(57)【要約】【課題】ＥＧＲ通路などのガス通路において、凝縮水が発生する温度を正確に算出できるようにする。【解決手段】レイノズル数を用いて、ガス温度が露点Ｔｃと同じ温度となるガス通路の壁面からの距離Ｌに至るまでのガス温度の温度勾配ｋを算出し、前記ガス通路の壁面からの距離Ｌと前記温度勾配ｋとを用いて、排気ガス中に存在する水蒸気が凝縮水となって当該ガス通路の壁面に現れる壁面温度である凝縮水発生温度と露点との温度差ΔＴを式［ΔＴ＝−Ｌ／ｋ］により算出する。そして、その算出した温度差ΔＴを露点Ｔｃに加算して凝縮水発生温度Ｔ（Ｔ＝Ｔｃ＋ΔＴ）を算出する。このように、ガス通路を流れる排気ガスの流速（レイノズル数）を変数として求めた温度差ΔＴを、露点（計算値）Ｔｃに反映することで、凝縮水発生温度Ｔを正確に算出することができる。【選択図】図２
2017031896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスが流れるガス通路において凝縮水が発生する温度を算出する凝縮水発生温度算出装置であって、
前記ガス流路内のガスの温度を取得するガス温度取得手段と、
前記ガス通路内のガスの露点を算出する露点算出手段と、
前記ガス通路内を流れるガスのレイノズル数を算出するレイノズル数算出手段と、
前記ガス通路内において当該ガス通路の壁面からガス温度が前記露点と同じ温度となる位置までの間のガス温度の温度勾配ｋを、前記レイノズル数を用いて算出する温度勾配算出手段と、
前記ガス温度が前記露点と同じ温度となる位置の前記ガス通路の壁面からの距離Ｌと前記温度勾配ｋとを用いて、排気ガス中に存在する水蒸気が凝縮水となって当該ガス通路の壁面に現れる壁面温度である凝縮水発生温度と前記露点との温度差ΔＴを式［ΔＴ＝−Ｌ／ｋ］により算出し、その算出した温度差ΔＴを前記露点に加算して凝縮水発生温度を算出する凝縮水発生温度手段と、
を備えていることを特徴とする凝縮水発生温度算出装置。
【請求項２】
排気通路を流れる排気ガスの一部を排気還流路を通じて吸気通路に還流させる排気再循環装置と、
前記排気還流路内のガスの温度を取得するガス温度取得手段と、
請求項１に記載の凝縮水発生温度算出装置と、
前記凝縮水発生温度算出装置にて前記排気還流通路の凝縮水発生温度を算出し、前記排気還流通路内の排気ガス温度が前記算出した凝縮水発生温度を超えている場合は、前記排気ガスの還流を許可する判定手段と、
を備えてことを特徴とする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、排気再循環装置（ＥＧＲ装置）の排気還流通路（ＥＧＲ通路）などのガス通路において、凝縮水が発生する温度を算出する凝縮水発生温度算出装置、及び、そのような凝縮水発生温度算出装置を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関（以下、エンジンともいう）において、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量の低減や燃料消費率の改善を図るために、排気ガスの一部をＥＧＲ通路によって吸気通路に還流するＥＧＲ装置が知られている。ＥＧＲ装置を備えたエンジンにあっては、ＥＧＲ通路や吸気通路を流れる排気ガス中の水分が凝縮して凝縮水が発生することがある。この凝縮水は、ＥＧＲ配管や吸気管の腐食原因やエンジンの失火原因になる。
【０００３】
このような凝縮水の発生を防止するために、例えば、引用文献１に記載の技術では、ＥＧＲ通路内の排気ガスの露点を用いて、ＥＧＲ通路内に凝縮水が発生しているか否かを判定し、凝縮水が発生している場合は、凝縮水の発生を抑制する制御を行っている（以下、従来技術という）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４６７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した従来技術では、排気ガスの蒸気圧とガス温度とから露点を算出しているが、実際に凝縮水が発生する温度は、ガス通路内を流れる排ガスの流速によって変化する。このため、従来技術では、凝縮水が発生する温度を正確に算出することができていない。
【０００６】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、排気還流通路（ＥＧＲ通路）などのガス通路において、凝縮水が発生する温度を正確に算出することが可能な凝縮水発生温度算出装置を提供すること、及び、そのような凝縮水発生温度算出装置を備えた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】
【０００７】
−発明の解決原理−
本発明者らは、排気ガスが流れるガス通路内において、ガス通路内を流れる排気ガスの流速が大きくなると、つまりレイノズル数が大きくなると、ガス通路の壁面（内壁面）に凝縮水が発生する壁面温度が露点よりも低くなるという点を実験により見出した。本発明では、そのような点に着目し、凝縮水発生温度の算出に、レイノズル数を加えることで、凝縮水が発生する温度を正確に算出できるようにしている。その詳細について以下に説明する。
【０００８】
まず、図５に示すような、□４０ｍｍ、長さ２００ｍｍのガス通路２００を用いて以下の実験を行った。
【０００９】
図５に示すガス通路２００に排気ガスを流した状態で、ガス通路２００の壁面２０１の温度を下げて、排気ガス中に存在する水蒸気が凝縮水Ｗとなって壁面２０１に現れる壁面温度（凝縮水発生温度）を実験にて求め、その凝縮水発生温度とガス流速（レイノズル数）との関係を調べたところ、図６に示すような結果が得られた。この図６の結果から、ガス通路内のレイノズル数（Ｒｅ）が大きくなると凝縮水発生温度が低下することがわかった。
【００１０】
また、図５に示すガス通路２００を用い、凝縮水が発生する瞬間におけるガス通路２００の壁面２０１近傍の温度分布を実験によって調べたところ、図７に示すような結果が得られた。この図７の結果から、レイノズル数（Ｒｅ）の大きさの違いにより、ガス通路２００の壁面２０１から所定距離（排気ガスのガス温度が露点と同じ温度になる壁面からの距離：具体的には０．４ｍｍ）に至るまでの空間内における温度分布の傾き（温度勾配の傾き）が異なることがわかった。具体的には、レイノズル数が大きい場合（Ｒｅ＝Ｎ２（Ｎ２＜Ｎ１））の温度勾配の傾きｋ２は、レイノズル数が小さい場合（Ｒｅ＝Ｎ１）の傾きｋ１と比較して小さくなること（ｋ２＜ｋ１）、つまり、レイノズル数（Ｒｅ）が大きいほどガス通路２００の壁面２０１に凝縮水が発生する温度が低温側に移行することがわかった。このような温度勾配ｋ［ｍｍ／℃］は、下記の（１）式に示すようにレイノズル数（Ｒｅ）の変数として表すことができる。
【００１１】
ｋ＝ａ・ｅｘｐ（−ｂ（Ｒｅ−ｃ））＋ｄ    ・・・（１）
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ＝定数）
そして、温度勾配ｋとレイノズル数との相関を実験により調べたところ、温度勾配ｋは下記の（２）式に示すようなレイノズル数（Ｒｅ）の関数で表すことができることがわかった。
【００１２】
ｋ＝0.099735・exp(-0.000291(Re-1966.017))+0.1  ・・・（２）
次に、排気ガスの温度を横軸、ガス通路２００の壁面２０１からの距離を縦軸にとり、上記実験結果つまり凝縮水が発生する瞬間における壁面近傍の温度勾配を直線で近似して示すと、図８（図７）に示すような直線ｍ１，直線ｍ２となる。この図８に示す直線ｍ１において、排気ガスのガス温度が露点（計算値）Ｔｃと同じ温度になる位置Ｐから、直線ｍ１が横軸と交差する点までの間の温度差はΔＴ１となる。したがって、ガス通路２００の壁面２０１に凝縮水が実際に発生する温度は、露点（計算値）ＴｃからΔＴ１だけ下がった温度であると言える。
【００１３】
そして、その露点（計算値）Ｔｃとの温度差ΔＴ１は、直線ｍ１において壁面２０１からの距離が０ｍｍの位置（横軸）の切片であり、排気ガスのガス温度が露点（計算値）Ｔｃと同じ温度になる位置Ｐの壁面２０１からの距離をＬ［ｍｍ］とすると、［ΔＴ１＝−Ｌ／ｋ１］と表すことができる。したがって、ガス通路２００の壁面２０１からの距離Ｌを求めれば、露点（計算値）Ｔｃからの低下温度ΔＴ１を算出することができる。
【００１４】
ここで、□４０ｍｍ、長さ２００ｍｍのガス通路２００について、排気ガスのガス温度が露点（計算値）Ｔｃと同じ温度になる位置Ｐの壁面２０１からの距離Ｌを実験によって求めたところ、レイノズル数（Ｒｅ）の大小に関係なく、距離Ｌは０．４ｍｍ（Ｌ＝０．４ｍｍ）であった。
【００１５】
また、上記と同様に、レイノズル数が大きい側の温度差ΔＴ２についても、［ΔＴ２＝−Ｌ／ｋ２］から算出することができる。そして、温度差ΔＴを求める式を一般式化すると、温度差ΔＴは［ΔＴ＝−Ｌ／ｋ］と表すことができる。この式［ΔＴ＝−Ｌ／ｋ］を用いて温度差ΔＴを算出し、その算出値ΔＴを露点（計算値）Ｔｃに加えた値を凝縮水発生温度Ｔ（Ｔ＝Ｔｃ＋ΔＴ）とすることにより、ガス通路の壁面に実際に凝縮水が発生する温度（排気ガス中に存在する水蒸気が凝縮水となってガス通路の壁面に現れる壁面温度である凝縮水発生温度）を正確に算出することができる。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００１６】
−解決手段−
具体的に、本発明は、排気ガスが流れるガス通路において凝縮水が発生する温度を算出する凝縮水発生温度算出装置であって、前記ガス流路内のガスの温度を取得するガス温度取得手段と、前記ガス通路内のガスの露点を算出する露点算出手段と、前記ガス通路内を流れるガスのレイノズル数を算出するレイノズル数算出手段と、前記ガス通路内において当該ガス通路の壁面からガス温度が前記露点と同じ温度となる位置までの間のガス温度の温度勾配ｋを、前記レイノズル数を用いて算出する温度勾配算出手段と、前記ガス温度が前記露点と同じ温度となる位置の前記ガス通路の壁面からの距離Ｌと前記温度勾配ｋとを用いて、排気ガス中に存在する水蒸気が凝縮水となって当該ガス通路の壁面に現れる壁面温度である凝縮水発生温度と前記露点との温度差ΔＴを式［ΔＴ＝−Ｌ／ｋ］により算出し、その算出した温度差ΔＴを前記露点に加算して凝縮水発生温度を算出する凝縮水発生温度手段とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の凝縮水発生温度算出装置によれば、レイノズル数を変数として、ガス通路の壁面に実際に凝縮水が発生する温度（排気ガス中に存在する水蒸気が凝縮水となってガス通路の壁面に現れる壁面温度である凝縮水発生温度）と露点との温度差ΔＴを求め、その温度差ΔＴを露点に反映するようにしているので、ガス通路において凝縮水が発生する温度を正確に算出することができる。
【００１８】
本発明の内燃機関の制御装置は、排気通路を流れる排気ガスの一部を排気還流路を通じて吸気通路に還流させる排気再循環装置と、前記排気還流路内のガスの温度を取得するガス温度取得手段と、上記した特徴を有する凝縮水発生温度算出装置と、前記凝縮水発生温度算出装置にて前記排気還流通路の凝縮水発生温度を算出し、前記排気還流通路内の排気ガス温度が前記算出した凝縮水発生温度を超えている場合は、前記排気ガスの還流を許可する判定手段とを備えていることを特徴としている。
【００１９】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、上記した凝縮水発生温度算出装置にて算出された正確な凝縮水発生温度を用いて、排気還流通路（ＥＧＲ通路）内の排気ガスのガス温度が凝縮水発生温度を超えているか否かを判定し、ガス温度が凝縮水発生温度を超えている場合に排気ガスの還流を許可しているので、この排気ガスの還流を許可する時期の適正化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、排気還流通路（ＥＧＲ通路）などのガス通路において、凝縮水が発生する温度を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＥＧＲ装置を備えたエンジン（内燃機関）の一例を示す概略構成図である。
【図２】ＥＣＵの構成の一部を示す機能ブロック図である。
【図３】ＥＣＵが実行するＥＧＲ許可処理ルーチンの手順を示すフローチャートである。
【図４】実施形態の排気還流動作許可範囲と従来の排気還流動作許可範囲とを示す図である。
【図５】実験に用いたＥＧＲ通路の概略図である。
【図６】Ｒｅ数と凝縮水発生温度との関係を示すグラフである。
【図７】凝縮水発生時における通路壁面近傍の温度分布を示す図である。
【図８】ガス通路の壁面に実際に凝縮水が発生する温度と露点との温度差ΔＴの算出方法の説明図である。
【図９】Ｒｅ数と凝縮水発生量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
−エンジンの構成−
まず、図１を参照して、ＥＧＲ装置（排気再循環装置）６を備えたエンジン（内燃機関）１の概略構成を説明する。この図１に示すエンジン１は、自動車に搭載された直列４気筒ディーゼルエンジンであって、４つの気筒（燃焼室）１１・・１１を有し、各気筒１１にインジェクタ（図示せず）が設けられている。
【００２４】
各気筒１１には吸気系を構成する吸気通路３が接続されている。この吸気通路３の上流端にはエアクリーナ３１が設けられている。また、吸気通路３には、吸気の流れ方向に沿って、ターボチャージャ４のコンプレッサ４１、インタークーラ３２及び吸気絞り弁（ディーゼルスロットル）３３が順に設けられている。吸気系によって気筒１１内へ導かれた吸気（図１中に実線で示す矢印を参照）は圧縮行程において圧縮され、この気筒１１内にインジェクタから燃料が噴射されることにより燃料の燃焼が行われる。この燃料の燃焼に伴ってエンジン出力が得られる。
【００２５】
各気筒１１には排気系を構成する排気通路５が接続されている。排気通路５の途中にはターボチャージャ４のタービン４２が設けられている。このタービン４２の下流には触媒５１が設けられている。また、必要に応じてパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が設けられる。各気筒１１内での燃焼により発生した排気ガスは、排気通路５へ排出され、タービン４２を経た後、触媒５１によって浄化され、大気中へ放出される。
【００２６】
エンジン１には、ＥＧＲ装置６が設けられている。ＥＧＲ装置６は、触媒５１よりも下流（タービン４２よりも下流）の排気通路５から、コンプレッサ４１よりも上流の吸気通路３へ排気ガスの一部（ＥＧＲガス）を導くＥＧＲ通路（排気還流通路）６１と、このＥＧＲ通路６１の流路面積を変更可能とするＥＧＲバルブ６２と、ＥＧＲ通路６１を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ６３とを備えている。このＥＧＲ装置６によって、排気通路５を流通する排気ガスの一部が、ＥＧＲ通路６１及び吸気通路３を通じて気筒１１内に還流される。このＥＧＲ装置６により還流される排気ガス（ＥＧＲガス）の量はＥＣＵ１００によって制御される、具体的には、ＥＣＵ１００によって、目標ＥＧＲガス量が得られるようにＥＧＲバルブ６２の開度が制御される。そして、このようなＥＧＲ装置６による排気ガスの還流によってＮＯｘ排出量の低減や燃料消費率の改善が図れる。なお、図１では、排気ガス（ＥＧＲガスも含む）の流れを破線の矢印で示している。
【００２７】
また、ＥＧＲ装置６にはＥＧＲ通路温度センサ６４が設けられている。ＥＧＲ通路温度センサ６４は、ＥＧＲクーラ６３に配置されており、そのＥＧＲクーラ６３内のＥＧＲ通路６１を流れる排気ガス（ＥＧＲガス）のガス温度を検出する。
【００２８】
本実施形態のエンジン１はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１００を備えている。ＥＣＵ１００には、Ａ／Ｆセンサ、エアフローメータ、吸気温センサ、吸気圧センサ、排気温センサ、水温センサ、クランクポジションセンサ、アクセル開度センサ、吸気絞り弁開度センサ、ＥＧＲバルブ開度センサ、及び、上記ＥＧＲ通路温度センサ６４などの各種センサが電気的に接続されている。各センサの機能は周知であるため、ここでの説明は省略する。
【００２９】
ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、燃料噴射量・噴射時期制御（インジェクタの開閉制御）、吸気絞り弁３３の開度（スロットル開度）の制御、ＥＧＲ制御（ＥＧＲバルブ６２の開度制御）などを含むエンジン１の各種制御を実行する。また、図２に示すように、ＥＣＵ１００は、露点算出手段１１１、レイノズル数算出手段１１２、温度勾配算出手段１１３、凝縮水発生温度算出手段１１４、及び、判定手段１２０などの機能部を備えている。
【００３０】
−凝縮水発生温度算出装置−
次に、本実施形態の凝縮水発生温度算出装置について説明する。
【００３１】
本実施形態の凝縮水発生温度算出装置は、上記したＥＧＲ通路温度センサ６４、露点算出手段１１１、レイノズル数算出手段１１２、温度勾配算出手段１１３、及び、凝縮水発生温度算出手段１１４によって構成されている。
【００３２】
露点算出手段１１１は、ＥＧＲ通路６１内の排気ガスの露点を算出する。具体的には、各種センサのセンサ情報から得られる大気温度、大気圧、湿度、空燃比及び燃料Ｈ／Ｃ（燃料中の水素と炭素との比）などに基づいて、ＥＧＲ通路６１内（ＥＧＲクーラ６３内）のＥＧＲガス中における水蒸気の割合の値を用い、予め設定されたガス圧力検出用マップ（もしくは計算式）に基づいてＥＧＲ通路６１内の排気ガスの蒸気圧を算出する。
【００３３】
そして、その算出した蒸気圧と、ＥＧＲ通路温度センサ６４の検出信号から得られるＥＧＲガスの温度とから、ＥＧＲ通路６１内のＥＧＲガスの露点（計算値：Ｔｃ）を算出する。露点Ｔｃについては、予め実験やシミュレーション等により、蒸気圧とガス温度とをパラメータとして露点が規定されたマップ（もしくは計算式）に基づいて算出することができる（特開２０１２−２４６７９１号公報参照）。
【００３４】
なお、ＥＧＲガスの温度については、エンジン１の冷却水温度、エンジン回転速度及び燃料噴射量等に基づいて推定するようにしてもよい。また、ＥＧＲ通路６１内の排気ガスの露点については、センサにて直接検出するようにしてもよい。
【００３５】
レイノズル数算出手段１１２は、ＥＧＲ通路６１での排気ガス流れのレイノズル数を算出する。ここで、レイノズル数は、一般に、流体の密度、流速、粘度、及び、管路の内径から算出される。そして、ＥＧＲガス量は、流速及び管路の内径に相関のある値である。つまり、管路の内径（ＥＧＲ通路６１の内径）は固定値であるため、目標ＥＧＲガス量からＥＧＲガスの流速を求めることができる。また、排気ガス温度は、流体（排気ガス）の密度及び粘度に相関のある値である。このため、目標ＥＧＲガス量と排気ガス温度とから排気ガス流れのレイノルズ数（目標ＥＧＲガス量で排気ガスの還流を実行した場合のＥＧＲ通路６１内でのレイノルズ数）を算出することが可能である。このレイノルズ数の算出は、ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶された算出式（例えば、以下の（３）式）によって行われる。また、レイノルズ数算出マップ（目標ＥＧＲガス量、排気ガス温度、及び、レイノルズ数の相関を表したマップ）をＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶させておき、このレイノルズ数算出マップからレイノルズ数を求めるようにしてもよい。
【００３６】
Ｒｅ＝ρ×ｖ×Ｄ／μ＝ｖ×Ｄ／ν  ・・・（３）
Ｒｅはレイノルズ数、ρは流体の密度、ｖは流速、Ｄは管路（ＥＧＲ通路６１）の代表直径、μは流体の粘性係数、νは動粘性係数である。
【００３７】
温度勾配算出手段１１３は、上記レイノズル数算出手段１１２にて算出されたレイノズル数を用いて、ＥＧＲ通路６１の壁面（内壁面）からの距離Ｌ（この例では、Ｌ＝０．４ｍｍ）までの間のガス温度の温度勾配ｋ（図８参照）を算出する。具体的には、レイノズル数（Ｒｅ）を用いて上記した（２）式から温度勾配ｋを算出する。ここで、距離Ｌは、図８に示すように、ＥＧＲガスのガス温度が露点Ｔｃと同じ温度となる位置ＰのＥＧＲ通路６１の壁面からの距離Ｌである。
【００３８】
凝縮水発生温度算出手段１１４は、ＥＧＲ通路６１の壁面に実際に凝縮水が発生する温度（排気ガス中に存在する水蒸気が凝縮水となってガス通路の壁面に現れる壁面温度である凝縮水発生温度）と露点（計算値）Ｔｃとの温度差ΔＴ（図８参照）を算出する。具体的には、ＥＧＲガスのガス温度が露点Ｔｃと同じ温度となるＥＧＲ通路６１（□４０ｍｍ、長さ２００ｍｍのガス通路）の壁面からの距離Ｌ（図８参照）と、上記温度勾配算出手段１１３で算出した温度勾配ｋとを用いて温度差ΔＴを式［ΔＴ＝−Ｌ／ｋ］により算出する。そして、その算出した温度差ΔＴを露点Ｔｃに加算して凝縮水発生温度Ｔ（Ｔ＝Ｔｃ＋ΔＴ）を算出する。
【００３９】
ここで、ＥＧＲ通路６１（□４０ｍｍ、長さ２００ｍｍのガス通路）の壁面からの距離Ｌついては、上記したように、本発明者らの実験により０．４ｍｍという値を得ており、その実験結果から、本実施形態においては距離Ｌを０．４ｍｍ（Ｌ＝０．４ｍｍ）として温度差ΔＴの算出を行う。
【００４０】
なお、内径□４０ｍｍ、長さ２００ｍｍのガス通路以外にも、適宜、ガス通路の内径・長さ等を変更して実験を行うことにより上記距離Ｌを得るようにしてもよい。
【００４１】
そして、以上の処理により、凝縮水発生温度算出装置において算出された凝縮水発生温度Ｔは判定手段１２０に供給される。
【００４２】
判定手段１２０は、ＥＧＲ通路温度センサ６４の出力信号からＥＧＲクーラ６３内のＥＧＲ通路６１を流れる排気ガス（ＥＧＲガス）のガス温度を求め、そのガス温度が凝縮水発生温度Ｔを超えているか否かを判定し、ガス温度が凝縮水発生温度Ｔを超えている場合は排気ガス（ＥＧＲガス）の還流を許可する。一方、ガス温度が凝縮水発生温度Ｔ以下である場合は排気ガスの還流を禁止する。
【００４３】
−ＥＧＲ許可処理−
次に、ＥＣＵ１００が実行するＥＧＲ許可処理について図３のフローチャートを参照して説明する。この図３の処理ルーチンは、ＥＣＵ１００において所定時間毎に繰り返し実行される。なお、エンジン１の冷間始動時点では、ＥＧＲバルブ６２は全閉状態となっている。
【００４４】
図３の処理ルーチンが開始されると、まずはステップＳＴ１０１において、ＥＧＲ通路温度センサ６４の出力信号に基づいて、ＥＧＲ通路６１（ＥＧＲクーラ６３内の通路）内の排気ガスの温度を検出し、次いでステップＳＴ１０２において露点Ｔｃを上記した算出処理にて算出する。
【００４５】
ステップＳＴ１０３では、上記した算出処理によりレイノズル数（Ｒｅ）を算出する。ステップＳＴ１０４では、上記ステップＳＴ１０３で算出したレイノズル数（Ｒｅ）を用いて、上記した算出処理により温度勾配ｋを算出する。
【００４６】
ステップＳＴ１０５では、ＥＧＲ通路６１の壁面からの距離Ｌ（Ｌ＝０．４ｍｍ）と、上記したステップ１０４の処理で得られた温度勾配ｋとを用いて、実際に凝縮水が発生する排気ガス温度と露点（計算値）Ｔｃとの温度差ΔＴを式［ΔＴ＝−Ｌ／ｋ］により算出し、その算出した温度差ΔＴを露点Ｔｃに加算して凝縮水発生温度Ｔ（Ｔ＝Ｔｃ＋ΔＴ）を算出する。
【００４７】
そして、ステップＳＴ１０６では、上記ステップＳＴ１０５で算出した凝縮水発生温度Ｔを用い、ＥＧＲ通路温度センサ６４の出力信号から得られるＥＧＲ通路６１内の排気ガスのガス温度が凝縮水発生温度Ｔを超えているか否かを判定し、その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（ガス温度＞Ｔである場合）は、排気ガスの還流を許可する（ステップＳＴ１０７）。つまり、排気ガスを還流させたとしてもＥＧＲ通路６１で凝縮水が発生することがないため、目標ＥＧＲガス量が得られるようにＥＧＲバルブ６２の開度を設定する。
【００４８】
一方、ステップＳＴ１０６の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（ガス温度≦Ｔである場合）、排気ガスの還流を許可することなく、ＥＧＲバルブ６２を全閉状態に維持する。つまり、排気ガスを還流させた場合にはＥＧＲ通路６１で凝縮水が発生する可能性があるので、ＥＧＲバルブ６２を全閉状態に維持する。
【００４９】
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、凝縮水発生温度を算出する処理において、レイノズル数を変数として、実際に凝縮水が発生する温度と露点との温度差ΔＴを求め、その温度差ΔＴを露点Ｔｃに反映するようにしているので、凝縮水発生温度Ｔを正確に算出することができる。
【００５０】
そして、そのような正確な凝縮水発生温度Ｔを用いて、ＥＧＲ通路６１内の排気ガスのガス温度が凝縮水発生温度Ｔを超えているか否かを判定し、ガス温度が凝縮水発生温度Ｔを超えている場合に排気ガスの還流を許可することにより、この排気ガスの還流を許可する時期の適正化を図ることができる。その結果、凝縮水の発生を防止でき、配管の腐食を防止できるとともに、エンジン１の失火を防止できる。また、必要以上に排気ガスの還流を禁止することがなくなるため、排気還流動作許可範囲の拡大を図ることができ、ＮＯｘ排出量の更なる低減及び燃料消費率（燃費）の更なる改善を図ることができる。
【００５１】
ここで、燃費改善効果について説明する。本発明者らの実験により、排気ガスが通過するガス通路（ＥＧＲ通路６１等）の壁面に実際に凝縮水が発生する温度について調べたところ、その実際の凝縮水発生温度Ｔは、露点（計算値）Ｔｃに対し２〜４℃の範囲で低下することがわかった。このことは、図４に示すように、内燃機関（エンジン）の暖機時において、従来制御（露点ＴｃにてＥＧＲガスの還流許可を判定する制御）よりも壁面温度が２〜４℃低い時期に、凝縮水が発生しない状況でＥＧＲガスがＥＧＲ通路６１を通過できること（排気還流動作許可範囲が拡大すること）を意味する。そして、ＥＧＲガスの還流動作を１℃低い環境において許可できれば、燃費に換算すると１％の改善が可能であることから、本実施形態では、従来制御に対し、燃費を２〜４％改善することができる。
【００５２】
−凝縮水発生量の算出−
本実施形態において、排気ガスが流れているガス通路の壁面に発生する凝縮水発生量ＷΔＴを算出するようにしてもよい。
【００５３】
凝縮水発生量ＷΔＴを算出する場合、ガス通路内を流れる排気ガスの流速（レイノズル数）が大きいほどガス通路内に送り込まれる水蒸気量が大きくなるという点に着目して凝縮水発生量ＷΔＴを算出する。具体的には、凝縮水発生量ＷΔT［ｇ／ｓ］は下記の（４）式を用いて算出する。
【００５４】
ＷΔT＝Ｗａ・Ｄｄ・Ｃ  ・・・（４）
Ｗａ：エンジン条件（吸入空気量等）と気温、湿度から計算される総水蒸気量（計算値）［ｇ／ｓ］（燃焼化学式：C7H16+11O2→7CO2+8H2Oから求められる水蒸気量）
Ｄｄ：図８に示す壁面から距離Ｌｍｍ（例えば、Ｌ＝０．４ｍｍ）までの空間容積のガス通路全容積に対する割合
Ｃ：図８において距離ＬとΔＴとで囲まれた三角形（ハッチングを施した三角形）の面積のレイノズル数（Ｒｅ）の大きさに対する比率
ここで、（４）式の比率Ｃは、下記の（５）式に示すようにレイノズル数（Ｒｅ）の変数として表すことができる。
【００５５】
Ｃ＝-ｅ・ｅｘｐ（−ｆ（Ｒｅ−ｇ））＋ｈ  ・・・（５）
（ｅ，ｆ，ｇ，ｈ＝定数）
そして、比率Ｃとレイノズル数との相関を実験により調べたところ、比率Ｃは下記の（６）式に示すようなレイノズル数（Ｒｅ）の関数で表すことができることがわかった。
【００５６】
Ｃ＝-0.099735・exp(-0.000291(Re-7920.170))+1  ・・・（６）
なお、上記（４）式から得られる凝縮水発生量ＷΔT（計算値）を、横軸をＲｅ数、縦軸を凝縮水発生量ＷΔTとするグラフ上に表すと、図９の実線で示すような曲線となる。
【００５７】
そして、以上の（４）式にて算出した凝縮水発生量ＷΔTに基づいて、例えば、ガス通路への凝縮水の蓄積もしくは消滅させることが可能なガス通路を設計することが可能になる。
【００５８】
ここで、凝縮水発生量ＷΔTとレイノズル数（Ｒｅ）との関係を実験により求め、その実測値を図９のグラフ上にプロットした。この図９から、上記（４）式で算出した値（実線）に、実測値（図９の□印で示す値）がほぼ一致することが確認できた。
【００５９】
−他の実施形態−
以上の実施形態では、ターボチャージャ４のタービン４２よりも下流側の排気通路５から、ターボチャージャ４のコンプレッサ４１よりも上流側の吸気通路３へ排気ガスを還流するＬＰＬ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｌｏｏｐ）−ＥＧＲ装置６のＥＧＲ通路６１の凝縮水発生温度の算出に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限られることなく、ターボチャージャ４のタービン４２よりも上流側の排気通路５から、ターボチャージャ４のコンプレッサ４１よりも下流側の吸気通路３へ排気ガスを還流するＨＰＬ（Ｈｉｇｈ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｌｏｏｐ）−ＥＧＲ装置のＥＧＲ通路の凝縮水発生温度の算出にも適用が可能である。
【００６０】
以上の実施形態では、ＥＧＲ通路６１の凝縮水発生温度を算出しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１に示すエンジン１において、排気ガスが流れる排気通路５、排気マニホールド１３、ターボチャージャ４のコンプレッサハウジング、触媒５１のハウジングなどのガス通路の凝縮水発生温度を算出する場合や、排気ガス（ＥＧＲガス）を含む混合ガスが流れるターボチャージャ４のタービンハウジング、吸気通路３、インタークーラ３２、及び、吸気マニホールド１２などのガス通路の凝縮水発生温度を算出する場合に本発明を適用してもよい。
【００６１】
以上の実施形態では、エンジンを制御するＥＣＵ内に凝縮水発生温度算出装置を組み込んでいるが、本発明はこれに限られることなく、凝縮水発生温度算出装置は、ＥＧＲ通路温度センサ６４、露点算出手段１１１、レイノズル数算出手段１１２、温度勾配算出手段１１３、及び、凝縮水発生温度算出手段１１４等を備えた単独の装置で構成してもよい。
【００６２】
以上の実施形態では、自動車に搭載される直列４気筒ディーゼルエンジン１に本発明を適用した場合について説明した。本発明は、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。また、気筒数やエンジン形式（直列型エンジン、Ｖ型エンジン、水平対向型エンジン等の別）についても特に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、排気再循環装置（ＥＧＲ装置）の排気還流通路（ＥＧＲ通路）などのガス通路において、凝縮水が発生する温度を算出する装置に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  エンジン（内燃機関）
３  吸気通路
５  排気通路
６  ＥＧＲ装置（排気再循環装置）
６１  ＥＧＲ通路（排気還流通路）
６２  ＥＧＲバルブ
６３  ＥＧＲクーラ
６４  ＥＧＲ通路温度センサ（ガス温度取得手段）
１００  ＥＣＵ
１１１  露点算出手段（露点取得手段）
１１２  レイノズル数算出手段
１１３  温度勾配算出手段
１１４  凝縮水発生温度算出手段
１２０  判定手段
【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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