JP5831790B2

JP5831790B2 - 内燃機関

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Publication number: JP5831790B2
Application number: JP2011175706A
Authority: JP
Inventors: 洋之木村
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2031-08-11
Also published as: JP2013036452A

Description

本発明は、車両に搭載された内燃機関であって、インタークーラの出口側で吸気から凝縮水が発生するのを簡易な手段で防止可能にした内燃機関に関する。

最近の内燃機関は、排気の一部を吸気路に再循環するＥＧＲ装置が設けられ、かつ燃料の噴射量や噴射時期を制御することで、出力を向上させると共に、ＮＯ_Ｘやスモークの発生を最小限に抑える運転が可能になってきた。また、ディーゼルエンジン及びその他の内燃機関では、吸気温度を下げ、単位容積当りの吸気質量を増加させて出力を向上させるため、吸気通路にインタークーラを設けている。しかし、インタークーラで吸気を冷却し過ぎると、インタークーラの出口側で吸気から凝縮水が発生する。

この凝縮水が下流側吸気管に設けられた空燃比センサ、酸素濃度センサなどのセンサ素子に衝突すると、素子割れを起し、センサが破損するおそれがある。また、大量の凝縮水がシリンダに進入すると、ウォーターハンマー現象による衝撃の発生や蒸気爆発が起こり、シリンダ構成機器が破損するおそれがある。排気には燃料の燃焼によって生成される水蒸気が含まれるため、含有水蒸気量は吸気より多い。ＥＧＲ装置を備えた内燃機関では、排気の一部が吸気管に導入されるため、インタークーラで冷却されると凝縮水が発生しやすい。

特許文献１には、排気管と吸気管間に接続されたＥＧＲガスの環流路に設けられたＥＧＲクーラにおいて、ＥＧＲガスの過冷却と凝縮水の発生を防止する手段が開示されている。特許文献１に開示された内燃機関は、エンジン冷却水を循環させてＥＧＲガスを冷却する冷却水循環路がＥＧＲクーラに連結されている。凝縮水発生防止手段は、ＥＧＲクーラでＥＧＲガスを過冷却させないように、ＥＧＲクーラに冷却水を送る冷却水供給管の冷却水流量を調整するものである。

特許文献２にも、ＥＧＲクーラ通過後の吸気通路中で、凝縮水が発生するのを防止する手段が開示されている。この手段は、ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）により、新気とＥＧＲガスとを合わせた吸気の飽和水蒸気分圧未満の目標水蒸気分圧を推定すると共に、該目標水蒸気分圧に対応した目標ＥＧＲガス温度を推定する。そして、ＥＣＵにより、該目標ＥＧＲガス温度となるように、ＥＧＲクーラに供給される冷却水量を調整するか、又はＥＧＲクーラ下流側のＥＧＲガス路に設けられたヒータでＥＧＲガスを加熱するようにしている。

特開平１１−３５１０７３号公報特開２０１０−２２３１７９号公報

特許文献１及び２では、ＥＧＲガスの冷却手段として、ＥＧＲクーラに冷却水供給管を設け、ＥＧＲガスと冷却水とを熱交換させるようにしている。また、特許文献２では、ＥＧＲガスを加熱するヒータを設け、ＥＧＲガスの温度を調整するようにしている。そのため、設備が大掛かりとなり、高コストとなるという問題がある。また、特許文献１では、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラを通過し、吸気管から吸入された空気と合流した後のことが考慮されていない。そのため、空気の湿度や水蒸気分圧、さらには外気温度等の影響によって、吸気管中で凝縮水が発生してしまうおそれがある。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、簡易かつ低コストな手段で、吸気管に設けられたインタークーラの出口側吸気で凝縮水の生成を確実に防止することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明の内燃機関は、車両に搭載され、吸気管に走行風と吸気とを熱交換させて吸気を冷却するインタークーラを備えた内燃機関において、インタークーラの上流側吸気管の吸気温度を検出する上流側吸気温度手段と、インタークーラの上流側吸気管の吸気湿度を検出する上流側吸気湿度手段と、インタークーラに配設され、インタークーラに当る走行風量を調節する開度調節可能なシャッタ装置と、前記シャッタ装置の作動を制御して前記インタークーラにおける前記吸気の冷却能力を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記上流側吸気温度検出手段及び前記上流側吸気湿度検出手段の検出値から吸気の水蒸気分圧を算出し、前記水蒸気分圧と前記インタークーラ出口側吸気の飽和水蒸気分圧とを比較しながら、前記インタークーラ出口側吸気温度が該水蒸気分圧を飽和水蒸気分圧とする温度（露点温度）以上となるように前記シャッタ装置の作動を制御し、さらに、前記コントローラは、前記インタークーラ出口側吸気温度が前記水蒸気分圧を飽和水蒸気分圧とする温度以上となるように、エンジンルームの暖気を前記インタークーラに当ててインタークーラ出口側吸気温度を上昇可能な電動ファンの作動を制御するものである。

本発明の内燃機関では、走行風を冷却媒体としたインタークーラを備えているので、冷却水供給管を必要とせず、構成を簡易かつ低コストにできる。また、コントローラで、吸気の水蒸気分圧を算出し、インタークーラ出口側吸気温度が露点温度以上となるようにシャッタ装置の作動を制御するので、確実に凝縮水の生成を防止できる。そのため、水滴によりセンサ素子やシリンダ構成部位が破損するのを防止できる。

本発明は、さらに、前記コントローラは、前記インタークーラ出口側吸気温度が前記水蒸気分圧を飽和水蒸気分圧とする温度以上となるように、エンジンルームの暖気を前記インタークーラに当ててインタークーラ出口側吸気温度を上昇可能な電動ファンの作動を制御することを特徴とする。これによって、吸気路にヒータ等を設置する必要がなくなり、構成を簡易かつ低コストにできる。

また、コントローラは、シャッタ装置のシャッタ開度が最小開度に達した後に電動ファンの作動を制御するようにするとよい。このように、シャッタ装置による制御を優先することで、電動ファンによりエンジンルーム内の暖気が当てられることによる単位容積当りの吸気質量低下を抑制することができる。

本発明において、吸気管に設けられたコンプレッサ及び排気管に設けられた排気タービンからなる過給機と、過給機の下流側排気管から排気の一部を過給機の上流側吸気管に供給する低圧ＥＧＲ装置と、インタークーラの出口側吸気温度を検出する出口側吸気温度検出手段と、インタークーラの出口側吸気圧力を検出する出口側吸気圧力検出手段とを備え、コントローラが、上流側吸気温度検出手段及び上流側吸気湿度検出手段の検出値から新気の水蒸気分圧Ｗairを算出するＷair算出部と、新気の水蒸気分圧、ＥＧＲ率及び噴射燃料量からＥＧＲガスの水蒸気分圧Ｗegrを算出するＷegr算出部と、出口側吸気温度センサの検出値からインタークーラ出口側吸気の飽和水蒸気分圧Ｗｍを算出するＷｍ算出部とを備え、コントローラでＷｍ＞Ｗair＋Ｗegrとなるように、インタークーラ出口側吸気温度を制御するとよい。

排気には燃料の燃焼によって生成される水分が含まれるため、含有水蒸気量は吸気より多い。インタークーラより下流側の吸気管にＥＧＲガスを循環させる低圧ＥＧＲ装置を備えた内燃機関では、インタークーラの出口側吸気で凝縮水が発生しやすい。これに対し、本発明では、コントローラで、新気の水蒸気分圧Ｗair及びＥＧＲガスの水蒸気分圧Ｗegrを夫々算出し、吸気の飽和水蒸気分圧ＷｍがＷｍ＞（Ｗair＋Ｗegr）となるように、インタークーラ出口側吸気温度を制御するので、確実に凝縮水の生成を防止できる。

また、Ｗair、Ｗegr及びＷｍの算出は、すでに内燃機関に設けられている既存のセンサ類の検出値から算出可能であるので、新たなセンサの設置など設備改造をほとんどする必要がない。そのため、コスト増となることはない。

なお、吸気の温度、湿度又は圧力を検出する手段は、センサで直接これらの状態値を検出する代わりに、他の状態値を求めて、それらの値から算出するようにしてもよい。特に、吸気湿度は、吸気の温度、圧力、水蒸気分圧等を検出し、それらの値から算出できる。

本発明において、吸気湿度検出手段は、降雨状態を検出するレインライトセンサの検出信号又は降雨状態を自動検出して作動するワイパ自動作動装置の作動状態から吸気の湿度を設定するとよい。これによって、吸気湿度センサを設けなくて済むので、装置をさらに低コスト化できる。

本発明によれば、車両に搭載され、吸気管に走行風と吸気とを熱交換させて吸気を冷却するインタークーラを備えた内燃機関において、インタークーラの上流側吸気管の吸気温度を検出する上流側吸気温度手段と、インタークーラの上流側吸気管の吸気湿度を検出する上流側吸気湿度手段と、インタークーラに配設され、インタークーラに当る走行風量を調節する開度調節可能なシャッタ装置と、前記シャッタ装置の作動を制御して前記インタークーラにおける前記吸気の冷却能力を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記上流側吸気温度検出手段及び前記上流側吸気湿度検出手段の検出値から吸気の水蒸気分圧を算出し、前記水蒸気分圧と前記インタークーラ出口側吸気の飽和水蒸気分圧とを比較しながら、前記インタークーラ出口側吸気温度が該水蒸気分圧を飽和水蒸気分圧とする温度（露点温度）以上となるように前記シャッタ装置の作動を制御し、さらに、前記コントローラは、前記インタークーラ出口側吸気温度が前記水蒸気分圧を飽和水蒸気分圧とする温度以上となるように、エンジンルームの暖気を前記インタークーラに当ててインタークーラ出口側吸気温度を上昇可能な電動ファンの作動を制御するので、簡易かつ低コストな手段で、インタークーラの出口側吸気から凝縮水が生成するのを確実に防止できる。これによって、水滴によるセンサやシリンダ構成部位の破損を防止できる。

本発明を車両に搭載されたディーゼルエンジンに適用した第１実施形態の全体構成図である。第１実施形態で、インタークーラの設置位置を示す説明図である。第１実施形態のインタークーラの斜視図であり、（Ａ）はシャッタ装置が開状態を示し、（Ｂ）はシャッタ装置が閉状態を示す。第１実施形態で、吸気の含有水蒸気量を示す図表である。第１実施形態の運転操作手順を示すフローチャートである。第１実施形態で、インタークーラの設置位置を変えた変形例を示す説明図である。本発明装置の第２実施形態を示すブロック線図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

（実施形態１）
本発明を車両に搭載されたディーゼルエンジンに適用した第１実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１に示す本実施形態のディーゼルエンジン１０において、複数のシリンダブロック１２が設けられ、各シリンダブロック１２の上部にシリンダヘッド１４が設けられている。各シリンダヘッド１４の中央に燃料噴射装置１６が設けられ、シリンダヘッド１４の燃料噴射装置１６の両側に、吸気導入部及び排気排出部が設けられている。該吸気導入部は、吸気マニホールド１７を介して吸気管１８に接続され、該排気排出部は、排気マニホールド１９を介して排気管２０に接続されている。

吸気管１８及び排気管２０の途中に、吸気管１８に設けられたコンプレッサ及び排気管２０に設けられた排気タービンからなる過給機２２が設けられている。過給機２２より下流側の排気管２０には、ディーゼル・パーティキュレート・フィルタを備えた排ガス浄化装置２４が設けられている。過給機２２の上流側排気管２０と過給機２２の下流側吸気管１８とを接続する高圧ＥＧＲ管２６と、高圧ＥＧＲ管２６に介設され、ＥＧＲガスを浄化する触媒装置２８と、高圧ＥＧＲ管２６の出口部に設けられ、高圧ＥＧＲ管２６を流れるＥＧＲガスの流量を調節可能な高圧ＥＧＲバルブ３０とからなる高圧ＥＧＲ装置３２が設けられている。

過給機２２の下流側排気管２０と過給機２２の上流側吸気管１８とを接続する低圧ＥＧＲ管３４と、低圧ＥＧＲ管３４に介設された低圧ＥＧＲクーラ３６と、ＥＧＲ管３４の出口部に設けられ、低圧ＥＧＲ管３４を流れるＥＧＲガスの流量を調節可能な低圧ＥＧＲバルブ３７とからなる低圧ＥＧＲ装置３８が設けられている。

過給機２２の下流側吸気管１８に、吸気を冷却するインタークーラ４０Ａが設けられている。吸気管１８の入口１８ａには、フィルタ装置４２と、フィルタ装置４２の下流側に、吸気流量を検出するエアフローセンサ４４、吸気温度センサ４６及び吸気湿度センサ４８が設けられている。また、これらセンサの下流側吸気管及びインタークーラ下流側の吸気管に、シリンダ内に吸引される吸気量を調節する吸気スロットル弁５０及び５２が設けられている。各吸気マニホールド１７には、吸気温度センサ５４、吸気圧力を検出するブーストセンサ５６及びＡ／Ｆセンサ５８が設けられている。

ディーゼルエンジン１０の運転開始で、排気ｅによって過給機２２の排気タービンが駆動され、過給機２２のコンプレッサによって大気が吸気管１８に吸引される。また、前記各センサ類から検出信号がＥＣＵ６０に入力される。ＥＣＵ６０は、これらの検出信号に応じて、吸気スロットル弁５０，５２、ＥＧＲバルブ３０、３６、燃料噴射装置１６、及びインタークーラ４０Ａに設けられた後述するシャッタ装置及び電動ファン等を制御する。

かかる構成において、中低負荷時には、高圧ＥＧＲ装置３２で多量の排気を吸気管１８に再循環させ、排気中ＮＯ_Ｘ量を低減する。高負荷時には、低圧ＥＧＲ装置３８から少量の排気を比較的高精度で吸気管１８に再循環させ、排気中ＮＯ_Ｘ量を低減する。また、吸気管１８に設けられた吸気温度センサ４６、５４及びＡ／Ｆセンサ５８により、シリンダに導入される新吸気とＥＧＲガスとの混合ガスの温度及びＯ_２濃度を検出し、これら検出信号をＥＣＵ６０に入力する。ＥＣＵ６０は、これらの検出信号に応じて、過給圧、低圧ＥＧＲ装置３８及び高圧ＥＧＲ装置３２から導入されるＥＧＲガス量、燃料噴射装置１６の燃料噴射量、噴射時期を制御する。これによって、排気中のＮＯ_Ｘ量を最小限に抑えることができる。なお、過給圧は、可変ベーンを備えた過給機の可変ベーンの角度調節、又はウェイストゲートを備えた過給機のウェイストゲートの開度調節等によって調節される。

図２及び図３に、インタークーラ４０Ａの構成を示す。インタークーラ４０Ａは、車体ボディ７０の前部７２に設けられている。前部７２にエンジンルーム７４が設けられ、エンジンルーム７４の内部にディーゼルエンジン１０が配置されている。前部７２には通風口７２ａが設けられている。車両が走行すると、通風口７２ａから走行風ｗが入り、インタークーラ４０に当り、インタークーラ４０Ａに導入される吸気ａを冷却する。インタークーラ４０Ａの走行風ｗが流入する入口側に、シャッタ装置７４が設けられ、走行風ｗの出口側に電動ファン７６が設けられている。

シャッタ装置７６は、横方向に並列に配置された複数の開閉板７６２と、開閉板７６２の軸７６４とリンク機構を介して接続された駆動軸７６６と、真空ポンプ（図示省略）によって駆動され、駆動軸７６６を駆動する負圧アクチュエータ７６８とから構成されている。インタークーラ４０Ａのハウジング４０２に吸気入口管４０４が設けられ、吸気入口管４０４から吸気ａが導入される。負圧アクチュエータ７６８によって開閉板７６２が回転し、その開度が調節される。走行風ｗは、ハウジング４０２内の熱交換部４０６で吸気ａと熱交換し、吸気ａを冷却する。

シャッタ装置７６の反対側には、エンジンルーム７４の内部空間に面して電動ファン７８が設けられている。電動ファン７８はエンジンルーム７４内の暖気ｈをインタークーラ４０の熱交換部４０６に送り、吸気ａの温度を上昇させる。ＥＣＵ６０によって負圧アクチュエータ７６８が駆動され、開閉板７６２の開度を調節すると共に、ＥＣＵ６０によって、電動ファン７８の発停が制御される。図３（Ａ）は、開閉板７６２の開度が最大となり、かつ電動ファン７８が停止することで、吸気ａの最大冷却時を示す。図３（Ｂ）は、開閉板７６２の開度が最小となり、かつ電動ファン７８が駆動し、エンジンルーム７４の暖気ｈを熱交換部４０６に送り、吸気ａを加熱している状態を示している。

図４は、吸気ａに含まれる水蒸気量（水蒸気分圧）を示す。図中、Ｗｍは吸気ａの水蒸気含有可能量（飽和水蒸気分圧）（ｇ／Ｌ）を示し、Ｗairは新吸気中に含まれる水蒸気量（ｇ／Ｌ）を示し、ＷegrはＥＧＲガス中に含まれる水蒸気量（ｇ／Ｌ）を示す。吸気ａの水蒸気含有可能量Ｗｍは、吸気ａの圧力と温度に影響され、例えば、吸気ａの圧力が低減すると増加し、吸気ａの圧力が増加すると、減少する。また、吸気ａの温度が低いと、減少し、吸気ａの温度が高いと、増加する。また、水蒸気含有可能量Ｗｍに対する影響は、圧力より温度のほうが大きい。

燃料が燃焼したとき、水が生成されるため、ＥＧＲガスの含有水蒸気量Ｗegrは新気より多い。また、ＥＧＲガスの温度は高いため、水蒸気含有可能量Ｗｍは新気より多くなる。図４に示すように、ＥＧＲガスが混合した後の吸気ａの水蒸気量は、新気及びＥＧＲガスに含まれる水蒸気量が合計される。過給機２２によって過給された後、吸気ａの圧力は上昇するが、温度も上昇するため、水蒸気含有可能量Ｗｍは若干多くなる。その後、吸気ａがインタークーラ４０Ａで冷却されると、水蒸気含有可能量Ｗｍが減少し、吸気ａの含有水蒸気量と水蒸気含有可能量Ｗｍとの差が凝縮水生成量Ｗｎとなる。

次に、図５により、ディーゼルエンジン１０の運転操作手順を説明する。始動時には、シャッタ装置７６を全開とし、電動ファン７８を停止させ、インタークーラ４０Ａの冷却能力を最大としておく（Ｓ１０）。次に、ＥＣＵ６０のＷair算出部６０２で、新気の含有水蒸気量Ｗair（ｇ／Ｌ）を算出する（Ｓ１２）。水蒸気量Ｗairは、エアフローセンサ４４、吸気温度センサ４６及び吸気湿度センサ４８の検出値から算出する。

次に、ＥＣＵ６０のＷegr算出部６０４で、低圧ＥＧＲ装置３８から再循環されるＥＧＲガスの含有水蒸気量Ｗegr（ｇ／Ｌ）を算出する（Ｓ１４）。水蒸気量Ｗegrは、次の式から算出される。
Ｗegr＝Ｗair×ＥＧＲ率／（１−ＥＧＲ率）＋噴射燃料から燃焼時に生成される水蒸気量Ｗf×ＥＧＲ率・・・（１）
なお、ＥＧＲ率＝ＥＧＲガス量／（新気量＋ＥＧＲガス量）である。
次に、Ｗｍ算出部６０６で、吸気温度センサ５４及びブーストセンサ５６の検出値から、ＥＣＵ６０の記憶部６０７に記憶されている相関マップ（吸気の温度・圧力と飽和水蒸気量との相関マップ）によって、水蒸気含有可能量Ｗｍ（ｇ／Ｌ）を算出する（Ｓ１６）。

次に、これらの算出量から、Ｗｎ算出部６０８で、凝縮水生成量Ｗｎ（ｇ／Ｌ）を算出する（Ｓ１８）。Ｗｎ＞０（又は多少の許容値を見込む場合、Ｗｎ＞許容値）のとき（Ｓ２０）、凝縮水が生成するので、シャッタ装置７６の開度を縮小し、インタークーラ出口側吸気温度を水蒸気含有可能量Ｗｍを飽和水蒸気分圧とする温度（露点温度）以上に上昇させる（Ｓ２２）。Ｗｎ≦０のとき、シャッタ装置７６の開度を拡大し、インタークーラ出口側吸気温度を下降させ（Ｓ２４）、その後、Ｓ１２に戻る。シャッタ装置７６の開度を縮小する際に、シャッタ装置７６の開度が全閉となったとき（Ｓ２６）、電動ファン７８を稼動させる（Ｓ２８）。次に、Ｓ３０〜Ｓ３８で、Ｓ１２〜Ｓ２０と同様の操作を行い、Ｗｎ＞０のとき（Ｓ３８）、Ｓ３０に戻る。Ｗｎ≦０のとき（Ｓ３８）、電動ファン７８を停止させ（Ｓ４０）、その後、Ｓ１２に戻る。

本実施形態によれば、吸気ａに含まれる水蒸気量（Ｗair＋Ｗegr）と、吸気ａの水蒸気含有可能量Ｗｍとを算出し、常時、これらを比較しながら、シャッタ装置７６の開度と電動ファン７８の発停とを制御し、インタークーラ４０Ａの出口側吸気温度を、水蒸気含有可能量Ｗｍを飽和水蒸気分圧とする温度（露点温度）以上に制御しているので、凝縮水の生成を確実に防止できる。そのため、低圧ＥＧＲ装置３８から含有水蒸気量が多いＥＧＲガスを吸気に再循環させていても、インタークーラ４０Ａの出口側で、吸気ａの凝縮水生成を確実に防止できる。従って、吸気ａに含まれる水滴によって、各種センサ類が破損されるおそれがなくなると共に、シリンダ内に水滴が進入して、シリンダ構成部位を破損させる蒸気爆発等を起こすおそれがなくなる。

また、本実施形態のインタークーラ４０Ａは、走行風ｗの流量をシャッタ装置７６によって調節する冷却手段と、電動ファン７８の発停によるに加熱手段とを採用しているので、凝縮水生成防止手段を簡易かつ低コスト化できる。

前記実施形態は、車体ボディ７０の前部７２に通風口７２ａが設けられ、この通風口７２ａに面してインタークーラ４０Ａを設けた例であるが、代わりに、図６に示すように、インタークーラ４０Ａをシリンダヘッド１４の上方に配置してもよい。以下、この変形例を図６により説明する。車体ボディ７０の前部７２の上面に、通風路８０が設けられ、通風路８０の開口８０ａは、車両の走行時、開口８０ａから走行風ｗが進入するように前方に向けられている。また、ディーゼルエンジン１０のシリンダヘッド１４の上方で、かつ通風路８０の内側で通風路８０に面してインタークーラ４０Ｂが配置されている。

シャッタ装置７６は、インタークーラ４０からやや離れて通風路８０の中ほどに設けられ、電動ファン７８は、エンジンルーム７４の内部空間に面し、インタークーラ４０Ｂに対してシリンダヘッド１４側に配置されている。かかる構成において、インタークーラ４０Ｂでは、通風路８０から進入する走行風ｗで吸気ａが冷却され、電動ファン７８の稼動でエンジンルーム７４の暖気ｈがインタークーラ４０Bの熱交換部に導入され、吸気ａが加熱される。この変形例では、ディーゼルエンジン１０の前側スペースが空くので、該スペースを他の利用に供することができる。

（実施形態２）
次に、本発明装置の第２実施形態を図７により説明する。図７において、車両の前部フレームの上面に、降雨状態を検出し、その検出信号をＥＣＵ６０に送るレインライトセンサ８２が設けられている。ワイパー駆動装置８４及びワイパー速度センサ８６が設けられ、ワイパー速度センサ８６の検出信号はＥＣＵ６０に送られる。レインライトセンサ８２で降雨状態を検出すると、その検出信号がＥＣＵ６０に送られる。ＥＣＵ６０では、その検出信号を受けると、ワイパー駆動装置８４を駆動させる。駆動したワイパー駆動装置８４のワイパー速度をワイパー速度センサ８６で検出し、その検出信号はＥＣＵ６０に送られる。

レインライトセンサ８２から入力する降雨状態の有無に係る検出信号に基づいて、ＥＣＵ６０では吸気ａの湿度を自動設定する。また、ワイパー速度センサ８６から入力するワイパー速度に応じて、吸気ａの湿度を何段階かに自動設定する。この自動設定した湿度に基づいて、新気に含まれる水蒸気量を算出する。これによって、吸気湿度センサが不要となり、低コスト化できる。その他の構成は第１実施形態と同一である。

第２実施形態の変形例として、レインライトセンサ８２をなくし、代わりに、降雨状態を検出して、ワイパーを自動稼動するワイパー自動駆動装置及びワイパー速度センサを設けてもよい。ＥＣＵ６０で、ワイパー速度センサ８６から入力されるワイパー速度に応じて吸気ａの湿度を何段階かに分けて設定する。これによって、レインライトセンサ８２が不溶になり、さらなる低コスト化を達成できる。

本発明によれば、簡易かつ低コストな手段で内燃機関のインタークーラ出口側吸気路で凝縮水の生成を確実に防止できる。

１０ディーゼルエンジン
１２シリンダブロック
１４シリンダヘッド
１６燃料噴射装置
１７吸気マニホールド
１８吸気管
１８ａ入口
１９排気マニホールド
２０排気管
２２過給機
２４排ガス浄化装置
２６高圧ＥＧＲ管
２８触媒装置
３０高圧ＥＧＲバルブ
３２高圧ＥＧＲ装置
３４低圧ＥＧＲ管
３６低圧ＥＧＲクーラ
３７低圧ＥＧＲバルブ
３８低圧ＥＧＲ装置
４０Ａ、４０Ｂインタークーラ
４０２ハウジング
４０４吸気入口管
４０６熱交換部
４２フィルタ装置
４４エアフローセンサ
４６，５４吸気温度センサ
４８吸気湿度センサ
５０，５２吸気スロットル弁
５６ブーストセンサ
５８Ａ／Ｆセンサ
６０ＥＣＵ
６０２Ｗair算出部
６０４Ｗegr算出部
６０６Ｗｍ算出部
６０７記憶部
６０８Ｗｎ算出部
７０車体ボディ
７２前部
７２ａ通風口
７４エンジンルーム
７６シャッタ装置
７６２開閉板
７６４軸
７６６駆動軸
７６８負圧アクチュエータ
７８電動ファン
８０通風路
８０ａ開口
８２レインライトセンサ
８４ワイパー駆動装置
８６ワイパー速度センサ
Ｗair、Ｗegr 水蒸気量（水蒸気分圧）
Ｗｍ水蒸気含有可能量（飽和水蒸気分圧）
Ｗｎ凝縮水生成量
ａ吸気
ｅ排気

Claims

車両に搭載され、吸気管に走行風と吸気とを熱交換させて吸気を冷却するインタークーラを備えた内燃機関において、
前記インタークーラの上流側吸気温度を検出する上流側吸気温度検出手段と、
前記インタークーラの上流側吸気湿度を検出する上流側吸気湿度検出手段と、
前記インタークーラに配設され、前記インタークーラに当る走行風量を調節する開度調節可能なシャッタ装置と、
前記シャッタ装置の作動を制御して前記インタークーラにおける前記吸気の冷却能力を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記上流側吸気温度検出手段及び前記上流側吸気湿度検出手段の検出値から吸気の水蒸気分圧を算出し、前記水蒸気分圧と前記インタークーラ出口側吸気の飽和水蒸気分圧とを比較しながら、前記インタークーラ出口側吸気温度が該水蒸気分圧を飽和水蒸気分圧とする温度以上となるように前記シャッタ装置の作動を制御し、
さらに、前記コントローラは、前記インタークーラ出口側吸気温度が前記水蒸気分圧を飽和水蒸気分圧とする温度以上となるように、エンジンルームの暖気を前記インタークーラに当ててインタークーラ出口側吸気温度を上昇可能な電動ファンの作動を制御することを特徴とする内燃機関。
前記コントローラは、前記シャッタ装置のシャッタ開度が最小開度に達した後に前記電動ファンの作動を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
前記吸気管に設けられたコンプレッサ及び排気管に設けられた排気タービンからなる過給機と、該過給機の下流側排気管から排気の一部を該過給機の上流側吸気管に供給するＥＧＲ装置と、前記インタークーラの出口側吸気温度を検出する出口側吸気温度検出手段と、前記インタークーラの出口側吸気圧力を検出する出口側吸気圧力検出手段と、を備え、
前記コントローラが、前記上流側吸気温度検出手段及び前記上流側吸気湿度検出手段の検出値から新気の水蒸気分圧Ｗairを算出するＷair算出部と、新気の水蒸気分圧Ｗair、ＥＧＲ率及び噴射燃料量とからＥＧＲガスの水蒸気分圧Ｗegrを算出するＷegr算出部と、前記出口側吸気温度センサ及び前記出口側吸気圧力センサの検出値からインタークーラ出口側吸気の飽和水蒸気分圧Ｗｍを算出するＷｍ算出部とを備え、
前記コントローラでＷｍ＞Ｗair＋Ｗegrとなるように、インタークーラ出口側吸気温度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関。
前記吸気湿度検出手段は、降雨状態を検出するレインライトセンサの検出信号又は降雨状態を自動検出して作動するワイパ自動作動装置の作動状態から吸気の湿度を設定するようにしたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の内燃機関。