は、凝縮水２１が蒸発しなくても、加熱された凝縮水２１から塩素が気化して凝縮水２１の腐食の強さが低減される。これにより、凝縮水２１に接触する排出ガス流入管６４や排出ガス冷却管６３が、腐食しやすい環境から脱するようになる。
【００８５】
また、本実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システム５２によれば、センサ部８０は排出ガス流入管６４の下部の内壁部６４ａに設けられている。しかしながら、本発明に係る流体流通部材の腐食検知システムにおいては、これに限られず、センサ部８０の設置個所は凝縮水２１の接触する可能性のある部位であればよく、例えば排出ガス冷却管６３の内壁部や、ＥＧＲクーラ５１を水平に設置した場合には排出ガス流出管６５の下部の内壁部に設けるようにしてもよい。
【００８６】
また、本実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システム５２によれば、絶縁手段９２は１辺１０ｍｍ程度の略正方形であるとともに、第２の導電性部材９１は１辺８ｍｍ程度の略正方形であるようにしている。しかしながら、本発明に係る流体流通部材の腐食検知システムにおいては、これに限られず、絶縁手段９２および第２の導電性部材９１の大きさや形状は、ＥＧＲクーラ５１の大きさや形状、あるいはセンサ部８０の設置位置に合わせて適宜設定することができる。
【００８７】
また、上述した本実施の形態の流体流通部材の腐食検知システム５２においては、図２に示すように、排出ガス冷却管６３は、排出ガス流出管６５側を排出ガス流入管６４側より上方に位置するように傾斜して設けられている。しかしながら、本発明に係る流体流通部材の腐食検知システムにおいては、これに限られず、例えば排出ガス冷却管６３が水平、あるいは排出ガス流出管６５側を排出ガス流入管６４側より下方に位置するように傾斜して設けるようにしてもよい。いずれの場合も、センサ部８０の設置個所は、凝縮水２１の接触する可能性のある部位であればよく、適宜設定することができる。
【００８８】
また、本実施の形態に係る流体流通部材の腐食検知システム５２によれば、腐食検知システム５２をＥＧＲクーラ５１に装着している。しかしながら、本発明に係る流体流通部材の腐食検知システムにおいては、これに限られず、内燃機関の排出ガスまたは吸入ガスを流通させる導電性の流体流通部材であって凝縮水の接触する部材であれば他の部材に装着するようにしてもよい。例えば、流体流通部材の腐食検知システムが、インタークーラの内部で吸入ガスが接触する管部材に装着されるようにしてもよい。
【００８９】
また、上述した本実施の形態の流体流通部材の腐食検知システム５２においては、図２に示すように、ＥＧＲクーラ５１は多数の排出ガス冷却管６３を備えるとともに、排出ガス冷却管６３において排出ガス４５と冷却水２０との熱交換を行っている。しかしながら、本発明に係る流体流通部材の腐食検知システムにおいては、これに限られず、例えばＥＧＲクーラはチューブおよびフィンを備えるとともに、チューブおよびフィンにおいて排出ガスと冷却水との熱交換を行うようにしてもよい。ここで、チューブは排出ガスと冷却水とを分離する隔壁からなるとともに、フィンはチューブに挟まれて排出ガスの冷却面積を大きく取るものとする。
【００９０】
以上説明したように、本発明に係る流体流通部材の腐食検知システムは、内燃機関のＥＧＲシステムのＥＧＲクーラやインタークーラで発生した凝縮水による流体流通部材の腐食の強さや程度を検知する場合に好適な流体流通部材の腐食検知システムに有用である。
【実施例】
【００９１】
上述した流体流通部材の腐食検知システム５２を用いて、第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１の間の電流を測定した。その結果を、横軸が計測時間（単位秒）、かつ縦軸が電流値（単位ｌｏｇＡ）のグラフとして図５に示す。
【００９２】
（実施例１）
エンジン１の始動後、ＥＧＲバルブ５４を閉じておいた。所定時間経過後、ＥＧＲバルブ５４を開き、さらに所定時間経過後、ＥＧＲバルブ５４を閉じた。この時の第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１の間の電流値の変化を図５に実線で示す。
【００９３】
エンジン始動直後のＥＧＲバルブ５４の閉塞時には（符号ＣＬ１）、ＥＧＲクーラ５１が比較的低温であった。このため、排気装置４からＥＧＲクーラ５１に入り込んだ排出ガス４５が冷却されて、センサ部８０の周囲の湿度が上昇したり、あるいは一部では僅かに凝縮水２１が発生した。これにより、エンジン始動直後のＥＧＲバルブ５４の閉塞時には（符号ＣＬ１）、図５に実線で示すように、電流値が徐々に上昇した。
【００９４】
そして、ＥＧＲバルブ５４の開放時には（符号ＯＰ）、ＥＧＲクーラ５１に多量の排出ガスが導入されて冷却されることにより、多量の凝縮水２１が発生した。これにより、ＥＧＲバルブ５４の開放時には（符号ＯＰ）、図５に実線で示すように、電流値が急激に上昇した。
【００９５】
さらに、その後のＥＧＲバルブ５４の閉塞時には（符号ＣＬ２）、ＥＧＲクーラ５１には余熱があった。このため、センサ部８０の周囲の湿度が低下したり、あるいは凝縮水２１が蒸発した。これにより、その後のＥＧＲバルブ５４の閉塞時には（符号ＣＬ２）、図５に実線で示すように、電流値が徐々に低下した。
【００９６】
（比較例１）
エンジン１の始動後、ＥＧＲバルブ５４を閉じたままとした。第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１の間の電流値の変化を図５に破線で示す。
【００９７】
実施例１と同様に、エンジン始動直後には（符号ＣＬ１）、ＥＧＲクーラ５１が比較的低温であった。このため、排気装置４からＥＧＲクーラ５１に入り込んだ排出ガス４５が冷却されて、センサ部８０の周囲の湿度が上昇したり、あるいは一部では僅かに凝縮水２１が発生した。これにより、エンジン始動直後には（符号ＣＬ１）、図５に破線で示すように、電流値が徐々に上昇した。
【００９８】
その後、エンジン１の熱がＥＧＲバルブ５４に伝達され、ＥＧＲクーラ５１が加熱された（符号ＣＬ２）。このため、センサ部８０の周囲の湿度が低下したり、あるいは凝縮水２１が蒸発した。これにより、ＥＧＲクーラ５１の加熱後には（符号ＣＬ２）、図５に実線で示すように、電流値が徐々に低下した。
【００９９】
以上のことから、排出ガス４５が冷却されて凝縮水２１が発生すると、第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１の間に大きな電流が流れる場合のあることが確認された。また、第１の導電性部材９０および第２の導電性部材９１の間に大きな電流が流れた場合に、大きな電流を流体流通部材の腐食検知システム５２により検知して、運転者に警告可能であることが確認された。
【符号の説明】
【０１００】
１  エンジン（内燃機関）
５  ＥＧＲシステム
２１  凝縮水
４５  排出ガス
５１  ＥＧＲクーラ
５２  腐食検知システム
６４  排出ガス流入管（流体流通部材、管部材）
６４ａ  内壁部（第１の導電性部材）
８０  センサ部
８１  電流計測部
８２  ＥＣＵ
８２ａ  判断部
８３  警告部
９０  第１の導電性部材
９１  第２の導電性部材
９２  絶縁手段
【図１】
0005768502.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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