(57)【要約】【課題】本発明は、ＥＧＲ機構を備えた内燃機関の制御システムにおいて、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、排気浄化装置の過昇温を抑制することを課題とする。【解決手段】本発明は、排気通路から吸気通路へ排気の一部を導くＥＧＲ通路及びＥＧＲ通路の通路断面積を変更するＥＧＲ弁を具備したＥＧＲ機構と、排気通路に配置された排気浄化装置へ冷却風を吹き付ける送風ファンと、を備えた内燃機関の制御システムにおいて、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したときに送風ファンを最大風量で作動させるようにした。【選択図】図２
2010248921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路から吸気通路へ排気の一部を導くＥＧＲ通路及びＥＧＲ通路の通路断面積を変更するＥＧＲ弁を具備したＥＧＲ機構と、
排気通路に配置された排気浄化装置へ冷却風を吹き付ける送風ファンと、
前記ＥＧＲ機構のＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、送風ファンを最大能力で作動させる制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気の一部を吸気通路へ導入するＥＧＲ機構を備えた内燃機関の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路から吸気通路へ排気の一部（ＥＧＲガス）を導くＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路の通路断面積を変更するＥＧＲ弁と、を具備したＥＧＲ機構が知られている。ＥＧＲ機構を備えた内燃機関においてＥＧＲ弁が開弁状態で固着すると、過剰なＥＧＲガスが気筒内へ導入される可能性がある。
【０００３】
このような問題に対し、ＥＧＲ機構を備えた内燃機関において、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、一部の気筒を休止（減筒運転）させるとともに吸入空気量を増加させることにより、１気筒当たりに導入されるＥＧＲガス量を減量する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０７２８５号公報
【特許文献２】特開平９−２５８５２号公報
【特許文献３】特開平１１−２２５６１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、上記した従来の技術によれば、１気筒当たりのＥＧＲガス量を減少させることはできるが、ＥＧＲ弁が固着した開度や機関運転状態によっては１気筒当たりのＥＧＲガス量が許容量を超える場合がある。そのような場合は、燃焼安定性が低下し、排気中に含まれる未燃成分が増加する可能性がある。排気中の未燃成分が増加すると、触媒を含む排気浄化装置が過昇温してしまう虞がある。
【０００６】
本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＥＧＲ機構を備えた内燃機関の制御システムにおいて、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、排気浄化装置の過昇温を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、ＥＧＲ機構と、排気浄化装置を空冷する冷却機構と、を備えた内燃機関の制御システムにおいて、ＥＧＲ機構のＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、冷却機構を最大能力で作動させるようにした。
【０００８】
詳細には、本発明にかかる内燃機関の制御システムは、
排気通路から吸気通路へ排気の一部を導くＥＧＲ通路及びＥＧＲ通路の通路断面積を変更するＥＧＲ弁を具備したＥＧＲ機構と、
排気通路に配置された排気浄化装置へ冷却風を吹き付ける送風ファンと、
前記ＥＧＲ機構のＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、送風ファンを最大風量で作動させる制御手段と、
を備えるようにした。
【０００９】
かかる発明によると、ＥＧＲ弁の故障により内燃機関の燃焼安定性が低下した場合であ
っても、排気浄化装置の過昇温を抑制することができる。その結果、過熱による排気浄化装置の性能劣化を回避することが可能となる。
【００１０】
なお、本発明の送風ファンとしては、ラジエータ用の電動ファンを流用してもよく、或いは専用の電動ファンを設けてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＥＧＲ機構を備えた内燃機関の制御システムにおいて、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、排気浄化装置の過昇温を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】過熱抑制処理ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関は、複数の気筒２を有する４ストローク・サイクルの圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。なお、図１では、複数の気筒２のうち１気筒のみが示されている。
【００１５】
内燃機関１の各気筒２には、気筒２内へ燃料を噴射する燃料噴射弁３が設けられている。各気筒２は、吸気ポート４と連通している。吸気ポート４は、インテークマニフォルド４０と連通している。インテークマニフォルド４０は、吸気管４１と連通している。内燃機関１は、気筒２内に臨む吸気ポート４の開口端を開閉するための吸気バルブ５を備えている。また、吸気管４１には、吸気管４１内の通路断面積を変更する吸気絞り弁６が配置されている。
【００１６】
大気中から吸気管４１へ取り込まれた新気は、吸気絞り弁６により調量された後にインテークマニフォルド４０へ流入し、次いで吸気ポート４へ流入する。吸気ポート４に導かれた新気は、吸気バルブ５が開弁したときに、気筒２内へ流入する。気筒２内に流入した新気は、燃料噴射弁３から燃料噴射された燃料とともに燃焼される。
【００１７】
一方、内燃機関１は、気筒２内のガス（既燃ガス）を排出するための排気ポート７を備えている。排気ポート７は、エキゾーストマニフォルド７０と連通している。エキゾーストマニフォルド７０は、排気管７１と連通している。排気管７１の途中には、排気浄化装置７２が配置されている。排気浄化装置７２は、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、パティキュレートフィルタ等を含み、排気中の有ガス成分を浄化する。内燃機関１は、気筒２内に臨む排気ポート７の開口端を開閉するための排気バルブ８を備えている。
【００１８】
気筒２内で燃焼されたガス（既燃ガス）は、排気バルブ８が開弁したときに、気筒２内から排気ポート７へ排出される。気筒２内から排気ポート７へ排出されたガスは、エキゾーストマニフォルド７０、排気管７１、及び排気浄化装置７２を経由して大気中へ排出される。
【００１９】
次に、インテークマニフォルド４０とエキゾーストマニフォルド７０とは、ＥＧＲ通路９により相互に接続されている。ＥＧＲ通路９は、エキゾーストマニフォルド７０を流れる排気の一部（ＥＧＲガス）をインテークマニフォルド４０へ導くための通路である。Ｅ
ＧＲ通路９の途中には、ＥＧＲ通路９の通路断面積を変更するＥＧＲ弁１０が設けられている。また、ＥＧＲ通路９においてＥＧＲ弁１０より上流には、ＥＧＲ通路９内を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ１１が配置されている。
【００２０】
また、排気浄化装置７２の近傍には、送風ファン１２が配置されている。送風ファン１２は、排気浄化装置７２へ冷却風を吹き付けるための電動式の送風ファンである。送風ファン１２は、排気浄化装置７２を冷却するための専用の送風ファンであってもよく、或いは、ラジエータ用の送風ファンを流用してもよい。ラジエータ用の送風ファンを流用する場合は、送風ファンから送り出された冷却風を排気浄化装置７２へ導く導風板やダクトが設けられるようにしてもよい。
【００２１】
このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ１３が併設されている。ＥＣＵ１３には、エアフローメータ１４、水温センサ１５などの各種センサが接続され、各種センサの出力信号が入力されるようになっている。
【００２２】
エアフローメータ１４は、吸気絞り弁６より上流の吸気管４１に配置され、吸気管４１内を流れる新気（空気）の質量を検出する。水温センサ１５は、内燃機関１に取り付けられ、内燃機関１を循環する冷却水の温度を検出する。
【００２３】
また、ＥＣＵ１３には、燃料噴射弁３、吸気絞り弁６、ＥＧＲ弁１０、及び送風ファン１２などの各種機器が接続され、各種機器を電気的に制御可能になっている。
【００２４】
例えば、ＥＣＵ１３は、燃料噴射弁３を制御することにより、燃料噴射時期や燃料噴射量を調整する。また、ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁１０の開度や吸気絞り弁６の開度を調整することにより、ＥＧＲガス量や吸入空気量を調整する。
【００２５】
ＥＣＵ１３は、上記したような既知の制御に加え、本発明の要旨となる過熱抑制処理を実行する。過熱抑制処理は、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したときに、排気浄化装置７２の過熱を抑制するための処理である。
【００２６】
ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着すると、気筒２内へ導入されるＥＧＲガスが過多となる場合がある。そのような場合は、気筒２内で燃料が好適に燃焼せず、排気中の未燃成分（ＨＣやＣＯなど）が増加する。
【００２７】
排気中の未燃成分は、排気浄化装置７２で酸化される際に反応熱を発生する。このため、排気中の未燃成分が増加すると、排気浄化装置７２が過昇温する可能性もある。排気浄化装置７２が過昇温すると、排気浄化装置７２の浄化能力が熱劣化する虞がある。
【００２８】
これに対し、ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着した場合に、送風ファン１２を最大風量で作動させるようにした。その場合、排気浄化装置７２の熱が冷却風によって奪われるため、排気浄化装置７２の過昇温が抑制される。その結果、ＥＧＲ弁１０の故障に起因した排気浄化装置７２の劣化を回避することができる。
【００２９】
以下、本実施例における過熱抑制処理の実行手順について図２に沿って説明する。図２は、過熱抑制処理ルーチンを示すフローチャートである。過熱抑制処理ルーチンは、予めＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されたルーチンであり、ＥＣＵ１３によって周期的に実行される。
【００３０】
過熱抑制処理ルーチンでは、ＥＣＵ１３は、先ずＳ１０１の処理を実行する。Ｓ１０１では、ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着（ＥＧＲ弁開故障）しているか否か
を判別する。この判別方法としては、ＥＧＲ弁１０の開度を直接検出する方法、或いはエアフローメータ１４の検出信号によるＥＧＲ率のフィードバック制御においてエアフローメータ１４の検出信号が許容範囲から逸脱しているか否かを判別する方法などをれいじすることができる。
【００３１】
前記Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０２へ進む。
【００３２】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ１３は、送風ファン１２を最大風量で作動させるべく送風ファン１２を制御する。この場合は、送風ファン１２から送り出された冷却風により排気浄化装置７２が冷却される。よって、ＥＧＲ弁１０の開故障によって排気中の未燃成分が増加しても、排気浄化装置７２の過昇温が抑制される。
【００３３】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ１３は、内燃機関１がアイドル運転状態にあるか否かを判別する。Ｓ１０３において否定判定された場合は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、Ｓ１０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０４へ進む。
【００３４】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１３は、内燃機関１のアイドルアップ制御が実行されているか否かを判別する。ＥＧＲ弁１０の開故障により内燃機関１の燃焼安定性が低下すると、機関回転数の変動が大きくなる。そして、機関回転数の変動幅が許容範囲を超えると、燃料噴射量の増量補正により機関回転数の上昇（アイドルアップ制御）が図られる。その場合は、図示しないオルタネータが余剰の電力を発電する可能性がある。
【００３５】
そこで、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０４において肯定判定された場合は、Ｓ１０５へ進み、余剰の電力をバッテリへ充電するようにしてもよい。
【００３６】
以上述べたようにＥＣＵ１３が過熱抑制処理ルーチンを実行することにより、本発明にかかる制御手段が実現される。よって、ＥＧＲ弁１０の開故障により内燃機関１の燃焼安定性が低下した場合であっても、排気浄化装置７２の過昇温を抑制することができる。その結果、過熱による排気浄化装置７２の性能劣化を回避することが可能となる。
【００３７】
なお、本実施例では、本発明を圧縮着火式の内燃機関に適用する例について述べたが、火花点火式の内燃機関に適用することも可能である。要は、ＥＧＲ機構を備えた内燃機関であれば、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１     内燃機関
２     気筒
３     燃料噴射弁
４     吸気ポート
５     吸気バルブ
６     吸気絞り弁
７     排気ポート
８     排気バルブ
９     ＥＧＲ通路
１０   ＥＧＲ弁
１１   ＥＧＲクーラ
１２   送風ファン
１３   ＥＣＵ
１４   エアフローメータ
１５   水温センサ
４０   インテークマニフォルド
４１   吸気管
７０   エキゾーストマニフォルド
７１   排気管
７２   排気浄化装置
【図１】
2010248921.tif 000003
【図２】
2010248921.tif 000004