(57)【要約】【課題】吸気通路内の温度を上昇させて凝縮水の発生を抑制するためにコンプレッサの下流側から上流側へと空気の一部を導入することに伴って生じる違和感を、車両の運転者に対して与えることを抑制できる車載内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】制御装置１０は、ＥＧＲ制御部１１と、バイパス制御部１２と、運転モードに応じた機関運転制御を行う機関制御部１３と、運転者によって選択されているモードを検知するモード検知部１４と、を備える。制御装置１０は、温度センサ８１によって検出される吸気温度が規定温度未満のときに、排気タービン式過給機５０によって過給を行いながらコンプレッサ５１よりも上流側へと空気を還流させるコンプレッサループ制御を実行するが、エコノミーモードが選択されていないときには、吸気温度が規定温度未満であっても、コンプレッサループ制御を実行しない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気タービン式過給機と、低圧ループＥＧＲ機構と、吸気通路における前記排気タービン式過給機のコンプレッサよりも下流側から上流側へと空気を還流させるエアバイパス機構と、吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側に設けられている温度センサと、を備え、駆動力源として車両に搭載される車載内燃機関に適用され、
前記低圧ループＥＧＲ機構を制御して吸気通路に還流させる排気の量を調節するＥＧＲ制御部と、前記エアバイパス機構を制御して前記コンプレッサよりも上流側へと還流させる空気の量を調節するバイパス制御部と、を備え、
前記温度センサによって検出される吸気温度が規定温度未満のときに、前記排気タービン式過給機によって過給を行いながら前記コンプレッサよりも上流側へと空気を還流させるコンプレッサループ制御を実行する車載内燃機関の制御装置であり、
他のモードよりも燃料消費量を抑制するエコノミーモードを含む複数の運転モードのうち、運転者によって何れのモードが選択されているかを検知するモード検知部と、選択されているモードに応じた機関運転制御を行う機関制御部と、を備え、
前記エコノミーモードが選択されていないときには、前記温度センサによって検出される吸気温度が前記規定温度未満であっても、前記コンプレッサループ制御を実行しない車載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、駆動力源として車両に搭載される車載内燃機関を制御する車載内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気タービン式過給機を備える車載内燃機関であり、排気通路におけるタービンよりも下流側から吸気通路におけるコンプレッサよりも上流側へと排気を還流させる低圧ループＥＧＲ機構を備えた内燃機関が知られている。こうした内燃機関では、低圧ループＥＧＲ機構によって還流された排気であるＥＧＲガスが吸気通路内の空気と合流した際に温度低下して凝縮水が発生する虞がある。特許文献１には、凝縮水の発生を抑制するため、吸気通路に設けられた温度センサによって検出される温度が所定温度よりも低いときに、吸気通路におけるコンプレッサよりも下流側から当該コンプレッサよりも上流側へと空気の一部を導入する内燃機関の制御装置が開示されている。この制御装置が制御する内燃機関には、コンプレッサよりも上流側へと空気を導入するエアバイパス機構として、吸気通路におけるコンプレッサの下流側と上流側とを接続するエアバイパス通路と、エアバイパス通路を開閉するバイパスバルブと、が設けられている。
【０００３】
特許文献１に開示されている内燃機関の制御装置では、吸気通路内の検出温度が所定温度よりも低いときに、バイパスバルブを開弁して、コンプレッサによって過給された空気の一部を、吸気通路におけるコンプレッサよりも上流側に還流させ、空気の断熱圧縮を繰り返させるコンプレッサループ制御を行っている。このようにコンプレッサループ制御を通じて断熱圧縮を繰り返させることでコンプレッサを通過する空気の温度を上昇させ、ＥＧＲガスが導入される吸気通路内の温度を上昇させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５‐１２９４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにコンプレッサループ制御を実行すれば、吸気通路内の温度を上昇させて、ＥＧＲガスが導入されたときの凝縮水の発生を抑制したり、発生した凝縮水を蒸発させたりすることができる。しかし、コンプレッサによって圧縮された空気の一部がコンプレッサの下流側から上流側へと導入されると、所望の過給圧を得られず内燃機関の出力が低下する。したがって、コンプレッサループ制御の実行に際し、車両の運転者に違和感を与える虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための車載内燃機関の制御装置は、駆動力源として車両に搭載される車載内燃機関に適用されるものである。車載内燃機関は、排気タービン式過給機と、低圧ループＥＧＲ機構と、吸気通路における前記排気タービン式過給機のコンプレッサよりも下流側から上流側へと空気を還流させるエアバイパス機構と、吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側に設けられている温度センサと、を有する。車載内燃機関の制御装置は、前記低圧ループＥＧＲ機構を制御して吸気通路に還流させる排気の量を調節するＥＧＲ制御部と、前記エアバイパス機構を制御して前記コンプレッサよりも上流側へと還流させる空気の量を調節するバイパス制御部と、を備え、前記温度センサによって検出される吸気温度が規定温度未満のときに、前記排気タービン式過給機によって過給を行いながら前記コンプレッサよりも上流側へと空気を還流させるコンプレッサループ制御を実行する。さらに、他のモードよりも燃料消費量を抑制するエコノミーモードを含む複数の運転モードのうち、運転者によって何れのモードが選択されているかを検知するモード検知部と、選択されているモードに応じた機関運転制御を行う機関制御部と、を備え、前記エコノミーモードが選択されていないときには、前記温度センサによって検出される吸気温度が前記規定温度未満であっても、前記コンプレッサループ制御を実行しないことをその要旨とする。
【０００７】
上記構成では、エコノミーモードが選択されていないときには、コンプレッサループ制御を実行せず、エコノミーモードが選択されているときに限ってコンプレッサループ制御を実行するようにしている。エコノミーモードが選択されているということは、運転者が燃料消費量の抑制を優先した機関運転制御を望んでいる状況であるといえる。こうした状況であれば、コンプレッサの下流側から上流側へと空気の一部が導入されることに伴って過給圧が低下して内燃機関の出力が低下するとしても、運転者にとっては、自らのモード選択によって燃料消費量の抑制を優先した機関運転制御が行われていると認識しやすくなる。そのため、コンプレッサループ制御の実行に際し、運転者に対して違和感を与えることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車載内燃機関の制御装置の一実施形態である制御装置と、当該制御装置の制御対象である内燃機関とを示す模式図。
【図２】同実施形態にかかる制御装置が実行する処理を示すフローチャート。
【図３】通常モードが選択されているときに同実施形態にかかる制御装置が実行する処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、車載内燃機関の制御装置の一実施形態である制御装置１０について、図１〜図３を参照して説明する。
図１を用いて、制御装置１０の制御対象である内燃機関２０について説明する。内燃機関２０は、車両に駆動力源として搭載される車載内燃機関である。内燃機関２０は複数の気筒を備えている。内燃機関２０は、吸気通路３０から空気を気筒に導入する。吸気通路３０には、各気筒に導入する空気の量を調節するスロットルバルブ３１が設けられている。また、内燃機関２０は、気筒から排気通路４０を通じて排気を排出する。
【００１０】
排気通路４０の途中には、排気の流勢を利用してタービン５２を回転させる排気タービン式過給機５０が設けられている。排気タービン式過給機５０は、タービン５２の回転に伴って駆動されるコンプレッサ５１を備えている。コンプレッサ５１は、吸気通路３０におけるスロットルバルブ３１よりも上流側に設けられている。
【００１１】
吸気通路３０には、コンプレッサ５１よりも上流側と下流側とを連通させるエアバイパス機構７０が設けられている。エアバイパス機構７０は、エアバイパス通路７１とバイパスバルブ７２とによって構成されている。エアバイパス通路７１は、吸気通路３０におけるコンプレッサ５１よりも上流側と、吸気通路３０におけるコンプレッサ５１よりも下流側と、を接続している。バイパスバルブ７２はエアバイパス通路７１に設けられている。バイパスバルブ７２が開弁しているときには、コンプレッサ５１よりも上流側の吸気通路３０と下流側の吸気通路３０とを接続する経路が形成され、エアバイパス通路７１を空気が通過する。バイパスバルブ７２は、電動アクチュエータによって開度が制御される。
【００１２】
また、内燃機関２０は、排気通路４０から吸気通路３０へと排気を還流させる低圧ループＥＧＲ機構６０を備えている。低圧ループＥＧＲ機構６０は、ＥＧＲ通路６１と、ＥＧＲバルブ６２と、ＥＧＲクーラ６３から構成されている。ＥＧＲ通路６１は、排気通路４０におけるタービン５２よりも下流側と、吸気通路３０におけるコンプレッサ５１よりも上流側と、を接続している。ＥＧＲバルブ６２はＥＧＲ通路６１に設けられている。ＥＧＲバルブ６２が開弁しているときには、ＥＧＲ通路６１を介して排気通路４０から吸気通路３０へ排気が還流される。ＥＧＲバルブ６２は、電動アクチュエータによって開度が制御される。また、ＥＧＲ通路６１におけるＥＧＲバルブ６２よりも排気通路４０側には、ＥＧＲクーラ６３が設けられている。ＥＧＲクーラ６３には、内燃機関２０の冷却系を構成する冷却水通路が接続されており、ＥＧＲクーラ６３内には冷却水が循環している。ＥＧＲクーラ６３は、ＥＧＲ通路６１を介して吸気通路３０に還流される排気であるＥＧＲガスを冷却する。
【００１３】
また、吸気通路３０におけるコンプレッサ５１よりも下流側の部分、より詳しくは、コンプレッサ５１よりも下流側の部分であり、エアバイパス通路７１が接続している部分とスロットルバルブ３１が設けられている部分との間の部分には、吸気通路３０内の空気の温度を検出する温度センサ８１が設けられている。温度センサ８１は、制御装置１０に接続されている。制御装置１０には、温度センサ８１の検出信号が入力される。
【００１４】
制御装置１０は、低圧ループＥＧＲ機構６０を制御するＥＧＲ制御部１１を備えている。ＥＧＲ制御部１１は、電動アクチュエータを駆動することでＥＧＲバルブ６２の開度を制御する。ＥＧＲバルブ６２の開度によってＥＧＲ通路６１を通過するＥＧＲガスの量が調節される。
【００１５】
また、制御装置１０は、エアバイパス機構７０を制御するバイパス制御部１２を備えている。バイパス制御部１２は、電動アクチュエータを駆動することでバイパスバルブ７２の開度を制御する。バイパスバルブ７２の開度によってエアバイパス通路７１を通過する空気の量が調節される。
【００１６】
さらに、制御装置１０は、内燃機関２０の機関運転制御を行う機関制御部１３と、内燃機関２０の機関運転制御を行うための複数の運転モードのうち選択されているモードを検知するモード検知部１４と、を備えている。
【００１７】
続いて、機関制御部１３及びモード検知部１４について説明する。
機関制御部１３には、内燃機関２０の機関運転制御を行うための運転モードが予め設定されている。本実施形態では、運転モードとして、通常モードとエコノミーモードが設定されている。エコノミーモードは、通常モードよりも燃料消費量を抑制するように機関運転制御を行う運転モードとして設定されている。
【００１８】
内燃機関２０が搭載される車両は、エコボタン９２を備えている。エコボタン９２は、内燃機関２０の運転モードをエコノミーモードに切り換えるための入力装置として車両に設けられており、制御装置１０と接続されている。エコボタン９２を押下することによって、エコボタン９２の入力状態が切り換えられ、モード検知部１４に入力される信号が切り換えられる。モード検知部１４は、エコボタン９２がオンにされていることを検知すると、エコノミーモードにて内燃機関２０を運転する指令を機関制御部１３へ出力する。なお、エコボタン９２がオンにされていることが検知されないときには、モード検知部１４は、通常モードにて内燃機関２０を運転する指令を機関制御部１３へ出力する。つまり、モード検知部１４は、エコボタン９２の入力状態がオンであるか否かを検知することによって、車両の運転者によって選択されているモードを検知する。
【００１９】
機関制御部１３は、モード検知部１４から出力される指令に基づいて内燃機関２０の運転モードを変更する。機関制御部１３には、車両に設けられたアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ９１からの信号が入力される。機関制御部１３は、アクセルセンサ９１からの入力信号と、モード検知部１４からの指令等に基づいて、スロットルバルブ３１の開度を制御する。つまり、機関制御部１３は、アクセルペダルの踏み込み量と、選択されている運転モードとに応じて、内燃機関２０の気筒へ導入する空気の量を調節して内燃機関２０の出力を制御する。なお、機関制御部１３は、エコノミーモードが選択されているときには、通常モードが選択されているときよりもアクセルペダルの踏み込み量の増大に対するスロットルバルブ３１の開度の増大を緩やかにする。これによって、スロットルバルブ３１の開度の急変による燃料消費量の増大を抑制して、通常モードが選択されているときよりも燃料消費量を抑制する。
【００２０】
次に、図２を用いて、制御装置１０が実行する処理について説明する。この処理は、制御装置１０によって実行される。この処理は、所定周期毎に実行されるルーチンである。この処理が開始されると、まずステップＳ１０１にて、内燃機関２０の運転モードとしてエコノミーモードが選択されているか否かが判定される。この判定は、モード検知部１４が検知するエコボタン９２の入力状態に基づいて行うことができる。つまり、ステップＳ１０１では、エコボタン９２の入力状態がオンである場合に運転モードとしてエコノミーモードが選択されていると判定し、エコボタン９２の入力状態がオフである場合にエコノミーモードが選択されていないと判定する。
【００２１】
制御装置１０は、エコノミーモードが選択されていない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理をステップＳ１０２に進める。ステップＳ１０２では、通常モードに基づいて内燃機関２０の機関運転制御が行われているときの一連の処理が実行される。なお、このステップＳ１０２における一連の処理については図３を参照して後述する。そして、ステップＳ１０２における一連の処理が終了すると、本ルーチンは終了される。
【００２２】
一方、内燃機関２０の運転モードとしてエコノミーモードが選択されている場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、制御装置１０は、処理をステップＳ１０３に進める。ステップＳ１０３では、温度センサ８１によって検出される吸気温度が規定温度α以上であるか否かが判定される。ここで規定温度αは、ＥＧＲガスが吸気通路３０内の空気と合流したとしても吸気通路３０内に凝縮水が発生しない温度として設定されている。すなわち、吸気温度が規定温度α以上であれば、ＥＧＲガスが吸気通路３０内の空気と合流したとしても吸気通路３０内に凝縮水が発生しない状態になっていると推定することができる。
【００２３】
吸気温度が規定温度α未満である場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、制御装置１０は、処理をステップＳ１０４に進める。ステップＳ１０４では、バイパス制御部１２を通じてバイパスバルブ７２を開弁させる。バイパスバルブ７２を開弁させることによって、ここでは、排気タービン式過給機５０によって過給を行いながらコンプレッサ５１よりも上流側へと空気を還流させるコンプレッサループ制御を実行する。続くステップＳ１０５では、ＥＧＲ制御部１１を通じてＥＧＲバルブ６２を閉弁させる。そして、本ルーチンが終了される。
【００２４】
一方、吸気温度が規定温度α以上である場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、制御装置１０は、処理をステップＳ１０６に進める。ステップＳ１０６では、バイパス制御部１２を通じてバイパスバルブ７２を閉弁させる。すなわち、このときには、コンプレッサループ制御を実行しない。続くステップＳ１０７では、ＥＧＲ制御部１１を通じてＥＧＲバルブ６２を開弁させる。そして、本ルーチンが終了される。
【００２５】
次に、図３を用いて、通常モードに基づいて内燃機関２０の機関運転制御が行われているときに実行される処理について説明する。この処理は、図２を参照して説明したルーチンにおけるステップＳ１０２の処理によって実行される。この処理が開始されると、まずステップＳ２０１にて、温度センサ８１によって検出される吸気温度が規定温度α以上であるか否かが判定される。
【００２６】
吸気温度が規定温度α未満である場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、制御装置１０は、処理をステップＳ２０２に進める。ステップＳ２０２では、バイパス制御部１２を通じてバイパスバルブ７２を閉弁させる。続くステップＳ２０３では、ＥＧＲ制御部１１を通じてＥＧＲバルブ６２を閉弁させる。そして、本ルーチンが終了される。
【００２７】
一方、吸気温度が規定温度α以上である場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、制御装置１０は、処理をステップＳ２０４に進める。ステップＳ２０４では、バイパス制御部１２を通じてバイパスバルブ７２を閉弁する。続くステップＳ２０５では、ＥＧＲ制御部１１を通じてＥＧＲバルブ６２を開弁させる。そして、本ルーチンが終了される。
【００２８】
次に、本実施形態にかかる制御装置１０による作用とともに、その効果について説明する。
吸気温度が低いときにはＥＧＲガスが吸気通路３０内の空気と合流することに伴って凝縮水が発生しやすい。これに対して、制御装置１０によれば、吸気温度が規定温度α未満であるときには、エコノミーモードが選択されている場合にも、通常モードが選択されている場合にも、ＥＧＲバルブ６２が閉弁され（ステップＳ１０５，ステップＳ２０３）、ＥＧＲガスが吸気通路３０に還流されなくなる。そのため、ＥＧＲガスが吸気通路３０内の空気と合流することに伴って発生する凝縮水について、その発生を抑制することができる。
【００２９】
また、エコノミーモードが選択されている場合には、温度センサ８１によって検出される吸気温度が規定温度α未満のときに、図２を参照して説明したステップＳ１０４の処理が実行され、コンプレッサループ制御が実行される。その結果、コンプレッサループ制御を実行することによって吸気の圧縮を繰り返し、吸気通路３０内の温度を速やかに上昇させることができる。なお、エコノミーモードが選択されていない場合、つまり通常モードが選択されている場合には、図３を参照して説明したステップＳ２０２の処理が実行され、バイパスバルブ７２が閉弁される。すなわち、この制御装置１０では、エコノミーモードが選択されていない場合には、吸気温度が規定温度α未満であっても、コンプレッサループ制御を実行しない。
【００３０】
このように、制御装置１０では、エコノミーモードが選択されているときに限ってコンプレッサループ制御を実行するようにしている。エコノミーモードが選択されているということは、運転者が燃料消費量の抑制を優先した機関運転制御を望んでいる状況であるといえる。こうした状況であれば、コンプレッサ５１の下流側から上流側へと空気の一部が導入されることに伴って過給圧が低下して内燃機関２０の出力が低下するとしても、運転者にとっては、自らのモード選択によって燃料消費量を優先した機関運転制御が行われていると認識しやすくなる。そのため、出力が低下することに伴う違和感を、運転者に与えてしまうことを抑制できる。
【００３１】
なお、エコノミーモードが選択されている場合であって吸気温度が規定温度α未満であるときには、上記のように、コンプレッサループ制御を実行することによって吸気通路３０内の温度を速やかに上昇させることができる。そのため、コンプレッサループ制御を実行しない場合と比較して短期間に、吸気温度を規定温度α以上まで上昇させてＥＧＲガスを吸気通路３０に導入することのできる状態にすることができる。すなわち、排気の還流が行われず、燃料消費量が増大してしまう状態を速やかに解消することができる。したがって、エコノミーモードが選択されているときに運転者の意向に沿って燃料消費量の抑制を優先した機関運転制御を実現することができる。
【００３２】
なお、吸気温度が規定温度α以上であるときには、エコノミーモードが選択されている場合にも、通常モードが選択されている場合にも、ＥＧＲバルブ６２が開弁され（ステップＳ１０７，ステップＳ２０５）、ＥＧＲガスが吸気通路３０に還流される。吸気温度が規定温度α以上であれば、ＥＧＲガスが吸気通路３０に導入されるとしても凝縮水が発生しにくい。そのため、吸気温度が規定温度α以上であれば、凝縮水の発生を抑制しつつＥＧＲガスを吸気通路３０に導入することができ、燃料消費量の抑制を図ることができる。
【００３３】
なお、本実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・制御装置１０が、内燃機関２０が搭載される車両に設けられる表示装置を制御し、選択されている運転モードを表示して運転者に報知するようにしてもよい。こうした構成であれば、選択している運転モードを運転者が把握しやすくなり、運転者が違和感を覚えることをより抑制することができる。なお、表示装置の例としては、メーターパネル内に設けられたディスプレイや、カーナビゲーションシステムの表示画面等が挙げられる。
【００３４】
・エコボタン９２が、選択されている運転モードを運転者に報知する機能を有していてもよい。例えば、エコボタン９２が、入力状態がオンになっているときに点灯する等、エコボタン９２の入力状態を表示する表示部を備えていてもよい。この場合にも、選択している運転モードを運転者が把握しやすくなり、運転者が違和感を覚えることをより抑制することができる。
【００３５】
・上記実施形態では、図２のステップＳ１０１にて、モード検知部１４が検知するエコボタン９２の入力状態に基づいて何れの運転モードが選択されているかを判定した。モード検知部１４は、機関制御部１３が実行している機関運転制御に基づいて何れの運転モードが選択されているかを判定してもよい。
【００３６】
・図２のステップＳ１０２にて実行する通常モード時処理として、図３を参照して説明したルーチンに従った処理を実行する代わりに、バイパスバルブ７２を閉弁する処理とＥＧＲバルブ６２を閉弁する処理とを実行してもよい。つまり、エコノミーモードが選択されていないときには、吸気温度が規定温度α以上であるか否かに拘わらず、コンプレッサループ制御を実行しないとともに、ＥＧＲガスを吸気通路３０に導入しないようにしてもよい。こうした構成においても上記実施形態と同様に、吸気温度が規定温度α未満であっても、エコノミーモードが選択されていないときにはコンプレッサループ制御が実行されず、エコノミーモードが選択されているときに限ってコンプレッサループ制御が実行される。したがって、コンプレッサの下流側から上流側へと空気の一部を導入することに伴う違和感を、内燃機関が搭載された車両の運転者に対して与えることを抑制することができる。また、エコノミーモードが選択されているときにのみ、ＥＧＲガスが吸気通路３０に導入されるようになるため、排気が還流されることによって内燃機関２０の出力が低下したとしても、運転者に違和感を与えることが抑制される。
【００３７】
・通常モード及びエコノミーモード以外の他の運転モードがさらに設定されており、通常モード及びエコノミーモードを含むそれら複数の運転モードの中から選択された運転モードに基づいて内燃機関２０の機関運転制御を実行する制御装置１０であってもよい。この場合にも、通常モードを含む他のどの運転モードよりも燃料消費量を抑制するエコノミーモードが選択されているときに限ってコンプレッサループ制御を実行するように構成すればよい。こうした構成においても上記実施形態と同様に、コンプレッサの下流側から上流側へと空気の一部を導入することに伴う違和感を、内燃機関２０が搭載された車両の運転者に対して与えることを抑制することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０…制御装置、１１…ＥＧＲ制御部、１２…バイパス制御部、１３…機関制御部、１４…モード検知部、２０…内燃機関、３０…吸気通路、３１…スロットルバルブ、４０…排気通路、５０…排気タービン式過給機、５１…コンプレッサ、５２…タービン、６０…低圧ループＥＧＲ機構、６１…ＥＧＲ通路、６２…ＥＧＲバルブ、６３…ＥＧＲクーラ、７０…エアバイパス機構、７１…エアバイパス通路、７２…バイパスバルブ、８１…温度センサ、９１…アクセルセンサ、９２…エコボタン。
【図１】
2017129060.tif 000003
【図２】
2017129060.tif 000004
【図３】
2017129060.tif 000005