(57)【要約】【課題】エンジンの低温時であってもエンジンの動作状態を加味して、エンジンの排気の一部をそのエンジンの吸気に混合させることにより燃費の向上を図ることができる車両用内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】排気混合制御許可禁止手段８８は、機関動作状態判断手段８４によりエンジン回転速度Ｎeが機関回転速度判定値αよりも高く且つエンジン負荷LDeが判定負荷LD1eよりも高いと判断された場合には、エンジン１０の機関温度TEMPEGが機関温度判定値TP1未満であると判断されていても、エンジン１０の排気の一部をエンジン１０の吸気に混合させる排気混合制御の実行を許可する。従って、上記排気混合制御が通常実行されないエンジン１０の低温時であっても、エンジン１０の燃焼安定性が上記排気混合制御の実行に起因して大きく損なわれる可能性が十分に抑制されつつ、上記排気混合制御が実行され燃費の向上を図ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の機関温度が予め設定された機関温度判定値以上である場合に該内燃機関の排気の一部を該内燃機関の吸気に混合させる排気混合制御を実行する排気混合制御手段を備えた車両用内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の回転速度が予め設定された機関回転速度判定値よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が予め設定された判定負荷よりも高い場合には、前記内燃機関の機関温度が前記機関温度判定値未満であっても前記排気混合制御手段に対し前記排気混合制御の実行を許可する排気混合制御許可手段
を含むことを特徴とする車両用内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記機関回転速度判定値および前記判定負荷は、前記内燃機関の機関温度が低いほど高く設定される
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の負荷が前記判定負荷よりも高い場合とは、該内燃機関の負荷を表す充填効率が前記判定負荷に対応する充填効率判定値よりも高い場合、または、前記内燃機関の負荷を表す吸入空気量が前記判定負荷に対応する吸入空気量判定値よりも大きい場合である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の機関温度が予め設定された機関温度判定値以上である場合に該内燃機関の排気の一部を該内燃機関の吸気に混合させる排気混合制御を実行する排気混合制御手段と、前記内燃機関の出力が該出力に対し設定される目標出力になるように該内燃機関を駆動する内燃機関駆動制御手段とを備えた車両用内燃機関の制御装置であって、
前記目標出力が予め設定された目標出力判定値よりも高い場合には、前記内燃機関の機関温度が前記機関温度判定値未満であっても前記排気混合制御手段に対し前記排気混合制御の実行を許可する排気混合制御許可手段
を含むことを特徴とする車両用内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記目標出力判定値は、前記内燃機関の機関温度が低いほど高く設定される
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用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、内燃機関の排気の一部をその内燃機関の吸気に混合させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関で駆動する車両の燃費向上を図る方法の１つとして、内燃機関の排気の一部をその内燃機関の吸気に混合させる技術が従来から知られている。例えば、内燃機関の排気の一部をその内燃機関の吸気に再循環させる排気再循環（ＥＧＲ、Exhaust Gas Recirculation）がそれであり、この排気再循環により内燃機関のポンピングロスが低減され、その結果として、車両の燃費が向上する。また、上記排気再循環により内燃機関の燃焼温度が下がるので熱損失が低減され、その結果として、車両の燃費が向上する。一方で、上記排気再循環が行われると、内燃機関の燃焼安定性が低下し出力トルク変動が増し易いという点も知られている。
【０００３】
上記のように排気再循環により燃費を向上できるので、内燃機関の排気の一部をその内燃機関の吸気に混合させる排気再循環機構を備えた車両用内燃機関の制御装置が従来から提案されている。例えば、特許文献１の車両用内燃機関の制御装置がそれである。その特許文献１では、内燃機関はその燃焼方式がそれの機関運転状態に基づいて「成層燃焼」、「弱成層燃焼」、「均質リーン燃焼」、「均質ストイキ燃焼」の何れかに切り換えられるものである。そして、その特許文献１の車両用内燃機関の制御装置は、上記排気再循環機構による排気再循環量を内燃機関の機関温度が低いほど減量側に補正する。更に、上記制御装置は、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比がリーンになる燃焼方式であるほど上記排気再循環量を減量側に補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０４６２７号公報
【特許文献２】特開平５−１４１３３６号公報
【特許文献３】特開２００３−３０１７３８号公報
【特許文献４】特開２００７−２１８２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、特許文献１の車両用内燃機関の制御装置は、前記排気再循環量を内燃機関の機関温度が低いほど減量側に補正する。これは、その機関温度が低いほど基本的に内燃機関の燃焼安定性が低く、前記排気再循環によりその低い燃焼安定性が一層低下することを回避するためである。従って、例えば、内燃機関の暖機完了前においては上記排気再循環は行われない。
【０００６】
しかし、燃費向上の観点からは、できるだけ広い範囲の内燃機関の動作状態において上記排気再循環が行われることが望ましい。すなわち、内燃機関の機関温度に基づき暖機完了前などの内燃機関の低温時において一律に上記排気再循環は行われないということではなく、上記排気再循環が行われても上記燃焼安定性が確保される内燃機関の動作状態であれば上記内燃機関の低温時であっても上記排気再循環が行われることが望ましいと言える。具体的には、高回転速度且つ高負荷等である内燃機関の動作領域（動作範囲）では、内燃機関の燃焼は例えば暖機完了前であっても安定しており出力トルク変動も小さいので、上記高回転速度且つ高負荷等である内燃機関の動作領域では、燃焼安定性を著しく損なうこと無く、上記排気再循環を行うことができる、要するに、内燃機関の排気の一部をその内燃機関の吸気に混合させることができると考えられる。
【０００７】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、内燃機関の低温時であっても内燃機関の動作状態を加味して、内燃機関の排気の一部をその内燃機関の吸気に混合させることにより燃費の向上を図ることができる車両用内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するための請求項１に係る発明の要旨とするところは、（ａ）内燃機関の機関温度が予め設定された機関温度判定値以上である場合にその内燃機関の排気の一部をその内燃機関の吸気に混合させる排気混合制御を実行する排気混合制御手段を備えた車両用内燃機関の制御装置であって、（ｂ）前記内燃機関の回転速度が予め設定された機関回転速度判定値よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が予め設定された判定負荷よりも高い場合には、前記内燃機関の機関温度が前記機関温度判定値未満であっても前記排気混合制御手段に対し前記排気混合制御の実行を許可する排気混合制御許可手段を含むことにある。
【０００９】
また、請求項２に係る発明の要旨とするところは、前記機関回転速度判定値および前記判定負荷は、前記内燃機関の機関温度が低いほど高く設定されることにある。
【００１０】
また、請求項３に係る発明の要旨とするところは、前記内燃機関の負荷が前記判定負荷よりも高い場合とは、その内燃機関の負荷を表す充填効率が前記判定負荷に対応する充填効率判定値よりも高い場合、または、前記内燃機関の負荷を表す吸入空気量が前記判定負荷に対応する吸入空気量判定値よりも大きい場合であることにある。
【００１１】
また、請求項４に係る発明の要旨とするところは、（ａ）内燃機関の機関温度が予め設定された機関温度判定値以上である場合にその内燃機関の排気の一部をその内燃機関の吸気に混合させる排気混合制御を実行する排気混合制御手段と、前記内燃機関の出力がその出力に対し設定される目標出力になるようにその内燃機関を駆動する内燃機関駆動制御手段とを備えた車両用内燃機関の制御装置であって、（ｂ）前記目標出力が予め設定された目標出力判定値よりも高い場合には、前記内燃機関の機関温度が前記機関温度判定値未満であっても前記排気混合制御手段に対し前記排気混合制御の実行を許可する排気混合制御許可手段を含むことにある。
【００１２】
また、請求項５に係る発明の要旨とするところは、前記目標出力判定値は、前記内燃機関の機関温度が低いほど高く設定されることにある。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、（ａ）前記排気混合制御手段は、内燃機関の機関温度が予め設定された機関温度判定値以上である場合にその内燃機関の排気の一部をその内燃機関の吸気に混合させる排気混合制御を実行し、（ｂ）前記排気混合制御許可手段は、前記内燃機関の回転速度が予め設定された機関回転速度判定値よりも高く、且つ、前記内燃機関の負荷が予め設定された判定負荷よりも高い場合には、前記内燃機関の機関温度が前記機関温度判定値未満であっても前記排気混合制御手段に対し前記排気混合制御の実行を許可する。従って、前記排気混合制御が通常実行されない低温時であっても、その排気混合制御が上記排気混合制御許可手段による許可に基づき実行され、それにより燃費の向上を図ることができる。また、上記許可は内燃機関の高回転速度且つ高負荷時になされるので、その内燃機関の燃焼安定性が前記排気混合制御の実行に起因して大きく損なわれる可能性が十分に抑制されつつ、上記排気混合制御が実行される。
【００１４】
また、請求項２に係る発明によれば、前記機関回転速度判定値および前記判定負荷は、前記内燃機関の機関温度が低いほど高く設定されるので、前記燃焼安定性が損なわれる可能性をその機関温度に応じて抑制でき、前記排気混合制御の実行による燃費向上と内燃機関の燃焼安定性確保との両立を図ることができる。
【００１５】
また、請求項３に係る発明によれば、前記内燃機関の負荷が前記判定負荷よりも高い場合とは、その内燃機関の負荷を表す充填効率が前記判定負荷に対応する充填効率判定値よりも高い場合、または、前記内燃機関の負荷を表す吸入空気量が前記判定負荷に対応する吸入空気量判定値よりも大きい場合であるので、上記内燃機関の負荷を示す物理量である上記充填効率または吸入空気量を検出ないしは算出することにより、前記排気混合制御の実行を許可するか否かを容易に決定できる。
【００１６】
また、請求項４に係る発明によれば、（ａ）前記内燃機関駆動制御手段は、前記内燃機関の出力がその出力に対し設定される目標出力になるようにその内燃機関を駆動し、（ｂ）前記排気混合制御許可手段は、前記目標出力が予め設定された目標出力判定値よりも高い場合には、前記内燃機関の機関温度が前記機関温度判定値未満であっても前記排気混合制御手段に対し前記排気混合制御の実行を許可する。従って、前記排気混合制御が通常実行されない低温時であっても、その排気混合制御が上記排気混合制御許可手段による許可に基づき実行され、それにより燃費の向上を図ることができる。また、内燃機関は高出力時には結果として高回転速度で且つ高負荷になるので、その内燃機関の燃焼安定性が前記排気混合制御の実行に起因して大きく損なわれる可能性が十分に抑制されつつ、上記排気混合制御が実行される。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、前記目標出力判定値は、前記内燃機関の機関温度が低いほど高く設定されるので、前記燃焼安定性が損なわれる可能性をその機関温度に応じて抑制でき、前記排気混合制御の実行による燃費向上と内燃機関の燃焼安定性確保との両立を図ることができる。
【００１８】
ここで、好適には、前記内燃機関駆動制御手段は、前記内燃機関の所定の動作状態を実現するため予め設定された内燃機関の動作曲線、例えばその一種である最適燃費率曲線に上記内燃機関の動作点が沿うように上記内燃機関を駆動する。このようにすれば、上記内燃機関の最適燃費が実現するように内燃機関が作動し燃費向上を図ることが可能である。ここで、上記内燃機関の動作点とはその内燃機関の回転速度及び出力トルクなどで示されるその内燃機関の動作状態を示す動作点である。また、上記内燃機関の動作曲線は、例えばその内燃機関の所定の動作領域において、上記内燃機関の回転速度が高いほどその内燃機関の出力トルクが大きくなるように設定されている。
【００１９】
また、好適には、（ａ）前記内燃機関の吸気管と排気管とを連通するＥＧＲ管と、そのＥＧＲ管の中間部分に設けられ上記排気管から上記吸気管へ再循環する排気の量を調節するＥＧＲ弁とを備えた排気再循環装置が設けられており、（ｂ）前記排気混合制御手段は、前記排気混合制御において上記ＥＧＲ弁を作動させることにより前記再循環する排気の量すなわち吸気に混合させる排気の量を調節する。
【００２０】
なお、前記請求項１に係る発明および前記請求項４に係る発明は各々独立した請求項として記載されているが、両発明は、「前記排気混合制御許可手段は、前記内燃機関の機関温度が前記機関温度判定値未満であっても、前記排気混合制御手段に対し、上記内燃機関の燃焼状態が安定している状態として予め設定された動作状態において前記排気混合制御の実行を許可する。」という同一の特別な技術的特徴を有しているので、そのことにより、これらの発明が単一の一般的発明概念を形成するように連関していると言える。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明が好適に適用される車両用内燃機関（エンジン）の構成を説明する概略構成図であって、その車両用内燃機関を制御する電子制御装置の入出力信号を説明する図である。
【図２】図１の電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する実施例１の機能ブロック線図である。
【図３】図１のエンジンの動作状態が安定動作状態であるか否かを判断するためのエンジン回転速度とエンジン負荷とを座標軸とする線図（マップ）であって、機関回転速度判定値および判定負荷がどのように設定されるかを説明する線図でもある。
【図４】図２の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち、排気混合制御の実行を許可または禁止する制御作動を説明するための実施例１のフローチャートである。
【図５】図１の電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する実施例２の機能ブロック線図であって、図２に相当する図である。
【図６】図５の電子制御装置がエンジン出力を制御する際に用いられる、エンジン回転速度とエンジントルクとをパラメータとする二次元座標内において運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に定められたエンジンの動作曲線の一種である最適燃費率曲線を例示した図である。
【図７】図５の機関動作状態判断手段が目標出力について判断する際に用いる目標出力判定値とエンジンの冷却水温との関係を示した図である。
【図８】図５の電子制御装置の制御作動の要部、すなわち、排気混合制御の実行を許可または禁止する制御作動を説明するための実施例２のフローチャートであって、図４に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明が好適に適用される車両用内燃機関１０の構成を説明する概略構成図であって、その車両用内燃機関１０を制御する電子制御装置５６の入出力信号を説明する図である。車両用内燃機関１０（以下、「エンジン１０」という）は、一般的に知られた自動車用ガソリンエンジンであり、シリンダヘッドとピストン１２との間に設けられた燃焼室１４と、燃焼室１４の吸気ポートに接続された吸気管１６と、燃焼室１４の排気ポートに接続された排気管１８と、エンジン１０の排気の一部をエンジン１０の吸気に再循環させる排気再循環装置２０と、シリンダヘッドに設けられ燃焼室１４に吸入される吸気に燃料を噴射供給する燃料噴射装置２２と、燃料噴射装置２２により噴射供給された燃料と吸入された空気とから構成される燃焼室１４内の混合気に点火する点火装置２４とを備えている。
【００２４】
吸気管１６内には、その上流部分に電子スロットル弁２６が設けられており、その電子スロットル弁２６はスロットルアクチュエータ２８により開閉作動させられる。その電子スロットル弁２６の開度θTH（以下、「スロットル開度θTH」という）は、基本的には、アクセルペダル３２の操作量であるアクセル開度Ａccが増加するほど増加するように制御され、スロットル開度θTHの増加に伴いエンジン１０に吸入される吸入空気量Ｑも増加する。上記吸入空気量Ｑ（単位は例えば「g/sec」または「g/rev」）は、エンジン１０が単位時間当たりに吸入する空気の重量、または、エンジン１０が１回転当たりに吸入する空気の重量である。
【００２５】
排気再循環装置２０は、吸気管１６と排気管１８とを連通するＥＧＲ管３６と、そのＥＧＲ管３６の中間部分に設けられ排気管１８から吸気管１６へ再循環する排気の量を調節するＥＧＲ弁３８とを備えている。ＥＧＲ弁３８はステッピングモータ等により電気的にその開度が調節される電子制御バルブであり、ＥＧＲ弁３８の開度が大きいほど排気管１８から吸気管１６へと再循環される排気の量（ＥＧＲ量）が増加する、すなわち、吸気に混合させる排気の量が増加する。そして、ＥＧＲ弁３８が全閉状態とされることでＥＧＲ管３６内の連通が遮断される、すなわち、排気が吸気管１６へ再循環されなくなる。なお、図１には、排気管１８から吸気管１６へ再循環する排気を冷却する冷却装置が図示されていないが、排気再循環装置２０はその冷却装置を備えていてもよい。
【００２６】
このエンジン１０では、吸気管１６から燃焼室１４に吸入される吸入空気に燃料噴射装置２２から燃料が噴射供給されて混合気が形成され、燃焼室１４内でその混合気が点火装置２４により点火されて燃焼する。これにより、エンジン１０は駆動され、燃焼後の上記混合気は排気として排気管１８内へと送り出される。そして、上記排気のうちＥＧＲ弁３８の開度に応じた量が、次のサイクルで用いられる吸気管１６内の吸入空気に加えられる。上記燃焼室１４に吸入される混合気の空燃比は、例えば、一定の範囲内で車両の運転状態等に応じて制御される。
【００２７】
図１に示すように、エンジン１０は、種々のセンサ類を備えており、具体的には、吸気管１６に設けられ吸入空気量Ｑおよび吸入空気の温度を検出するインテークエアフローメータ４４、スロットル開度θTHを検出するスロットル開度センサ４６、吸気管１６に設けられ吸気管１６内の圧力すなわち吸入空気の圧力を検出するバキュームセンサ４８、排気管１８に設けられ排気中の空燃比の状態を検出する空燃比センサ５０、及び、シリンダブロックに設けられエンジン１０の冷却水温TEMPWを機関温度TEMPEG（＝TEMPW）として検出する水温センサ５２等を備えている。
【００２８】
図１に示す電子制御装置５６は、本発明に係るエンジン１０を制御するための制御装置である。この電子制御装置５６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン１０の出力制御や、エンジン１０の排気の一部をエンジン１０の吸気に混合させる排気混合制御等のエンジン１０に関する種々の制御を実行するものである。なお、本実施例１では、上記排気混合制御は排気再循環装置２０が用いられて実行されるので、その排気混合制御は、エンジン１０の排気の一部をエンジン１０の吸気に再循環させる排気再循環制御であると言うことができる。
【００２９】
電子制御装置５６には、インテークエアフローメータ４４からの吸入空気量Ｑを表す信号および吸入空気の温度を表す信号、スロットル開度センサ４６からのスロットル開度θTHを表す信号、バキュームセンサ４８からの吸入空気の圧力を表す信号、空燃比センサ５０からの排気中の空燃比の状態を表す信号、水温センサ５２からのエンジン１０の冷却水温TEMPWを表す信号、アクセル開度Ａccを検出するアクセル開度センサ５８からのそのアクセル開度Ａccを表す信号、図示しないエンジン回転速度センサからのエンジン回転速度Ｎe（機関回転速度Ｎe）を表す信号などが、それぞれ供給される。
【００３０】
また、電子制御装置５６からは、スロットル開度θTHを操作するためのスロットルアクチュエータ２８への駆動信号、燃料噴射装置２２によるエンジン１０の各気筒内への燃料供給量を制御する燃料供給量信号、点火装置２４によるエンジン１０の点火時期を指令する点火信号、吸気に再循環させる排気の量を調節するためのＥＧＲ弁３８への駆動信号等が、それぞれ出力される。
【００３１】
図２は、電子制御装置５６に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２に示すように、電子制御装置５６は、機関温度判断手段８２と、機関動作状態判断手段８４と、排気混合制御許可禁止手段８８と、排気混合制御手段９０とを備えている。
【００３２】
機関温度判断手段８２は、水温センサ５２からの信号を用いてエンジン１０の冷却水温TEMPWを機関温度TEMPEGとして検出し、そのエンジン１０の機関温度TEMPEGが予め設定された機関温度判定値TP1以上であるか否かを判断する。機関温度判定値TP1は、機関温度TEMPEGがその機関温度判定値TP1以上であれば前記排気混合制御が実行されても燃焼安定性が確保されるように予め実験的に設定された判定値である。例えば、機関温度判定値TP1は、例えば８０〜９０℃程度に設定されることでエンジン１０の暖機が完了したことを判断できるように設定されていてもよく、そのようにした場合には、機関温度判断手段８２は、エンジン１０の機関温度TEMPEGが機関温度判定値TP1以上であるか否かを判断することにより、エンジン１０の暖機が完了しているか否かを判断することになる。
【００３３】
機関動作状態判断手段８４は、エンジン１０の動作状態が、機関温度TEMPEGが機関温度判定値TP1よりも低い暖機中の温度であってもエンジン１０の燃焼状態が安定しており前記排気混合制御が実行されてもエンジン１０の燃焼安定性が確保されると判断できる予め実験的に設定された安定動作状態であるか否かを判断する。上記エンジン１０の動作状態が上記安定動作状態であるか否かは、例えば図３に示す関係からエンジン回転速度Ｎeとエンジン１０の負荷LDe（エンジン負荷LDe）とに基づいて判断できる。このため、機関動作状態判断手段８４はエンジン回転速度判断手段（機関回転速度判断手段）として機能し、エンジン回転速度Ｎeが予め設定された機関回転速度判定値αよりも高いか否かを判断する。同時に、機関動作状態判断手段８４はエンジン負荷判断手段（機関負荷判断手段）として機能し、前記エンジン負荷LDe（単位は例えば「Ｎｍ」または「Ｎ」）が予め設定された判定負荷LD1eよりも高いか否かを判断する。エンジン回転速度Ｎeが機関回転速度判定値αよりも高く且つエンジン負荷LDeが判定負荷LD1eよりも高い場合にはエンジン１０の動作状態が前記安定動作状態であると判断する。
【００３４】
ここで、機関回転速度判定値αおよび判定負荷LD1eは、エンジン回転速度Ｎeおよびエンジン負荷LDeの各々がそれらよりも高ければ機関温度TEMPEGが機関温度判定値TP1未満であるときに前記排気混合制御が実行されてもエンジン１０の燃焼安定性が確保されるように予め実験的に設定された判定値、すなわち、エンジン１０の動作状態が前記安定動作状態であるか否かを判定もしくは判断するための判定値である。
【００３５】
上記のように、機関動作状態判断手段８４はエンジン負荷LDeが判定負荷LD1eよりも高いか否かを判断するものであるが、例えば、エンジン１０の充填効率KL（単位は「％」）が高いほど或いは吸入空気量Ｑが大きいほどエンジン負荷LDeは高いという関係にあり、エンジン負荷LDeの指標値として上記充填効率KLや吸入空気量Ｑを用いることができる。そこで、機関動作状態判断手段８４は、エンジン負荷LDeについて直接に判断しても差し支えないが、本実施例１では、充填効率KLが判定負荷LD1eに対応する予め設定された充填効率判定値βよりも高いか否かを判断し、充填効率KLが充填効率判定値βよりも高い場合にはエンジン負荷LDeが判定負荷LD1eよりも高いと判断する。或いは、吸入空気量Ｑが判定負荷LD1eに対応する予め設定された吸入空気量判定値Q1よりも大きいか否かを判断し、吸入空気量Ｑが吸入空気量判定値Q1よりも大きい場合にはエンジン負荷LDeが判定負荷LD1eよりも高いと判断する。
【００３６】
前記機関回転速度判定値αおよび前記判定負荷LD1e（具体的には、充填効率判定値β又は吸入空気量判定値Q1）は固定された判定値であっても差し支えないが、エンジン１０の機関温度TEMPEGが上昇してエンジン１０が暖機完了に近付くほどエンジン１０の燃焼安定性は高まるので、本実施例１では、機関回転速度判定値αおよび判定負荷LD1eはエンジン１０の機関温度TEMPEGが低いほど高く設定される判定値とされている。また、機関回転速度判定値αはエンジン負荷LDeに応じて変化する判定値とされ、判定負荷LD1eはエンジン回転速度Ｎeに応じて変化する判定値とされている。このような機関回転速度判定値αおよび前記判定負荷LD1eについて図３を用いて説明できる。
【００３７】
図３は、エンジン１０の動作状態が前記安定動作状態であるか否かを判断するためのエンジン回転速度Ｎeとエンジン負荷LDeとを座標軸とする線図（マップ）であって、機関回転速度判定値αおよび判定負荷LD1eがどのように設定されるかを説明する線図でもある。なお、エンジン負荷LDeが充填効率KLで判断される場合には図３の縦軸はエンジン負荷LDeが充填効率KLに置き換わり、エンジン負荷LDeが吸入空気量Ｑで判断される場合には図３の縦軸はエンジン負荷LDeが吸入空気量Ｑに置き換わる。
【００３８】
図３に示すように、エンジン１０の機関温度TEMPEGとしての冷却水温TEMPWが低いほどエンジン負荷LDeの高い側（高負荷側）で且つエンジン回転速度Ｎeの高い側（高回転速度側）にずれる予め定められたエンジン回転速度Ｎeとエンジン負荷LDeとの関係を示す判定曲線（例えば実線L01、L02、L03）が設定されている。例えば、その判定曲線は、冷却水温TEMPWが７０℃以上であれば実線L01で表され、冷却水温TEMPWが６０℃であれば実線L02で表され、冷却水温TEMPWが４０℃であれば実線L03で表される。そして、上記エンジン回転速度Ｎeとエンジン負荷LDeとの関係を示す判定曲線は、冷却水温TEMPWに応じて定まる機関回転速度判定値αと判定負荷LD1eとを示す点の連なりである。
【００３９】
上記判定曲線が機関回転速度判定値αと判定負荷LD1eとを示す点の連なりであるということについて例えば図３の実線L02を用いて説明すると、冷却水温TEMPWが６０℃である場合において、エンジン回転速度ＮeがＮe1である場合には、そのエンジン回転速度Ｎe1に実線L02上で対応するエンジン負荷LDe1が判定負荷LD1eとして設定されるということである。また一方で、エンジン負荷LDeがLDe1である場合には、そのエンジン負荷LDe1に実線L02上で対応するエンジン回転速度Ｎe1が機関回転速度判定値αとして設定されるということである。
【００４０】
図３において、上記のように、前記判定曲線が機関回転速度判定値αと判定負荷LD1eとを示す点の連なりであるということから、冷却水温TEMPWに応じて定まる判定曲線を境界として、その判定曲線よりも高負荷側で且つ高回転速度側のエンジン１０の動作領域（動作範囲）は、エンジン１０の動作状態が前記安定動作状態であり後述の排気混合制御許可禁止手段８８が前記排気混合制御の実行を許可する排気混合制御許可領域（ＥＧＲ許可領域）であると言える。そして、上記判定曲線よりも低負荷側で且つ低回転側のエンジン１０の動作領域は、上記排気混合制御許可禁止手段８８が上記排気混合制御の実行を許可しない排気混合制御禁止領域（ＥＧＲ禁止領域）であると言える。なお、上記判定曲線自体は上記排気混合制御許可領域と上記排気混合制御禁止領域との何れに属しても差し支えないが、本実施例１では上記排気混合制御禁止領域に属するものとする。
【００４１】
排気混合制御許可禁止手段８８は、排気混合制御許可手段および排気混合制御禁止手段としての機能を有しており、エンジン１０の動作状態に基づいて後述の排気混合制御手段９０に対し前記排気混合制御の実行を許可し或いは禁止する。具体的には、排気混合制御許可禁止手段８８は、機関温度判断手段８２によりエンジン１０の機関温度TEMPEGが機関温度判定値TP1以上であると判断された場合には、排気混合制御手段９０に対し前記排気混合制御の実行を許可する。その一方で、エンジン１０の機関温度TEMPEGが機関温度判定値TP1未満であると判断された場合には、排気混合制御手段９０に対し前記排気混合制御の実行を禁止する。但し、エンジン１０が高回転速度で且つ高負荷である場合には上記排気混合制御の実行を禁止しないことがあり、具体的に言えば、排気混合制御許可禁止手段８８は、機関動作状態判断手段８４によりエンジン１０の動作状態が前記安定動作状態であると判断された場合、すなわち、エンジン回転速度Ｎeが機関回転速度判定値αよりも高く且つエンジン負荷LDeが判定負荷LD1eよりも高いと判断された場合には、エンジン１０の機関温度TEMPEGが機関温度判定値TP1未満であると判断されていても、排気混合制御手段９０に対し前記排気混合制御の実行を禁止せずに許可する。この点について図３を用いて説明すれば、排気混合制御許可禁止手段８８は、エンジン回転速度Ｎeとエンジン負荷LDeとで示されるエンジン１０の動作点が前記ＥＧＲ許可領域に属する場合には、機関温度判断手段８２の判断に関わらず前記排気混合制御の実行を許可する。その一方で、エンジン１０の上記動作点が前記ＥＧＲ禁止領域に属する場合には機関温度判断手段８２の判断に基づいて前記排気混合制御の実行を禁止するのであればそのまま禁止する。
【００４２】
排気混合制御手段９０は、排気混合制御許可禁止手段８８により前記排気混合制御の実行が許可された場合には良く知られた排気混合制御を実行する。その排気混合制御では排気再循環装置２０を用いて排気管１８内の排気の一部を吸気管１６内に再循環させ、ＥＧＲ弁３８を作動させてその開度を調節することにより吸気に混合させる排気の量（ＥＧＲ量）を調節する。詳細には、燃費向上とエンジン１０の燃焼安定性確保との両立が図れるように予め実験的に定められた前記ＥＧＲ量が得られるようにＥＧＲ弁３８の開度を調節する。その一方で、排気混合制御手段９０は、排気混合制御許可禁止手段８８により前記排気混合制御の実行が禁止された場合にはその排気混合制御を実行しない。すなわち、ＥＧＲ弁３８を全閉状態にする。ここで、排気混合制御手段９０は、排気混合制御許可禁止手段８８により前記排気混合制御の実行が許可された場合には常にその排気混合制御を実行するという必要はなく、例えば、上記排気混合制御の実行が許可されても、エンジン１０の機関温度TEMPEG、エンジン回転速度Ｎe、エンジン負荷LDe以外の他の物理量を加味して上記排気混合制御を実行しない場合があっても差し支えない。
【００４３】
なお、本実施例１で例えば、燃費とは単位燃料消費量当たりの走行距離等であり、燃費の向上とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が長くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率（＝燃料消費量／駆動輪出力）が小さくなることである。逆に、燃費の低下とはその単位燃料消費量当たりの走行距離が短くなることであり、或いは、車両全体としての燃料消費率が大きくなることである。
【００４４】
図４は、電子制御装置５６の制御作動の要部、すなわち、前記排気混合制御の実行を許可または禁止する制御作動を説明するためのフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００４５】
先ず、ステップ（以下、「ステップ」を省略する）ＳＡ１においては、エンジン１０の機関温度TEMPEGとして検出される冷却水温TEMPWが前記機関温度判定値TP1以上であるか否かが判断される。例えば、機関温度判定値TP1は、エンジン１０の暖機が完了したことを判断できるように設定されていてもよく、そのようにした場合には、冷却水温TEMPWからエンジン１０の暖機が完了しているか否かが判断されることになる。このＳＡ１の判断が肯定された場合、すなわち、冷却水温TEMPWが機関温度判定値TP1以上である場合には、ＳＡ４に移る。一方、このＳＡ１の判断が否定された場合には、ＳＡ２に移る。なお、ＳＡ１は機関温度判断手段８２に対応する。
【００４６】
ＳＡ２においては、エンジン回転速度Ｎeが前記機関回転速度判定値αよりも高いか否かが判断される。このＳＡ２の判断が肯定された場合、すなわち、エンジン回転速度Ｎeが前記機関回転速度判定値αよりも高い場合には、ＳＡ３に移る。一方、このＳＡ２の判断が否定された場合には、ＳＡ５に移る。
【００４７】
ＳＡ３においては、エンジン負荷LDeが前記判定負荷LD1eよりも高いか否かが判断される。このフローチャートでは、エンジン負荷LDeを示す充填効率KLが判定負荷LD1eに対応する前記充填効率判定値βよりも高いか否かが判断される。このＳＡ３の判断が肯定された場合、すなわち、充填効率KLが充填効率判定値βよりも高い場合には、ＳＡ４に移る。一方、このＳＡ３の判断が否定された場合には、ＳＡ５に移る。なお、ＳＡ２およびＳＡ３は機関動作状態判断手段８４に対応する。
【００４８】
ＳＡ４においては、前記排気混合制御の実行が許可される、すなわち、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）の導入が許可される。そして、上記排気混合制御の実行が許可された場合には、基本的にその排気混合制御が実行される。
【００４９】
ＳＡ５においては、前記排気混合制御の実行が禁止される、すなわち、ＥＧＲの導入が禁止される。そして、上記排気混合制御の実行が禁止された場合には、その排気混合制御は実行されない。なお、ＳＡ４およびＳＡ５は排気混合制御許可禁止手段８８及び排気混合制御手段９０に対応する。
【００５０】
本実施例１によれば、排気混合制御手段９０は、エンジン１０の機関温度TEMPEGが予め設定された機関温度判定値TP1以上である場合にはエンジン１０の排気の一部をエンジン１０の吸気に混合させる前記排気混合制御の実行が許可されるのでその排気混合制御を実行する。更に、排気混合制御許可禁止手段８８は、機関動作状態判断手段８４によりエンジン回転速度Ｎeが機関回転速度判定値αよりも高く且つエンジン負荷LDeが判定負荷LD1eよりも高いと判断された高負荷高回転領域では、エンジン１０の機関温度TEMPEGが機関温度判定値TP1未満であると判断されていても、排気混合制御手段９０に対し前記排気混合制御の実行を禁止せずに許可する。従って、上記排気混合制御が通常実行されないエンジン１０の低温（TEMPEG＜TP1）時であっても、その排気混合制御が排気混合制御許可禁止手段８８による許可に基づき実行され、それにより燃費の向上を図ることができる。また、エンジン回転速度Ｎe及びエンジン負荷LDeに基づく上記許可はエンジン１０の高回転速度で且つ高負荷時になされるので、エンジン１０の燃焼安定性が前記排気混合制御の実行に起因して大きく損なわれる可能性が十分に抑制されつつ、上記排気混合制御が実行される。
【００５１】
また、本実施例１によれば、前記機関回転速度判定値αおよび前記判定負荷LD1eは、エンジン１０の機関温度TEMPEGが低いほど高く設定されるので、エンジン１０の燃焼安定性が損なわれる可能性をその機関温度TEMPEGに応じて抑制でき、前記排気混合制御の実行による燃費向上とエンジン１０の燃焼安定性確保との両立を図ることができる。
【００５２】
また、本実施例１によれば、機関動作状態判断手段８４は、充填効率KLが判定負荷LD1eに対応する予め設定された充填効率判定値βよりも高いか否かを判断し、充填効率KLが充填効率判定値βよりも高い場合にはエンジン負荷LDeが判定負荷LD1eよりも高いと判断する。或いは、吸入空気量Ｑが判定負荷LD1eに対応する予め設定された吸入空気量判定値Q1よりも大きいか否かを判断し、吸入空気量Ｑが吸入空気量判定値Q1よりも大きい場合にはエンジン負荷LDeが判定負荷LD1eよりも高いと判断する。すなわち、エンジン負荷LDeが判定負荷LD1eよりも高い場合とは、エンジン負荷LDeを表す充填効率KLが前記充填効率判定値βよりも高い場合、または、エンジン負荷LDeを表す吸入空気量Ｑが吸入空気量判定値Q1よりも大きい場合である。従って、エンジン負荷LDeを示す物理量である充填効率KLまたは吸入空気量Ｑを検出ないしは算出することにより、前記排気混合制御の実行を許可するか否かを容易に決定できる。
【００５３】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００５４】
本実施例２は、図１の電子制御装置５６を電子制御装置１００に置き換えたものである。本実施例２では、エンジン１０を備える車両は、例えばエンジン１０とともに走行用駆動力源としての電動機を備えるハイブリッド車両である。そして、エンジン１０の出力Ｐe（単位は例えば「kW」）に対しその目標値としての目標出力Ｐetが設定され、エンジン１０の出力Ｐe（エンジン出力Ｐe）がその目標出力Ｐetになるように制御される。そのため、実施例１では、エンジン回転速度Ｎeとエンジン負荷LDeとに基づき前記排気混合制御の実行許可がなされていたが、本実施例２では、上記目標出力Ｐetに基づき前記排気混合制御の実行許可がなされるという点が実施例１と異なる。以下、実施例１と異なる点を主として説明する。
【００５５】
図５は、電子制御装置１００に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図６は、エンジン回転速度Ｎeとエンジン１０の出力トルクＴe（エンジントルクＴe）とをパラメータとする二次元座標内において運転性と燃費性とを両立するように予め実験的に定められたエンジン１０の動作曲線の一種である最適燃費率曲線ＬＥＦ（燃費マップ、関係）を例示した図である。その最適燃費率曲線ＬＥＦは、例えば図６に示すように、エンジン１０の常用される一定の動作領域においてエンジン出力Ｐeが大きいほどエンジン回転速度ＮeおよびエンジントルクＴeがともに高くなる関係となっている。図６において、破線LPeは何れも、その線上においてエンジン出力Ｐeが等しいエンジン１０の動作点を連ねた等パワー曲線である。
【００５６】
図５に示すように、電子制御装置１００は、機関温度判断手段８２と、排気混合制御手段９０と、内燃機関駆動制御手段１０４と、機関動作状態判断手段１０６と、排気混合制御許可禁止手段１０８とを備えている。
【００５７】
内燃機関駆動制御手段１０４は、エンジン出力Ｐeがそのエンジン出力Ｐeに対し設定される目標出力Ｐetになるようにエンジン１０を駆動する。例えば、スロットルアクチュエータ２８を作動させスロットル開度θTHを調節してエンジン出力Ｐeが目標出力Ｐetになるようにする。上記目標出力Ｐetは、例えば、アクセル開度Ａccや車速Ｖ等に基づいて予め定められた関係から算出される。内燃機関駆動制御手段１０４は、図６に示すような最適燃費率曲線ＬＥＦを予め記憶しており、上記のようにエンジン１０を目標出力Ｐetになるように駆動する際には、最適燃費率曲線ＬＥＦにエンジン１０の動作点を沿わせてエンジン１０を駆動させつつ、エンジン出力Ｐeが目標出力Ｐetになるようにする。例えば、エンジン出力Ｐeを上昇させる場合には、図６の矢印AR1のように最適燃費率曲線ＬＥＦにエンジン１０の動作点を沿わせてエンジン回転速度ＮeおよびエンジントルクＴeを共に引き上げる。なお、例えばエンジン１０と駆動輪との間の動力伝達経路に無段変速装置が設けられている場合には、エンジン出力Ｐeが目標出力Ｐetになるように制御されつつ、その無段変速装置の変速比制御によりエンジン１０の動作点が最適燃費率曲線ＬＥＦに沿うようにエンジン回転速度Ｎeが制御される。
【００５８】
機関動作状態判断手段１０６は、実施例１の機関動作状態判断手段８４と同様にエンジン１０の動作状態が前記安定動作状態であるか否かを判断するものであるが、その機関動作状態判断手段８４はエンジン回転速度Ｎeおよびエンジン負荷LDeから前記安定動作状態であるか否かを判断するのに対し、機関動作状態判断手段１０６は、そのエンジン１０の目標出力Ｐetから上記安定動作状態であるか否かを判断する点が異なる。上記エンジン１０の動作状態が上記安定動作状態であるか否かは例えばエンジン１０の目標出力Ｐetからでも判断できるからである。すなわち、本実施例２の機関動作状態判断手段１０６は、機関目標出力判断手段として機能し、内燃機関駆動制御手段１０４がエンジン駆動制御に用いるエンジン１０の目標出力Ｐetが予め設定された目標出力判定値γよりも高いか否かを判断する。そして、その目標出力Ｐetが目標出力判定値γよりも高い場合にはエンジン１０の動作状態が前記安定動作状態であると判断する。前記目標出力判定値γは、実施例１で用いられる機関回転速度判定値αおよび判定負荷LD1eと同様の意義を有する判定値であって、目標出力Ｐetが目標出力判定値γよりも高ければ機関温度TEMPEGが機関温度判定値TP1未満であるときに前記排気混合制御が実行されてもエンジン１０の燃焼安定性が確保されるように予め実験的に設定された判定値である。
【００５９】
前記目標出力判定値γは固定された判定値であっても差し支えないが、エンジン１０の機関温度TEMPEGが上昇してエンジン１０が暖機完了に近付くほどエンジン１０の燃焼安定性は高まるので、本実施例２では、例えば図７に示すように、目標出力判定値γはエンジン１０の機関温度TEMPEG（冷却水温TEMPW）が低いほど高く設定される判定値とされている。
【００６０】
排気混合制御許可禁止手段１０８は、基本的に実施例１の排気混合制御許可禁止手段８８と同じである。しかし、機関温度TEMPEGが機関温度判定値TP1未満である場合に、実施例１の排気混合制御許可禁止手段８８は機関動作状態判断手段８４の判断に基づき前記排気混合制御の実行を許可するところ、本実施例２の排気混合制御許可禁止手段１０８は、機関動作状態判断手段１０６の判断に基づき前記排気混合制御の実行を許可する点が異なる。
【００６１】
具体的には、排気混合制御許可禁止手段１０８は、機関動作状態判断手段１０６によりエンジン１０の動作状態が前記安定動作状態であると判断された場合、すなわち、エンジン１０の目標出力Ｐetが目標出力判定値γよりも高いと判断された場合には、エンジン１０の機関温度TEMPEGが機関温度判定値TP1未満であると判断されていても、排気混合制御手段９０に対し前記排気混合制御の実行を禁止せずに許可する。
【００６２】
図８は、電子制御装置１００の制御作動の要部、すなわち、前記排気混合制御の実行を許可または禁止する制御作動を説明するためのフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。なお、ＳＢ１、ＳＢ３、およびＳＢ４はそれぞれ図４のフローチャートにおけるＳＡ１、ＳＡ４、およびＳＡ５と同じ内容のステップであるので、以下ではＳＢ２について説明する。
【００６３】
ＳＢ２はＳＢ１の判断が否定された場合に実行されるステップであり、そのＳＢ２においては、エンジン１０の目標出力Ｐetが前記目標出力判定値γよりも高いか否かが判断される。上記エンジン１０の目標出力Ｐetはエンジン１０に対し要求されるパワーであるのでエンジン要求パワーと呼んでも差し支えない。このＳＢ２の判断が肯定された場合、すなわち、エンジン１０の目標出力Ｐetが前記目標出力判定値γよりも高い場合には、ＳＢ３に移る。一方、このＳＢ２の判断が否定された場合には、ＳＢ４に移る。なお、ＳＢ１は機関温度判断手段８２に対応し、ＳＢ２は機関動作状態判断手段１０６に対応し、ＳＢ３およびＳＢ４は排気混合制御許可禁止手段１０８および排気混合制御手段９０に対応する。
【００６４】
本実施例２によれば、内燃機関駆動制御手段１０４は、エンジン出力Ｐeがそのエンジン出力Ｐeに対し設定される目標出力Ｐetになるようにエンジン１０を駆動する。そして、排気混合制御許可禁止手段１０８は、機関動作状態判断手段１０６によりエンジン１０の目標出力Ｐetが目標出力判定値γよりも高いと判断された場合には、エンジン１０の機関温度TEMPEGが機関温度判定値TP1未満であると判断されていても、排気混合制御手段９０に対し前記排気混合制御の実行を許可する。従って、前記排気混合制御が通常実行されないエンジン１０の低温（TEMPEG＜TP1）時であっても、その排気混合制御が排気混合制御許可禁止手段１０８による許可に基づき実行され、それにより燃費の向上を図ることができる。また、エンジン１０は高出力時には結果として高回転速度で且つ高負荷になるので、エンジン１０の燃焼安定性が前記排気混合制御の実行に起因して大きく損なわれる可能性が十分に抑制されつつ、上記排気混合制御が実行される。
【００６５】
また、本実施例２によれば、図７のように、前記目標出力判定値γはエンジン１０の機関温度TEMPEG（冷却水温TEMPW）が低いほど高く設定されるので、エンジン１０の燃焼安定性が損なわれる可能性をその機関温度TEMPEGに応じて抑制でき、前記排気混合制御の実行による燃費向上とエンジン１０の燃焼安定性確保との両立を図ることができる。
【００６６】
また、本実施例２によれば、内燃機関駆動制御手段１０４は、前記最適燃費率曲線ＬＥＦにエンジン１０の動作点が沿うようにエンジン１０を駆動する。従って、エンジン１０の最適燃費が実現するようにエンジン１０が作動し燃費向上を図ることが可能である。
【００６７】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【００６８】
例えば、前述の実施例１の図３において、各判定曲線は実線L01、L02、L03として示すように滑らかな曲線で示されているが、各判定曲線はそれぞれ実線L01、L02、L03を単純化した破線L04、L05、L06として示すような直線であっても差し支えない。
【００６９】
また、前述の実施例１，２において、排気混合制御手段９０が実行する前記排気混合制御は、排気の一部がＥＧＲ管３６を通り吸気に戻される所謂外部ＥＧＲであるが、前サイクルの燃焼後の排気の一部を燃焼室１４内に残留させ或いは一旦エンジン１０の排気ポートに排出した排気の一部をバルブオーバーラップ時に燃焼室１４内に引き戻す所謂内部ＥＧＲであっても差し支えない。
【００７０】
また、前述の実施例１，２においては、エンジン１０の機関温度TEMPEGとして冷却水温TEMPWが用いられているが、他の測定温度が機関温度TEMPEGとして用いられることも考え得る。
【００７１】
また、前述の実施例１，２においては、エンジン１０はガソリンエンジンであるが、ディーゼルエンジンであっても差し支えない。
【００７２】
また、前述の実施例１においては、エンジン負荷LDeについての判断がなされる場合に、エンジン負荷LDeの指標値として前記充填効率KLまたは吸入空気量Ｑが用いられているが、例えば、エンジン負荷LDeの指標値としてエンジン１０の１回転当たり又は単位時間当たりの燃料噴射量、スロットル開度θTH等がエンジン負荷LDeについての判断に用いられても差し支えない。また、実際のエンジントルクＴeを検出できるトルクセンサが設けられているのであれば、そのトルクセンサによって検出される実際のエンジントルクＴeが用いられても差し支えない。
【００７３】
また、前述の実施例２においては、ハイブリッド車両を例にして説明されているが、実施例２における車両は、ハイブリッド車両ではない通常のエンジン車両であっても差し支えない。
【００７４】
また前述した複数の実施例はそれぞれ、例えば優先順位を設けるなどして、相互に組み合わせて実施することができる。
【００７５】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００７６】
１０：エンジン（内燃機関）
５６，１００：電子制御装置（制御装置）
８８，１０８：排気混合制御許可禁止手段（排気混合制御許可手段）
９０：排気混合制御手段
１０４：内燃機関駆動制御手段
【図１】
2011094501.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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