(57)【要約】【課題】例えばハイブリッド車両等の内燃機関に設けられた排気温度低減制御装置において、効果的に排気温度を低減する。【解決手段】排気温度低減制御装置は、内燃機関の回転速度を変更可能な回転速度変更手段と、内燃機関の排気を吸気側へ再循環可能な排気再循環手段（２３０）と、内燃機関の排気側の温度を検出する温度検出手段（２３１）と、検出された温度が第１所定温度を超えている場合に、内燃機関の回転速度を増加させるように回転速度変更手段の制御を行うと共に、再循環される排気の量を増加させるように排気再循環手段の制御を行う制御手段（１００）とを備える。【選択図】図２
2008274846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転速度を変更可能な回転速度変更手段と、
前記内燃機関の排気を吸気側へ再循環可能な排気再循環手段と、
前記内燃機関の排気側の温度を検出する温度検出手段と、
該検出された温度が第１所定温度を超えている場合に、前記内燃機関の回転速度を増加させるように前記回転速度変更手段の制御を行うと共に、前記再循環される排気の量を増加させるように前記排気再循環手段の制御を行う制御手段と
を備えることを特徴とする排気温度低減制御装置。
【請求項２】
前記温度検出手段は、前記内燃機関の排気経路に設けられた触媒の温度を検出することを特徴とする請求項１に記載の排気温度低減制御装置。
【請求項３】
前記回転速度変更手段は、前記内燃機関の出力を維持しつつ、前記内燃機関の回転速度を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の排気温度低減制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関に供給する燃料を増量し、空燃比をリッチ化可能な燃料増量手段と、
前記回転速度変更手段及び前記排気再循環手段の制御による燃費の悪化率と、前記燃料増量手段の動作による燃費の悪化率とを、前記温度を夫々第２所定温度低下させる場合において相互に比較する燃費悪化率比較手段と
を更に備え、
前記制御手段は、前記燃料増量手段を動作させるように制御可能であり、且つ前記燃費率悪化比較手段による比較において、前記燃費の悪化率が低いとされた一方の制御を行う
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の排気温度低減制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記燃費悪化率比較手段において、前記相互に比較される燃費の悪化率間の差が所定範囲内であるとされた場合、前記回転速度増加手段及び前記排気再循環手段の制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の排気温度低減制御装置。
【請求項６】
前記温度検出手段は、前記制御手段による前記回転速度増加手段前及び前記排気再循環手段の制御が行われた後に、前記温度を再度検出し、
前記制御手段は、前記再度検出された温度が前記第１所定温度を超えている場合に、前記燃料増量手段の制御を行う
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の排気温度低減制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記検出された冷却水の温度が第３所定温度を超えている場合に、前記回転速度増加手段及び前記排気再循環手段の制御を行わない
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の排気温度低減制御装置。
【請求項８】
回転速度を変更可能な回転速度変更手段及び排気を吸気側へ再循環可能な排気再循環手段を備えた内燃機関において、該内燃機関の排気側の温度を検出する部材温度検出工程と、
該検出された温度が第１所定温度を超えている場合に、前記内燃機関の回転速度を増加させるように前記回転速度変更手段の制御を行うと共に、前記再循環される排気の量を増加させるように前記排気再循環手段の制御を行う制御工程と
を備えることを特徴とする排気温度低減制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両の内燃機関から排出される排気ガスの温度を低減させる排気温度低減制御装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の排気温度低減制御装置として、内燃機関の排気を再度吸気側に還流させる排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）システムを用いることで、排気の温度を低減させるというものがある。
【０００３】
例えば特許文献１では、排気経路に設けられた触媒の温度を検出し、検出された温度が開始温度を超えている場合に、ＥＧＲ量を増加させるという技術が開示されている。
【０００４】
また特許文献２では、上述したＥＧＲシステムによって触媒の温度を十分に低減できない場合に、空燃比をリッチ化することで、排気の温度を低減させるという技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−８３０３４号公報
【特許文献２】特開平４−２９８６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えばハイブリッド車両等の連続可変トランスミッション（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）採用車では、燃費の向上等を目的として、低中速回転においてもエンジン負荷の高い状態で走行しているため、吸気管負圧が小さい。このため、ＥＧＲ量を増加させて排気の温度を低減させる場合に、増加させたＥＧＲを吸気管に流入させることが困難であるという技術的問題点がある。
【０００７】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、ＥＧＲ量を増加させることにより、効果的に排気温度を低減することが可能である排気温度低減制御装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の排気温度低減制御装置は上記課題を解決するために、内燃機関の回転速度を変更可能な回転速度変更手段と、前記内燃機関の排気を吸気側へ再循環可能な排気再循環手段と、前記内燃機関の排気側の温度を検出する温度検出手段と、該検出された温度が第１所定温度を超えている場合に、前記内燃機関の回転速度を増加させるように前記回転速度変更手段の制御を行うと共に、前記再循環される排気の量を増加させるように前記排気再循環手段の制御を行う制御手段とを備える。
【０００９】
本発明に係る排気温度低減制御装置によれば、その動作時に、先ず温度検出手段によって、内燃機関の排気側の温度が検出される。尚、ここでの「排気側の温度」とは、内燃機関の排気経路を構成する又は排気経路に設けられた若しくは取り付けられた任意箇所や部材の温度、或いは排気経路内における気体の温度など、温度検出の対象となる排気側における所定の箇所、部材又は媒体に係る温度を意味する。
【００１０】
排気側の温度が検出されると、その温度が第１所定温度を超えているか否かが判定される。ここでの「第１所定温度」は、内燃機関の回転数を増加させるか否かを決める際の基準となる値であり、典型的には排気経路に設けられた部材の耐熱温度にマージンを持たせた温度である。そして、検出された温度が第１所定温度を超えている場合、回転速度変更手段によって、内燃機関の回転速度が増加させられる。更に、排気再循環手段によって、吸気側へ再循環させられる排気（以下、適宜「ＥＧＲ」と称する。）の量が増加させられる。
【００１１】
内燃機関の回転速度が増加することにより、内燃機関の吸気管の圧力は低下する。このため、ＥＧＲはよりスムーズに吸気管へと流入するようになる。従って、ＥＧＲの量を増加させ、ＥＧＲ導入率（即ち、内燃機関の燃焼に用いられる混合気における、ＥＧＲの割合）を高め、排気の温度を低減させることが可能となる。排気温度を低減させることにより、例えば排気経路に設けられた部材が排気の熱により故障或いは劣化すること等を防止できる。
【００１２】
尚、上述した回転速度変更手段及び排気再循環手段の制御は、同時に行われてもよいし、相前後して行われてもよい。即ち、回転速度の増加によって、吸気管の圧力が負圧となるタイミングで、ＥＧＲが吸気管に流入するように制御が行われれば、上述した効果を得ることが可能である。
【００１３】
本発明では特に、例えばハイブリッド車両等のＣＶＴ採用車のように、低中速回転においても負荷の高い状態で走行する車両に設けられた内燃機関において、内燃機関の吸気管負圧が小さいことによって、ＥＧＲ導入率を十分に増加させることができない場合に有効である。
【００１４】
以上説明したように、本発明に係る排気温度低減制御装置によれば、内燃機関の回転速度を増加させることで、吸気管の圧力を低下させてから或いは低下させつつＥＧＲの量を増加させるため、効果的にＥＧＲ導入率を高め、確実に排気温度を低減させることが可能である。
【００１５】
本発明の排気温度低減制御装置の一態様では、前記温度検出手段は、前記内燃機関の排気経路に設けられた触媒の温度を検出する。
【００１６】
この態様によれば、温度検出手段によって、内燃機関の排気経路に設けられた触媒の温度が検出される。触媒は、例えばＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等の排気中の有害物質を浄化するために設けられ、排気経路において排気に晒されている。このため、例えば内燃機関の高負荷運転の際等には、触媒は極めて高温の排気に晒されることとなり、温度が異常に上昇し、急激に劣化してしまうというおそれがある。
【００１７】
しかるに本態様では特に、温度検出手段によって検出された触媒の温度が、触媒が劣化してしまうような温度（即ち、第１所定温度）を超えている場合に、回転速度変更手段及び排気再循環手段の制御を行い、排気温度を低減させることができる。これにより、触媒の温度が異常に高くなってしまうことを防止できる。従って、触媒の急激な劣化を防止することが可能となる。
【００１８】
本発明の排気温度低減制御装置の他の態様では、前記回転速度変更手段は、前記内燃機関の出力を維持しつつ、前記内燃機関の回転速度を変更することを特徴とする。
【００１９】
この態様によれば、内燃機関の回転速度は、内燃機関の出力を維持しつつ変更される。ここで、内燃機関の出力は、回転速度とトルクの積に依存しているため、例えば回転速度を増加させる際には、トルクを減少させることで出力を維持する。
【００２０】
このように動作させることで、内燃機関の仕事量を変更せずに回転速度を変更することが可能となる。よって、例えば自動車に設けられた内燃機関においては、車速に影響を及ぼさずに回転速度を変更させることが可能となる。
【００２１】
本発明の排気温度低減制御装置の他の態様では、前記内燃機関に供給する燃料を増量し、空燃比をリッチ化可能な燃料増量手段と、前記回転速度変更手段及び前記排気再循環手段の制御による燃費の悪化率と、前記燃料増量手段の動作による燃費の悪化率とを、前記温度を夫々第２所定温度低下させる場合において相互に比較する燃費悪化率比較手段とを更に備え、前記制御手段は、前記燃料増量手段を動作させるように制御可能であり、且つ前記燃費率悪化比較手段による比較において、前記燃費の悪化率が低いとされた一方の制御を行う。
【００２２】
この態様によれば、燃料増量手段及び燃費悪化率比較手段が更に備えられており、燃費悪化率比較手段は、上述した回転速度変更手段及び排気再循環手段の制御（以下、適宜「第１制御」と称する。）による燃費悪化率と、燃料増量手段の制御（以下、適宜「第２制御」と称する。）による燃費悪化率とを相互に比較する。尚、この比較では、第１及び第２制御夫々が、温度検出手段により検出された温度を第２所定温度低下させる場合の燃費悪化率を比較する。ここでの「第２所定温度」とは、第１及び第２制御の燃費悪化率を比較する際の基準となる値であり、典型的には、検出された温度が排気経路に設けられた部材等の耐熱温度以下となるような温度にマージンを持たせた温度である。
【００２３】
そして、上述した比較において、燃費悪化率が低いとされた一方の制御を行うことにより、排気温度が低減させられる。即ち、第１制御の方が燃費悪化率が低い場合には、上述したような内燃機関の回転速度及び再循環させる排気の量の制御が行われ、第２制御の方が燃費悪化率が低い場合には、燃料増量手段により空燃比がリッチ化される。
【００２４】
第１及び第２制御夫々による燃費悪化率は、例えば制御を開始する際の内燃機関の回転速度やトルクといった様々な条件によって変化するので、状況に応じて一方の制御を行うことで、燃費の悪化を低減させることが可能となる。尚、第１及び第２制御夫々による燃費悪化率は、比較の際に算出されてもよいし、予めテーブル等を用意しておくことにより、比較的簡単に導出することも可能である。
【００２５】
以上説明したように、本態様に係る排気温度低減制御装置によれば、排気温度を低減させるための燃料増量手段を更に備え、第１及び第２制御を状況に応じて使い分けることにより、燃費の悪化を低減させることが可能である。
【００２６】
上述した燃料増量手段及び燃費悪化率比較手段を更に備える態様では、前記制御手段は、前記燃費悪化率比較手段において、前記相互に比較される燃費の悪化率間の差が所定範囲内であるとされた場合、前記回転速度増加手段及び前記排気再循環手段の制御を行うように構成してもよい。
【００２７】
このように構成すれば、第１及び第２制御夫々における燃費の悪化率間の差が
所定範囲内であるとされた場合には、第１制御（即ち、内燃機関の回転速度の増加及び再循環される排気量の増加）が行われる。尚、ここでの「所定範囲」とは、第１及び第２制御のうち、どちらの制御を行うかの判断の基準となる値である。所定範囲は任意に設定することが可能であり、例えば５％程度の値が設定される。
【００２８】
第２制御は、空燃比をリッチ化させるため、燃費を悪化させてしまうだけでなく、排気に含まれるＣＯを増加させてしまう。このため、第１及び第２制御の燃費悪化率間の差が５％である場合には、燃費悪化における差は殆ど無いものとみなし、ＣＯを増加させることのない第１制御を優先的に行うようにする。これにより、排気エミッションの悪化を防止することが可能である。
【００２９】
或いは燃料増量手段及び燃費悪化率比較手段を更に備える態様では、前記温度検出手段は、前記制御手段による前記回転速度増加手段前及び前記排気再循環手段の制御が行われた後に、前記温度を再度検出し、前記制御手段は、前記再度検出された温度が前記第１所定温度を超えている場合に、前記燃料増量手段の制御を行うように構成してもよい。
【００３０】
このように構成すれば、第１制御が行われた後に、温度検出手段により排気側の温度が再度検出される。そして、再度検出された温度が第１所定温度を超えている場合には、第２制御が行われる。
【００３１】
第１制御による排気温度の低減効果は、例えば使用することのできるＥＧＲの量が限られている等の理由から有限となる。よって、第１制御が行われた後であっても、排気側の温度が第１所定温度を超えているという場合もあり得る。このような場合に第２制御を行うようにすれば、更に排気温度を低減させることが可能となる。従って、確実に排気温度を第１所定温度以下にすることができる。
【００３２】
本発明の排気温度低減制御装置の他の態様では、前記内燃機関の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出された冷却水の温度が第３所定温度を超えている場合に、前記回転速度増加手段及び前記排気再循環手段の制御を行わない。
【００３３】
この態様によれば、冷却水温度検出手段によって、内燃機関の冷却水の温度が検出される。そして、検出された冷却水の温度が第３所定温度を超えている場合には、第１制御を行わないようにする。
ここで「第３所定温度」とは、ＥＧＲを増加させるか否かを決める際の基準となる値であり、例えば、その温度を超えてしまうと、冷却水による内燃機関の冷却が追いつかずに、内燃機関がオーバーヒートしてしまうような温度にマージンを持たせた温度である。
【００３４】
例えば、ＥＧＲを、内燃機関の冷却水によって冷却するように構成する場合がある。このような場合、ＥＧＲの量を増加させてしまうと、冷却水の温度は上昇し、内燃機関を冷却する効果は低下する。
【００３５】
本態様では特に、冷却水の温度が第３所定温度を超えている場合には、第１制御を行わないので、ＥＧＲの量は増加しない。このため、排気温度を低減させるために冷却水の温度は上昇しない。従って、冷却水に過度の負荷がかかり、内燃機関がオーバーヒートしてしまうことを防止することが可能となる。
【００３６】
尚、上述した燃料増量手段を更に備える態様であれば、冷却水の温度が第３所定温度を超えている場合であっても、第２制御を行うことで排気温度を低減させることが可能である。
【００３７】
本発明の排気温度低減制御方法は上記課題を解決するために、回転速度を変更可能な回転速度変更手段及び排気を吸気側へ再循環可能な排気再循環手段を備えた内燃機関において、該内燃機関の排気側の温度を検出する部材温度検出工程と、該検出された温度が第１所定温度を超えている場合に、前記内燃機関の回転速度を増加させるように前記回転速度変更手段の制御を行うと共に、前記再循環される排気の量を増加させるように前記排気再循環手段の制御を行う制御工程とを備える。
【００３８】
本発明に係る排気温度低減制御方法によれば、上述した本発明の排気温度低減制御装置の場合と同様に、内燃機関の回転速度を増加させることで、吸気管の圧力を低下させてから或いは低下させつつＥＧＲの量を増加させるため、効果的にＥＧＲ導入率を高め、確実に排気温度を低減させることが可能である。
【００３９】
尚、本発明の排気温度低減制御方法においても、上述した本発明の排気温度低減制御装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００４０】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００４２】
＜第１実施形態＞
先ず、第１実施形態に係る排気温度低減制御装置を適用した、本発明の「内燃機関」の一例であるエンジンの構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、エンジンの構成を示す概略図である。
【００４３】
図１において、エンジン２００は、シリンダ２０１内において点火プラグ２０２により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクションロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。エンジン２００は、例えば車両やエンジン２００と共に電動モータが搭載されたハイブリッド車両等に搭載されており、ガソリンやアルコール系燃料を燃焼させることによって動力を発生させる。
【００４４】
シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は、吸気管２０６を通過し、インジェクタ２０７から噴射された燃料と混合されて混合気となる。インジェクタ２０７には、燃料が燃料タンク２２３からフィルタ２２４を介して供給されている。尚、燃料タンク２２３には、燃料残量を検出するための燃料センサ２２５が設置されている。
【００４５】
吸気管２０６と、シリンダ２０１とは、吸気バルブ２０８の開閉によって連通状態が制御されている。シリンダ２０１内で燃焼した混合気は排気ガスとなり、吸気バルブ２０８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２０９を通過して排気管２１０を介して排気される。
【００４６】
吸気管２０６の上流部には、エアクリーナ２１１が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。エアクリーナ２１１の下流側（シリンダ側）には、エアフローメータ２１２が配設されている。エアフローメータ２１２は、ホットワイヤー式と称される形態を有しており、吸入された空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。吸気管２０６には更に、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ２１３が設置されている。
【００４７】
吸気管２０６におけるエアフローメータ２１２の下流側には、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４が配設されている。スロットルバルブ２１４には、スロットルポジションセンサ２１５が電気的に接続されており、その開度が検出可能に構成されている。更に、スロットルバルブ２１４の周囲には、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ２１６、及びスロットルバルブ２１４を駆動するスロットルバルブモータ２１７も配設されている。
【００４８】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２１８が設置されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２０５の回転状態に基づいて、シリンダ２０１内部におけるピストン２０３の位置、及びエンジン２００の回転数など取得することが可能に構成されている。また、シリンダ２０１を収容するシリンダブロックには、エンジン２００のノック強度を測定可能なノックセンサ２１９が配設されている。
【００４９】
排気管２１０には、本発明の「触媒」の一例である三元触媒２２２が設置されている。三元触媒２２２は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。三元触媒２２２には、本発明の「温度検出手段」の一例である触媒温度センサ２３１が隣接されており、三元触媒２２２の温度を検出する。
【００５０】
吸気管２０６と排気管２１０とは、ＥＧＲ通路２２８により連通されている。ＥＧＲ通路２２８には、開閉によって排気管２１０から吸気管２０６へと導入するＥＧＲの量を制御するＥＧＲ制御バルブ２２７と、ＥＧＲを冷却するためのＥＧＲクーラ２２９とが備えられており、本発明の「排気再循環手段」の一例であるＥＧＲ装置２３０を構成している。
【００５１】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００は、本発明の「制御手段」の一例であり、エンジンシステムの動作全体を制御する電子制御ユニットである。
【００５２】
次に、本実施形態に係る排気温度低減制御装置の動作及び効果について、図１に加えて、図２及び図３を参照して説明する。ここに図２は、第１実施形態に係る排気温度低減制御装置の動作を示すフローチャートであり、図３は、エンジンの回転速度の制御を示すグラフである。
【００５３】
図２において、本実施形態に係る排気温度低減制御装置の動作時には、先ず三元触媒２２２の温度が触媒温度センサ２３１により検出され、検出された温度が本発明の「第１所定温度」の一例である閾値Ｔ１を超えているか否かが判定される（ステップＳ１）。ここで、検出された温度が閾値Ｔ１を超えている場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップ２へと進む。検出された温度が閾値Ｔ１を超えていない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、排気温度を低減しなくともよいと判断して処理は終了する。
【００５４】
三元触媒２２２の温度が閾値Ｔ１を超えている場合、ＥＣＵ１００において、三元触媒２２２の温度を閾値Ｔ１以下にするためのＥＧＲ導入率を算出する（ステップＳ２）。即ち、どの程度ＥＧＲを増加させればよいかを算出する。
【００５５】
続いて、ＥＣＵ１００において、ステップＳ２において算出したＥＧＲ導入率を実現するための、エンジン回転速度を算出する（ステップＳ３）。即ち、増加したＥＧＲがスムーズに流入できるような吸気管負圧を得るための、エンジン回転速度を算出する。
【００５６】
ＥＧＲ導入率及びエンジン回転速度を算出した後は、実際に算出された値を適用する。先ず、エンジン回転速度をステップＳ３において算出された値に増加させる（ステップＳ４）。これにより、吸気管２０６の圧力が低下する。以下に、エンジン回転速度を増加させる際の制御を詳細に説明する。
【００５７】
図３において、本実施形態に係る回転速度を制御する前のエンジン２００は、パワー動作線上で動作している。尚、制御前の状態は、グラフ中において、点Ａ、Ｃ及びＥとして表されている。ここで、エンジン回転速度を制御する場合には、エンジン２００の出力を維持したまま（即ち、グラフ中に鎖線で示す等パワーライン上で）制御を行う。より具体的には、エンジン回転速度を増加させると共に、エンジントルクを減少させる。これにより、点Ａにおいて動作していた場合は点Ｂ、同様に点Ｃにおいて動作していた場合は点Ｄ、点Ｅにおいて動作していた場合は点Ｆでの動作へと変更される。
【００５８】
上述したように、エンジン２００の出力を維持しつつ、回転速度を増加させることにより、例えばエンジン２００が車両等に搭載されている場合には、車速に影響を及ぼさずに回転速度を増加させることが可能となる。また、エンジントルクを減少させるような制御を行うことで、エンジン２００の燃焼を安定させるという効果も得られる。このため、燃焼悪化を引き起こさずに導入できるＥＧＲの量も増加する。
【００５９】
図２に戻り、エンジン回転速度を増加させた後は、ＥＧＲ制御バルブ２２７を制御することにより、ＥＧＲ導入率をステップＳ２において算出した値に増加させる（ステップＳ５）。増加したＥＧＲは、回転速度の増加により吸気管２０６の圧力が低下しているため、スムーズに導入される。よって、ＥＧＲを増加させることによる排気温度の低減効果を確実に得ることができる。
【００６０】
以上説明したように、第１実施形態に係る排気温度低減制御装置によれば、ＥＧＲを増加させる前に、エンジン回転速度を増加させておくことで、効果的にＥＧＲ導入率を高め、確実に排気温度の低減効果を得ることができる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る排気温度低減制御装置について、図１に加えて、図４から図６を参照して説明する。尚、第２実施形態は、上述の第１実施形態と比べて、空燃比をリッチ化できる点で異なり、その他の構成及び動作については概ね同様である。このため第２実施形態では、第１実施形態とは異なる点について詳細に説明し、その他の構成や動作については適宜説明を省略する。
【００６２】
先ず、第２実施形態に係る排気温度低減制御装置を適用したエンジン２００の構成について再び図１を参照して説明する。
【００６３】
図１において、ＥＣＵ１００は、本発明の「燃料増量手段」の一例であるインジェクタ２０７を制御することにより、燃料の噴射量を増加させ、空燃比をリッチ化可能に構成されている。また、排気管２１０における三元触媒２２２の上流側には、空燃比センサ２２１が配設されており、排気管２１０から排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出する。
【００６４】
更にＥＣＵ１００は、本発明の「燃費悪化率比較手段」の一例としても動作し、上述した空燃比をリッチ化する際の燃費悪化率、並びに第１実施形態で説明したエンジン２００の回転速度増加及びＥＧＲ導入率増加を行う際の燃費悪化率を算出し、それらを相互に比較する。
【００６５】
また第２実施形態では、ＥＧＲクーラ２２９は、エンジン２００の冷却水を用いてＥＧＲを冷却するように構成されている。尚、シリンダブロック内のウォータージャケット内には、本発明の「冷却水温度検出手段」の一例である水温センサ２２０が配設されている。
【００６６】
次に、第２実施形態に係る排気温度低減制御装置の動作及び効果について、図１に加えて図４から図６を参照して説明する。ここに図４は、第２実施形態に係る排気温度低減制御装置の動作を示すフローチャートである。また図５は、エンジンの回転速度の制御を燃料増加量と共に示すグラフであり、図６は、エンジンの回転速度の制御を燃費と共に示すグラフである。
【００６７】
図４において、第２実施形態に係る排気温度低減制御装置の動作が開始すると、先ず第１実施形態と同様に三元触媒２２２の温度が閾値Ｔ１を超えているか否かが判定される（ステップＳ１）。次に、水温センサ２２０によって、エンジン２００の冷却水の温度が検出され、冷却水の温度が本発明の「第３所定温度」の一例である閾値Ｔ２を超えているか否かが判定される（ステップＳ６）。冷却水の温度が閾値Ｔ２を超えている場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ７−２へと進み、その後ステップＳ９の処理が行われる。即ち、この場合はＥＧＲ導入率の増加は行われない。従って、ＥＧＲを冷却するために冷却水がより高温となってしまうことを回避でき、エンジン２００のオーバーヒートを防止できる。尚、ステップＳ７−２はステップＳ７と同様の処理である。ステップＳ７及びＳ９の処理については後に詳述する。冷却水の温度が閾値Ｔ２を超えていない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、第１実施形態で説明したステップＳ２及びＳ３の処理が行われる。尚、ここでは三元触媒２２２の温度を、本発明の「第２所定温度」の一例である目標値Ｔ３低減させるように、ＥＧＲ導入率及びエンジン回転速度が算出される。
【００６８】
ステップＳ２及びＳ３の処理の次には、燃料増加によって、三元触媒２２２の温度を目標値Ｔ３低減させる場合の燃料増加量を算出する（ステップＳ７）。燃料増加量はエンジンの動作状態により異なる。以下に、この燃料増加量について詳細に説明する。
【００６９】
図５において、燃料増加量ラインは、排気温度を所定温度低減させる場合の燃料増加量を表しており、グラフの右上に位置する状態である程（即ち、エンジン回転速度及びエンジントルクが高い程）燃料を多く使うことを示している。このため、エンジン２００が点Ａの状態で動作している場合には、点Ｃで動作している場合と比較して燃料増加量が少なくて済み、点Ｅの状態で動作している場合には点Ｃの状態で動作している場合よりも燃料増加量が多い。
【００７０】
図４に戻り、燃料増加量が算出されると、ＥＧＲ導入率及びエンジン回転速度の増加を行う場合の燃費悪化率Ｒ１と、燃料を増加させる場合の燃費悪化率Ｒ２とが夫々算出され、互いに比較される（ステップＳ８）。燃費悪化率Ｒ２は、ステップＳ７において算出された燃料増加量に依存する。一方、燃費悪化率Ｒ１は、エンジン２００の動作状態により異なる。以下に、燃費悪化率Ｒ１について詳細に説明する。
【００７１】
図６において、点線で示す燃費動作線は、燃費が最良となるような状態を示すラインである。また、その燃費動作線に沿うように、同心円状の等燃費ラインが示されている。燃費は燃費動作線からの距離が離れる程悪くなる。即ち、点Ａから点Ｂへの制御の際は、比較的燃費は悪化しないが、点Ｃから点Ｄ及び点Ｅから点Ｆへの制御の際には、燃費が顕著に悪化してしまうこととなる。
【００７２】
図４に戻り、上述した燃費悪化率の比較において、Ｒ１がＲ２を超えている場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、インジェクタ２０７（図１参照）から噴射される燃料がステップＳ７において算出された分だけ増加され、空燃比がリッチ化される（ステップＳ９）。これにより、排気の温度は低減され処理は終了する。
【００７３】
他方、Ｒ１がＲ２以下である場合（ステップＳ８：ＮＯ）、第１実施形態において説明したステップＳ４及びＳ５の処理が行われ、排気の温度が低減される。尚、ステップＳ８の処理においては、Ｒ１及びＲ２間の差が所定範囲内（例えば、５％以内）であれば、ステップＳ４へと進むようにしてもよい。こうすることで、燃費悪化率が同程度の場合は、排気中のＣＯを増加させてしまう燃料増加を避け、排気エミッションの悪化を防止することができる。所定範囲は、例えばエンジンのＣＯ排出量等に基づいて、任意に設定することが可能である。
【００７４】
ステップＳ５の処理によって排気温度が低減されると、再び三元触媒２２２の温度が閾値Ｔ１を超えているか否かが判定される（ステップＳ１０）。三元触媒２２２の温度が閾値Ｔ１を超えていない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、処理は終了するが、閾値Ｔ１を超えている場合は（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、新たに燃料増加量が算出され、燃料増加による排気温度の低減が行われる（ステップＳ１１）。これにより、ＥＧＲ導入率を増加させることで十分に排気温度を低減させることができない場合であっても、確実に三元触媒２２２の温度をＴ１以下とすることが可能となる。
【００７５】
以上説明したように、第２実施形態に係る排気温度低減制御装置によれば、排気温度を低減させるために燃料増加を行えるように構成することで、状況に応じて排気温度の低減方法を使い分けることが可能となり、燃費の悪化を低減させることが可能である。
【００７６】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う排気温度低減制御装置及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】エンジンの構成を示す概略図である。
【図２】第１実施形態に係る排気温度低減制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】エンジンの回転速度の制御を示すグラフである。
【図４】第２実施形態に係る排気温度低減制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】エンジンの回転速度の制御を燃料増加量と共に示すグラフである。
【図６】エンジンの回転速度の制御を燃費と共に示すグラフである。
【符号の説明】
【００７８】
１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０６…吸気管、２１０…排気管、２２０…水温センサ、２２１…空燃比センサ、２２２…三元触媒、２３０…ＥＧＲ装置、２３１…触媒温度センサ
【図１】
2008274846.tif 000003
【図２】
2008274846.tif 000004
【図３】
2008274846.tif 000005
【図４】
2008274846.tif 000006
【図５】
2008274846.tif 000007
【図６】
2008274846.tif 000008