(57)【要約】【課題】ＥＧＲ系を備える内燃機関において、オーバーヒートの抑制とＥＧＲ要求とを高い次元で両立する。【解決手段】内燃機関の冷却とＥＧＲ系の冷却とを同一の冷却系で行う内燃機関の制御装置において、内燃機関の冷却系に対する要求放熱量Ｑｗと内燃機関の冷却系の放熱量Ｑｒとに基づいて、ＥＧＲを停止した場合に前記冷却系の水温が所定のオーバーヒート温度まで上昇しないための水温のしきい値Ｔｗ２と、しきい値Ｔｗ２とよりも低い所定のしきい値Ｔｗ１とを設定する。そして、内燃機関の水温がしきい値Ｔｗ１に達した場合には、ＥＧＲの量を減量する。その後、内燃機関の水温がしきい値Ｔｗ２に達した場合には、ＥＧＲを停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の冷却と前記内燃機関の備えるＥＧＲ系の冷却とを同一の冷却系で行う内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の冷却系に対する要求放熱量と前記内燃機関の冷却系の放熱量とに基づいて、ＥＧＲを停止した場合に前記冷却系の水温が所定のオーバーヒート温度まで上昇しないための第１水温と、前記第１水温よりも低い所定の第２水温とを設定する水温設定手段と、
前記内燃機関の水温が前記第２水温に達した場合に、前記ＥＧＲの量を減量するＥＧＲ減量手段と、
を備える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】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、ＥＧＲ系を備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００７−５１５６６号公報に開示されているように、外部ＥＧＲ装置を有する内燃機関において、エンジン冷却水の水温が所定温度を超えたときに外部ＥＧＲを停止するシステムが提案されている。このシステムでは、エンジンの冷却水がＥＧＲクーラで高温の排ガスと熱交換しないので、エンジンの冷却水の温度上昇を抑制でき、エンジンの過熱を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５１５６６号公報
【特許文献２】特開平９−２８７５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の高負荷運転時には、冷却水の水温が上昇してオーバーヒートすることが考えられる。上記従来のシステムでは、このオーバーヒートを抑止するために、エンジン冷却水の水温が所定温度を超えたときに外部ＥＧＲを即座に停止することとしている。しかしながら、ＥＧＲ要求はエミッションや燃費等に関連する要求から出されるものであり、可能な限り要求量を満たすことが望ましい。このため、冷却水の水温が所定温度を超えたときに外部ＥＧＲを停止してしまう上記従来のシステムでは、ＥＧＲ要求とオーバーヒートの抑制との両立の観点から、未だ改善の余地を残すものであった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ＥＧＲ系を備える内燃機関において、オーバーヒートの抑制とＥＧＲ要求とを高い次元で両立することのできる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】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の冷却と前記内燃機関の備えるＥＧＲ系の冷却とを同一の冷却系で行う内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の冷却系に対する要求放熱量と前記内燃機関の冷却系の放熱量とに基づいて、ＥＧＲを停止した場合に前記冷却系の水温が所定のオーバーヒート温度まで上昇しないための第１水温と、前記第１水温よりも低い所定の第２水温とを設定する水温設定手段と、
前記内燃機関の水温が前記第２水温に達した場合に、前記ＥＧＲの量を減量するＥＧＲ減量手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
第１の発明によれば、内燃機関の冷却系に対する要求放熱量と放熱量とに基づいて、ＥＧＲを停止した場合に冷却系の水温が所定のオーバーヒート温度まで上昇しないための第１水温と、該第１水温よりも低い所定の第２水温とが設定される。そして、内燃機関の水温が当該第２水温を越えた場合にＥＧＲ量が減量される。このため、本発明によれば、ＥＧＲ量を減量しつつＥＧＲが続行されるので、水温が第１の水温に達するまでの期間を長期化させることができる。これにより、水温が第１水温に到達する可能性を効果的に低下させることができるので、オーバーヒートの発生を効果的に抑制するとともに、ＥＧＲ要求を可能な限り満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態としてのシステム構成を説明するための簡易図である。
【図２】図２は、内燃機関の高速トーイング登坂時のタイミングチャートの一例を示す。
【図３】放熱量Ｑｒおよび要求放熱量Ｑｗとしきい値Ｔｗとの関係を規定するマップを示す。
【図４】しきい値ＴｗとＥＧＲ率係数との関係を規定するマップを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１としてのシステム構成を説明するための簡易図である。本実施の形態の内燃機関はＥＧＲ系を備えた内燃機関であって、当該内燃機関を冷却するための冷却系とＥＧＲガスを冷却するための冷却系とは同一の冷却系で構成されている。図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは、内燃機関の運転状態および外部情報を取得するための種々の手段を備えている。より具体的には、本実施の形態のシステムは、車速を検出するための車速検出手段１０、外気温を検出するための外気温検出手段１２、エンジン回転数を検出するためのエンジン回転数検出手段１４、エンジン負荷を検出するためのエンジン負荷検出手段１６、さらに空燃比を検出するための空燃比検出手段１８を備えている。
【００１１】
また、本実施の形態のシステムは、内燃機関の冷却系（ラジエタ等）の放熱量Ｑｒを算出するためのＱｒ算出手段２０、および当該冷却系に対する要求放熱量Ｑｗを算出するためのＱｗ算出手段２２を備えている。Ｑｒ算出手段２０では、車速検出手段１０によって検出された車速と外気温検出手段１２によって検出された外気温とに基づいて、放熱量Ｑｒを算出する。また、Ｑｗ算出手段２２では、上述したエンジン回転数検出手段１４によって検出されたエンジン回転数、エンジン負荷検出手段１６によって検出されたエンジン負荷、および空燃比検出手段１８によって検出された空燃比に加えて、後述するＥＧＲ率補正手段３２によって算出されたＥＧＲ率に基づいて、要求放熱量Ｑｗを算出する。    
【００１２】
また、本実施の形態のシステムは、水温のしきい値Ｔｗ１およびＴｗ２を算出するためのＴｗ算出手段２４を備えている。Ｔｗ算出手段２４は、Ｑｒ算出手段２０によって算出された放熱量Ｑｒ、およびＱｗ算出手段２２によって算出された要求放熱量Ｑｗに基づいて、しきい値Ｔｗ１およびＴｗ２を算出する。尚、しきい値Ｔｗ２は、ＥＧＲを停止しなければ水温が所定のオーバーヒート温度を超えてしまう水温のしきい値を示している。また、しきい値Ｔｗ１は、しきい値Ｔｗ２よりも小さい温度であって、ＥＧＲを現在のＥＧＲ率で続行すると、近い将来水温が所定のオーバーヒート温度を越えてしまう水温のしきい値を示している。しきい値Ｔｗ１およびＴｗ２は、後述するマップに基づいて算出される。
【００１３】
また、本実施の形態の内燃機関はＥＧＲ系の制御として、ＥＧＲ率算出手段３０と、ＥＧＲ率補正手段３２とＥＧＲ開度出力手段３４と、を備えている。ＥＧＲ率算出手段３０では、上述したエンジン回転数検出手段１４によって検出されたエンジン回転数、およびエンジン負荷検出手段１６によって検出されたエンジン負荷に基づいてＥＧＲ率を算出する。ＥＧＲ率算出手段で算出されたＥＧＲ率は、ＥＧＲ率補正手段３２において補正される。ＥＧＲ開度出力手段３４では、補正後のＥＧＲ率に基づいて、ＥＧＲ開度をアクチュエータへ出力する。
【００１４】
また、本実施の形態の内燃機関は燃料制御系として、燃料噴射量算出手段４０と噴射量出力手段４２とを備えている。燃料噴射量算出手段４０では、上述したエンジン回転数検出手段１４によって検出されたエンジン回転数、エンジン負荷検出手段１６によって検出されたエンジン負荷、および空燃比検出手段１８によって検出された空燃比に基づいて、燃料噴射量を算出する。また、噴射量出力手段４２では、算出された噴射量をアクチュエータへ出力する。
【００１５】
［実施の形態１の特徴的動作］
次に、図１乃至図４を参照して本実施の形態の内燃機関のシステムの特徴的動作について説明する。本実施の形態のシステムは、内燃機関の水温がＴｗ算出手段２４によって算出されたしきい値Ｔｗ１を超えた場合に、ＥＧＲ量が減量されるように制御される。以下では、図２に示すタイミングチャートに沿って、各システムの機能および動作について更に詳細に説明する。
【００１６】
図２は、内燃機関の高速トーイング登坂時のタイミングチャートの一例を示す。この図に示すように、高負荷運転時には水温が徐々に上昇する。そして、当該水温がＴｗ算出手段２４において算出されたしきい値Ｔｗ１を超えた場合にＥＧＲ率が補正される。
【００１７】
ところで、しきい値Ｔｗ１は、近い将来に水温が所定のオーバーヒート温度を超えてしまう水温のしきい値であり、図３に示すマップに従い算出される。図３は、放熱量Ｑｒおよび要求放熱量Ｑｗとしきい値Ｔｗとの関係を規定するマップを示す。このマップに示すとおり、しきい値Ｔｗは、放熱量Ｑｒが大きいほど大きく、且つ、要求放熱量Ｑｗが大きいほど小さくなるように算出される。また、このマップによれば、Ｔｗ１はＴｗ２よりも小さな値に算出される。これにより、放熱量Ｑｒおよび要求放熱量Ｑｗが反映されたしきい値Ｔｗを算出することができる。
【００１８】
ＥＧＲ率は、当該しきい値Ｔｗ１に基づいて補正される。より具体的には、ＥＧＲ率算出手段３０によって算出されたＥＧＲ率は、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて算出された値であり、オーバーヒートの可能性に関する情報は何も反映されていない。このため、かかるＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ制御を実行すると、ＥＧＲ系からの要求放熱量が増加して水温が所定のオーバーヒート温度を超えて上昇してしまうおそれがある。
【００１９】
そこで、本実施の形態のシステムでは、ＥＧＲ率補正手段３２を有している。ＥＧＲ率補正手段では、先ず、現在の水温が上述したＴｗ算出手段から入力されたしきい値Ｔｗ１を超えているか否かが判定される。その結果、水温がしきい値Ｔｗ１を超えていない場合には、未だオーバーヒートのおそれはないと判断されて、ＥＧＲ開度出力手段３４では、ＥＧＲ率算出手段３０によって算出されたＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ開度が出力される。
【００２０】
一方、水温がしきい値Ｔｗ１を超えている場合には、近い将来オーバーヒートのおそれがあると判断されて、ＥＧＲ率が補正される。ここでは、具体的には、先ず、ＥＧＲ係数が算出される。ＥＧＲ率係数は、入力されたＥＧＲ率に乗算することにより当該ＥＧＲ率を補正するための係数であり、図４に示すマップに従い算出される。図４は、しきい値ＴｗとＥＧＲ率係数との関係を規定したマップを示す。このマップによれば、しきい値Ｔｗ１は、その値が大きいほど該ＥＧＲ係数が小さな値として算出される。
【００２１】
上述したＥＧＲ率の補正によれば、水温がしきい値Ｔｗ１を越えている場合にはＥＧＲ量が減量されるので、ＥＧＲ系の要求放熱量が減少する。これにより、水温の上昇割合が減少するので、当該水温がしきい値Ｔｗ２に達するまでの期間、すなわちＥＧＲ率をゼロにするまで期間を長期化することができる。かかる期間が長期化するほど、ＥＧＲを停止する可能性が低減される。このため、本実施の形態のシステムによれば、可能な限りＥＧＲ要求を満たしつつ、オーバーヒートを効果的に抑制することが可能となる。
【００２２】
また、図２に示すタイミングチャートのように、内燃機関の運転状態が軽負荷運転に移行しない場合には、最終的に水温がＴｗ２に達してしまう。この場合には、図２に示すとおりＥＧＲが停止される。より具体的には、Ｔｗ２に対応するＥＧＲ係数は、図４に示すマップに従いゼロが算出されている。このため、ＥＧＲ率は水温がＴｗ２を超えたときにゼロに設定される。これにより、ＥＧＲが停止されて水温が低下するため、オーバーヒートを効果的に抑止することができる。
【００２３】
以上説明した通り、本実施の形態のシステムによれば、放熱量Ｑｒおよび要求放熱量Ｑｗに基づいてしきい値Ｔｗ１およびＴｗ２が算出されるので、オーバーヒートの可能性を当該しきい値に効果的に反映させることができる。
【００２４】
また、本実施の形態のシステムによれば、水温がしきい値Ｔｗ１を超えた場合に、ＥＧＲが減量して継続されるので、ＥＧＲ運転時間を拡大して燃費の改善を図ることができる。また、ＥＧＲの減量によって水温の上昇割合を小さくすることができるので、水温がしきい値Ｔｗ２に達するまでの期間を長期化することができる。これにより、オーバーヒートの発生を抑制するとともに、ＥＧＲが停止される可能性を効果的に低減することができる。
【００２５】
尚、上述した実施の形態では、しきい値Ｔｗ１が前記第１の発明の「第２水温」に、しきい値Ｔｗ２が前記第１の発明の「第１水温」に、それぞれ相当している。
【符号の説明】
【００２６】
１０  車速検出手段
１２  外気温検出手段
１４  エンジン回転数検出手段
１６  エンジン負荷検出手段
１８  空燃比検出手段
２０  Ｑｒ算出手段
２２  Ｑｗ算出手段
２４  Ｔｗ算出手段
３０  ＥＧＲ率算出手段
３２  ＥＧＲ率補正手段
３４  ＥＧＲ開度出力手段
４０  燃料噴射量算出手段
４２  噴射量出力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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