(57)【要約】【課題】ＥＧＲ制御弁が開固着した場合でも、燃費の低下を防止しつつ内燃機関の燃焼を良好に保てる内燃機関制御装置を提供すること。【解決手段】排気ガス通路５を通じて排気ガスを排気経路４から吸気経路３に再循環させる排気ガス再循環機能を備えた内燃機関を制御する内燃機関制御装置であって、排気ガス通路５を開閉するＥＧＲ弁５１が開固着した場合に、その開固着の前に比べて旋回流の増加などにより燃焼改善を行って、内燃機関の燃焼状態を向上させる。これにより、燃料噴射を増加させずに燃焼性の向上が図れ、燃費の低下を防止しつつ内燃機関の燃焼を良好に保つことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス通路を通じて排気ガスを排気経路から吸気経路に再循環させる排気ガス再循環機能を備えた内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、
前記内燃機関の燃焼状態を改善する燃焼改善手段を備え、
前記排気ガス通路を開閉する排気ガス再循環弁が開固着した場合に、前記燃焼改善手段により前記内燃機関の燃焼状態を向上させること、
を特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項２】
前記燃焼改善手段は、前記内燃機関の燃焼室内の旋回流を制御する旋回流制御手段であり、
前記排気ガス再循環弁が開固着した場合に、前記開固着の前に比べて前記旋回流を増加させて前記燃焼状態を向上させること、
を特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
【請求項３】
前記燃焼改善手段は、前記内燃機関の開弁特性を制御する可変動弁制御手段であり、
前記排気ガス再循環弁が開固着した場合に、前記開固着の前に比べてオーバーラップが低減するように前記開弁特性を制御すること、
を特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
【請求項４】
排気ガス通路を通じて排気ガスを排気経路から吸気経路に再循環させる排気ガス再循環機能を備えた内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、
前記内燃機関の気筒当たりの吸入空気量を増加させる吸気量増加手段を備え、
前記排気ガス通路を開閉する排気ガス再循環弁が開固着した場合に、前記吸気量増加手段により前記内燃機関に吸入される前記吸入空気量を増加させること、
を特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項５】
前記吸気量増加手段は、前記排気ガス再循環弁が開固着した場合に前記内燃機関を減筒運転させること、
を特徴とする請求項４に記載の内燃機関制御装置。
【請求項６】
前記吸気量増加手段は、前記排気ガス再循環弁が開固着した場合に自動変速機の変速点を高速側に変更すること、
を特徴とする請求項４に記載の内燃機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される内燃機関を制御する内燃機関制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関制御に関するものとして、特許第３３２１８３７号公報に記載されるように、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）バルブの異常を検出し、その検出結果に基づいて内燃機関の運転状態を変更制御するものであって、ＥＧＲバルブの異常の種別を診断し、ＥＧＲバルブが開いたままの開方向の異常と判断され、かつ、新気漏れなしの場合には、空燃比をリッチ側に補正するものが知られている。
【特許文献１】特許第３３２１８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような内燃機関制御装置にあっては、燃費が悪化するという問題点がある。すなわち、空燃比をリッチ側に補正することにより、内燃機関に供給される燃料が増加される。これにより、燃焼状態が安定化するが、燃費が低下することは避けられない。
【０００４】
そこで本発明は、ＥＧＲ制御弁が開固着した場合でも、燃費の低下を防止しつつ、内燃機関の燃焼を良好に保てる内燃機関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】
【０００５】
すなわち、本発明に係る内燃機関制御装置は、排気ガス通路を通じて排気ガスを排気経路から吸気経路に再循環させる排気ガス再循環機能を備えた内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、内燃機関の燃焼状態を改善する燃焼改善手段を備え、排気ガス通路を開閉する排気ガス再循環弁が開固着した場合に燃焼改善手段により内燃機関の燃焼状態を向上させることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、排気ガス再循環弁が開固着した場合に燃焼改善手段によって燃焼状態を向上させる。これにより、燃料供給量を増加させることなく、内燃機関の燃焼状態を良好に保つことが可能となる。
【０００７】
また本発明に係る内燃機関制御装置は、前述の燃焼改善手段が内燃機関の燃焼室内の旋回流を制御する旋回流制御手段であり、排気ガス再循環弁が開固着した場合に開固着の前に比べて旋回流を増加させて燃焼状態を向上させることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、排気ガス再循環弁が開固着した場合にその開固着の前に比べて旋回流を増加させることにより、燃料供給量を増加させることなく燃焼状態を向上させることができる。このため、燃費の低下を防止しつつ、内燃機関の燃焼を良好に保つことが可能となる。
【０００９】
また本発明に係る内燃機関制御装置は、前述の燃焼改善手段が内燃機関の開弁特性を制御する可変動弁制御手段であり、排気ガス再循環弁が開固着した場合にその開固着の前に比べてオーバーラップが低減するように前記開弁特性を制御することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、排気ガス再循環弁が開固着した場合にその開固着の前に比べてオーバーラップが低減するように前記開弁特性を制御することにより、燃料供給量を増加させることなく燃焼状態を向上させることができる。このため、燃費の低下を防止しつつ、内燃機関の燃焼を良好に保つことが可能となる。
【００１１】
また本発明に係る内燃機関制御装置は、排気ガス通路を通じて排気ガスを排気経路から吸気経路に再循環させる排気ガス再循環機能を備えた内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、内燃機関の気筒当たりの吸入空気量を増加させる吸気量増加手段を備え、排気ガス通路を開閉する排気ガス再循環弁が開固着した場合に吸気量増加手段により内燃機関に吸入される吸入空気量を増加させることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、排気ガス再循環弁が開固着した場合に吸入空気量を増加させることにより、ＥＧＲ率を低下させて燃料供給量を増加させることなく燃焼状態を向上させることができる。このため、燃費の低下を防止しつつ、内燃機関の燃焼を良好に保つことが可能となる。
【００１３】
また本発明に係る内燃機関制御装置は、排気ガス再循環弁が開固着した場合に吸気量増加手段が内燃機関を減筒運転させることを特徴とする。
【００１４】
この場合、内燃機関における気筒の一部で噴射カットを行うことが好ましい。また、内燃機関の気筒において所定のタイミングで噴射カットを行ってもよい。さらに、内燃機関における気筒の一部でバルブ作動を停止させてもよい。
【００１５】
この発明によれば、排気ガス再循環弁が開固着した場合に内燃機関を減筒運転させ、一気筒あたりの吸入空気量を増加させることにより、ＥＧＲ率を低下させて燃料供給量を増加させることなく燃焼状態を向上させることができる。このため、燃費の低下を防止しつつ、内燃機関の燃焼を良好に保つことが可能となる。
【００１６】
また本発明に係る内燃機関制御装置は、前述の吸気量増加手段が排気ガス再循環弁が開固着した場合に自動変速機の変速点を高速側に変更することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、排気ガス再循環弁が開固着した場合に自動変速機の変速点を高速側に変更することにより、ＥＧＲ率を低下させて燃料供給量を増加させることなく燃焼状態を向上させることができる。このため、燃費の低下を防止しつつ、内燃機関の燃焼を良好に保つことが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＥＧＲ弁が開固着した場合でも、燃費の低下を防止しつつ、内燃機関の燃焼を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第一実施形態）
図１に本実施形態に係る内燃機関制御装置の構成概略図を示す。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係る内燃機関制御装置１は、車両に搭載される内燃機関であるエンジン２の制御を行う装置である。エンジン２は、ＥＧＲ（排気ガス再循環：Exhaust Gas Recirculation）機能を備えている。エンジン２の吸気経路３と排気経路４との間には、排気ガス通路５が設けられている。排気ガス通路５は、エンジン２から排気経路４に排出される排気ガスを吸気経路３に戻して再循環させる経路である。排気ガス通路５の途中には、ＥＧＲ弁５１が設けられている。
【００２１】
ＥＧＲ弁５１は、その開閉により排気ガス通路５を連通させ閉塞させる弁体である。例えば、このＥＧＲ弁５１は、例えば常閉弁であって排気経路４と吸気経路３との圧力差が所定以上になったときに開弁するものが用いられる。また、このＥＧＲ弁５１は、ＥＣＵ６により開閉制御されるものであってもよい。ＥＧＲ弁５１に弁開閉検出センサ５２を内蔵し、ＥＧＲ弁５１の開閉状態を検出できるようにすることが好ましい。この場合、弁開閉検出センサ５２の出力信号は、ＥＣＵ６に入力される。
【００２２】
排気ガス通路５においてＥＧＲ弁５１と吸気経路３との間には、ＥＧＲガス温度センサ５３が設置されている。このＥＧＲガス温度センサ５３は、排気経路４から戻される排気ガスの温度を検出するＥＧＲガス温度検出手段として機能するものである。
【００２３】
吸気経路３には、スロットルバルブ３１が設置されている。そのスロットルバルブ３１のスロットル開度は、スロットルポジションセンサ３２によって検出される。スロットルポジションセンサ３２の出力信号は、ＥＣＵ６に入力される。また、吸気経路３には、ＩＳＣ（アイドル回転数制御：Idle Speed Control）バルブ３３が設置されている。ＩＳＣバルブ３３は、スロットルバルブ３１を跨いで形成されるバイパス路３４に設けられている。ＩＳＣバルブ３３を開くことによりアイドル回転数を増加させることができ、ＩＳＣバルブ３３を閉じることによりアイドル回転数を低下させることができる。ＩＳＣバルブ３３の開閉は、ＥＣＵ６により行われる。
【００２４】
エンジン２の吸気ポートには、スワールポート３５が形成されている。スワールポート３５は、吸入空気を燃焼室内で渦状に旋回させる。また、吸気ポートには、スワール制御弁３６が設けられている。このスワール制御弁３６を開閉させることにより旋回流の強さを制御することができる。スワール制御弁３６は、スワール制御アクチュエータ３７の作動に応じて開閉する。スワール制御アクチュエータ３７は、ＥＵＣ６から制御信号を受けて駆動する。
【００２５】
エンジン２には、エンジン回転数を検出するクランクポジションセンサ２１、エンジン２の温度を検出する水温センサ２２が設置されている。これらクランクポジションセンサ２１、水温センサ２２の出力信号は、ＥＣＵ６に入力される。また、エンジン２は、可変動弁機構２３を備えている。可変動弁機構２３は、吸気弁２４の開弁特性を変更可能とするものであり、ＥＣＵ６により作動制御されている。
【００２６】
ＥＣＵ６は、装置全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。
【００２７】
次に本実施形態に係る内燃機関制御装置の動作について説明する。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る内燃機関制御装置の動作を示すフローチャートである。この図２における制御処理は、ＥＣＵにより所定時間ごとに繰り返し実行される。
【００２９】
図２にＳ１０に示すように、ＥＧＲ弁５１に作動異常があるか否かが判断される。この判断は、例えばＥＧＲガス温度センサ５３の出力に基づいて行われる。ＥＧＲ弁５１が閉じられるべき時にＥＧＲガス温度センサ５３の出力が所定以上の温度を示す場合には、ＥＧＲ弁５１が開固着して作動異常となっていると判断される。開固着とは、弁体が開いたまま閉じない故障状態を意味する。
【００３０】
また、逆にＥＧＲ弁５１が開かれるべき時にＥＧＲガス温度センサ５３の出力が所定未満の温度を示す場合には、ＥＧＲ弁５１が閉固着して作動異常となっていると判断される。閉固着とは、弁体が閉じたまま開かない故障状態を意味する。なお、ＥＧＲ弁５１の作動が異常か否かは、弁開閉検出センサ５２の出力に基づいて判断してもよい。
【００３１】
このＳ１０にてＥＧＲ弁５１に作動異常がないと判断されたときは、通常のスワール制御が行われる（Ｓ１２）。通常のスワール制御は、例えばエンジン水温が所定温度以下であり、アイドリング状態であり、かつトランスミッションがニュートラルであるときには、スワール制御弁３６が閉じられ燃焼室の旋回流が増加される。一方、エンジン水温が所定温度以下でなく、アイドリング状態でなく又はトランスミッションがニュートラルでないときには、スワール制御弁３６が開かれ燃焼室の旋回流が減少状態とされる。
【００３２】
一方、Ｓ１０にてＥＧＲ弁５１に作動異常があると判断されたときは、ＥＧＲ弁５１が開固着状態であるか否かが判断される（Ｓ１４）。ＥＧＲ弁５１が開固着状態でないと判断されたときには、Ｓ１２に移行する。ＥＧＲ弁５１が開固着状態であると判断されたときには、吸気弁２４のバルブタイミングが最遅角となるように制御される（Ｓ１６）。この最遅角制御は、ＥＣＵ６から可変動弁機構２３に制御信号が出力されて行われる。最遅角制御することにより、排気弁と吸気弁２４と排気弁が同時に開くオーバーラップが低減され、いわゆる内部ＥＧＲを低減することができる。
【００３３】
そして、Ｓ１８に移行し、アイドリング中であるか否かが判断される。アイドリング中であると判断されたときには、Ｓ２２に移行する。一方、アイドリング中でないと判断されたときは、エンジン２が軽負荷状態で運転されているか否かが判断される（Ｓ２０）。この判断は、例えばスロットル開度に基づいて行われる。Ｓ２０にてエンジン２が軽負荷状態で運転されていないと判断されたときには制御処理を終了する。一方、エンジン２が軽負荷状態で運転されていると判断されたときには、Ｓ２２に移行する。
【００３４】
Ｓ２２では、スワール制御弁３６の閉弁制御が行われる。この閉弁制御は、スワール制御弁３６を閉じて旋回流を増加させる制御処理である。この閉弁制御により、燃焼室内の旋回流が増加して燃焼性が向上する。なお、このＳ２２では、旋回流の増大させて燃焼性の向上が図れれば、スワール閉弁制御以外の制御を行ってもよい。そして、Ｓ２２の終了後、制御処理を終了する。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態に係る内燃機関制御装置によれば、ＥＧＲ弁５１が開固着した場合にその開固着の前に比べて旋回流を増加させる。このため、燃料供給量を増加させることなく燃焼状態を向上させることができ、燃費の低下を防止しつつ内燃機関の燃焼を良好に保つことができる。また、故障時における失火、エンスト及び触媒の溶損を防止でき、修理工場までの自走に支障を来すという事態を防止できる。
【００３６】
また、本実施形態に係る内燃機関制御装置によれば、ＥＧＲ弁５１が開固着した場合にその開固着の前に比べ吸気弁２４と排気弁２５における同時開きのオーバーラップを低減させる。このため、オーバーラップによる内部ＥＧＲを低下させて、燃料供給量を増加させることなく燃焼状態を向上させることができる。従って、燃費の低下を防止しつつ、内燃機関の燃焼を良好に保つことができる。また、故障時における失火、エンスト及び触媒の溶損を防止でき、修理工場までの自走に支障を来すという事態を防止できる。
【００３７】
なお、本実施形態では、吸気弁２４を最遅角制御してオーバーラップを低減させているが、最遅角制御ではないが開固着前に比べて吸気弁２４の開弁タイミングを遅らせてオーバーラップを低減するものであってもよい。また、吸気弁２４のバルブリフト量を制御してオーバーラップを低減するものであってもよい。さらに、排気弁２５の開弁特性を制御してオーバーラップを低減するものであってもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、ＥＧＲ弁５１が開固着した際に旋回流制御やバルブ開弁制御によって開固着前に比べてエンジン２の燃焼状態を向上させているが、エンジン２の燃焼状態を向上させることができれば、その他の制御などによって燃焼状態を向上させるものであってもよい。また、旋回流制御処理又はバルブ開弁制御処理の一つを実行する場合もある。
（第二実施形態）
次に、第二実施形態に係る内燃機関制御装置を説明する。
【００３９】
図３は本実施形態に係る内燃機関制御装置の動作を示すフローチャートである。本実施形態に係る内燃機関制御装置は、図１に示す第一実施形態の内燃機関制御装置と同様なハード構成を備えている。
【００４０】
図３に基づいて、本実施形態に係る内燃機関制御装置の動作について説明する。この図３における制御処理は、ＥＣＵ６によって所定時間ごとに繰り返し実行される。図３にＳ３０に示すように、ＥＧＲ弁５１に作動異常があるか否かが判断される。この判断は、例えばＥＧＲガス温度センサ５３の出力に基づいて行われる。ＥＧＲ弁５１が閉じられるべき時にＥＧＲガス温度センサ５３の出力が所定以上の温度を示す場合には、ＥＧＲ弁５１が開固着して作動異常となっていると判断される。開固着とは、弁体が開いたまま閉じない故障状態を意味する。
【００４１】
また、逆にＥＧＲ弁５１が開かれるべき時にＥＧＲガス温度センサ５３の出力が所定未満の温度を示す場合には、ＥＧＲ弁５１が閉固着して作動異常となっていると判断される。閉固着とは、弁体が閉じたまま開かない故障状態を意味する。なお、ＥＧＲ弁５１の作動が異常か否かは、弁開閉検出センサ５２の出力に基づいて判断してもよい。
【００４２】
このＳ３０にてＥＧＲ弁５１に作動異常がないと判断されたときは、制御処理を終了する。  一方、Ｓ３０にてＥＧＲ弁５１に作動異常があると判断されたときは、ＥＧＲ弁５１が開固着状態であるか否かが判断される（Ｓ３２）。ＥＧＲ弁５１が開固着状態でないと判断されたときには、制御処理を終了する。ＥＧＲ弁５１が開固着状態であると判断されたときには、アイドリング中であるか否かが判断される（Ｓ３４）。アイドリング中でないと判断されたときには、Ｓ３８に移行する。一方、アイドリング中であると判断されたときは、ＩＳＣ開度増加処理が行われる（Ｓ３６）。
【００４３】
ＩＳＣ開度増加処理は、ＩＳＣバルブ３３の開度を増加させてアイドル回転数を増加させる処理である。このＩＳＣ開度増加処理を行うことにより、吸気経路３を通じて燃焼室に吸入される空気量が増えるので、ＥＧＲ率を低減することができ、失火、エンストを防止することができる。
【００４４】
そして、Ｓ３８に移行し、噴射カット処理が行われる。噴射カット処理は、エンジン２の気筒において燃料噴射を低減する処理である。例えば、複数ある気筒のうち一部の気筒について燃料噴射がカットされる。また、エンジン２の気筒において所定のタイミングごとに燃料噴射をカットしてもよい。このような噴射カット処理を行うことにより、吸気経路３を通じて燃焼室に吸入される空気量が増えるので、ＥＧＲ率を低減することができ、失火、エンストを防止することができる。
【００４５】
そして、Ｓ４０に移行し、ＡＴシフト変更処理が行われる。このＡＴシフト変更処理は、自動変速機において変速比が切り換えられる変速点を変更する処理であり、シフトアップし易くシフトダウンしにくいように変速点を変更する。このＡＴシフト変更処理を行うことにより、車両の運転操作において運転者がスロットル開度を開くようにアクセル操作を行うため、ＥＧＲが低減でき、失火、エンストを防止することができる。このＳ４０の終了後、制御処理が終了する。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る内燃機関制御装置によれば、ＥＧＲ弁５１が開固着した場合にエンジン２における気筒の一部で噴射カットし又はエンジン２における気筒において所定のタイミングごとに噴射カットを行って減筒運転を行う。これにより、吸気経路３を通じて新しい空気が多く吸入されＥＧＲ率が低下して、燃料供給量を増加させることなく燃焼状態を向上させることができる。このため、燃費の低下を防止しつつ、内燃機関の燃焼を良好に保つことができる。また、故障時における失火、エンスト及び触媒の溶損を防止でき、修理工場までの自走に支障を来すという事態を防止できる。
【００４７】
また、本実施形態に係る内燃機関制御装置によれば、ＥＧＲ弁５１が開固着した場合にその開固着の前に比べて自動変速機における変速点を高速側に変更することにより、運転者がスロットル開度を開くようにアクセル操作を行うため、新気の吸入空気量が増加してＥＧＲ率を低下させることができる。従って、燃費の低下を防止しつつ、内燃機関の燃焼を良好に保つことができる。また、故障時における失火、エンスト及び触媒の溶損を防止でき、修理工場までの自走に支障を来すという事態を防止できる。
【００４８】
なお、本実施形態では、ＥＧＲ弁５１が開固着した場合に噴射カットやＡＴシフト変更により吸入空気量を増加させるものについて説明したが、その他の制御などにより吸入空気量を増加させるものであってもよい。例えば、エンジン２における気筒の一部でバルブ作動を停止させて減筒運転を行い、その減筒運転によって一気筒あたりの吸入空気量を増加させてＥＧＲ率を低下させるものであってもよい。
【００４９】
また、本実施形態の図３に示す制御処理において、ＩＳＣ開度増加処理、噴射カット処理、ＡＴシフト変更処理を全て実行するものでなく、その一部の処理を行う場合もある。例えば、開固着した際に、ＩＳＣ開度増加処理のみを行う場合、噴射カット処理のみを行う場合、ＡＴシフト変更処理のみを行う場合又はそれらの処理のうち二つを実行する場合などである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る内燃機関制御装置の構成概要図である。
【図２】図１の内燃機関制御装置における制御処理のフローチャートである。
【図３】第二実施形態に係る内燃機関制御装置の制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１…内燃機関制御装置、２…エンジン、３…吸気経路、４…排気経路、５…排気ガス通路、６…ＥＣＵ（燃焼改善手段、旋回流制御手段、可変動弁制御手段、吸気量増加手段）、２３…可変動弁機構、５１…ＥＧＲ弁（排気ガス再循環弁）
【図１】
2005207285.tif 000003
【図２】
2005207285.tif 000004
【図３】
2005207285.tif 000005