(57)【要約】【課題】排気凝縮水のｐＨに基づいて、インタークーラのバイパス通路に吸気を流す制御を行うことにより、インタークーラの信頼性を確保する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、ターボチャージャのタービン及び触媒より下流側の排気通路上の位置から、ターボチャージャのコンプレッサより上流側の吸気通路上の位置へ排気ガスを還流させる排気還流装置、排気ガスが還流される位置よりも下流側の吸気通路に設けられたインタークーラ、及びインタークーラをバイパスするバイパス通路を有する。内燃機関の制御装置は、排気還流装置によって排気ガスが還流される状態において、排気凝縮水がインタークーラを腐食させるようなｐＨであると判定される場合に、インタークーラへの吸気の流れを遮断して、バイパス通路にのみ吸気が流れるように制御を行う。これにより、インタークーラの信頼性を確保することができる。【選択図】図４
2008196368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、
ターボチャージャのタービン及び触媒より下流側の排気通路上の位置から、前記ターボチャージャのコンプレッサより上流側の吸気通路上の位置へ排気ガスを還流させる排気還流装置と、
前記排気還流装置によって排気ガスが還流される吸気通路上の位置よりも下流側の吸気通路に設けられたインタークーラと、
前記インタークーラをバイパスするバイパス通路と、
前記排気還流装置から還流される排気ガスの凝縮水におけるｐＨを推定又は検出によって取得するｐＨ取得手段と、
前記ｐＨ取得手段によって取得されたｐＨに基づいて、前記凝縮水が前記インタークーラを腐食させるようなｐＨであるか否かを判定する腐食判定手段と、
前記排気還流装置によって排気ガスが還流される状態において、前記腐食判定手段により前記凝縮水が前記インタークーラを腐食させるようなｐＨであると判定された場合に、前記インタークーラへの吸気の流れを遮断して、前記バイパス通路にのみ吸気が流れるように制御を行うバイパス制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記ｐＨ取得手段は、少なくとも、前記内燃機関の回転数、燃料噴射量、及び前記触媒の温度のいずれか１つ以上に基づいて、前記排気ガスの凝縮水におけるｐＨを推定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ｐＨ取得手段は、前記インタークーラが設けられた位置よりも上流側で、前記排気還流装置によって排気ガスが還流される位置の下流側の吸気通路上に設けられたセンサを用いて、前記排気ガスの凝縮水におけるｐＨを検出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記バイパス通路は、耐食性の高い材料で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項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、排気ガスを排気通路から吸気通路へ還流する排気還流通路を備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディーゼルエンジンなどの内燃機関において、排気通路から排気ガスの一部を吸気通路へ戻し、機関内での燃焼温度を下げることにより、ＮＯｘの発生を抑制する排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）装置が知られている。例えば、排気通路の触媒より下流側の位置から排気を吸気側へ還流させるＥＧＲ装置（以下では、「低圧ループＥＧＲ装置」）が提案されている。特許文献１には、低圧ループＥＧＲ装置において、過渡時にインタークーラをバイパスする通路にガスを流す制御を行うことにより、速やかに、燃焼室に吸入されるガス中の排気ガスの量を所望の量とする技術が記載されている。この技術では、バイパス通路は、機関近傍を通過している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４６９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、低圧ループＥＧＲ装置から還流される排気ガスの凝縮水がインタークーラに供給された際に、インタークーラが腐食してしまう可能性があった。このような腐食は、強酸性の凝縮水がインタークーラに供給された場合に発生し得る。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、排気ガスの凝縮水のｐＨに基づいて、インタークーラのバイパス通路に吸気を流す制御を行うことにより、インタークーラの信頼性を確保することが可能な内燃機関の制御装置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】
本発明の１つの観点では、内燃機関の制御装置は、ターボチャージャのタービン及び触媒より下流側の排気通路上の位置から、前記ターボチャージャのコンプレッサより上流側の吸気通路上の位置へ排気ガスを還流させる排気還流装置と、前記排気還流装置によって排気ガスが還流される吸気通路上の位置よりも下流側の吸気通路に設けられたインタークーラと、前記インタークーラをバイパスするバイパス通路と、前記排気還流装置から還流される排気ガスの凝縮水におけるｐＨを推定又は検出によって取得するｐＨ取得手段と、前記ｐＨ取得手段によって取得されたｐＨに基づいて、前記凝縮水が前記インタークーラを腐食させるようなｐＨであるか否かを判定する腐食判定手段と、前記排気還流装置によって排気ガスが還流される状態において、前記腐食判定手段により前記凝縮水が前記インタークーラを腐食させるようなｐＨであると判定された場合に、前記インタークーラへの吸気の流れを遮断して、前記バイパス通路にのみ吸気が流れるように制御を行うバイパス制御手段と、を備える。
【０００７】
上記の内燃機関の制御装置は、例えばターボチャージャを備えるディーゼルエンジンに好適に適用することができる。排気還流装置は、ターボチャージャのタービン及び触媒より下流側の排気通路上の位置から、ターボチャージャのコンプレッサより上流側の吸気通路上の位置へ排気ガスを還流させる。インタークーラは、排気還流装置によって排気ガスが還流される吸気通路上の位置よりも下流側の吸気通路に設けられ、供給させるガスを冷却水し、バイパス通路は、インタークーラをバイパスする通路である。また、ｐＨ取得手段は、排気還流装置から還流される排気ガスの凝縮水（排気凝縮水）におけるｐＨを推定又は検出によって取得し、腐食判定手段は、排気凝縮水がインタークーラを腐食させるようなｐＨであるか否かを判定する。そして、バイパス制御手段は、排気還流装置によって排気ガスが還流される状態において、排気凝縮水がインタークーラを腐食させるようなｐＨであると判定される場合に、インタークーラへの吸気（吸入された空気だけでなく、還流された排気ガスや排気凝縮水なども含む流体）の流れを遮断して、バイパス通路にのみ吸気が流れるように制御を行う。これにより、強酸性の排気凝縮水がインタークーラに供給されてしまうことを適切に防止することができる。つまり、インタークーラにおける腐食環境を適切に回避することができる。したがって、インタークーラの耐食寿命を向上させることができると共に、インタークーラの耐食による機能・性能低下を効果的に抑制することができる。加えて、インタークーラに対して耐食性処理を施す必要がなくなる。以上より、上記の内燃機関の制御装置によれば、インタークーラの信頼性を確保することが可能となる。
【０００８】
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記ｐＨ取得手段は、少なくとも、前記内燃機関の回転数、燃料噴射量、及び前記触媒の温度のいずれか１つ以上に基づいて、前記排気ガスの凝縮水におけるｐＨを推定する。これにより、排気凝縮水におけるｐＨを精度良く推定することができる。
【０００９】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記ｐＨ取得手段は、前記インタークーラが設けられた位置よりも上流側で、前記排気還流装置によって排気ガスが還流される位置の下流側の吸気通路上に設けられたセンサを用いて、前記排気ガスの凝縮水におけるｐＨを検出することができる。
【００１０】
好適には、前記バイパス通路は、耐食性の高い材料で構成することができる。これにより、バイパス通路に強酸性の排気凝縮水が供給された場合にも、バイパス通路の腐食を適切に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
【００１３】
（装置構成）
図１は、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置１００の概略構成を示すブロック図である。なお、図１において、実線の矢印は吸気及び排気の流れを示し、破線の矢印は制御信号・検出信号を示す。
【００１４】
図１において、内燃機関の制御装置１００は、内燃機関１０として直列４気筒のディーゼルエンジンを備える。内燃機関１０の各気筒は、吸気マニホールド１１及び排気マニホールド１２に接続されている。内燃機関１０は、各気筒に設けられた燃料噴射弁１５と、各燃料噴射弁１５に対して高圧の燃料を供給するコモンレール１４とを備え、コモンレールには不図示の燃料ポンプにより燃料が高圧状態で供給される。回転数センサ４２は、内燃機関１０の回転数を検出し、回転数に対応する検出信号Ｓ４２をＥＣＵ７に供給する。水温センサ４３は、内燃機関１０などの冷却を行う冷却水の温度（以下、単に「水温」と呼ぶ。）を検出し、水温に対応する検出信号Ｓ４３をＥＣＵ７に供給する。
【００１５】
吸気マニホールド１１に接続された吸気通路２０には、内燃機関１０への流入空気を浄化するエアクリーナ２１と、吸気温を検出する吸気温センサ４１と、スロットルバルブ２２ａと、クランクケースなどから抜き取られたブローバイガスを吸気系に戻すブローバイガス供給部１９と、ターボチャージャ２３のコンプレッサ２３ａと、吸気を冷却するインタークーラ（ＩＣ）２４と、スロットルバルブ２２ｂと、が設けられている。更に、吸気通路２０には、インタークーラ２４をバイパスするバイパス通路２７が設けられている。この場合、バイパス通路２７は、切り替えバルブ２６を介して吸気通路２０に接続されている。また、バイパス通路２７は、耐食性の高い材料（ＳＵＳなど）で構成されている。切り替えバルブ２６は、三方弁などによって構成されており、吸気が流れる通路を、インタークーラ２４が設けられた吸気通路２０と、インタークーラ２４をバイパスするバイパス通路２７とのいずれかに切り替え可能に構成されている。切り替えバルブ２６は、ＥＣＵ７から供給される制御信号Ｓ２６によって制御される。なお、上記した吸気温センサ４１は、検出した吸気温に対応する信号Ｓ４１をＥＣＵ７に供給する。
【００１６】
一方、排気マニホールド１２に接続された排気通路２５には、ターボチャージャ２３のタービン２３ｂと、触媒３０とが設けられている。触媒３０は、例えば酸化触媒やＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）などが用いられる。
【００１７】
内燃機関の制御装置１００は、タービン２３ｂの上流側からコンプレッサ２３ａの下流側に排気ガスを還流させるＥＧＲ装置５０（以下、「高圧ループＥＧＲ装置」と呼ぶ。）、及びタービン２３ｂ及び触媒３０の下流側からコンプレッサ２３ａの上流側に排気ガスを還流させるＥＧＲ装置５１（以下、「低圧ループＥＧＲ装置」と呼ぶ。）を備える。高圧ループＥＧＲ装置５０は、ＥＧＲ通路３１及びＥＧＲ弁３３を有する。ＥＧＲ通路３１は、排気通路２５のタービン２３ｂの上流位置と、吸気通路２０のインタークーラ２４より下流位置とを接続する通路である。また、ＥＧＲ通路３１には、ＥＧＲ量を制御するためのＥＧＲ弁３３が設けられている。低圧ループＥＧＲ装置５１は、ＥＧＲ通路３５と、ＥＧＲクーラ３６と、ＥＧＲ弁３７とを有する。ＥＧＲ通路３５は、排気通路２５上の触媒３０における下流位置と、吸気通路２０のコンプレッサ２３ａにおける上流位置とを接続する通路である。また、ＥＧＲ通路３５には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３６、及びＥＧＲガス量を制御するためのＥＧＲ弁３７が設けられている。
【００１８】
内燃機関の制御装置１００の各要素は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）７により制御されている。ＥＣＵ７は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えて構成される。ＥＣＵ７は、主に、吸気温センサ４１、回転数センサ４２、及び水温センサ４３から供給される検出信号Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３に基づいて、切り替えバルブ２６に対して制御信号Ｓ２６を供給する。つまり、ＥＵＣ７は、吸気が流れる通路を、インタークーラ２４が設けられた通路と、インタークーラ２４をバイパスするバイパス通路２７とのいずれかに切り替える制御（以下、「バイパス制御」と呼ぶ。）を行う。
【００１９】
第１実施形態では、ＥＣＵ７は、低圧ループＥＧＲ装置５１から還流される排気ガスの凝縮水におけるｐＨを推定し、凝縮水のｐＨがインタークーラ２４を腐食させるようなｐＨであると判定される場合に、インタークーラ２４への吸気の流れを遮断して、バイパス通路２７にのみ吸気が流れるように制御を行う。このようにＥＣＵ７は、本発明におけるｐＨ取得手段、腐食判定手段、及びバイパス制御手段に相当する。なお、ＥＣＵ７は内燃機関の制御装置１００の他の構成要素の制御も行うが、本実施形態と特に関係の無い部分については説明を省略する。
【００２０】
なお、本発明は、直列４気筒の内燃機関１０への適用に限定はされず、４気筒以外の気筒数で構成された内燃機関や、気筒がＶ型に配列された内燃機関に対しても適用することができる。更に、本発明は、直噴タイプの燃料噴射弁１５によって構成された内燃機関１０への適用に限定はされず、ポート噴射タイプの燃料噴射弁によって構成された内燃機関に対しても適用することができる。
【００２１】
（バイパス制御方法）
次に、第１実施形態に係るバイパス制御方法について具体的に説明する。
【００２２】
第１実施形態では、ＥＣＵ７は、インタークーラ２４の腐食環境であると判定される場合に、インタークーラ２４をバイパスするバイパス通路２７に吸気が流れるようにバイパス制御を行う。具体的には、ＥＣＵ７は、低圧ループＥＧＲ装置５１から還流される排気ガスの凝縮水におけるｐＨを推定し、この凝縮水のｐＨがインタークーラ２４を腐食させるようなｐＨであると判定される場合に、インタークーラ２４への吸気の流れを遮断して、バイパス通路２７にのみ吸気が流れるように制御を行う。なお、本明細書では、「吸気」の文言は、外部から吸入された空気だけでなく、低圧ループＥＧＲ装置５１から還流された排気ガスや、排気ガスの凝縮水などを含有している可能性がある流体として用いるものとする。
【００２３】
このようなバイパス制御を行う理由は、以下の通りである。低圧ループＥＧＲ装置５１を有する内燃機関１０においては、排気ガスの凝縮によって強酸性の凝縮水（以下、「排気凝縮水」とも呼ぶ。）が生成される傾向にある。このような排気凝縮水が吸気系に回り込んでインタークーラ２４に供給された場合、一般的にはインタークーラ２４はアルミなどによって構成されているため、インタークーラ２４が腐食する場合がある。インタークーラ２４が腐食すると、信頼性に影響を及ぼし得る。
【００２４】
したがって、第１実施形態では、排気凝縮水のｐＨを推定し、排気凝縮水のｐＨが強酸性を示している場合（例えば、ｐＨ＜３）、つまりインタークーラ２４の腐食環境である場合、インタークーラ２４への吸気の流れを遮断して、バイパス通路２７にのみ吸気が流れるように制御を行う。以上のバイパス制御方法によれば、インタークーラ２４の耐食寿命を向上させることができると共に、インタークーラ２４の耐食による機能・性能低下を効果的に抑制することができる。また、インタークーラ２４内で凝縮が行なわれて排気凝縮水が生成し、この排気凝縮水によってインタークーラ２４が耐食してしまうことも防止することができる。なお、バイパス通路２７は耐食性の高い材料で構成されているため、排気凝縮水を流しても、耐食する可能性はかなり低いと言える。
【００２５】
ここで、第１実施形態に係る排気凝縮水のｐＨの推定方法について説明する。排気凝縮水のｐＨは、燃焼条件（ＮＯｘ濃度など）、触媒状態、ガス温度、燃料性状などによって変化する傾向にある。つまり、排気凝縮水のｐＨは、排気ガスの成分や触媒反応などに影響を受け、内燃機関１０の暖機状態によって異なると言える。詳しくは、排気凝縮水のｐＨは、ＮＯ３、ＳＯ４、酢酸、及び蟻酸のイオンと相関があるものと考えられる。具体的には、排気凝縮水のｐＨは、以下の式（１）で表される。
【００２６】
ｐＨ＝−ｌｏｇ［Ｈ＋］
＝−ｌｏｇ｛ａ×［ＮＯ３−］＋ｂ×［ＣＨ３ＣＯＯ−］
＋ｃ×［ＨＣＯＯ−］＋ｄ×［ＳＯ４２−］｝          式（１）
式（１）中のａ〜ｄは、各イオンの影響度に相当し、例えば「ａ≒１」、「ｂ≒０．０３７」、「ｃ≒０．００８」、「ｄ≒１」となる。これより、排気凝縮水のｐＨは、［ＮＯ３−］及び［ＳＯ４２−］の影響を大きく受けると言える。ここで、［ＮＯ３−］は内燃機関１０の燃焼条件（負荷条件など）に影響を受けるものであり、［ＳＯ４２−］は燃料性状に影響を受けるものである。
【００２７】
以上の事実より、高回転・高負荷の高ＮＯｘ領域や、低回転・低負荷領域の触媒不活性条件下などにおいて、排気凝縮水のｐＨが強酸性になると考えられる。したがって、第１実施形態では、ＥＣＵ７は、内燃機関１０の運転条件（例えば、回転数、燃料噴射量、触媒３０の温度など）に基づいて、排気凝縮水のｐＨを推定する。
【００２８】
図２は、内燃機関１０の運転条件と排気凝縮水のｐＨとの関係を示した図である。図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、横軸に内燃機関１０の回転数を示し、縦軸に燃料噴射量を示している。図２（ａ）は、触媒活性時（触媒３０の温度が比較的高温にある時）における排気凝縮水のｐＨを示している。これより、回転数が高く燃料噴射量が多い領域で、ｐＨが小さくなっていることがわかる。つまり、高回転・高負荷領域において、排気凝縮水のｐＨが強酸性（ｐＨ＜３）になる、言い換えるとインタークーラ２４の腐食環境が悪化することがわかる。これは、排気ガス中のＮＯｘが増加したことに起因して、前述したＮＯ３のイオンが増加したためであると考えられる。以上のように、触媒活性時においては、排気凝縮水のｐＨは、内燃機関１０の運転条件に応じて変化すると言える。
【００２９】
図２（ｂ）は、触媒不活性時（触媒３０の温度が比較的低温にある時）における排気凝縮水のｐＨを示している。これより、回転数及び燃料噴射量によらず、ｐＨは、ほぼ一定であることがわかる。つまり、インタークーラ２４の腐食環境は、ほぼ一定であることがわかる。より詳しくは、低回転・低負荷領域において、排気凝縮水のｐＨが強酸性（ｐＨ＜３）になっていることがわかる。以上のように、触媒不活性時においては、内燃機関１０の運転条件によらず、排気凝縮水のｐＨは、ほぼ一定となると言える。なお、触媒不活性時における排気凝縮水のｐＨは、酢酸のイオンや蟻酸のイオンの存在に起因するものであると考えられる。
【００３０】
次に、図３を参照して、バイパス通路２７の使用域について説明する。図３は、横軸に内燃機関１０の回転数を示し、縦軸に燃料噴射量を示しており、ＥＧＲモードに対してバイパス通路２７の使用域を重ねて示している。ここで、ＥＧＲモードについて説明する。図３において、「ＨＰＬ」と表記した領域は、高圧ループＥＧＲ装置５０のみを使用する領域を示し、「ＨＰＬ＋ＬＰＬ」と表記した領域は、高圧ループＥＧＲ装置５０及び低圧ループＥＧＲ装置５１の両方を使用する領域を示している。また、「ＬＰＬ」と表記した領域は、低圧ループＥＧＲ装置５１のみを使用する領域を示し、「ＥＧＲなし」と表記した領域は、高圧ループＥＧＲ装置５０及び低圧ループＥＧＲ装置５１を両方とも使用しない領域を示している。
【００３１】
第１実施形態では、低圧ループＥＧＲ装置５１の使用域において、排気凝縮水のｐＨが強酸性（ｐＨ＜３）となった状況を、インタークーラ２４の腐食環境と考える。よって、低圧ループＥＧＲ装置５１の使用域で、且つ排気凝縮水が強酸性（ｐＨ＜３）となる条件が満たされた際に、バイパス通路２７を使用する（つまり、インタークーラ２４への吸気の流れを遮断して、バイパス通路２７にのみ吸気を流す）。図３においては、このような条件を満たす領域は、斜線領域Ａ１、Ａ２となる。つまり、バイパス通路２７の使用域は、斜線領域Ａ１、Ａ２となる。具体的には、斜線領域Ａ１は、触媒活性時におけるバイパス通路２７の使用域に対応し、斜線領域Ａ２は、触媒不活性時におけるバイパス通路２７の使用域に対応する。なお、斜線領域Ａ１、Ａ２は、それぞれ、図２（ａ）、（ｂ）に示した排気凝縮水が強酸性となるような領域に概ね一致する。
【００３２】
次に、図４を参照して、上記したバイパス制御において行われる処理について説明する。図４は、第１実施形態に係るバイパス制御を示すフローチャートである。この制御では、主に、インタークーラ２４の腐食環境を判定することによって、吸気が流れる通路を、インタークーラ２４が設けられた吸気通路２０と、インタークーラ２４をバイパスするバイパス通路２７とのいずれかに切り替える制御を行う。なお、この制御における処理は、ＥＣＵ７によって所定の周期で繰り返し実行される。
【００３３】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ７は、内燃機関１０の運転状態を検出する。具体的には、ＥＣＵ７は、内燃機関１０の回転数や、燃料噴射量や、吸気温や、ＥＧＲ量や、冷却水における水温などを取得する。この場合、ＥＣＵ７は、吸気温センサ４１、回転数センサ４２、及び水温センサ４３から検出信号Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３を取得する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０２に進む。
【００３４】
ステップＳ１０２では、ＥＵＣ７は、ステップＳ１０１で得られた内燃機関１０の運転状態に基づいて、低圧ループＥＧＲ装置５１の使用域であるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ７は、内燃機関１０の回転数や、燃料噴射量や、冷却水の水温などに基づいて、低圧ループＥＧＲ装置５１の使用域であるか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ７は、図３に示したようなマップなどを参照して、使用域の判定を行う。低圧ループＥＧＲ装置５１の使用域である場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。これに対して、低圧ループＥＧＲ装置５１の使用域でない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、バイパス通路２７を使用しない。つまり、ＥＣＵ７は、インタークーラ２４が設けられた吸気通路２０にのみ吸気が流れるように、切り替えバルブ２６を制御する。
【００３５】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ７は、ステップＳ１０１で得られた内燃機関１０の運転条件に基づいて、排気凝縮水のｐＨを算出する。具体的には、ＥＣＵ７は、内燃機関１０の回転数や、燃料噴射量や、触媒３０の温度などに基づいて、排気凝縮水のｐＨを算出する。例えば、ＥＣＵ７は、図２に示したようなマップなどを参照して、排気凝縮水のｐＨを求める。この場合、触媒活性時である場合（触媒３０の温度が比較的高温である場合）には、図２（ａ）に示したマップを参照し、触媒不活性時である場合（触媒３０の温度が比較的低温である場合）には、図２（ｂ）に示したマップを参照する。なお、ＥＣＵ７は、触媒３０の温度として、センサによって検出された温度、又は推定された温度を用いることができる。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０４に進む。
【００３６】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ７は、排気凝縮水のｐＨが下限値未満であるか、又はｐＨが上限値より大きいかを判定する。ここでは、ＥＣＵ７は、排気凝縮水のｐＨがインタークーラ２４を腐食させるようなｐＨであるか否かを判定している。具体的には、ＥＣＵ７は、下限値として「３」を用い、上限値として「９」を用いて判定を行う。即ち、ＥＣＵ７は、排気凝縮水のｐＨが「ｐＨ＜３」又は「ｐＨ＞９」であるか否かを判定する。なお、排気凝縮水が「ｐＨ＞９」であるか否かを判定しているのは、インタークーラ２４を構成するアルミは、「ｐＨ＞９」程度のアルカリ性の排気凝縮水によっても腐食してしまう場合があるからである。つまり、ステップＳ１０４では、インタークーラ２４の腐食を確実に防止するため、念のため、排気凝縮水のｐＨが「ｐＨ＞９」であるか否かも判定している。
【００３７】
排気凝縮水のｐＨが下限値未満である場合、若しくはｐＨが上限値より大きい場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、具体的には「ｐＨ＜３」又は「ｐＨ＞９」である場合、処理はステップＳ１０５に進む。この場合には、排気凝縮水がインタークーラ２４を腐食させるようなｐＨであるため、ＥＣＵ７は、インタークーラ２４のバイパス通路２７を使用する（ステップＳ１０５）。つまり、ＥＣＵ７は、インタークーラ２４への吸気の流れを遮断して、バイパス通路２７にのみ吸気が流れるように制御を行う。この場合、ＥＣＵ７は、インタークーラ２４側が閉となり、バイパス通路２７側が開となるように、切り替えバルブ２６を制御する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００３８】
これに対して、排気凝縮水のｐＨが下限値以上で、且つ上限値以下である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、具体的には「３≦ｐＨ≦９」である場合、処理は当該フローを抜ける。この場合には、排気凝縮水のｐＨがインタークーラ２４を腐食させるようなｐＨではないと言える。したがって、ＥＣＵ７は、インタークーラ２４のバイパス通路２７を使用しない。言い換えると、ＥＣＵ７は、インタークーラ２４が設けられた吸気通路２０にのみ吸気を供給し、バイパス通路２７への吸気の供給を遮断する制御を行う。この場合、ＥＣＵ７は、インタークーラ２４側が開となり、バイパス通路２７側が閉となるように、切り替えバルブ２６を制御する。
【００３９】
以上説明したバイパス制御によれば、インタークーラ２４への強酸性の排気凝縮水の供給を適切に防止することができる。つまり、インタークーラ２４における腐食環境を適切に回避することができる。したがって、インタークーラ２４の耐食寿命を向上させることができると共に、インタークーラ２４の耐食による機能・性能低下を効果的に抑制することができる。よって、インタークーラ２４の信頼性を確保することが可能となる。加えて、インタークーラ２４に対して耐食性処理を施す必要がなくなる。
【００４０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、排気凝縮水のｐＨを推定する代わりに、排気凝縮水のｐＨをセンサによって検出する点で、前述した第１実施形態と異なる。具体的には、第２実施形態では、インタークーラ２４が設けられた位置よりも上流側で、低圧ループＥＧＲ装置５１によって排気ガスが還流される位置の下流側の吸気通路２０上に設けられたセンサを用いて、排気凝縮水のｐＨを検出する。そして、検出されたｐＨに基づいて、排気凝縮水のｐＨがインタークーラ２４を腐食させるようなｐＨであるか否かを判定して、第１実施形態で示したバイパス制御と同様のバイパス制御を実行する。
【００４１】
図５は、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置１００ａの概略構成を示すブロック図である。図５において、実線の矢印は吸気及び排気の流れを示し、破線の矢印は制御信号・検出信号を示す。なお、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
内燃機関の制御装置１００ａは、インタークーラ２４が設けられた位置よりも上流側で、低圧ループＥＧＲ装置５１によって排気ガスが還流される位置の下流側の吸気通路２０上に、ｐＨセンサ４５が設けられている。詳しくは、ｐＨセンサ４５は、排気ガスが還流される位置の下流側であって、ブローバイガス供給部１９が設けられた位置の上流側の吸気通路２０上に設けられている。ｐＨセンサ４５は、排気凝縮水のｐＨを検出し、ｐＨに対応する検出信号Ｓ４５をＥＣＵ７ａに供給する。
【００４３】
ＥＣＵ７ａは、主に、吸気温センサ４１、回転数センサ４２、及び水温センサ４３、並びにｐＨセンサ４５から供給される検出信号Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ４５に基づいて、切り替えバルブ２６に対して制御信号Ｓ２６を供給することによってバイパス制御を実行する。第２実施形態では、ＥＣＵ７は、検出されたｐＨに基づいて、排気凝縮水がインタークーラ２４を腐食させるようなｐＨであるか否かを判定して、つまり排気凝縮水のｐＨが強酸性であるか否かを判定して、バイパス制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ７は、検出された排気凝縮水のｐＨがインタークーラ２４を腐食させるようなｐＨであると判定された場合（例えば、ｐＨ＜３）に、インタークーラ２４への吸気の流れを遮断して、バイパス通路２７にのみ吸気が流れるように制御を行う。
【００４４】
図６は、第２実施形態に係るバイパス制御を示すフローチャートである。この制御における処理は、ＥＣＵ７ａによって所定の周期で繰り返し実行される。なお、ステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０４、Ｓ２０５の処理（ステップＳ２０３以外の処理）は、前述したステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０５の処理（図４参照）と同一であるため、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ２０３の処理を説明する。
【００４５】
ステップＳ２０３では、ＥＣＵ７ａは、排気凝縮水のｐＨを検出する。具体的には、ＥＣＵ７ａは、ｐＨセンサ４５が検出したｐＨに対応する検出信号Ｓ４５を取得する。そして、処理はステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、ＥＣＵ７ａは、ステップＳ２０３で検出されたｐＨに基づいて、前述したステップＳ１０４と同様の判定を行う。
【００４６】
以上説明したバイパス制御によっても、インタークーラ２４の耐食寿命を向上させることができると共に、インタークーラ２４の耐食による機能・性能低下を効果的に抑制することができる。
【００４７】
なお、図５では、排気ガスが還流される位置の下流側であって、ブローバイガス供給部１９が設けられた位置の上流側の吸気通路２０上にｐＨセンサ４５を設ける例を示したが、インタークーラ２４が設けられた位置よりも上流側で、低圧ループＥＧＲ装置５１によって排気ガスが還流される位置の下流側であれば、ｐＨセンサ４５を設ける位置は、この例に限定はされない。他の例としては、インタークーラ２４内にｐＨセンサを設けることができる。
【００４８】
また、上記では、ｐＨセンサ４５によって検出されたｐＨに基づいてバイパス制御を実行する例を示したが、これに限定はされない。他の例では、ｐＨセンサ４５の代わりに、ＮＯｘを検出するＮＯｘセンサを用いて、バイパス制御を実行することができる。この場合には、ＮＯｘセンサの検出値から排気ガスの成分を求め、これに基づいてインタークーラ２４の腐食環境を判定して、上記と同様のバイパス制御を実行することができる。なお、ＮＯｘセンサは、例えば排気通路２５上（触媒３０の下流側の排気通路２５上など）に設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】内燃機関の運転条件と排気凝縮水のｐＨとの関係を示す図である。
【図３】バイパス通路の使用域について説明するための図である。
【図４】第１実施形態に係るバイパス制御を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係るバイパス制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
７  ＥＣＵ
１０  内燃機関（エンジン）
２０  吸気通路
２３  ターボチャージャ
２４  インタークーラ
２６  切り替えバルブ
２７  バイパス通路
３１、３５  ＥＧＲ通路
３３、３７  ＥＧＲ弁
４５  ｐＨセンサ
５０  高圧ループＥＧＲ装置
５１  低圧ループＥＧＲ装置
１００  内燃機関の制御装置
【図１】
2008196368.tif 000003
【図２】
2008196368.tif 000004
【図３】
2008196368.tif 000005
【図４】
2008196368.tif 000006
【図５】
2008196368.tif 000007
【図６】
2008196368.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月15日(2008.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記の内燃機関の制御装置は、例えばターボチャージャを備えるディーゼルエンジンに好適に適用することができる。排気還流装置は、ターボチャージャのタービン及び触媒より下流側の排気通路上の位置から、ターボチャージャのコンプレッサより上流側の吸気通路上の位置へ排気ガスを還流させる。インタークーラは、排気還流装置によって排気ガスが還流される吸気通路上の位置よりも下流側の吸気通路に設けられ、供給させるガスを冷却水し、バイパス通路は、インタークーラをバイパスする通路である。また、ｐＨ取得手段は、排気還流装置から還流される排気ガスの凝縮水（排気凝縮水）におけるｐＨを推定又は検出によって取得し、腐食判定手段は、排気凝縮水がインタークーラを腐食させるようなｐＨであるか否かを判定する。そして、バイパス制御手段は、排気還流装置によって排気ガスが還流される状態において、排気凝縮水がインタークーラを腐食させるようなｐＨであると判定される場合に、インタークーラへの吸気（吸入された空気だけでなく、還流された排気ガスや排気凝縮水なども含む流体）の流れを遮断して、バイパス通路にのみ吸気が流れるように制御を行う。これにより、強酸性の排気凝縮水がインタークーラに供給されてしまうことを適切に防止することができる。つまり、インタークーラにおける腐食環境を適切に回避することができる。したがって、インタークーラの耐食寿命を向上させることができると共に、インタークーラの腐食による機能・性能低下を効果的に抑制することができる。加えて、インタークーラに対して耐食性処理を施す必要がなくなる。以上より、上記の内燃機関の制御装置によれば、インタークーラの信頼性を確保することが可能となる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
したがって、第１実施形態では、排気凝縮水のｐＨを推定し、排気凝縮水のｐＨが強酸性を示している場合（例えば、ｐＨ＜３）、つまりインタークーラ２４の腐食環境である場合、インタークーラ２４への吸気の流れを遮断して、バイパス通路２７にのみ吸気が流れるように制御を行う。以上のバイパス制御方法によれば、インタークーラ２４の耐食寿命を向上させることができると共に、インタークーラ２４の腐食による機能・性能低下を効果的に抑制することができる。また、インタークーラ２４内で凝縮が行なわれて排気凝縮水が生成し、この排気凝縮水によってインタークーラ２４が腐食してしまうことも防止することができる。なお、バイパス通路２７は耐食性の高い材料で構成されているため、排気凝縮水を流しても、腐食する可能性はかなり低いと言える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
ｐＨ＝−ｌｏｇ［Ｈ＋］
＝−ｌｏｇ｛ａ×［ＮＯ３−］＋ｂ×［ＣＨ３ＣＯＯ−］
＋ｃ×［ＨＣＯＯ−］＋ｄ×［ＳＯ４２−］｝          式（１）
式（１）中のａ〜ｄは、各イオンの影響度に相当し、例えば「ａ≒１」、「ｂ≒０．０３７」、「ｃ≒０．００８」、「ｄ≒２」となる。これより、排気凝縮水のｐＨは、［ＮＯ３−］及び［ＳＯ４２−］の影響を大きく受けると言える。ここで、［ＮＯ３−］は内燃機関１０の燃焼条件（負荷条件など）に影響を受けるものであり、［ＳＯ４２−］は燃料性状に影響を受けるものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
以上説明したバイパス制御によれば、インタークーラ２４への強酸性の排気凝縮水の供給を適切に防止することができる。つまり、インタークーラ２４における腐食環境を適切に回避することができる。したがって、インタークーラ２４の耐食寿命を向上させることができると共に、インタークーラ２４の腐食による機能・性能低下を効果的に抑制することができる。よって、インタークーラ２４の信頼性を確保することが可能となる。加えて、インタークーラ２４に対して耐食性処理を施す必要がなくなる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
以上説明したバイパス制御によっても、インタークーラ２４の耐食寿命を向上させることができると共に、インタークーラ２４の腐食による機能・性能低下を効果的に抑制することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2008196368.tif 000009