特許 5709053 内燃機関のガスセンサ被水防止構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5709053

(24)【登録日】2015年3月13日

(45)【発行日】2015年4月30日

(54)【発明の名称】内燃機関のガスセンサ被水防止構造

(51)【国際特許分類】

   F02M 35/10 20060101AFI20150409BHJP

   F02M 25/07 20060101ALI20150409BHJP

【ＦＩ】

   F02M35/10 301Z

   F02M25/07 580Z

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-200185(P2011-200185)

(22)【出願日】2011年9月14日

(65)【公開番号】特開2013-60897(P2013-60897A)

(43)【公開日】2013年4月4日

【審査請求日】2013年11月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】誠真ＩＰ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】木村 洋之

【審査官】 佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０６５１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２１２９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６４５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６９６５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３５／１０

Ｆ０２Ｍ ２５／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の吸気通路に取付けられたガスセンサに、該吸気通路を流れる吸気に混入した水滴が付着するのを防止するガスセンサ被水防止構造において、
前記ガスセンサと、該ガスセンサを取付ける取付部を有すると共に、水滴が前記ガスセンサに衝突するのを防止する保護部材と、該保護部材の近傍に配設され吸気中に混入した水滴を捕捉する水分保持手段と、前記水分保持手段が保持した水分が所定量に達すると当該水分を加熱して蒸発させる水分蒸発手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関のガスセンサ被水防止構造。

【請求項2】

前記水分蒸発手段は、前記吸気通路の前記水分保持手段上流側に排ガスを導入して、該水分保持手段が保持した水分を蒸発させる排ガス導入手段からなることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のガスセンサ被水防止構造。

【請求項3】

前記水分保持手段は、不燃性の繊維をシート状にしたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関のガスセンサ被水防止構造。

【請求項4】

前記保護部材は、前記吸気通路を形成する通路壁面に設けられた開口部に連続して、該通路壁面の外方へ突出して形成された副室によって構成され、該副室を形成する副室壁面に前記水分保持手段を配設すると共に、前記副室内中心部にガスセンサを配設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のガスセンサ被水防止構造。

【請求項5】

前記吸気通路は主吸気通路と、該主吸気通路から分流した吸気が流れる副吸気通路とを備え、前記副吸気通路に前記ガスセンサを配設すると共に、前記水分保持手段を該ガスセンサの前記副吸気通路上流側に該副吸気通路の流路断面を塞ぐように配設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のガスセンサ被水防止構造。

【請求項6】

前記水分蒸発手段は、該水分保持手段の温度を検出する第１温度検出手段と、吸気温度を検出する第２温度検出手段と、前記副室の上流側の前記吸気通路にエンジンの排ガスを導入するＥＧＲ装置と、前記第１温度検出手段と第２温度検出手段とが夫々検出した温度差が閾値以上の場合には前記ＥＧＲ装置を作動させる制御装置と、を備えたことを特徴とする請求項1〜４の何れか１項に記載の内燃機関のガスセンサ被水防止構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の吸気通路に取付けられたセンサに、吸気中に混入した水滴が付着するのを低減するための、被水防止構造に関する。

【背景技術】

【0002】

最近の内燃機関は、排ガスの一部を吸気路に再循環するＥＧＲ装置や過給機が設けられ、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、ＮＯｘ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。

【0003】

この凝縮水が下流側吸気管に設けられた空燃比センサ（以後Ａ／Ｆセンサと称す）などのガスセンサ素子に衝突すると、素子割れにより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、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。また、排ガス中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、排ガス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さらに発生しやすい。

【0004】

特開２０１１−６４５８５号公報（特許文献１）には、排気管中に含まれる特定ガス成分である酸素の濃度を検出する検出部と、検出部と略同じ箇所に設けられて、該検出部を加熱するヒータ加熱部とを有するセンサ素子を備え、センサ素子の表面のうち排気が触れる領域の全体を、吸水性を有する多孔質保護層で被覆したガスセンサにおいて、前記多孔質保護層は、検出部及び、ヒータ加熱部よりも排気流れの上流側に形成されて排気中の水滴を吸水する上流側部と、検出部及び、ヒータ加熱部の周りに上流側部よりも薄く形成され上流側部を経由した排気が導かれる下流側部とを備えたことの技術開示がなされている。

【0005】

また、特開２００３−６５１７１号公報（特許文献２）には、サージタンクの内部に向かって陥没し、かつ、内部空間に張出すようにＡ／Ｆセンサ取付部が形成され、このＡ／Ｆセンサ取付部にＡ／Ｆセンサが収容されるように組付けられる。また、Ａ／Ｆセンサ取付部の底面にサージタンクの壁面を伝わって流れるオイルや水分をせき止めるための環状凸部が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−６４５８５号公報

【特許文献2】特開２００３−６５１７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１では、吸水性を有する多孔質保護層がセンサ素子を覆っている。吸水した水分はヒータ過熱部の熱で蒸発させており、排ガスの熱で乾燥させるものではない。 また、セラミック製の多孔質保護層は排ガス中に含まれるＰ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｓｉのオイル含有成分、Ｋ、Ｎａ，Ｐｂ等のガソリン添加物を吸着するので、多孔質保護層が汚れると共に、これらの物質が付着することによる吸水性能の劣化が生ずる不具合を有している。

【0008】

また、特許文献２では、Ａ／Ｆセンサ取付部の底面にサージタンクの壁面を伝わって流れるオイルや水分をせき止めるための環状凸部が設けられているが、Ａ／Ｆセンサの下部は環状凸部よりサージタンクの内部空間側に突出しており、サージタンクの壁面を伝わって流れるオイルや水分が環状凸部より落下し、吸気ガスに乗ってＡ／Ｆセンサの下部に付着する可能性があり、更に、該Ａ／Ｆセンサの下部は常に吸気の主流に直接晒される状態となっているため、これらオイルや水分のＡ／Ｆセンサへの付着防止においては十分とは言えないものである。

【0009】

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、水滴がガスセンサに衝突するのを防止する保護部材と、該保護部材の少なくとも吸気通路上流側に配設され吸気中に混入した水滴を捕捉する水分保持手段と、該水分保持手段が保持した水分を蒸発させる水分蒸発手段とを備え、ガスセンサの被水割れ防止を図り、耐久信頼性を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

かかる目的を達成するため、内燃機関の吸気通路に取付けられたガスセンサに、該吸気通路を流れる吸気に混入した水滴が付着するのを防止するガスセンサ被水防止構造において、
前記ガスセンサと、該ガスセンサを取付ける取付部を有すると共に、水滴が前記ガスセンサに衝突するのを防止する保護部材と、該保護部材の近傍に配設され吸気中に混入した水滴を捕捉する水分保持手段と、前記水分保持手段が保持した水分が所定量に達すると当該水分を加熱して蒸発させる水分蒸発手段と、を備えたことを特徴とする。

【0011】

このような構成にすることにより、吸気通路に取付けられたガスセンサの被水防止の保護部材に水分保持手段を設け、該水分保持手段が保持した水分は排ガスの熱で蒸発させるので、水分保持手段の保水限界を超えて、水滴となって滴下して、再びセンサに衝突することを防止できる効果を有する。

【0012】

また、本発明において好ましくは、前記水分蒸発手段は、前記吸気通路の前記水分保持手段上流側に排ガスを導入して、該水分保持手段が保持した水分を蒸発させる排ガス導入手段から構成するとよい。

【0013】

このような構成にすることにより、特別な熱源を必要とせず、コスト上昇を抑制できる効果を有している。

【0014】

また、本発明において好ましくは、前記水分保持手段は、不燃性の繊維をシート状にするとよい。

【0015】

このような構成にすることにより、水分保持手段は、不燃性の繊維をシート状にした物なので、吸水性がよく且つ、耐熱性を有するので変質（溶解して繊維間が溶着）等が防止でき、耐久性のある水分保持手段とすることができる。

【0016】

また、本発明において好ましくは、前記保護部材は、前記吸気通路を形成する通路壁面に設けられた開口部に連続して、該通路壁面の外方へ突出して形成された副室によって構成され、該副室を形成する副室壁面に前記水分保持手段を配設すると共に、前記副室内中心部にガスセンサを配設するとよい。

【0017】

このような構成にすることにより、吸気通路を形成する通路壁面に設けられた開口部に連続した副室内に空燃比センサを配置したので、吸気通路を流れる吸気に混入した水滴は主流に乗って流れるので、副室内に水滴が入り難くなると共に、副室内に入った水滴は水分保持手段により捉えられるので、ガスセンサが被水する確率を下げることができる。

【0018】

また、本発明において好ましくは、前記吸気通路は主吸気通路と、該主吸気通路から分流した吸気が流れる副吸気通路とを備え、前記副吸気通路に前記ガスセンサを配設すると共に、前記水分保持手段を該ガスセンサの前記副吸気通路上流側に該副吸気通路の流路断面を塞ぐように配設するとよい。

【0019】

副吸気通路にガスセンサを配設すると共に、水分保持手段を該ガスセンサの前記副吸気通路上流側に該副吸気通路の流路断面を塞ぐように配設することにより、吸気に含まれた水滴を確実に補足でき、ガスセンサの被水が防止され、該ガスセンサの信頼耐久性が向上する。

【0020】

また、本発明において好ましくは、前記水分蒸発手段は、該水分保持手段の温度を検出する第１温度検出手段と、吸気温度を検出する第２温度検出手段と、前記副室の上流側の前記吸気通路にエンジンの排ガスを導入するＥＧＲ装置と、前記第１温度検出手段と第２温度検出手段とが夫々検出した温度差が閾値以上の場合には前記ＥＧＲ装置を作動させる制御装置とを備えるとよい。

【0021】

このような構成にすることにより、水分保持手段が水滴を保持すると温度が低下するのを利用して、吸気温度との差が閾値以上になったら、ＥＧＲ装置を作動させて、排ガスの熱で水分保持手段の水分を蒸発させるようにして、水分保持手段の水分保持機能を回復させてガスセンサが被水するのを効果的に防止できる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、水滴がガスセンサに衝突するのを防止する保護部材と、該保護部材の少なくとも吸気通路上流側に配設され吸気中に混入した水滴を捕捉する水分保持手段と、該水分保持手段が保持した水分を蒸発させる水分蒸発手段とを備えたので、ガスセンサの被水割れ防止して、耐久信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】車両に搭載されたディーゼルエンジンに本発明を適用した全体構成図である。

【図2】本発明の第１実施形態における図1のＡ−Ａ断面図を示す。

【図3】本発明の第１実施形態における他のＥＧＲ導入構成図を示す。

【図4】（Ａ）は本発明の第２実施形態における図1のＡ−Ａ断面図を示し、（Ｂ）は図４（Ａ）のＹ矢視図を示す。

【図5】（Ａ）は本発明の第３実施形態における図1のＡ−Ａ断面図を示し、（Ｂ）は図５（Ａ）のＸ矢視図を示す。

【図6】ＥＧＲ導入制御のフローチャート図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0024】

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。

【0025】

車両に搭載されたディーゼルエンジンに本発明を適用した全体構成を図１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、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。シリンダヘッド１４には、シリンダブロック１２内を往復運動するピストン１３とシリンダヘッド１４とで形成される燃焼室１５の中央（各シリンダ中央）に燃料噴射装置１６が設けられ、燃料噴射装置１６の両側に、吸気導入部及び排ガス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を介して第２吸気管１８に接続され、該排ガス排出部は、排気マニホールド１９を介して第１排気管２０に接続されている。

【0026】

第２吸気管１８及び第１排気管２０の途中に、第２吸気管１８に設けられたコンプレッサ及び第１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より下流側の第２排気管２１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の上流側の第１排気管２０と過給機２２の下流側の第２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。

【0027】

過給機２２の吸気系上流側には、過給機２２の下流側の第２排気管２１と過給機２２の上流側の第１吸気管２３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、低圧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。

【0028】

過給機２２の下流側の第２吸気管１８に、吸気を冷却するインタークーラ４０が設けられている。上流側の第１吸気管２３の入口２３ａ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の第１吸気管２３及びインタークーラ下流側の第２吸気管１８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。

【0029】

ディーゼルエンジン１０の運転開始で、排ガス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上流側の第１吸気管２３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４０に設けられたシャッタ装置（図示省略）及び電動ファン（図示省略）等を制御する。

【0030】

かかる構成において、中低負荷時には、高圧ＥＧＲ装置３２で多量の排ガスを第２吸気管１８に再循環させ、排ガス中ＮＯｘ量を低減する。高負荷時には、低圧ＥＧＲ装置３８から少量の排ガスを比較的高精度で第２吸気管１８に再循環させ、排ガス中のＮＯｘ量を低減する。また、第２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、排ガス中のＮＯｘ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。

【0031】

吸気の水蒸気含有可能量は、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、水蒸気含有可能量に対する影響は、圧力より温度のほうが大きい。

【0032】

従って、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、水蒸気含有可能量は新気より多くなる。従って、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、水蒸気含有可能量は若干多くなる。その後、吸気ａがインタークーラ４０で冷却されると、水蒸気含有可能量が減少し、吸気ａの含有水蒸気量と水蒸気含有可能量との差が凝縮水生成量となる。
このようにして、吸気中に生成された凝縮水は、吸気ａと伴に吸気通路６２ａを形成するサージタンク６２を通過して吸気マニホールド１７から燃焼室へ吸入される。これらの凝縮水がＡ／Ｆセンサ５８等に付着する。

【0033】

（第１実施形態）
図1及び図２に基づいて、本発明の第１実施形態について説明する。吸気ａはサージタンク６２の吸気通路６２ａをＺ矢視の方向から吸気マニホールド１７に入り、該吸気マニホールド１７の分岐管１７ａからエンジン１０の各燃焼室１５に吸入される。
図２に示す通り、吸気ａはサージタンク６２の吸気通路６２ａをＺ矢視の方向から吸気マニホールド１７に入り、該吸気マニホールド１７の分岐管１７ａからエンジン１０の各燃焼室１５に吸入される。
図３（Ａ）は図２のＹ部の部分拡大図を示し、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＸ矢視図を示す。
吸気通路６２ａを形成する通路壁面６２ｂには、開口部６３ａを有し、該開口部６３ａに連続して通路壁面６２ｂから外方へ突出した空間部６３ｓを有したＡ／Ｆセンサ（ガスセンサ）５８の保護部材となる副室６３が形成されている。
該副室６３の中心部にはＡ／Ｆセンサ５８が水平方向に配置されている。

【0034】

図３（Ａ）に示すように、吸気ａは吸気通路６２ａを矢印Ｚ方向（下方から上方）に流れてくる。
吸気通路６２ａを形成する通路壁面６２ｂに開口部６３ａが配設され、該開口部６３ａに連続して吸気通路６２ａの外方に突出した円筒状（環状）の副室壁面６３ｂによって空間部６３ｓが形成され、該円筒状の空間部６３ｓの中心軸線ＣＬが略水平方向になる副室６３が形成される。

【0035】

開口部６３ａの吸気通路６２ａの上流側には、空間部６３ｓに吸気ａが導入され易くする導入傾斜面６３ｃが形成されている。
そして、円筒状の中心軸線ＣＬ近傍に、該中心軸線ＣＬに沿ってＡ／Ｆセンサ５８は配設されている。
導入傾斜面６３ｃの傾斜角度θ１は、導入傾斜面６３ｃの延長線Ｌ１と、該延長線Ｌ１と副室壁面６３ｂの交差する部分Ｐ１の接線とが成す角度θ２が鈍角になるように調整される。
即ち、傾斜角度θ１及び、副室壁面６３ｂの曲率（接線方向）と空間部６３ｓ（開口部６３ａ及び突出量）の大きさを調整する必要がある。
これは、導入された吸気ａに混入されている水滴が副室壁面６３ｂに衝突し、跳ね返った水滴がＡ／Ｆセンサ５８に付着しないようにするものである。
即ち、副室６３は吸気ａに含まれる水滴がＡ／Ｆセンサ５８に直接衝突しない保護部材を形成している。
また、傾斜角度θ１の延長線Ｌ１は、Ａ／Ｆセンサ５８に接する事が無いようにすると共に、Ａ／Ｆセンサ５８が延長線Ｌ１に対し、吸気通路６２ａの反対側に位置するように、配置されている。

【0036】

このような配置にすることにより、導入された吸気ａが直接Ａ／Ｆセンサ５８に衝突しないようにして、Ａ／Ｆセンサ５８の被水防止効果を高めるものである。
また、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＸ矢視を示し、Ａ／Ｆセンサ５８は副室６３の側壁面６３ｅから略水平方向に配置されている。
そして、Ａ／Ｆセンサ５８の先端部５８ａは反対側の側壁面６３ｆに対し隙間を有して配置されている。
更に、下壁面６３ｄは吸気通路６２ａ側に対し下方へ傾斜した面となっており、副室壁面６３ｂに付着した水滴が下方へ流れ、傾斜した下壁面６３ｄを伝わり吸気通路６２ａに流すようになっている。

【0037】

また、円筒状（環状）の副室壁面６３ｂの環状部分には水分保持手段である吸水シート６４が貼着されている。
吸水シート２５は、不燃性の繊維（例えばグラスファイバー等）をシート状にしたものであり、吸水性がよく且つ、耐熱性を有するので変質（溶解して繊維間が溶着）等がなく耐久性が高い。
更に、シート温度センサ５９は円筒状（環状）の副室壁面６３ｂの底部近傍に穿設された貫通孔６３ｇに取付けられている。シート温度センサ５９の先端部が吸水シート２５に接触し、温度検出を行う。シート温度センサ５９による温度検出は吸水シート２５に凝結水が溜まると温度が変化するのを利用して、吸水シート６４の吸着量を判断するようになっている。

【0038】

吸水シート６４の吸着量がある一定量（吸水シート６４が吸着しきれずに、凝縮水が吸水シート６４から滴となって滴下する前の凝縮水吸着量）になると、シート温度センサ５９と吸気温度センサ５４に基づいて制御装置を内蔵したＥＣＵ６０からの信号に基づいて高圧ＥＧＲ装置３２（図１参照）の高圧ＥＧＲバルブ３０が作動して、吸気通路６２ａ内に高圧・高温（排気マニホールド１９から排出された直後）の排ガスＥが流れ、排ガス温度によって吸水シート６４の凝結水は蒸気となって吸気ａと共に燃焼室へ導入される。
このシート温度センサ５９と吸気温度センサ５４とに基づいて制御装置を内蔵したＥＣＵ６０からの信号に基づいて高圧ＥＧＲ装置３２の高圧ＥＧＲバルブ３０を作動することで、水分蒸発手段である排ガス導入手段を構成している。

【0039】

図６に、ＥＧＲ導入制御のフローチャート図に基づいて、ＥＧＲ導入制御方法を説明する。
ステップＳ１からスタートし、ステップ２において、車両が走行中か又は、停車中でエンジンがアイドリング状態かの判断（走行中Ｓｋｍ／Ｈ＞０ｋｍ／Ｈ）して、アイドリング状態ならＮＯを選択してステップＳ７に移り、高圧ＥＧＲ装置を作動させて、吸水シート６４の水分を蒸発させる。ステップＳ２で車両が走行中の場合にはＹＥＳを選択してステップＳ３に進む。ステップＳ３において吸気温度センサ５４にて吸気温度Ｔｉｎ検出する。ステップＳ４にてシート温度センサ５９にてシート温度Ｔｓｗ検出する。凝結水が吸水シート６４に溜まることによりシート温度センサ５９の検出温度が変化してくる。ステップＳ５において、検知温度の差の絶対値（｜吸気温度Ｔｉｎ―シート温度Ｔｓｗ｜）を求める。
これは、吸水していない場合はTｓｗ＝Tｉｎ又は、Tｉｎ ＞Tｓｗの場合だけでなく，Tｉｎ ＜Tｓｗの場合（吸気よりも吸水された水温度が高い場合）も吸水シート６４が満水と判断するため、検知温度の絶対差で制御している。
ステップＳ６において、ステップＳ５で求めた検知温度の絶対差が閾値以上の場合、水分の蒸発で検知温度が低くなるので、吸水シート６４の凝結水保持能力が限界と判断して、ＹＥＳを選択しステップＳ７に進む。ステップＳ７にてＥＧＲ（高圧）装置の作動を行う。ステップＳ８でリターンして、吸水シート６４の凝結水保持能力が回復するまで繰返される。
また、ステップＳ６において、検知温度の絶対差が閾値以下の場合、ＮＯを選択してステップＳ８に進み、ステップＳ８にてリターンして、吸水シート６４の凝結水保持能力を監視する制御が繰返される。
これにより吸水シート６４は除湿状態が保たれ、吸気ａの流動抵抗の低減及び、吸水シート６４の水滴が吸気に乗ってＡ／Ｆセンサ５８に衝突（被水）することが確実に防止できる。

【0040】

吸気通路に取付けられたＡ／Ｆセンサ５８の被水防止の保護部材に吸水シート２５を設け、該吸水シート２５が保持した水分は排ガスの熱で蒸発させるので、吸水シート６４の保水限界を超えて、水滴となって滴下し、再びＡ／Ｆセンサ５８に衝突することを防止できる効果を有する。
また、吸水シート６４は、不燃性の繊維をシート状にした物なので、吸水性がよく且つ、耐熱性を有するので変質（溶解して繊維間が溶着）等がなく耐久性が高い。
更に、吸水シート６４が水滴を保持すると温度が変化するのを利用して、吸気温度Ｔｉｎとシート温度Ｔｓｗとの差が閾値以上になったら、高圧ＥＧＲ装置３２を作動させて、排ガスの熱で吸水シート６４の水分を蒸発させるようにして、Ａ／Ｆセンサ５８が被水するのを効果的に防止できる。

【0041】

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図４（Ａ）、及び（Ｂ）に基づいて説明する。
尚、第２実施形態はガスセンサであるＡ／Ｆセンサ（空燃比センサ）の配置構造が異なる以外は同じなので、エンジンシステムの説明は省略し、同一部品は同一符号を付し、説明は省略する。
尚、ＥＧＲ導入制御方法の説明は第１実施形態と同じなので省略する。

【0042】

図４（Ａ）は図２のＹ部に相当する部分拡大図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＰ矢視を示す。
図４（Ａ）に示すとおり、吸気通路５３はＡ／Ｆセンサ５８の装着部近傍を隔壁５３ｆによって主吸気通路５３ａと副吸気通路５３ｂとに区分して分流させる構造になっている。
主吸気通路５３ａは主にエンジン１０に吸気ａを送る吸気通路であり、副吸気通路５３ｂはＡ／Ｆセンサ５８の検知機能を高めるための吸気通路となっている。
副吸気通路５３ｂには吸気通路５３を形成する吸気管壁面５３ｃにＡ／Ｆセンサ５８が装着されている。Ａ／Ｆセンサ５８の副吸気通路５３ｂ上流側に間隔を有して、Ａ／Ｆセンサ５８の保護部材と水分保持手段を兼ねた吸水シート５１が装着されている。

【0043】

吸水シート５１は副吸気通路５３ｂの通路断面全体を塞ぐように装着されている。
吸水シート５１はシート本体５１ａと、シート本体５１ａの周囲には、該シート本体５１ａを保持するための保持部材５１ｂ、５１ｃとで構成されている。
シート本体５１ａは、不燃性の繊維（例えばグラスファイバー等）をシート状にしたものであり、吸水性がよく且つ、耐熱性を有するので変質（溶解して繊維間が溶着）等がなく耐久性が高い。
従って、吸気ａの通過性が良く、且つ水分および吸気中に含まれている不純物の除去が容易にできる。
吸水シート５１は、シート本体５１ａの周囲に配設された保持部材５１ｂ、５１ｃを介して副吸気通路５３ｂの内周面に固着される。

【0044】

吸水シート５１の吸気ａ流通方向中間部には、Ａ／Ｆセンサ５８のセンサ部分がシート本体５１ａに埋め込まれるように装着されている。
そして、Ａ／Ｆセンサ５８は吸水シート５１の重力方向下側に位置させてある。
吸水シート５１に捕捉された水滴が下方に下がり、上下方向に含水量のアンバランスが生じても、安全サイドに制御できるようにしてある。

【0045】

吸水シート５１の吸着量がある一定量（吸水シート５１が吸着しきれずに、凝縮水が吸水シート２５から滴となって吸気ａに乗って下流側（Ａ／Ｆセンサ５８側）に流れる状態になるまえに、シート温度センサ５９と吸気温度センサ５４に基づいて制御装置を内蔵したＥＣＵ６０からの信号に基づいて高圧ＥＧＲ装置３２（図１参照）の高圧ＥＧＲバルブ３０が作動して、吸気通路６２ａ内に高圧・高温（排気マニホールド１９から排出された直後）の排ガスＥが流れ、排ガス温度によって吸水シート２５の凝結水は蒸気となって吸気ａと共に燃焼室へ導入される。
尚、ＥＧＲ導入制御方法の説明は第１実施形態と同じなので省略する。

【0046】

副吸気通路５３ｂにＡ／Ｆセンサ５８を配設すると共に、吸水シート５１を該Ａ／Ｆセンサ５８の副吸気通路５３ｂ上流側に、該副吸気通路５３ｂの流路断面を塞ぐように配設することにより、吸気ａに含まれた水滴を確実に補足でき、ガスセンサであるＡ／Ｆセンサ５８の被水が防止され、該Ａ／Ｆセンサ５８の信頼耐久性が向上する。

【0047】

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について、図５（Ａ）、及び（Ｂ）に基づいて説明する。
尚、第３実施形態はガスセンサであるＡ／Ｆセンサ（空燃比センサ）の配置構造が異なる以外は第１実施形態に同じなので、エンジンシステムの説明は省略し、同一部品は同一符号を付し、説明は省略する。

【0048】

図５（Ａ）は図２のＹ部に相当する部分拡大図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。
図５（Ａ）に示すように、吸気通路６２ａを形成する通路壁面６２ｂには、Ａ／Ｆセンサ５８が装着されている。Ａ／Ｆセンサ５８の吸気通路６２ａ上流側には、吸気ａ中に含まれている凝結水がＡ／Ｆセンサ５８に直接衝突するのを防止する保護部材であるカバー部材６１が配設されている。
５８ａはＡ／Ｆセンサ５８が検知した値をＥＣＵ６０に送信する送信線である。

【0049】

カバー部材６１は縦断面がほぼＺ状をなし、上辺６１ａがＡ／Ｆセンサ５８と共に通路壁面６２ｂに取付けられている。縦壁面６１ｂは吸気通路６２ａの中央側に突出し、横断面が半円弧状になっており、該半円弧状の幅Ｗは吸気通路６２ａを流れる吸気ａに含まれる凝結水が直接当たらないような幅を有している。下辺６１ｃは吸気通路６２ａの上流側へ向け屈曲した辺となっている。
そして、縦壁面６１ｂの吸気通路６２ａの上流側面には、水分保持手段である吸水シート２５が貼着されている。
吸水シート２５は、不燃性の繊維（例えばグラスファイバー等）をシート状にしたものであり、吸水性がよく且つ、耐熱性を有するので変質（溶解して繊維間が溶着）等がなく耐久性が高い。

【0050】

更に、縦壁面６１ｂの吸気通路６２ａの下流側面には、吸水シート２５の温度を検出する第１温度検出手段であるシート温度センサ５９が配設されている。
シート温度センサ５９は縦壁面６１ｂの下辺６１ｃ近傍に穿設された貫通孔６１ｄを介してシート温度センサ５９の先端部が吸水シート２５に接触し、温度検出を行う。
また、図５（Ｂ）に示すように、カバー部材６１の両端縁には、Ａ／Ｆセンサ５８側に吸気ａが回るようにすると共に、吸気ａが直接Ａ／Ｆセンサ５８に衝突しないように、吸気がＵターンするガイド部材６１ｅが装着されている。
温度検出は吸水シート２５に凝結水が溜まると温度が変化するのを利用して、吸水シート２５の吸着量を判断するようになっている。
５９ａはシート温度センサ５９の検知温度をＥＣＵ６０に送信する送信線である。

【0051】

吸水シート２５の吸着量がある一定量（吸水シート２５が吸着しきれずに、凝縮水が吸水シート２５から滴となって滴下する前の凝縮水吸着量）になると、シート温度センサ５９と吸気温度センサ５４に基づいて制御装置を内蔵したＥＣＵ６０からの信号に基づいて高圧ＥＧＲ装置３２（図１参照）の高圧ＥＧＲバルブ３０が作動して、吸気通路６２ａ内に高圧・高温（排気マニホールド１９から排出された直後）の排ガスＥが流れ、排ガス温度によって吸水シート２５の凝結水は蒸気となって吸気ａと共に燃焼室へ導入される。
尚、ＥＧＲ導入制御方法の説明は第１実施形態と同じなので省略する。

【0052】

吸気通路に取付けられたＡ／Ｆセンサ５８の被水防止の保護部材に吸水シート２５を設け、該吸水シート２５が保持した水分は排ガスの熱で蒸発させるので、吸水シート２５の保水限界を超えて、水滴となって滴下し、再びＡ／Ｆセンサ５８に衝突することを防止できる効果を有する。
また、吸水シート２５は、不燃性の繊維をシート状にした物なので、吸水性がよく且つ、耐熱性を有するので変質（溶解して繊維間が溶着）等がなく耐久性が高い。
更に、吸水シート２５が水滴を保持すると温度が変化するのを利用して、吸気温度Ｔｉｎとシート温度Ｔｓｗとの差が閾値以上になったら、高圧ＥＧＲ装置３２を作動させて、排ガスの熱で吸水シート２５の水分を蒸発させるようにして、Ａ／Ｆセンサ５８が被水するのを効果的に防止できる。

【0053】

このような構造にすることにより、吸気通路６２ａを流れる吸気ａは導入傾斜面６３ｃに沿って空間部６３ｓ内に導入され、円筒状の副室壁面６３ｂに沿って円周状に回転し、該空間部６３ｓ内で加速され、加速された吸気ａに乗った水滴は比重の大きい水滴は遠心力により吸水シート６４に付着し、吸気ａの水滴が分離され、Ａ／Ｆセンサ５８の被水を防止できる。
また、吸水シート６４に吸着した水滴は、高温・高圧の排ガス（ＥＧＲ）によって蒸発（蒸気）するので、Ａ／Ｆセンサ５８に蒸気が衝突しても被水割れを効果的に防止することができる。

【産業上の利用可能性】

【0054】

内燃機関の吸気又は排気通路に装着されるＡ／Ｆ（空燃比）センサが被水して破損するのを防止する被水防止構造として利用できる。

【符号の説明】

【0055】

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
１５ 燃焼室
１６ 燃料噴射装置
１７ 吸気マニホールド
１８ 第２吸気管
１９ 排気マニホールド
２０ 第１排気管
２２ 過給機
２３ 第１吸気管
２５、５１、６４ 吸水シート（水分保持手段）
３０ 高圧ＥＧＲバルブ
３２ 高圧ＥＧＲ装置
３８ 低圧ＥＧＲ装置
４０ インタークーラ
５０，５２ 吸気スロットル弁
５３、６２ａ 吸気通路
５３ａ 主吸気通路
５３ｂ 副吸気通路
５４ 吸気温度センサ
５８ Ａ／Ｆセンサ（ガスセンサ）
５９ シート温度センサ
６０ ＥＣＵ（制御装置）
６１ カバー部材（保護部材）
６２ サージタンク
６２ｂ 通路壁面
６３ 副室
６３ａ 開口部
６３ｂ 副室壁面
６３ｃ 導入傾斜面
ａ 吸気
ｅ 排ガス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】