(57)【要約】【課題】内燃機関の制御装置において、過給機の破損を防止する一方で、ＥＧＲガスを適正に冷却することでＮＯｘの生成を抑制可能とする。【解決手段】排気ガスの一部を吸気管１６へ再循環するＥＧＲ通路２９を設けてＥＧＲ弁３０によりＥＧＲガス量を調整可能とすると共に、ＥＧＲ通路２９を流れる排気ガスを冷却する水冷式ＥＧＲクーラ３１及び空冷式ＥＧＲクーラ３２を設け、また、吸気管１６におけるコンプレッサ２４ａの下流側に温度センサ３９を設け、ＥＣＵ３３が、吸気管１６におけるコンプレッサ２４ａの下流側の温度が予め設定された所定温度を超えたとき、ＥＧＲ弁３０の開度を小さくして吸気管１６に導入されるＥＧＲガス量を減少させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室と、該燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路と、前記吸気通路及び前記排気通路に設けられたターボ過給機と、排気ガスの一部を前記吸気通路へ再循環するＥＧＲ通路と、前記吸気通路を流れる吸入空気と前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、前記ターボ過給機におけるコンプレッサより下流側の吸気温度が予め設定された所定温度を超えたときにＥＧＲガスから吸入空気に供給される熱量を減少させるＥＧＲガス制御手段とを具えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記ＥＧＲガス制御手段は、前記コンプレッサより下流側の吸気温度が予め設定された所定温度を超えたときに前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁の開度が小さくなるように調整することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記コンプレッサより上流側の前記吸気通路に対してバイパス通路が設けられ、該バイパス通路に前記熱交換器が設けられると共に、前記吸気通路及び前記バイパス通路に流れる吸入空気量を調整する流量調整弁が設けられ、前記ＥＧＲガス制御手段は、前記コンプレッサより下流側の吸気温度が予め設定された所定温度を超えたときに前記流量調整弁により前記バイパス通路に流れる吸入空気量を減少させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の制御装置において、前記熱交換器より上流側の前記吸気通路に、エンジン冷却水と前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスとの間で熱交換を行う第２の熱交換器が設けられたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の内燃機関の制御装置において、排気ガス中のＮＯｘを吸蔵して還元可能な吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に還元剤を供給して再生する再生手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて推定された前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ吸蔵推定量が予め設定された所定値を超えたときに前記再生手段を作動させる排気制御手段とを設け、該排気制御手段は、前記ＥＧＲガス制御手段によりＥＧＲガスから吸入空気に供給される熱量が減少したとき、この減少した熱量に応じて前記ＮＯｘ吸蔵推定量を補正す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】
本発明は、排気ガスの一部を吸気系に再循環させるＥＧＲ通路が設けられた内燃機関において、このＥＧＲガスを効率良く冷却させる内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関をリーン空燃比で運転して燃費の向上を図るようにした希薄燃焼内燃機関が実用化されている。しかし、この希薄燃焼内燃機関をリーン空燃比で運転すると、排気通路にある三元触媒がその浄化特性から排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を充分に浄化できないという問題がある。そのため、排気ガス中のＮＯｘの発生を抑制するため、この排気ガスの一部を吸気通路に循環させる排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置が適用されている。
【０００３】
このＥＧＲ装置は、排気通路と吸気通路管をＥＧＲ通路により連結すると共に、このＥＧＲ通路にＥＧＲ弁を設け、エンジンの運転状態に応じてＥＧＲ弁の開度を制御することで、所定量の排気ガス、つまり、ＥＧＲガスをＥＧＲ通路を介して吸気通路に戻すものである。このＥＧＲガスは、空気中の窒素に比べて熱容量の大きい二酸化炭素を含んでおり、ガソリン混合気にＥＧＲガスを混入することで燃焼室内の燃焼温度を低下させ、この燃焼温度の低下に伴ってＮＯｘの生成を抑制することができる。
【０００４】
ところが、このＥＧＲ装置により排気ガスを吸気通路に戻すＥＧＲ率を高めるほど、ＮＯｘの生成を抑制することができるものの、燃焼室に導入される空気量が減少するために燃焼が悪化し、スモークの増加を招いてしまう。そのため、ＥＧＲガスを冷却してその体積を減少させてから吸気通路に導入することで、燃焼室に導入される十分な空気量を確保する必要がある。
【０００５】
このような内燃機関のＥＧＲ装置としては、例えば、下記特許文献１に記載された技術がある。この特許文献１に記載された「過給機付エンジンの排気ガス再循環装置」は、吸気通路及び排気通路に過給機を設けると共に、排気通路とを流れる排気ガスの一部を吸気通路へ排気還流（ＥＧＲ）通路を設け、過給機のコンプレッサの上流側に熱交換器を設け、この熱交換器に排気還流通路を接続したものである。従って、排気還流通路を流れるＥＧＲガスをこの熱交換器で吸入空気により冷却してから吸気通路に導入することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−０８２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１に記載された「過給機付エンジンの排気ガス再循環装置」にあっては、排気通路の排気ガスを、排気還流通路を通して熱交換器で吸入空気と熱交換を行うことで冷却してからＥＧＲガスとして吸気通路に導入している。この場合、大量のＥＧＲガスを吸気通路に導入する場合、ＥＧＲガスは吸入空気により冷却されて吸気通路に入るが、ＥＧＲガスから熱をもらった吸入空気は高温状態で吸気通路に導入されて過給機のコンプレッサに至る。そのため、このコンプレッサが高温の吸入空気により加熱されて破損してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、過給機の破損を防止する一方で、ＥＧＲガスを適正に冷却することでＮＯｘの生成を抑制可能とした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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、燃焼室と、該燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路と、前記吸気通路及び前記排気通路に設けられたターボ過給機と、排気ガスの一部を前記吸気通路へ再循環するＥＧＲ通路と、前記吸気通路を流れる吸入空気と前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、前記ターボ過給機におけるコンプレッサより下流側の吸気温度が予め設定された所定温度を超えたときにＥＧＲガスから吸入空気に供給される熱量を減少させるＥＧＲガス制御手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の内燃機関の制御装置では、前記ＥＧＲガス制御手段は、前記コンプレッサより下流側の吸気温度が予め設定された所定温度を超えたときに前記ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁の開度が小さくなるように調整することを特徴としている。
【００１１】
本発明の内燃機関の制御装置では、前記コンプレッサより上流側の前記吸気通路に対してバイパス通路が設けられ、該バイパス通路に前記熱交換器が設けられると共に、前記吸気通路及び前記バイパス通路に流れる吸入空気量を調整する流量調整弁が設けられ、前記ＥＧＲガス制御手段は、前記コンプレッサより下流側の吸気温度が予め設定された所定温度を超えたときに前記流量調整弁により前記バイパス通路に流れる吸入空気量を減少させることを特徴としている。
【００１２】
本発明の内燃機関の制御装置では、前記熱交換器より上流側の前記吸気通路に、エンジン冷却水と前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスとの間で熱交換を行う第２の熱交換器が設けられたことを特徴としている。
【００１３】
本発明の内燃機関の制御装置では、排気ガス中のＮＯｘを吸蔵して還元可能な吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に還元剤を供給して再生する再生手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて推定された前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ吸蔵推定量が予め設定された所定値を超えたときに前記再生手段を作動させる排気制御手段とを設け、該排気制御手段は、前記ＥＧＲガス制御手段によりＥＧＲガスから吸入空気に供給される熱量が減少したとき、この減少した熱量に応じて前記ＮＯｘ吸蔵推定量を補正することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、排気ガスの一部を吸気通路へ再循環するＥＧＲ通路を設けると共に、このＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスを吸気通路を流れる吸入空気により冷却する熱交換器を設け、ＥＧＲガス制御手段は、ターボ過給機におけるコンプレッサより下流側の吸気温度が予め設定された所定温度を超えたときにＥＧＲガスから吸入空気に供給される熱量を減少させるので、ＥＧＲガスと熱交換して加熱された吸入空気の温度が所定温度に対して低下することとなり、高温の吸入空気によるコンプレッサの破損を防止することができる一方で、ＥＧＲガスを適正な温度領域まで冷却することで、ＮＯｘの生成を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の制御装置の概略構成図、図２は、実施例１の内燃機関の制御装置によるＥＧＲ制御を表すフローチャートである。
【００１７】
実施例１の内燃機関の制御装置において、図１に示すように、内燃機関としての筒内噴射式のエンジン１１は、図示しないが、シリンダブロック上にシリンダヘッドが締結されており、複数のシリンダボアにピストンがそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロックの下部にクランクケースが締結され、このクランクケース内にクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストンはコネクティングロッドを介してこのクランクシャフトにそれぞれ連結されている。
【００１８】
シリンダブロックとシリンダヘッドとピストンにより複数（本実施例では４つ）の燃焼室１２が構成されており、この燃焼室１２は、上部に吸気ポート１３及び排気ポート１４が対向して形成されており、この吸気ポート１３及び排気ポート１４に対して図示しない吸気弁及び排気弁の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁及び排気弁は、シリンダヘッドに軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート１３及び排気ポート１４を閉止する方向に付勢支持されている。また、シリンダヘッドには、吸気カムシャフト及び排気カムシャフトが回転自在に支持されており、吸気カム及び排気カムがローラロッカアームを介して吸気弁及び排気弁の上端部に接触している。
【００１９】
従って、エンジン１１に同期して吸気カムシャフト及び排気カムシャフトが回転すると、吸気カム及び排気カムがローラロッカアームを作動させ、吸気弁及び排気弁が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート１３及び排気ポート１４を開閉し、吸気ポート１３と燃焼室１２、燃焼室１２と排気ポート１４とをそれぞれ連通することができる。
【００２０】
吸気ポート１３には、インテークマニホールド１５を介して吸気管（吸気通路）１６が連結されており、この吸気管１６の空気取入口にエアクリーナ１７が取付けられている。そして、このエアクリーナ１７の下流側にスロットルバルブを有する電子スロットル装置１８が設けられている。そして、シリンダヘッドには、各燃焼室１２に燃料としてのガソリンを高圧で噴射可能なインジェクタ１９がそれぞれ装着されている。各インジェクタ１９は、デリバリパイプ２０を介して燃料ポンプ２１に連結されており、この燃料ポンプ２１はエンジン１１によって駆動される。一方、排気ポート１４には、エギゾーストマニホールド２２を介して排気管（排気通路）２３が連結されている。
【００２１】
また、吸気管１６及び排気管２３には、ターボ過給機２４が設けられている。このターボ過給機２４は、吸気管１６に設けられたコンプレッサ２４ａと排気管２３に設けられたタービン２４ｂとが駆動軸２４ｃにより一体に連結されて構成されている。そして、このターボ過給機２４におけるコンプレッサ２４ａの下流側であって、スロットルバルブ１８の上流側の吸気管１６には、このコンプレッサ２４ａにより過給されて温度が上昇した吸入空気を冷却するインタークーラ２５が設けられている。
【００２２】
排気管２３には、排気ガス中に含まれる有害物質を浄化処理する排気浄化装置２６が設けられており、この排気浄化装置２６は吸蔵還元型ＮＯｘ触媒であって、排気空燃比がリーンのときに排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下したときに吸蔵したＮＯｘを放出し、添加した還元剤としての燃料（本実施例では、ガソリン）により還元して再生するものである。そのため、シリンダヘッドに再生手段として、エンジン１１の排気ポート１３に燃料を噴射する燃料添加弁２７が設けられている。なお、この燃料添加弁２７は、図示しない燃料供給管を介して燃料ポンプ２１に連結されている。
【００２３】
エンジン１１には、排気ガスの一部を吸気系に戻す排気再循環(ＥＧＲ)装置２８が設けられている。このＥＧＲ装置２８は、エギゾーストマニホールド２２とインテークマニホールド１５の直前の吸気管１６とを連結して排気ガスの一部を吸気系へ再循環させるＥＧＲ通路２９と、このＥＧＲ通路２９に設けられたＥＧＲ弁３０と、ＥＧＲ通路２９に設けられて排気ガスを冷却する水冷式ＥＧＲクーラ（第２の熱交換器）３１及び空冷式ＥＧＲクーラ（熱交換器）３２とから構成されている。
【００２４】
この水冷式ＥＧＲクーラ３１は、エンジン冷却水とＥＧＲ通路２９を流れるＥＧＲガスとの間で熱交換を行うことで、ＥＧＲガスを冷却する。また、空冷式ＥＧＲクーラ３２は、吸気管１６を流れる吸入空気とＥＧＲ通路２９を流れるＥＧＲガスとの間で熱交換を行うことで、ＥＧＲガスを冷却する。
【００２５】
ところで、車両には電子制御ユニット（ＥＣＵ）３３が搭載されており、このＥＣＵ３３は、インジェクタ１９の燃料噴射タイミングや点火プラグ（図示略）の点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、吸気温度、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。即ち、吸気管１６の上流側にはエアフローセンサ３４及び吸気温センサ３５が装着され、計測した吸入空気量及び吸気温度をＥＣＵ３３に出力している。また、電子スロットル装置１８にはスロットルポジションセンサが設けられ、アクセルペダルにはアクセルポジションセンサ３６が設けられており、現在のスロットル開度及びアクセル開度をＥＣＵ３３に出力している。更に、クランクシャフトにはクランク角センサ３７が設けられ、検出したクランク角度をＥＣＵ３３に出力し、ＥＣＵ３３はクランク角度に基づいてエンジン回転数を算出する。また、シリンダブロックには水温センサ３８が設けられており、検出したエンジン冷却水温をＥＣＵ３３に出力している。
【００２６】
また、ＥＣＵ３３は、エンジン運転状態に応じてＥＧＲ装置２８を駆動制御している。即ち、所定のエンジン運転状態で、ＥＧＲ弁３０の開度を調整することで、排気ガスをＥＧＲ通路２９を通して吸気系にＥＧＲガスとして循環し、燃焼温度を下げてＮＯｘの発生を抑制する。
【００２７】
更に、排気制御装置としてのＥＣＵ３３は、所定時期に排気浄化装置２６を再生するようにしている。即ち、エンジン１１がリーン空燃比で運転されているときに、排気浄化装置２６は排気ガス中のＮＯｘを吸蔵する。そして、この排気浄化装置２６のＮＯｘ吸蔵量が所定値に達したとき、ＥＣＵ３３は燃料添加弁２７を制御し、排気ポート１４に所定量の燃料を還元剤として噴射する。すると、燃料が排気管２３を通して排気浄化装置２６に供給され、酸化反応により排気ガス中の酸素濃度が低下することでこの排気浄化装置２６に吸蔵されたＮＯｘが放出され、放出されたＮＯｘと燃料が反応して還元し、排気ガスが浄化されることで再生される。
【００２８】
この場合、排気浄化装置２６は、吸蔵したＮＯｘを放出し、このＮＯｘを燃料によって還元できる活性温度領域が設定されており、ＥＣＵ３３はこの排気浄化装置２６が活性温度領域にあるときに再生制御を実行する。また、ＥＣＵ３３は、この排気浄化装置２６に吸蔵されたＮＯｘ吸蔵量をエンジン運転状態に基づいて推定しており、このＮＯｘ吸蔵推定量が、排気浄化装置２６のＮＯｘ飽和量から設定された判定値に到達したときに、再生制御を実行する。
【００２９】
ところで、ＥＧＲ装置２８を有するエンジン１１にあっては、排気ガスをＥＧＲ通路２９を通して各ＥＧＲクーラ３１，３２で冷却してからＥＧＲガスとして吸気管１６に導入している。この場合、大量のＥＧＲガスを吸気管１６に導入する場合、ＥＧＲガスはエンジン冷却水及び吸入空気により冷却されて吸気管１６に入るが、ＥＧＲクーラ３２でＥＧＲガスから熱をもらった吸入空気が高温状態で吸気管１６に導入されてターボ過給機２４のコンプレッサ２４ａに至る。そのため、このコンプレッサ２４ａが高温の吸入空気により加熱されて破損してしまうおそれがある。
【００３０】
そこで、実施例１の内燃機関の制御装置では、ターボ過給機２４におけるコンプレッサ２４ａより下流側の吸気温度が予め設定された所定温度を超えたときに、ＥＧＲガスから吸入空気に供給される熱量を減少（ＥＧＲガス制御手段）させるようにしている。具体的には、吸気管１６におけるコンプレッサ２４ａの下流側に温度センサ３９を設け、その検出結果をＥＣＵ３３に出力している。ＥＧＲガス制御手段としてのＥＣＵ３３は、温度センサ３９が検出した吸入空気の温度Ｔが予め設定された所定温度を超えたときに、ＥＧＲ弁３０の開度が小さくなるように調整制御する。この場合、ターボ過給機２４のコンプレッサ２４ａがアルミニウム合金で製造されたものと考慮すると、この所定温度とは、例えば、１６０℃である。
【００３１】
従って、ＥＣＵ３３は、温度センサ３９が検出した吸入空気の温度Ｔが予め設定された所定温度（１６０℃）を超えたときに、ＥＧＲ弁３０の開度が小さくなるように調整することで、ＥＧＲ通路２８を通して吸気管１６に導入されるＥＧＲガス量を減少させる。すると、ＥＧＲクーラ３２にて、吸気管１６を流れる吸入空気量に対して熱交換を行うＥＧＲガス量が減少することで、吸入空気に供給される熱量が減少することとなり、吸入空気の温度が低下して１６０℃以下となる。
【００３２】
ここで、実施例１の内燃機関の制御装置によるＥＧＲ制御を図２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００３３】
実施例１の内燃機関の制御装置によるＥＧＲ制御において、図２に示すように、ステップＳ１１にて、ＥＣＵ３３は、温度センサ３９が検出した吸入空気の温度Ｔを取り込み、ステップＳ１２にて、検出した吸入空気の温度Ｔが１６０℃以下であるかどうかを判定する。このステップＳ１２で、吸入空気の温度Ｔが１６０℃以下であると判定されたら、ステップＳ１３に移行し、ここで、ＥＧＲ弁３０をエンジン運転状態に応じて設定された開度に制御する。
【００３４】
一方、ステップＳ１２にて、吸入空気の温度Ｔが１６０℃を超えていると判定されたら、ステップＳ１４に移行する。そして、このステップＳ１４にて、ＥＧＲ弁３０の開度が、エンジン運転状態に応じて設定された開度より小さくなるように調整制御する。従って、ＥＧＲ通路２８を通して吸気管１６の吸入空気に導入されるＥＧＲガス量が減少することとなり、ＥＧＲクーラ３２にて、吸入空気に供給される熱量が減少して吸入空気の温度が低下する。なお、この場合、吸入空気の温度Ｔの上昇に対して、ＥＧＲ弁３０の開度が小さくなるようなマップを予め用意し、このマップに基づいてＥＧＲ弁３０の開度を制御することが望ましい。
【００３５】
その後、ステップＳ１５にて、ＥＣＵ３３が推定しているＮＯｘ吸蔵推定量を補正する。つまり、ＥＧＲ弁３０の開度が、エンジン運転状態に応じて設定された開度より小さく調整制御されると、ＥＧＲ通路２８を通して吸気管１６の吸入空気に導入されるＥＧＲガス量が減少し、燃焼室１２内の燃焼温度を低下させてＮＯｘの生成を抑制する効果が若干低下する。すると、排気浄化装置２６に吸蔵されるＮＯｘの吸蔵量が若干増加し、この排気浄化装置２６を再生するタイミングがずれるため、これを防止するためにＮＯｘ吸蔵推定量を補正する必要がある。
【００３６】
このように実施例１の内燃機関の制御装置にあっては、排気ガスの一部を吸気管１６へ再循環するＥＧＲ通路２９を設けてＥＧＲ弁３０によりＥＧＲガス量を調整可能とすると共に、ＥＧＲ通路２９を流れる排気ガスを冷却する水冷式ＥＧＲクーラ３１及び空冷式ＥＧＲクーラ３２を設け、また、吸気管１６におけるコンプレッサ２４ａの下流側に温度センサ３９を設け、ＥＣＵ３３が、吸気管１６におけるコンプレッサ２４ａの下流側の温度が予め設定された所定温度（例えば、１６０℃）を超えたとき、ＥＧＲ弁３０の開度を小さく制御して吸気管１６に導入されるＥＧＲガス量を減少させるようにしている。
【００３７】
従って、ＥＧＲ通路２８を通して吸気管１６の吸入空気に導入されるＥＧＲガス量が減少し、ＥＧＲクーラ３２にて、吸入空気に供給される熱量を減少して吸入空気の温度が低下する。そのため、高温の吸入空気によるコンプレッサ２４ａの破損を防止することができる一方で、ＥＧＲガスを適正な温度領域まで冷却することで、ＮＯｘの生成を抑制することができる。
【００３８】
また、吸気管１６におけるコンプレッサ２４ａの下流側の温度が所定温度を超えたとき、ＥＧＲ弁３０の開度を小さくしてＥＧＲガス量を減少することで、吸入空気に供給される熱量を減少して吸入空気の温度を低下させるようにしており、別途装置を追加することなく、既存に設備により吸入空気の温度を低下してコンプレッサ２４ａの破損を防止することができる。
【００３９】
そして、ＥＧＲ装置２８にて、ＥＧＲ通路２９に水冷式ＥＧＲクーラ３１と空冷式ＥＧＲクーラ３２とを直列に配設しており、ＥＧＲガスを十分に冷却してその体積を減少させてから吸気管１６に導入することで、燃焼室１２に導入される十分な空気量を確保してスモークの増加を防止することができる。
【００４０】
更に、排気管２３に設けられた排気浄化装置２６を吸蔵還元型ＮＯｘ触媒とすると共に、排気浄化装置２６に燃料を添加して再生するための燃料添加弁２７を設けており、吸気管１６におけるコンプレッサ２４ａの下流側の温度が所定温度を超えて、ＥＧＲ弁３０の開度を小さく制御してＥＧＲガス量を減少させるとき、ＥＣＵ３３が推定するＮＯｘ吸蔵推定量を補正する。即ち、ＥＧＲガス量が減少すると、燃焼室１２内の燃焼温度を低下することでＮＯｘの生成を抑制する効果が若干低下し、排気浄化装置２６に吸蔵されるＮＯｘの吸蔵量が若干増加し、この排気浄化装置２６を再生するタイミングがずれるため、ＮＯｘ吸蔵推定量を補正することで再生タイミングのずれを防止することができる。
【実施例２】
【００４１】
図３は、本発明の実施例２に係る内燃機関の制御装置の概略構成図、図４は、実施例２の内燃機関の制御装置によるＥＧＲ制御を表すフローチャートである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４２】
実施例２の内燃機関の制御装置において、図３に示すように、エンジン１１には、排気ガスの一部を吸気系に戻す排気再循環(ＥＧＲ)装置４１が設けられている。このＥＧＲ装置４１は、エギゾーストマニホールド２２とインテークマニホールド１５の直前の吸気管１６とを連結して排気ガスの一部を吸気系へ再循環させるＥＧＲ通路４２と、このＥＧＲ通路４２に設けられたＥＧＲ弁４３と、ＥＧＲ通路４２に設けられて排気ガスを冷却する水冷式ＥＧＲクーラ（第２の熱交換器）４４及び空冷式ＥＧＲクーラ（熱交換器）４５とから構成されている。
【００４３】
この場合、ターボ過給機２４のコンプレッサ２４ａより上流側の吸気管１６にて、この排気管１６に対してバイパス管（バイパス通路）４６が設けられ、このバイパス管４６に空冷式ＥＧＲクーラ４５が設けられている。また、このバイパス管４６に対応した吸気管１６側に切換弁（流量調整弁）４７が設けられており、この切換弁４７の開度を調整することで、吸気管１６及びバイパス管４６に流れる吸入空気量を調整することができる。
【００４４】
そして、ＥＣＵ３３は、エンジン運転状態に応じてＥＧＲ装置４１を駆動制御している。即ち、所定のエンジン運転状態で、ＥＧＲ弁４３の開度を調整することで、排気ガスをＥＧＲ通路４２を通して吸気系にＥＧＲガスとして循環し、燃焼温度を下げてＮＯｘの発生を抑制する。また、ＥＣＵ３３は、ターボ過給機２４におけるコンプレッサ２４ａより下流側の吸気温度が予め設定された所定温度を超えたときに、ＥＧＲガスから吸入空気に供給される熱量を減少させるようにしている。具体的には、ＥＧＲガス制御手段としてのＥＣＵ３３は、温度センサ３９が検出した吸入空気の温度Ｔが予め設定された所定温度（例えば、１６０℃）を超えたときに、切換弁４７の開度が大きくなるように調整制御する。
【００４５】
従って、ＥＣＵ３３は、温度センサ３９が検出した吸入空気の温度Ｔが予め設定された所定温度（１６０℃）を超えたときに、切換弁４７の開度が大きくなるように調整することで、吸気管１６を通してコンプレッサ２４ａに流れる吸入空気量を増加させる一方、バイパス管４６のＥＧＲクーラ４５を通してコンプレッサ２４ａに流れる吸入空気量を減少させる。すると、ＥＧＲクーラ３２にて、ＥＧＲガスと熱交換を行う吸入空気量が減少し、吸気管１６とバイパス管４６との下流側の合流部でＥＧＲガスにより加熱された高温の吸入空気に外部から直接導入された低温の吸入空気が混合されることで、吸入空気に供給される全体の熱量が減少することとなり、吸入空気の温度が低下して１６０℃以下となる。
【００４６】
ここで、実施例２の内燃機関の制御装置によるＥＧＲ制御を図４のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００４７】
実施例２の内燃機関の制御装置によるＥＧＲ制御において、図４に示すように、ステップＳ２１にて、ＥＣＵ３３は、温度センサ３９が検出した吸入空気の温度Ｔを取り込み、ステップＳ２２にて、検出した吸入空気の温度Ｔが１６０℃以下であるかどうかを判定する。このステップＳ２２で、吸入空気の温度Ｔが１６０℃以下であると判定されたら、ステップＳ２３に移行し、ここで、切換弁４７を閉止する。即ち、全量の吸入空気をバイパス管４６を通してＥＧＲクーラ４５に流し、ここで吸入空気によりＥＧＲ通路４２を流れるＥＧＲガスを冷却する。
【００４８】
一方、ステップＳ２２にて、吸入空気の温度Ｔが１６０℃を超えていると判定されたら、ステップＳ２４に移行する。そして、このステップＳ２４にて、切換弁４７の開度を調整して吸気管１６を開放する。従って、吸入空気の一部が吸気管１６に流れることで、バイパス管４６を通してＥＧＲクーラ４５に流れる吸入空気量が減少することとなり、コンプレッサ２４ａの直前でＥＧＲガスにより加熱された高温の吸入空気に低温の吸入空気が混合して吸入空気に供給される全体の熱量が減して吸入空気の温度が低下する。なお、この場合、吸入空気の温度Ｔの上昇に対して、切換弁４７の開度が大きくなるようなマップを予め用意し、このマップに基づいて切換弁４７の開度を制御することが望ましい。
【００４９】
その後、ステップＳ２５にて、ＥＣＵ３３が推定しているＮＯｘ吸蔵推定量を補正する。つまり、切換弁４７の開度が大きく調整制御されると、ＥＧＲ通路４２を通して吸気管１６の吸入空気に導入されるＥＧＲガスの温度が上昇し、燃焼室１２内の燃焼温度を低下させてＮＯｘの生成を抑制する効果が若干低下する。すると、排気浄化装置２６に吸蔵されるＮＯｘの吸蔵量が若干増加し、この排気浄化装置２６を再生するタイミングがずれるため、これを防止するためにＮＯｘ吸蔵推定量を補正する必要がある。
【００５０】
このように実施例２の内燃機関の制御装置にあっては、排気管１６に対してバイパス管４６を設け、このバイパス管４６に空冷式ＥＧＲクーラ４５を設ける一方、このバイパス管４６に対応した吸気管１６側に切換弁４７を設け、ＥＣＵ３３が、吸気管１６におけるコンプレッサ２４ａの下流側の温度が予め設定された所定温度（例えば、１６０℃）を超えたとき、切換弁４７の開度を大きく制御して吸入空気の一部を吸気管１６に流し、バイパス管４６を通してＥＧＲクーラ４５に流れる吸入空気量を減少させるようにしている。
【００５１】
従って、バイパス管４６を通してＥＧＲクーラ４５に流れる吸入空気量が減少し、コンプレッサ２４ａの直前で高温の吸入空気に低温の吸入空気が混合し、吸入空気に供給される全体の熱量が減して吸入空気の温度が低下する。そのため、高温の吸入空気によるコンプレッサ２４ａの破損を防止することができる一方で、ＥＧＲガスを適正な温度領域まで冷却することで、ＮＯｘの生成を抑制することができる。
【００５２】
なお、上述した各実施例では、内燃機関を筒内噴射式内燃機関として説明したが、ポート噴射式内燃機関であってもよく、また、ディーゼルエンジンにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、ＥＧＲガスを冷却してＮＯｘの生成を抑制すると共に、ターボ過給機のコンプレッサに導入される吸気温度を所定温度以下に維持して破損を防止するものであり、一般的な内燃機関の制御装置に適用して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の制御装置の概略構成図である。
【図２】実施例１の内燃機関の制御装置によるＥＧＲ制御を表すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例２に係る内燃機関の制御装置の概略構成図である。
【図４】実施例２の内燃機関の制御装置によるＥＧＲ制御を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１１  エンジン（内燃機関）
１６  吸気管（吸気通路）
２３  排気管（排気通路）
２４  ターボ過給機
２４ａ  コンプレッサ
２６  排気浄化装置（吸蔵還元型ＮＯｘ触媒）
２７  燃料添加弁（再生手段）
２８，４１  ＥＧＲ装置
２９，４２  ＥＧＲ通路
３０，４３  ＥＧＲ弁
３１，４４  水冷式ＥＧＲクーラ（第２の熱交換器）
３２，４５  空冷式ＥＧＲクーラ（熱交換器）
３３  電子制御ユニット、ＥＣＵ（ＥＧＲガス制御手段、排気制御手段）
３９  温度センサ
４６  バイパス管（バイパス通路）
４７  切換弁（流量調整弁）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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