(57)【要約】【課題】ＰＭ量の増加に対応してＰＭ量の低減を図ることができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】排気を還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられ還流された排気を浄化するＥＧＲ触媒とを備えるエンジン１０のエンジンＥＣＵ６０は、ＥＧＲ触媒の温度に基づいて、排気中の粒子状物質の量が増加しているか否かを推定し、ＥＧＲ触媒の温度に基づいて粒子状物質の量の増加を推定できる運転条件を、エンジン１０の運転条件が満たしているか否かを判定し、推定結果及び判定結果に基づいて、エンジン１０の稼働状態を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気を還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられ還流された排気を浄化するＥＧＲ触媒とを備える内燃機関の制御装置であって、
前記ＥＧＲ触媒の温度に基づいて、排気中の粒子状物質の量が増加しているか否かを推定する推定手段と、
前記推定手段がＥＧＲ触媒の温度に基づいて粒子状物質の量の増加を推定できる運転条件を、前記内燃機関の運転条件が満たしているか否かを判定する判定手段と、
前記推定手段による推定結果及び前記判定手段による判定結果に基づいて、前記内燃機関の稼働状態を制御する制御手段と、
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】
前記内燃機関は前記内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁を備え、
前記制御手段は、前記推定手段による推定結果及び前記判定手段による判定結果に基づいて、前記筒内噴射弁が燃料を噴射する時期を遅角させる、及び／又は、前記筒内噴射弁が燃料を噴射する噴射回数を減少させ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】
前記内燃機関は、前記内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁と、前記内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁とを備え、
前記制御手段は、前記推定手段による推定結果及び前記判定手段による判定結果に基づいて、前記筒内噴射弁が燃料を噴射する時期を遅角させる、前記筒内噴射弁が燃料を噴射する噴射回数を減少させる、及び前記ポート噴射弁及び前記筒内噴射弁が燃料を噴射する回数のうち前記ポート噴射弁が燃料を噴射する回数を増加させる、のうちいずれか１以上の制御を実行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】
前記推定手段は、前記ＥＧＲ触媒の温度を吸気温度に基づき推定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
排気を還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられ還流された排気を浄化するＥＧＲ触媒とを備える内燃機関の制御装置であって、
前記ＥＧＲ触媒の温度が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁が燃料を噴射する時期を遅角させる、及び／又は、前記筒内噴射弁が燃料を噴射する噴射回数を減少させる制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
排気を還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられ還流された排気を浄化するＥＧＲ触媒とを備える内燃機関の制御装置であって、
前記ＥＧＲ触媒の温度が予め定められた閾値よりも高い場合に、内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁が燃料を噴射する時期を遅角させる、前記筒内噴射弁が燃料を噴射する噴射回数を減少させる、及び前記内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁及び前記筒内噴射弁が燃料を噴射する回数のうち前記ポート噴射弁が燃料を噴射する回数を増加させる、のうちいずれか１以上の制御を実行する制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記ＥＧＲ触媒の温度を吸気温度に基づき推定することを特徴とする請求項５又は請求項６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】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気にはカーボンを主成分とする粒子状物質（以下、「ＰＭ」：Particulate Matterという）が含まれている。これらのＰＭの大気への放散を防止するために内燃機関の排気系にＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ（以下、「フィルタ」という。）を設ける技術が知られている。
【０００３】
また、内燃機関から大気中に排出される窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という）の量の低減や、機関性能の向上、燃費の向上等を目的として、排気再循環（以下、「ＥＧＲ」という）を行うエンジンが知られている。
【０００４】
特許文献１では、機関負荷と機関回転数とに基づいて、単位時間当たりに機関が発生するＰＭ量を算出している。特許文献２では、ＰＭの成分割合を積極的に制御して、外部へ排出されるＰＭの総量を低減している。また、ＥＧＲ装置に関する技術が特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７０５２１号公報
【特許文献２】特開２００７−２３１８４６号公報
【特許文献３】特開２０００−４５８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
外部へ排出されるＰＭ量を低減するためには、前述したようにフィルタを設けることもできるが、ＰＭ量の増加に対応してＰＭ量を低減する制御を実行するのが効果的である。
【０００７】
そこで、本発明は、ＰＭ量の増加に対応してＰＭ量の低減を図ることが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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、排気を還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられ還流された排気を浄化するＥＧＲ触媒とを備える内燃機関の制御装置であって、前記ＥＧＲ触媒の温度に基づいて、排気中の粒子状物質の量が増加しているか否かを推定する推定手段と、前記推定手段がＥＧＲ触媒の温度に基づいて粒子状物質の量の増加を推定できる運転条件を、前記内燃機関の運転条件が満たしているか否かを判定する判定手段と、前記推定手段による推定結果及び前記判定手段による判定結果に基づいて、前記内燃機関の稼働状態を制御する制御手段と、を備える。
本発明によれば、ＰＭ量の増加に対応してエンジンの稼働状態を制御することにより、ＰＭ量の発生を低減できる。
【０００９】
また本発明において、前記内燃機関が前記内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁を備え、前記制御手段が、前記推定手段による推定結果及び前記判定手段による判定結果に基づいて、前記筒内噴射弁が燃料を噴射する時期を遅角させる、及び／又は、前記筒内噴射弁が燃料を噴射する噴射回数を減少させる構成であっても良い。
噴射時期が進角側にある場合、ピストンウェットによる燃料霧化が悪化により、ＰＭ量が増加する。また、燃料を複数噴射する場合、２回目の燃料噴射がＩＮバルブと干渉し、筒内に噴射された燃料の均質性が悪化することで、ＰＭ量が増加する。従って、本発明によれば、制御手段が噴射時期を遅角することにより、ピストンウェットが抑制されるため、ＰＭ量を低減できる。また、本発明によれば、制御手段が燃料の噴射回数を減らすことにより、ＩＮバルブとの干渉が抑制されるため、ＰＭ量を低減できる。
【００１０】
また本発明は、前記内燃機関が、前記内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁と、前記内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁とを備え、前記制御手段が、前記推定手段による推定結果及び前記判定手段による判定結果に基づいて、前記筒内噴射弁が燃料を噴射する時期を遅角させる、前記筒内噴射弁が燃料を噴射する噴射回数を減少させる、及び前記ポート噴射弁及び前記筒内噴射弁が燃料を噴射する回数のうち前記ポート噴射弁が燃料を噴射する回数を増加させる、のうちいずれか１以上の制御を実行する構成であっても良い。
【００１１】
また本発明は、前記推定手段が、前記ＥＧＲ触媒の温度を吸気温度に基づき推定する構成であっても良い。
排気中の粒子状物質の量が増加すると、ＥＧＲ触媒の温度も一時的に上昇する。これにより、吸気管内の温度も上昇する。従って、本発明によれば、吸気温度に基づき、ＥＧＲ触媒温度を推定することができる。
【００１２】
また本発明は、排気を還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられ還流された排気を浄化するＥＧＲ触媒とを備える内燃機関の制御装置であって、前記ＥＧＲ触媒の温度が予め定められた閾値よりも高い場合に、前記内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁が燃料を噴射する時期を遅角させる、及び／又は、前記筒内噴射弁が燃料を噴射する噴射回数を減少させる制御手段を備える。
噴射時期が進角側にある場合、ピストンウェットによる燃料霧化が悪化により、ＰＭ量が増加する。また、燃料を複数噴射する場合、２回目の燃料噴射がＩＮバルブと干渉し、筒内に噴射された燃料の均質性が悪化することで、ＰＭ量が増加する。従って、本発明によれば、制御手段が噴射時期を遅角することにより、ピストンウェットが抑制されるため、ＰＭ量を低減できる。また、本発明によれば、制御手段が燃料の噴射回数を減らすことにより、ＩＮバルブとの干渉が抑制されるため、ＰＭ量を低減できる。
【００１３】
また本発明は、排気を還流するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられ還流された排気を浄化するＥＧＲ触媒とを備える内燃機関の制御装置であって、前記ＥＧＲ触媒の温度が予め定められた閾値よりも高い場合に、内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁が燃料を噴射する時期を遅角させる、前記筒内噴射弁が燃料を噴射する噴射回数を減少させる、及び前記内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁及び前記筒内噴射弁が燃料を噴射する回数のうち前記ポート噴射弁が燃料を噴射する回数を増加させる、のうちいずれか１以上の制御を実行する制御手段を備える。
【００１４】
また本発明は、前記制御手段が、前記ＥＧＲ触媒の温度を吸気温度に基づき推定する構成であっても良い。
排気中の粒子状物質の量が増加すると、ＥＧＲ触媒の温度も一時的に上昇する。これにより、吸気管内の温度も上昇する。従って、本発明によれば、吸気温度に基づき、ＥＧＲ触媒温度を推定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＰＭ量の増加に対応してＰＭ量の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明が適用されるエンジンの概略構成図である。
【図２】ＥＧＲ量とＥＧＲ触媒の温度との関係を示す図である。
【図３】エンジンＥＣＵが実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】エンジンＥＣＵがＰＭ量の増加を推定する際に実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】エンジン回転数と吸気管圧から吸気管温度の所定値を求めるマップの一例を示す図である。
【図６】エンジンの運転状態とＰＭ濃度との関係の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１８】
図１に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置に相当するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）で制御される内燃機関の一例としてのエンジンの概略構成図を示す。なお、図１には、エンジンとして直列４気筒ガソリンエンジンを示すが、エンジンＥＣＵにより制御されるエンジンは、このようなエンジンに限定されるものではない。
【００１９】
図１に示すように、エンジン１０は、吸気系３０から供給される空気と燃料供給系から供給される燃料とを適宜の空燃比で混合してなる混合気を気筒２０１内の燃焼室で燃焼させた後、燃焼室内の排気ガスを排気系４０から排出する。また、エンジン１０は、排気還流を行うためのＥＧＲ装置５０と、ターボチャージャ７０と、インタークーラ８０とを備えている。
【００２０】
エンジン１０は、４つの気筒２０１を備える。各気筒２０１には、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１０２と吸気ポート内に向けて燃料を噴射するための吸気ポート噴射用インジェクタ１０１とがそれぞれ取り付けられている。これらインジェクタ１０１、１０２はエンジンＥＣＵ６０の出力信号に基づいてそれぞれ制御される。また、各筒内噴射用インジェクタ１０２は共通の燃料分配管１１に接続されており、この燃料分配管１１を介して各筒内噴射用インジェクタ１０２に燃料が供給される。一方、各吸気ポート噴射用インジェクタ１０１は共通の燃料分配管１２に接続されており、燃料分配管１２を介して、各吸気ポート噴射用インジェクタ１０１に燃料が供給される。
なお、本実施の形態においては、２種類のインジェクタが別個に設けられた内燃機関について説明するが、本発明の適用はこのような内燃機関に限定されない。例えば、筒内噴射用インジェクタ及び吸気ポート噴射用インジェクタのいずれかのみを有する内燃機関であっても良い。
【００２１】
エンジン１０の吸気系３０は、シリンダヘッドの複数の吸気ポートに接続される吸気マニホールドに吸気管を接続してなり、吸気方向の上流側には、吸気管に流入する空気量を調節するためのスロットルバルブ３０１が備えられている。スロットルバルブ３０１の開閉は、エンジンＥＣＵ６０の出力信号に基づいて制御される。
また、吸気管には、吸気管温度及び吸気管圧を測定するための吸気管温度・吸気管圧測定用センサ群３０２が設けられており、吸気管温度・吸気管圧測定用センサ群３０２は、吸気管温度及び吸気管圧に応じた電気信号をエンジンＥＣＵ６０に出力する。なお、吸気管温度及び吸気管圧を測定するためのセンサを設置する場所は、本実施形態に限定されない。
【００２２】
エンジン１０の排気系４０は、シリンダヘッドの複数の排気ポートに接続される排気マニホールドに排気管を接続して構成される排気通路からなる。
排気管には、排気温度を測定するための排気温度測定用センサ４０１が設けられており、排気温度測定用センサ４０１は、排気温度に応じた電気信号をエンジンＥＣＵ６０へ出力する。なお、排気温度を測定するためのセンサを設置する場所は、本実施形態に限定されない。
【００２３】
ＥＧＲ装置５０は、排気の一部（ＥＧＲガス）を吸気系３０に戻して燃焼室へ再度供給することによりＮＯｘを低減させるものであり、ＥＧＲ通路５０ａに、その上流からＥＧＲ触媒コンバータ５０ｂ、ＥＧＲクーラ５０ｃ、ＥＧＲバルブ５０ｄを配置した構成である。
【００２４】
ＥＧＲ通路５０ａは、排気系４０から吸気系３０へ燃焼室をバイパスするバイパス通路からなる。ＥＧＲ触媒コンバータ５０ｂは、ＥＧＲ通路５０ａに流入した排気ガスに含まれる未燃焼ガスを除去してＥＧＲクーラ５０ｃの詰まりを防止するものである。
ＥＧＲクーラ５０ｃは、例えばＥＧＲガスとエンジン１０の冷却水との間で熱交換を行うことによりＥＧＲガスの温度を下げる熱交換器からなる。本実施例では、エンジン１０からＥＧＲクーラ５０ｃへ冷却水を排出するエンジン１０側の出口に、冷却水の温度を測定するための冷却水温度測定用センサ２０２が設けられている。
ＥＧＲバルブ５０ｄは、ＥＧＲ通路５０ａ内を排気系側から吸気系側に流れる排気ガスの量を制御するものである。ＥＧＲバルブ５０ｄには、ＥＧＲバルブの開度（ＥＧＲ弁開度）を測定するためのセンサが設けられており、センサはＥＧＲ弁開度と対応する電気信号をエンジンＥＣＵ６０に出力する。
【００２５】
ターボチャージャ７０は、排気ガスを利用して吸入空気を昇圧するものであり、コンプレッサ７０ａとタービン７０ｂを備えている。
【００２６】
インタークーラ８０は、ターボチャージャ７０で昇圧した吸入空気を冷却するものであり、ターボチャージャ７０のコンプレッサ７０ａとスロットルバルブ３０１との間に配置されている。
【００２７】
こうしたエンジン１０の各種制御は、機関制御用のエンジンＥＣＵ６０により行われる。エンジンＥＣＵ６０は、機関制御に係る各種演算処理を実施するＣＰＵ（中央演算処理装置）、機関制御用のプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ（読込専用メモリ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、外部との信号の授受を行うためのＩ／Ｏ（入出力ポート）を備えて構成されている。
【００２８】
エンジンＥＣＵ６０には、前述した吸気温度、吸気管圧、排気温度、ＥＧＲ弁開度及び冷却水温度が入力される。さらに、エンジンＥＣＵ６０には、回転数センサ９０からエンジン回転数、負荷センサ９１からエンジン負荷率、気筒２０１内に設けられた筒内圧センサ９２から筒内圧、可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）位置センサ９３から吸気時・排気時のＶＶＴの位置が入力される。
エンジンＥＣＵ６０は、上述したセンサからの入力信号に基づいて、ＰＭ量が増加しているか否か、及び、エンジン１０の運転状態を判定する。そして、エンジンＥＣＵ６０は、ＰＭ量が増加していると判定した場合には、ＰＭ量の発生を低減するために、筒内噴射用インジェクタ１０２及び／又は吸気ポート噴射用インジェクタ１０１を制御する（詳細は後述する）。
なお、エンジンＥＣＵ６０が、本発明の推定手段、判定手段及び制御手段に相当する。
【００２９】
ここで、図２を用いて、エンジン１０の吸気系３０に還流されるＥＧＲガスの量とＥＧＲ触媒の温度との関係について説明する。図２は、エンジンが所定の運転条件を満足する場合（詳細は後述する）における、ＥＧＲガスの量とＥＧＲ触媒の温度との関係について示した図である。図２において、縦軸はＥＧＲ触媒の温度（触媒温度）を表し、横軸はＥＧＲガスの量（ＥＧＲ量）を表している。また、図２において、実線は、排気量に占めるＰＭの量（以後、ＰＭ濃度と記載する）が設計通りである時（通常時）の状態を示し、破線は、ＰＭ濃度が通常時よりも上昇した時の状態を示している。なお、ＰＭの量が増加すればＰＭ濃度は上昇し、ＰＭの量が減少すればＰＭ濃度は低下する。
【００３０】
図２から、ＥＧＲ量が同一の場合におけるＥＧＲ触媒の温度は、破線で示されるＰＭ濃度上昇時の方が、実線で示されるＰＭ濃度通常時よりも高いことがわかる。従って、ＥＧＲ触媒の温度が上昇している場合、ＰＭ濃度が上昇していると考えることができる。つまり、ＥＧＲ触媒の温度に基づいてＰＭ濃度が上昇しているか否かを判定できるため、その判定結果に基づいてＰＭ量の低減を行う制御が可能であることがわかる。
【００３１】
次に、図３及び図４を用いて、エンジンＥＣＵ６０が実行する、ＰＭ量の増加に対応してＰＭ量を低減させる処理について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ６０が実行する制御処理を表すフローチャートである。
まず、エンジンＥＣＵ６０は、ＰＭ量が増加しているか否かを判定するためのルーチンを呼び出す（ステップＳ１０）。このステップＳ１０の処理については、図４で詳細に説明する。
【００３２】
次に、エンジンＥＣＵ６０は、ステップＳ１０の処理結果として得られる判定フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ２０）。この判定フラグとは、ＯＮの場合にはＰＭ量の増加に伴いＰＭ濃度が上昇していることを示し、ＯＦＦの場合にはＰＭ濃度が通常であることを示す。
エンジンＥＣＵ６０は、判定フラグがＯＮの場合（ステップＳ２０／ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ６０はＰＭ量を低減するための制御を実行する（ステップＳ３０）。一方、エンジンＥＣＵ６０は、判定フラグがＯＦＦの場合（ステップＳ２０／ＮＯ）、ＰＭ量は増加していないため、本処理を終了する。
【００３３】
ここで、ＰＭ量を低減するための制御とは、具体的には、筒内噴射用インジェクタ１０２が気筒２０１内に燃料を噴射する時期を遅角させる、筒内噴射用インジェクタ１０２が燃料を噴射する噴射回数を減少させる、及び吸気ポート噴射用インジェクタ１０１及び筒内噴射用インジェクタ１０２が燃料を噴射する回数のうち吸気ポート噴射用インジェクタ１０１が燃料を噴射する回数を増加させる、のうちいずれか１以上の制御である。
噴射時期が進角側にある場合、ピストンウェットによる燃料霧化の悪化によって、ＰＭ量が増加する可能性がある。従って、エンジンＥＣＵ６０は、筒内噴射用インジェクタ１０２の燃料噴射時期を遅角することによってピストンウェットの発生を低減し、ＰＭの発生量を低減させることができる。また、筒内噴射用インジェクタ１０２が複数噴射を行っている場合、２回目の噴射が吸気弁と干渉することにより燃料の均質性が悪化して、ＰＭ量が増加する可能性がある。従って、エンジンＥＣＵ６０は、筒内噴射用インジェクタ１０２の噴射回数を低減することにより、ＰＭの発生量を低減されることができる。
【００３４】
次に、図４を用いて、エンジンＥＣＵ６０が実行する、ＰＭ量の増加を判定する処理について説明する。図４は、図３のステップＳ１０で実行される処理を示すフローチャートである。
まず、エンジンＥＣＵ６０は、後述するステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理によって、エンジンＥＣＵ６０がＰＭ量の増加を判定する処理（以後、ＰＭ量増加判定処理と略記する）を開始できる条件が満たされているか否か、つまり、エンジン１０が定常運転中であるかを判定する。
【００３５】
エンジンＥＣＵ６０は、冷却水温度が所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１によって、エンジンＥＣＵ６０は、エンジン１０が暖気運転中であるか否か、および、ＥＧＲクーラ５０ｃが定常運転しており、その性能が一定となっているか否かを判定することができる。
【００３６】
エンジンＥＣＵ６０は、冷却水温度が所定範囲内である場合（ステップＳ１０１／ＹＥＳ）、ＥＧＲ装置５０の制御を実行しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。一方、エンジンＥＣＵ６０は、冷却水温度が所定範囲内に無い場合（ステップＳ１０１／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ６０がＰＭ量増加判定処理を開始できる条件は満たされていないため、前述した判定フラグをＯＦＦにする（ステップＳ１０９）。そして、エンジンＥＣＵ６０は、本処理を終了する。
【００３７】
エンジンＥＣＵ６０は、ＥＧＲ装置５０の制御を実行している場合（ステップＳ１０２／ＹＥＳ）、エンジン回転数及びエンジン負荷率が上昇する過渡運転を終了してから所定時間内かつエンジン１０が定常運転中であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。一方、エンジンＥＣＵ６０は、ＥＧＲ装置５０の制御を実行していない場合（ステップＳ１０２／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ６０がＰＭ量増加判定処理を開始できる条件は満たされていないため、前述した判定フラグをＯＦＦにする（ステップＳ１０９）。そして、エンジンＥＣＵ６０は、本処理を終了する。なお、ステップＳ１０３において、エンジンＥＣＵ６０は、回転数センサ９０からのエンジン回転数及びエンジン負荷センサ９１からのエンジン負荷に基づいて判定を行うことができる。
【００３８】
エンジンＥＣＵ６０は、過渡運転終了から所定範囲内且つ定常運転中である場合（ステップＳ１０３／ＹＥＳ）、吸気管温度・吸気管圧測定用センサ群３０２から吸気管温度を取得する（ステップＳ１０４）。一方、過渡運転終了から所定範囲内且つ定常運転中でない場合（ステップＳ１０３／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ６０が制御を開始できる条件は満たされていないため、前述した判定フラグをＯＦＦにする（ステップＳ１０９）。そして、エンジンＥＣＵ６０は、本処理を終了する。
【００３９】
エンジンＥＣＵ６０は、ステップＳ１０４において吸気管温度Ｔｍを取得すると、吸気管温度Ｔｍが所定値Ａを超えているか否か判定する（ステップＳ１０５）。ここで、ステップＳ１０５で吸気管温度Ｔｍとの比較に用いられる所定値Ａは、図５に示されるマップを用いて決定されるため、マップについて説明する。
【００４０】
図５は、ステップＳ１０５で吸気管温度Ｔｍとの比較に用いられる所定値Ａを求めるためのマップである。所定値Ａは、エンジン回転数と、吸気管圧とに基づいて決定される。エンジンＥＣＵ６０は、回転数センサ９０からエンジン回転数、吸気管温度・吸気管圧測定用センサ群３０２から吸気管圧を取得することができる。
図５のマップにおいて、Ａ１〜Ａ４２で示されているのが、エンジン回転数及び吸気管圧から決定される吸気管の所定値温度である。この理論上の吸気管温度は、エンジン回転数が高くなるほど高くなり、また、吸気管圧が高くなるほど高くなる。
ＰＭ濃度が通常であれば、吸気管温度Ｔｍは、所定値Ａ以下の値をとる。従って、吸気管温度Ｔｍが所定値Ａを超えている場合、ＰＭ濃度が上昇していると考えられる。
【００４１】
再び、図４に戻り、エンジンＥＣＵ６０が実行する処理について説明する。エンジンＥＣＵ６０は、吸気管温度Ｔｍが所定値Ａを超えている場合（ステップＳ１０５／ＹＥＳ）、ＥＧＲ弁開度、排気温度、筒内圧、ＶＶＴ位置を取得する（ステップＳ１０６）。次に、エンジンＥＣＵ６０は、ステップＳ１０６で取得したＥＧＲ弁開度、排気温度、筒内圧、ＶＶＴ位置が所定の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
エンジンＥＣＵ６０は、ＥＧＲ弁開度によって、ＥＧＲガスの量が一定か否かを判定でき、排気温度によってＥＧＲ触媒が排気を浄化する性能を判定することができる。また、エンジンＥＣＵ６０は、筒内圧によって燃焼室で異常燃焼が発生しているか否かを判定でき、ＶＶＴ位置によって、筒内に吸気される空気量が一定か否かを判定できる。ここで、燃焼室での異常燃焼及び筒内に吸気される空気量は、吸気管温度Ｔｍに直接影響する因子である。
【００４２】
ステップＳ１０５は、ＰＭ濃度が上昇しているか否かを推定するステップである。ここで、図２で説明したように、エンジン１０の運転条件が所定の運転条件を満たす場合、ＰＭ濃度が増加すると、ＥＧＲ触媒の温度も上昇するため、吸気管温度も上昇する。つまり、吸気管温度が所定値Ａを超えている場合、ＰＭ濃度が上昇したと推定できる。
ただし、図２に示す関係が成り立つのは、エンジン１０の運転条件が所定の運転条件を満たす場合である。そこで、ステップＳ１０７において、エンジンＥＣＵ６０は、取得した各センサからの値が所定の範囲内にあるか否かを判定する。つまり、図２で説明したエンジン１０の運転条件が所定の運転条件を満たす場合とは、エンジン１０の運転条件がステップＳ１０７の条件を満たしている場合を意味する。言い換えれば、ステップＳ１０７は、吸気管温度に基づいてエンジンＥＣＵ６０がＰＭ濃度の上昇を推定できる運転条件を、エンジンの運転条件が、満たしているか否かを判定するステップである。
【００４３】
エンジンＥＣＵ６０は、ステップＳ１０７での判定結果がＹＥＳの場合、ＰＭ濃度が上昇したとして、判定フラグをＯＮにする（ステップＳ１０８）。一方、エンジンＥＣＵ６０は、ステップＳ１０７での判定結果がＮＯの場合、吸気管温度に基づいてＰＭ濃度が上昇したか否かを判定できないとして、判定フラグをＯＦＦにする（ステップＳ１０９）。そして、エンジンＥＣＵ６０は、本処理を終了する。
なお、ステップＳ１０６およびステップＳ１０７をステップＳ１０３の後に実行し、その後、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５を実行するように構成しても良い。この場合、エンジンＥＣＵ６０は、吸気管温度に基づいてエンジンＥＣＵ６０がＰＭ濃度の上昇を推定できる運転条件を、エンジンの運転条件が満たしており、かつ、ＰＭ濃度が上昇していると推定すると、判定フラグにＯＮを設定する。
【００４４】
次に、図６に示す運転条件における、エンジンＥＣＵ６０によるＰＭ量の低減制御について説明する。図６は、エンジン１０の運転条件、および、ＰＭ濃度との関係を示すタイムチャートである。
車両が１００ｋｍ／ｈで走行している時刻Ａまでは、吸気管温度Ｔｍが所定値Ａを超えていないため、エンジンＥＣＵ６０は、ＰＭ量を低減する制御処理を実行しない。
【００４５】
また、車両が１００ｋｍ／ｈでの走行から１２０ｋｍ／ｈでの走行へと移行する時刻Ａから時刻Ｂまでの時間では、エンジン回転数が上昇し且つエンジン負荷率も上昇する過渡運転状態に当たるため、エンジンＥＣＵ６０は、ＰＭ量を低減する制御処理を実行しない。なお、図６では、この過渡運転状態において、ＰＭ濃度が上昇し、そのＰＭ濃度の上昇に応じて、吸気管温度Ｔｍが上昇している。
時刻Ｂにおいて車両が１２０ｋｍ／ｈで定常運転を開始するため、エンジンＥＣＵ６０は、図４で説明したＰＭ量増加判定処理を開始する。エンジンＥＣＵ６０は、吸気管温度Ｔｍが図５に示したマップから得られる所定値温度Ａを超えているため、エンジンの運転条件が、吸気管温度からＰＭ濃度の上昇を判定できる条件を満たしているか否かを判定する。そして、図６では、エンジンＥＣＵ６０は、エンジンの運転条件が、吸気管温度に基づいてＰＭ濃度の上昇を推定できる運転条件を満たしていると判定したため、時刻Ｃに筒内噴射用インジェクタ１０２の燃料噴射回数を低減させている。この制御によって、ＰＭ量が低減するため、ＰＭ濃度が低減する。そして、ＰＭ濃度の低減に伴って、吸気管温度Ｔｍも低減する。
【００４６】
以上の説明から明らかなように、本実施例によれば、エンジンＥＣＵ６０は、吸気管温度に基づいて、ＰＭ濃度が上昇しているか否かを推定できる。そして、エンジンＥＣＵ６０は、ＰＭ量の増加に対応して、ＰＭ量を低減する制御処理を実行するため、ＰＭ発生量を低減できる。
【００４７】
なお、実施例では、吸気管温度を用いてＰＭ濃度が上昇しているか否かを推定したが、ＥＧＲ触媒の温度を取得して、ＰＭ濃度が上昇しているか否かを判定するようにしても良い。この場合、ＥＧＲ触媒コンバータ５０ｂに、ＥＧＲ触媒の温度を取得するためのセンサを取り付け、センサからの信号をエンジンＥＣＵ６０に入力する構成とすれば良い。
【００４８】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
例えば、ＰＭ量が増加しているか否かの判定処理や、ＰＭ量を低減するための制御処理は、エンジンＥＣＵ６０で実現することが合理的であるが、例えばその他の電子制御装置や専用の電子回路などのハードウェアやこれらの組み合わせによって実現されてもよい。この点、本発明のエンジンの制御装置は例えば複数の電子制御装置や電子制御装置と電子回路等のハードウェアとの組み合わせで実現されてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０…エンジン
１１、１２…燃料供給管
３０…吸気系
４０…排気系
５０…ＥＧＲ装置
５０ａ…ＥＧＲ通路
５０ｂ…ＥＧＲ触媒コンバータ
５０ｃ…ＥＧＲクーラ
５０ｄ…ＥＧＲ弁
６０…エンジンＥＣＵ
７０…ターボチャージャ
７０ａ…コンプレッサ
７０ｂ…タービン
８０…インタークーラ
９０…回転数センサ
９１…負荷センサ
９２…筒内圧センサ
９３…ＶＶＴ位置センサ
１０１…吸気ポート噴射用インジェクタ
１０２…筒内噴射用インジェクタ
２０１…気筒
２０２…冷却水温度測定用センサ
３０１…スロットルバルブ
３０２…吸気管温度・吸気管圧測定用センサ群
４０１…排気温度測定用センサ
【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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