JP2008180180A - 内燃機関装置およびその制御方法並びに車両 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却手段の冷却能力が低下するのを抑制する。
【解決手段】エンジンを運転するのに際してＥＧＲ実行条件が成立したときに（Ｓ１１０）、冷却水温Ｔｗと外気温Ｔｏｕｔとに基づいて冷却システムの冷却能力がＥＧＲを実行したときであってもエンジンを冷却するのに必要な最低限の能力を確保することができる所定能力未満であると判定されたときには（Ｓ１３０）、排気が吸気側に供給されないようＥＧＲバルブを制御する（Ｓ１２０，Ｓ１６０）。これにより、冷却システムの冷却能力が低下するのを抑制することができる。冷却システムの冷却能力が所定能力以上であると判定されたときには（Ｓ１３０）、吸入空気量Ｑａに基づいて計算した目標ＥＧＲ量Ｒ＊をもって排気が吸気側に供給されるようＥＧＲバルブを制御する（Ｓ１４０〜Ｓ１６０）。これにより、エンジンをより適正に運転することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関装置およびその制御方法並びに車両に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、エンジンと、排気を吸気系に還流するＥＧＲシステムとを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、エンジンが所定の高負荷域で運転されるときには、ＥＧＲバルブが配置された第１の通路に排気を導入すると共に、第２のバイパス通路に配置された開閉バルブを開いて排気を導入することにより、エンジンの高負荷域で大量の排気の還流を確保しようとしている。
特開平９−２２８９０２号公報

しかしながら、上述の内燃機関装置では、ＥＧＲを実行すると高温の排気が還流するために冷却水の温度が予期せずに上昇するなど、エンジンの冷却系に期待される冷却能力を確保できなくなる場合がある。特に、エンジンを高負荷域で運転する際にＥＧＲを実行すると高温の排気が大量に還流するため、エンジンの冷却系の冷却能力が大きく低下する場合が生じ易い。

本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びに車両は、冷却手段の冷却能力が低下するのを抑制することを目的とする。

本発明の内燃機関装置およびその制御方法並びに車両は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の内燃機関装置は、
内燃機関と、
前記内燃機関の排気を該内燃機関の吸気系に供給する排気供給を行なう排気供給手段と、
前記内燃機関および前記排気供給手段を冷却する冷却手段と、
前記冷却手段の冷却能力を反映する物理量である冷却能力反映物理量を検出する冷却能力反映物理量検出手段と、
前記検出された冷却能力反映物理量に基づいて前記冷却手段の冷却能力が所定能力以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記内燃機関を運転するのに際して前記排気供給を行なう所定条件が成立したとき、前記判定手段により前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力以上であると判定されたときには前記冷却手段による冷却を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記排気供給が行なわれるよう該内燃機関と前記排気供給手段とを制御し、前記判定手段により前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力未満であると判定されたときには前記冷却手段による冷却を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記排気供給が行なわれないよう該内燃機関と前記排気供給手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の内燃機関装置では、内燃機関を運転するのに際して排気供給を行なう所定条件が成立したときには、冷却手段の冷却能力を反映する物理量である冷却能力反映物理量に基づいて冷却手段の冷却能力が所定能力以上であるか否かを判定し、冷却手段の冷却能力が所定能力以上であると判定したときには冷却手段による冷却を伴って内燃機関が運転されると共に排気供給が行なわれるよう内燃機関と排気供給手段とを制御し、冷却手段の冷却能力が所定能力未満であると判定したときには冷却手段による冷却を伴って内燃機関が運転されると共に排気供給が行なわれないよう内燃機関と排気供給手段とを制御する。これにより、冷却手段の冷却能力が所定能力未満のときには排気供給が行なわれないから、冷却手段の冷却能力が低下するのを抑制することができる。もとより、冷却手段の冷却能力が所定能力以上のときには排気供給を行なうから、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を抑制するなど、内燃機関をより適正に運転することができる。

こうした本発明の内燃機関装置において、前記冷却能力反映物理量は、前記冷却手段の冷却水の温度と外気の温度と車速と前記内燃機関の吸入空気量とのうち少なくともいずれか１つを含む物理量であるものとすることもできる。この場合、前記判定手段は、前記冷却手段の冷却水の温度が第１の温度以下である条件と外気の温度が第２の温度以下である条件と車速が所定車速よりも大きい条件と前記内燃機関の吸入空気量の所定時間内における積算量が所定量以下である条件とのうち少なくともいずれか１つを含む条件が成立したときに、前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力以上であると判定するものであるとすることもできる。こうすれば、冷却手段の冷却水の温度や外気の温度，車速，内燃機関の吸入空気量に基づいて冷却手段の冷却能力を判定することができる。

また、本発明の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記内燃機関を所定の高負荷領域で運転するのに際して前記所定条件が成立したときに、前記内燃機関が前記所定の高負荷領域で運転されるよう該内燃機関を制御すると共に前記判定手段による判定結果に応じて前記排気供給手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を所定の高負荷領域で運転するのに際して冷却手段の冷却能力が所定能力未満のときには排気供給が行なわれないから、冷却手段の冷却能力が低下するのをより確実に抑制することができる。

あるいは、本発明の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記判定手段により前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力以上であると判定されたときには、前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力に向かって低くなるほど小さな供給量をもって前記排気供給が行なわれるよう前記排気供給手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、冷却手段の冷却能力が低下するのを抑制しながら排気供給を行なうことができる。

本発明の車両は、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置、即ち、基本的には、内燃機関と、前記内燃機関の排気を該内燃機関の吸気系に供給する排気供給を行なう排気供給手段と、前記内燃機関および前記排気供給手段を冷却する冷却手段と、前記冷却手段の冷却能力を反映する物理量である冷却能力反映物理量を検出する冷却能力反映物理量検出手段と、前記検出された冷却能力反映物理量に基づいて前記冷却手段の冷却能力が所定能力以上であるか否かを判定する判定手段と、前記内燃機関を運転するのに際して前記排気供給を行なう所定条件が成立したとき、前記判定手段により前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力未満であると判定されたときには前記冷却手段による冷却を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記排気供給が行なわれないよう該内燃機関と前記排気供給手段とを制御し、前記判定手段により前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力以上であると判定されたときには前記冷却手段による冷却を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記排気供給が行なわれるよう該内燃機関と前記排気供給手段とを制御する制御手段と、を備える内燃機関装置を搭載し、前記内燃機関からの動力を用いて走行するものであることを要旨とする。

この本発明の車両によれば、上述のいずれかの態様の本発明の内燃機関装置を搭載するから、本発明の内燃機関装置が奏する効果、例えば、冷却手段の冷却能力が低下するのを抑制することができる効果や冷却手段の冷却水の温度や外気の温度，車速，内燃機関の吸入空気量に基づいて冷却手段の冷却能力を判定することができる効果，冷却手段の冷却能力が低下するのを抑制しながら排気供給を行なうことができる効果などと同様の効果を奏することができる。

本発明の内燃機関装置の制御方法は、
内燃機関と、前記内燃機関の排気を該内燃機関の吸気系に供給する排気供給を行なう排気供給手段と、前記内燃機関および前記排気供給手段を冷却する冷却手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
前記内燃機関を運転するのに際して前記排気供給を行なう所定条件が成立したとき、前記冷却手段の冷却能力を反映する物理量である冷却能力反映物理量に基づいて前記冷却手段の冷却能力が所定能力以上であるか否かを判定し、前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力以上であると判定したときには前記冷却手段による冷却を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記排気供給が行なわれるよう該内燃機関と前記排気供給手段とを制御し、前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力未満であると判定したときには前記冷却手段による冷却を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記排気供給が行なわれないよう該内燃機関と前記排気供給手段とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の内燃機関装置の制御方法では、内燃機関を運転するのに際して排気供給を行なう所定条件が成立したときには、冷却手段の冷却能力を反映する物理量である冷却能力反映物理量に基づいて冷却手段の冷却能力が所定能力以上であるか否かを判定し、冷却手段の冷却能力が所定能力以上であると判定したときには冷却手段による冷却を伴って内燃機関が運転されると共に排気供給が行なわれるよう内燃機関と排気供給手段とを制御し、冷却手段の冷却能力が所定能力未満であると判定したときには冷却手段による冷却を伴って内燃機関が運転されると共に排気供給が行なわれないよう内燃機関と排気供給手段とを制御する。これにより、冷却手段の冷却能力が所定能力未満のときには排気供給が行なわれないから、冷却手段の冷却能力が低下するのを抑制することができる。もとより、冷却手段の冷却能力が所定能力以上のときには排気供給を行なうから、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を抑制するなど、内燃機関をより適正に運転することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例である内燃機関装置を搭載した自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト３３とデファレンシャルギヤ６２を介して駆動輪６４ａ，６４ｂとに接続された変速機６０と、エンジン２２を冷却する冷却システム９０と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図示するように、エアクリーナ２３により清浄された空気をスロットルバルブ２４を介して吸入する共に燃料噴射弁２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン３２の往復運動をクランクシャフト３３の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）３４を介して外気へ排出されると共にＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）システム５０を介して吸気側に供給される。ＥＧＲシステム５０は、浄化装置３４の後段に取り付けられたＥＧＲ管５２と、ＥＧＲ管５２に配置されたＥＧＲバルブ５４とを備え、不燃焼ガスとしての排気の供給量を調整して吸気側に供給する。エンジン２２は、こうして空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。

冷却システム９０は、エンジン２２に冷却水を循環させる水冷方式の冷却系として構成され、エンジン室前方に配置されたラジエータ９２と、ラジエータ９２に取り付けられた冷却ファン９４と、冷却水を循環させるウォーターポンプ９６とを備える。冷却システム９０は、燃焼室や点火プラグ３０，ＥＧＲバルブ５４周辺（図示する破線内）に冷却水を循環させることにより、エンジン２２とＥＧＲシステム５４とを冷却する。

電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートとを備える。電子制御ユニット７０には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト３３の回転位置を検出するクランクポジションセンサ４０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ４２からの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ４３からの筒内圧力，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ４４からのカムポジション，スロットルバルブ２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ４６からのスロットル開度，吸気管に取り付けられた温度センサ４８からの吸気温，空燃比センサ３５ａからの空燃比，酸素センサ３５ｂからの酸素信号，吸気管の圧力を検出するバキュームセンサ４７からの吸気管圧Ｐｉなどの他、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８７からの車速Ｖ，車両周辺の温度を検出する外気温センサ８８からの外気温Ｔｏｕｔなどが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット７０からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁２６への駆動信号やスロットルバルブ２４のポジションを調節するスロットルモータ３６への駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイル３８への制御信号，吸気バルブ２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構４９への制御信号，ＥＧＲバルブ５４の開度を調節するステッピングモータ５５への駆動信号などの他、変速機６０への制御信号が出力ポートを介して出力されている。

次に、こうして構成された実施例の自動車２０の動作、特にエンジン２２を運転している最中の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット７０により実行されるエンジン運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

エンジン運転制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、水温センサ４２からの冷却水温Ｔｗやアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，外気温センサ８８からの外気温Ｔｏｕｔ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，エンジン２２の負荷としての吸入空気量Ｑａなど制御に必要なデータを入力し（ステップＳ１００）、入力した冷却水温Ｔｗとエンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとに基づいて排気を吸気側に供給するＥＧＲを実行するためのＥＧＲ実行条件が成立しているか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ４０からのクランクポジションに基づいて計算されたものを入力するものとした。吸入空気量Ｑａは、バキュームセンサ４７からの吸気管圧Ｐｉとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて計算されたものを入力するものとした。また、ＥＧＲ実行条件は、実施例では、冷却水温Ｔｗがエンジン２２の暖機が完了して燃焼が安定している状態を示す所定温度（例えば、６５℃や７０℃など）以上であり、且つ、エンジン２２の運転ポイントがＥＧＲ導入領域にあるときに成立するものとした。エンジン２２の運転ポイントがＥＧＲ導入領域にあるか否かは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量ＱａとＥＧＲ導入領域との関係を予め定めてＥＧＲ導入領域判定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、エンジン２２の回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑａとにより示される運転ポイントが記憶したマップのＥＧＲ導入領域内にあるか否かにより判定するものとした。図３にＥＧＲ導入領域判定用マップの一例を示す。図中、実線はエンジン２２の運転可能領域の境界を示し、点線と実線とにより囲まれた範囲がＥＧＲ導入領域を示す。

ステップＳ１１０でＥＧＲ実行条件が成立していないと判定されたときには、ＥＧＲが実行されないようＥＧＲバルブ５４の開度指令Ｉｖ＊に値０を設定し（ステップＳ１２０）、設定した値０の開度指令Ｉｖ＊でＥＧＲバルブ５４のステッピングモータ５５を駆動し（ステップＳ１６０）、入力したアクセル開度Ａｃｃに基づいてエンジン２２を運転制御して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。ここで、エンジン２２の運転制御は、アクセル開度Ａｃｃに基づいてスロットルバルブ２４のポジションを調節する吸入空気量調節制御や吸入空気量Ｑａに応じて最適な空燃比になるよう燃料噴射量を調節する燃料噴射制御，燃費が最適になるよう点火時期を調節する点火制御などにより行なわれる。

ステップＳ１１０でＥＧＲ実行条件が成立していると判定されたときには、入力した冷却水温Ｔｗと外気温Ｔｏｕｔとに基づいて冷却システム９０の冷却能力が所定能力以上であるか否か、即ち、上述したＥＧＲ導入領域のうち如何なる高回転高負荷域でエンジン２２を運転中にＥＧＲを実行したときであってもエンジン２２を冷却するのに必要な最低限の能力を確保することができる所定能力以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、冷却システム９０の冷却能力は、冷却水温Ｔｗと外気温Ｔｏｕｔと冷却システム９０の冷却能力が所定能力であることを両温度の閾値を用いて示す所定能力ラインとの関係を予め実験等により求めて所定能力判定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、与えられた冷却水温Ｔｗと外気温Ｔｏｕｔとの両方が所定能力ラインが示す両温度の閾値以下のときに所定能力以上であると判定するものとした。図４に所定能力判定用マップの一例を示す。図示するように、所定能力ラインは、第１水温Ｔｗ１（例えば、９０℃や１００℃など）未満では第２外気温Ｔｏ２（例えば、６０℃や７０℃など）が閾値であることを示す直線と、第１水温Ｔｗ１よりも高い第２水温Ｔｗ２（例えば、１１０℃や１２０℃など）では第２外気温Ｔｏ２よりも低い第１外気温Ｔｏ１（例えば、２０℃や３０℃など）が閾値であることを示す直線と、第１水温Ｔｗ１以上第２水温Ｔｗ２未満では冷却水温Ｔｗが高くなるほど第２外気温Ｔｏ２から第１外気温Ｔｏ１まで低くなる外気温Ｔｏｕｔが閾値であることを示す直線とにより構成されている。

ステップＳ１３０で冷却システム９０の冷却能力が所定能力以上であると判定されたときには、供給する排気の目標流量である目標ＥＧＲ量Ｒ＊を入力した吸入空気量Ｑａに基づいて計算し（ステップＳ１４０）、計算した目標ＥＧＲ量Ｒ＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいてＥＧＲバルブ５４の開度指令Ｉｖ＊を設定し（ステップＳ１５０）、設定した開度指令Ｉｖ＊でＥＧＲバルブ５４を制御すると共に入力したアクセル開度Ａｃｃに基づいてエンジン２２を運転制御して（ステップＳ１６０，Ｓ１７０）、本ルーチンを終了する。ここで、目標ＥＧＲ量Ｒ＊は、ＥＧＲ率（Ｒ＊／（Ｑａ＋Ｒ＊））が予め定められた所定比率（例えば、５％や１０％など）になるよう吸入空気量Ｑａに基づいて計算することができる。ＥＧＲバルブ５４の開度指令Ｉｖ＊の設定は、実施例では、目標ＥＧＲ量Ｒ＊とエンジン２２の回転数Ｎｅと開度指令Ｉｖ＊との関係を予め実験等により求めて開度指令設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、目標ＥＧＲ量Ｒ＊とエンジン２２の回転数Ｎｅとが与えられると、記憶したマップから対応する開度指令Ｉｖ＊を導出して設定するものとした。このように、ＥＧＲ実行条件が成立すると共に冷却能力が所定能力以上のときにはＥＧＲが実行されるから、不燃焼ガスとしての排気中の炭化水素（ＨＣ）を再燃焼させて燃費を向上させると共に高濃度の窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されるのを抑制してエンジン２２をより適正に運転することができる。

ステップＳ１３０で冷却システム９０の冷却能力が所定能力未満であると判定されたときには、値０の開度指令Ｉｖ＊でＥＧＲバルブ５４を制御すると共に入力したアクセル開度Ａｃｃに基づいてエンジン２２を運転制御して（ステップＳ１２０，Ｓ１６０，Ｓ１７０）、本ルーチンを終了する。このように、ＥＧＲ実行条件が成立しているときであっても冷却システム９０の冷却能力が所定能力未満のときにはＥＧＲが実行されないから、冷却負荷となる高温の排気を還流させないようにすることができ、冷却システム９０の冷却能力が低下するのを抑制することができる。また、所定能力として、ＥＧＲ導入領域のうち如何なる高回転高負荷域でエンジン２２を運転中にＥＧＲを実行したときであってもエンジン２２を冷却するのに必要な最低限の能力を確保することができる所定能力を用いて判定したから、冷却システム９０の冷却能力が所定能力未満のときにＥＧＲを実行しないことにより、冷却システム９０によりエンジン２２を冷却するのに期待される冷却能力を確保することができる。

以上説明した実施例の自動車２０によれば、冷却システム９０の冷却能力が所定能力未満のときには、ＥＧＲ実行条件が成立しているときであってもＥＧＲが実行されないから、冷却システム９０の冷却能力が低下するのを抑制することができる。もとより、ＥＧＲ実行条件が成立すると共に冷却システム９０の冷却能力が所定能力以上のときにはＥＧＲが実行されるから、エンジン２２をより適正に運転することができる。また、冷却水温Ｔｗや外気温Ｔｏｕｔに基づいて冷却システム９０の冷却能力を判定することができる。

実施例の自動車２０では、ＥＧＲ実行条件は、冷却水温Ｔｗが所定温度以上であり且つエンジン２２がＥＧＲ導入領域で運転されているときに成立するものとしたが、エンジン２２がＥＧＲ導入領域で運転されているときであれば、冷却水温Ｔｗの条件にかかわらずに成立するものとしてもよいし、冷却水温Ｔｗの条件に代えて又は加えて異なる条件が成立したときに成立するものとしても構わない。

実施例の自動車２０では、冷却システム９０の冷却能力を、冷却水温Ｔｗと外気温Ｔｏｕｔとを用いて判定するものとしたが、冷却水温Ｔｗと外気温Ｔｏｕｔとのうち一方のみを用いて判定するものとしてもよいし、冷却水温Ｔｗや外気温Ｔｏｕｔに代えて又は加えて車速Ｖと吸入空気量Ｑａとのうち一方若しくは両方を用いて判定するものとしてもよいし、これらと異なる物理量を用いて判定するものとしてもよい。車速Ｖや吸入空気量Ｑａを用いて判定する場合、車速Ｖが所定車速よりも大きいときや吸入空気量Ｑａの所定時間内における積算量が所定量以下のときに、冷却システム９０の冷却能力が所定能力以上であると判定するものとすればよい。

実施例の自動車２０では、エンジン２２の運転領域に拘わらすにＥＧＲ実行条件が成立しているときには冷却システム９０の冷却能力の判定結果に応じてＥＧＲを実行するか否かを判断するものとしたが、エンジン２２を高負荷領域で運転すると共にＥＧＲ実行条件が成立しているときに冷却システム９０の冷却能力の判定結果に応じてＥＧＲを実行するか否かを判断するものとしてもよい。この場合、図２のルーチンに代えて、図５のエンジン運転制御ルーチンを実行すればよい。図５のルーチンでは、図２のルーチンと同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明を省略する。ＥＧＲ実行条件が成立していると判定されたときには（ステップＳ１１０）、エンジン２２が所定の高負荷領域で運転されているかを上述したＥＧＲ導入領域判定用マップに予め定めた所定の高負荷領域を表した図６に例示する高負荷運転判定用マップを用いて判定し（ステップＳ２００）、エンジン２２が所定の高負荷領域で運転されていないと判定されたときには、冷却システム９０の冷却能力を判定することなくＥＧＲを実行してエンジン２２を運転し（ステップＳ１４０〜Ｓ１７０）、エンジン２２が所定の高負荷領域で運転されていると判定されたときには、冷却システム９０の冷却能力の判定結果に応じてＥＧＲを実行するか否かを判断してエンジン２２を運転する（ステップＳ１３０，Ｓ１２０，Ｓ１４０〜Ｓ１７０）。こうすれば、エンジン２２を所定の高負荷領域で運転するのに際して冷却システム９０の冷却能力が所定能力未満のときにはＥＧＲが実行されないから、冷却システム９０の冷却能力が低下するのをより確実に抑制することができる。

実施例の自動車２０では、冷却システム９０の冷却能力が所定能力以上と判定されたときには、ＥＧＲ率が所定比率になるよう吸入空気量Ｑａを用いて目標ＥＧＲ量Ｒ＊を計算すると共に計算した目標ＥＧＲ量Ｒ＊に基づいて開度指令Ｉｖ＊を設定するものとしたが、冷却システム９０の冷却能力が所定能力に向かって低くなるほど小さな供給量としての目標ＥＧＲ量Ｒ＊を計算すると共に計算した目標ＥＧＲ量Ｒ＊に基づいて開度指令Ｉｖ＊を設定するものとしてもよい。この場合、図２のルーチンに代えて、図７のエンジン運転制御ルーチンを実行すればよい。図７のルーチンでは、図２のルーチンと同一の処理については同一のステップ番号を付し、その詳細な説明を省略する。冷却システム９０の冷却能力が所定能力以上のときには（ステップＳ１３０）、冷却水温Ｔｗと外気温Ｔｏｕｔとに基づいて冷却システム９０の冷却能力が所定能力に向かって低くなるほど小さくなる値１以下の正の係数αを図８に例示する係数設定用マップを用いて設定し（ステップＳ３００）、ＥＧＲ率が所定比率になるよう吸入空気量Ｑａを用いて計算した仮の目標ＥＧＲ量に設定した係数αを乗じることにより目標ＥＧＲ量Ｒ＊を計算し（ステップＳ３１０）、計算した目標ＥＧＲ量Ｒ＊に基づいてＥＧＲバルブ５４の開度指令Ｉｖ＊を設定する（ステップＳ１５０）。ここで、図８に例示する係数設定用マップにおいて、係数αは、冷却水温Ｔｗおよび外気温Ｔｏｕｔが上述した所定能力ラインが示す両温度の閾値に向かって高くなるほど小さくなるよう定められている。こうすれば、冷却システム９０の冷却能力が所定能力以上のときにＥＧＲを実行するときであっても、吸気側への排気の供給量を抑制しながらＥＧＲを実行するから、冷却システム９０の冷却能力が低下するのを抑制しながらＥＧＲを実行することができる。

実施例では、エンジン２２からの動力を用いて走行する自動車２０に適用して説明したが、エンジン２２からの動力を用いて走行する車両であればいかなる車両に適用してもよく、図９の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、駆動輪側に遊星歯車機構１２８を介して動力を出力するエンジン２２およびモータＭＧ１と、同じく駆動輪側に動力を入出力可能なモータＭＧ２とを備える車両に適用するものとしてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、ＥＧＲシステム５０が「排気供給手段」に相当し、エンジン２２とＥＧＲシステム５０とを冷却する冷却システム９０が「冷却手段」に相当し、冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ４２と外気温Ｔｏｕｔを検出する外気温センサ８８とが「冷却能力反映物理量検出手段」に相当し、冷却水温Ｔｗと外気温Ｔｏｕｔとに基づいて冷却システム９０の冷却能力が所定能力以上であるか否かを判定するステップＳ１３０の処理を実行する電子制御ユニット７０が「判定手段」に相当し、ＥＧＲ実行条件が成立しているときに冷却システム９０の冷却能力が所定能力以上のときには吸入空気量Ｑａに基づいて設定した目標ＥＧＲ量Ｒ＊でＥＧＲが実行されるよう設定した開度指令Ｉｖ＊でＥＧＲバルブ５４を制御するステップＳ１４０〜Ｓ１６０の処理や冷却システム９０の冷却能力が所定能力未満のときにはＥＧＲが実行されないよう設定した値０の開度指令Ｉｖ＊でＥＧＲバルブ５４を制御するステップＳ１２０，Ｓ１６０の処理，アクセル開度Ａｃｃに基づいてエンジン２２を運転制御するステップＳ１７０の処理を実行する電子制御ユニット７０が「制御手段」に相当する。なお、実施例の要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、実施例の要素をもって課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明のついての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

また、こうした自動車に搭載された内燃機関装置に限定されるものではなく、列車などの自動車以外の車両を含む移動体に搭載された内燃機関や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関などの内燃機関装置としてもよいし、内燃機関装置の制御方法の形態としても構わない。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明
はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、内燃機関装置や車両の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例である自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例の電子制御ユニット７０により実行されるエンジン運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ＥＧＲ導入領域判定用マップの一例を示す説明図である。 所定能力判定用マップの一例を示す説明図である。 変形例の電子制御ユニット７０により実行されるエンジン運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 高負荷運転判定用マップの一例を示す説明図である。 変形例の電子制御ユニット７０により実行されるエンジン運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 係数設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０ 自動車、２２ エンジン、２３ エアクリーナ、２４ スロットルバルブ、２６ 燃料噴射弁、２８ 吸気バルブ、３０ 点火プラグ、３２ ピストン、３３ クランクシャフト、３４ 浄化装置、３６ スロットルモータ、３８ イグニッションコイル、４０ クランクポジションセンサ、４２ 水温センサ、４３ 圧力センサ、４４ カムポジションセンサ、４６ スロットルバルブポジションセンサ、４７ バキュームセンサ、４８ 温度センサ、４９ 可変バルブタイミング機構、５２ ＥＧＲ管、５４ ＥＧＲバルブ、５５ ステッピングモータ、６０ 変速機、６２ デファレンシャルギヤ、６４ａ，６４ｂ 駆動輪、７０ 電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８７ 車速センサ、８８ 外気温センサ、９０ 冷却システム、９２ ラジエータ、９４ 冷却ファン、９６ ウォーターポンプ、１２０ ハイブリッド自動車、１２８ 遊星歯車機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (7)

1. 内燃機関と、
   前記内燃機関の排気を該内燃機関の吸気系に供給する排気供給を行なう排気供給手段と、
   前記内燃機関および前記排気供給手段を冷却する冷却手段と、
   前記冷却手段の冷却能力を反映する物理量である冷却能力反映物理量を検出する冷却能力反映物理量検出手段と、
   前記検出された冷却能力反映物理量に基づいて前記冷却手段の冷却能力が所定能力以上であるか否かを判定する判定手段と、
   前記内燃機関を運転するのに際して前記排気供給を行なう所定条件が成立したとき、前記判定手段により前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力以上であると判定されたときには前記冷却手段による冷却を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記排気供給が行なわれるよう該内燃機関と前記排気供給手段とを制御し、前記判定手段により前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力未満であると判定されたときには前記冷却手段による冷却を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記排気供給が行なわれないよう該内燃機関と前記排気供給手段とを制御する制御手段と、
   を備える内燃機関装置。
2. 前記冷却能力反映物理量は、前記冷却手段の冷却水の温度と外気の温度と車速と前記内燃機関の吸入空気量とのうち少なくともいずれか１つを含む物理量である請求項１記載の内燃機関装置。
3. 前記判定手段は、前記冷却手段の冷却水の温度が第１の温度以下である条件と外気の温度が第２の温度以下である条件と車速が所定車速よりも大きい条件と前記内燃機関の吸入空気量の所定時間内における積算量が所定量以下である条件とのうち少なくともいずれか１つを含む条件が成立したときに、前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力以上であると判定する手段である請求項２記載の内燃機関装置。
4. 前記制御手段は、前記内燃機関を所定の高負荷領域で運転するのに際して前記所定条件が成立したときに、前記内燃機関が前記所定の高負荷領域で運転されるよう該内燃機関を制御すると共に前記判定手段による判定結果に応じて前記排気供給手段を制御する手段である請求項１ないし３いずれか記載の内燃機関装置。
5. 前記制御手段は、前記判定手段により前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力以上であると判定されたときには、前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力に向かって低くなるほど小さな供給量をもって前記排気供給が行なわれるよう前記排気供給手段を制御する手段である請求項１ないし４いずれか記載の内燃機関装置。
6. 請求項１ないし５いずれか記載の内燃機関装置を搭載し、前記内燃機関からの動力を用いて走行する車両。
7. 内燃機関と、前記内燃機関の排気を該内燃機関の吸気系に供給する排気供給を行なう排気供給手段と、前記内燃機関および前記排気供給手段を冷却する冷却手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
   前記内燃機関を運転するのに際して前記排気供給を行なう所定条件が成立したとき、前記冷却手段の冷却能力を反映する物理量である冷却能力反映物理量に基づいて前記冷却手段の冷却能力が所定能力以上であるか否かを判定し、前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力以上であると判定したときには前記冷却手段による冷却を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記排気供給が行なわれるよう該内燃機関と前記排気供給手段とを制御し、前記冷却手段の冷却能力が前記所定能力未満であると判定したときには前記冷却手段による冷却を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記排気供給が行なわれないよう該内燃機関と前記排気供給手段とを制御する、
   ことを特徴とする内燃機関装置の制御方法。

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