JP2009057849A - 内燃機関装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の排気を吸気側に供給可能な排気供給装置を備える内燃機関装置において、排気供給装置に付着する異物の付着量をより適正に推定すると共に排気供給装置の異物の付着量が多くなったときでも内燃機関をより適正に運転する。
【解決手段】ＥＧＲバルブ開度ＥＶが０％より大きいときに空燃比ＡＦとＥＧＲバルブ開度ＥＶとに基づいて積算した付着量推定積算値Ｄｅｐが閾値Ｄｅｐｒｅｆ未満のときには（Ｓ１３０）、ＥＧＲを実行するための条件に応じてＥＧＲを伴ってエンジン２２を運転制御し（Ｓ１４０〜Ｓ２３０）、付着量推定積算値Ｄｅｐが閾値Ｄｅｐｒｅｆ以上のときには（Ｓ１３０）、ＥＧＲを停止してエンジン２２を運転制御する（１６０〜Ｓ２３０）。これにより、ＥＧＲバルブに付着するデポジットの付着量をより適正に推定できると共にデポジットの付着量が多くなったときでもエンジンを適正に運転できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関装置の制御方法に関し、詳しくは、内燃機関とこの内燃機関の排気をその吸気系に供給可能な排気供給手段とを備える内燃機関装置およびこれを搭載する車両並びにこうした内燃機関装置の制御方法に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、排気の吸気系への供給量を調節するＥＧＲ制御弁を備え、内燃機関の吸気系に設けられたサージタンク内の絶対圧に基づいて吸気弁のかさ部背面に付着するデポジットの付着量を検出す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、吸気弁のかさ部背面に付着するデポジットの付着量が多くなるとサージタンク内の絶対圧が大きくなることに基づいてデポジットの付着量を検出している。
特開平１０−４７１２０号公報

上述したような排気を吸気系に供給可能な内燃機関を備える内燃機関装置では、排気を吸気系に供給する排気供給系が備えるバルブなどに煤などの異物が付着し、その付着量が多くなると制御上の排気の吸気系への供給量と実際の供給量とが異なり、内燃機関を適正に運転することが困難になる。このため、排気供給系に付着する異物の付着量をより適正に推定する必要がある。また、エミッションの悪化を抑制したり内燃機関から効率よく動力を出力するために、排気供給系の異物の付着量が多くなったときでも内燃機関をより適正に運転することも望まれる。

本発明の内燃機関装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関装置の制御方法は、排気供給系に付着する異物の付着量をより適正に推定すると共に排気供給系の異物の付着量が多くなったときでも内燃機関をより適正に運転することを主目的とする。

本発明の内燃機関装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関装置の制御方法は、上述の主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可能な排気供給手段と、を備える内燃機関装置であって、
前記排気供給手段によって排気を吸気系に供給しているときに少なくとも前記内燃機関の空燃比に基づいて前記排気供給手段に付着する異物の付着量を判定するためのパラメータである付着量推定パラメータを積算する付着量推定パラメータ積算手段と、
前記積算された付着量推定パラメータが所定値未満のときには必要に応じて前記排気供給手段による排気の吸気系への供給を伴って前記内燃機関を運転制御し、前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値以上のときには前記排気供給手段による排気の吸気系への供給を停止した状態で前記内燃機関を運転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、内燃機関の排気をその吸気系に供給可能な排気供給手段によって排気を吸気系に供給しているときに少なくとも内燃機関の空燃比に基づいて排気供給手段に付着する異物の付着量を判定するためのパラメータである付着量推定パラメータを積算し、この積算された付着量推定パラメータが所定値未満のときには必要に応じて排気供給手段による排気の吸気系への供給を伴って内燃機関を運転制御し、積算された付着量推定パラメータが所定値以上のときには排気供給手段による排気の吸気系への供給を停止した状態で内燃機関を運転制御する。内燃機関の空燃比に基づいて付着量推定パラメータを積算するから、排気供給手段に付着する異物の付着量をより適正に推定することができる。また、付着量推定パラメータが所定値以上のときには排気供給手段による排気の吸気系への供給を停止した状態で内燃機関を運転制御するから、排気供給手段に付着する異物の付着量が多くなったときでも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、前記制御手段は、前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値以上のときに前記内燃機関を所定負荷以上の高負荷で運転するときには前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値未満のときに前記内燃機関を前記高負荷で運転するときに比して前記内燃機関における燃料噴射量が多くなるよう該内燃機関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、排気供給手段による排気の吸気系への供給を停止したことに伴う不都合、例えば出力不足や内燃機関の失火などを抑制することができ、内燃機関をより適正に運転することができる。この場合、前記制御手段は、前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値以上のときに前記内燃機関を前記高負荷で運転するときには前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値未満のときに前記内燃機関を前記高負荷で運転するときの燃料噴射量より所定の燃料噴射増量だけ多い燃料噴射量を噴射して前記内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。

また、本発明の内燃機関装置において、前記付着量推定パラメータ積算手段は、前記内燃機関の空燃比が小さいほど前記付着量推定パラメータが大きくなるよう積算する手段であるものとすることもできる。これは、空燃比が小さいほど吸入空気量に対する燃料噴射量の比率が大きくなり、煤などの付着物が発生しやすくなることに基づく。

さらに、本発明の内燃機関装置において、前記付着量推定パラメータ積算手段は、前記排気供給手段による排気の吸気系への供給量が大きいほど前記付着量推定パラメータが大きくなるよう積算する手段であるものとすることもできる。これは、排気の吸気系への供給量が大きいほど、排気供給手段に流れる煤などの付着物が多くなることに基づく。

あるいは、本発明の内燃機関装置において、前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値以上に至ったのを報知する報知手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、排気供給手段に付着する異物の付着量が多くなって排気供給手段による排気の吸気系への供給を停止しているのを知らしめることができる。

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可能な排気供給手段と、を備える内燃機関装置であって、前記排気供給手段によって排気を吸気系に供給しているときに少なくとも前記内燃機関の空燃比に基づいて前記排気供給手段に付着する異物の付着量を判定するためのパラメータである付着量推定パラメータを積算する付着量推定パラメータ積算手段と、前記積算された付着量推定パラメータが所定値未満のときには必要に応じて前記排気供給手段による排気の吸気系への供給を伴って前記内燃機関を運転制御し、前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値以上のときには前記排気供給手段による排気の吸気系への供給を停止した状態で前記内燃機関を運転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ことを要旨とする。

この本発明の車両では、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、排気供給手段に付着する異物の付着量をより適正に推定することができる効果や排気供給手段に付着する異物の付着量が多くなったときでも内燃機関をより適正に運転する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可能な排気供給手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
（ａ）前記排気供給手段によって排気を吸気系に供給しているときに少なくとも前記内燃機関の空燃比に基づいて前記排気供給手段に付着する異物の付着量を判定するためのパラメータである付着量推定パラメータを積算し、
（ｂ）前記積算された付着量推定パラメータが所定値未満のときには必要に応じて前記排気供給手段による排気の吸気系への供給を伴って前記内燃機関を運転制御し、前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値以上のときには前記排気供給手段による排気の吸気系への供給を停止した状態で前記内燃機関を運転制御する、
ことを特徴とする。

本発明の内燃機関装置の制御方法では、内燃機関の排気をその吸気系に供給可能な排気供給手段によって排気を吸気系に供給しているときに少なくとも内燃機関の空燃比に基づいて排気供給手段に付着する異物の付着量を判定するためのパラメータである付着量推定パラメータを積算し、この積算された付着量推定パラメータが所定値未満のときには必要に応じて排気供給手段による排気の吸気系への供給を伴って内燃機関を運転制御し、積算された付着量推定パラメータが所定値以上のときには排気供給手段による排気の吸気系への供給を停止した状態で内燃機関を運転制御する。内燃機関の空燃比に基づいて付着量推定パラメータを積算するから、排気供給手段に付着する異物の付着量をより適正に推定することができる。また、付着量推定パラメータが所定値以上のときには排気供給手段による排気の吸気系への供給を停止した状態で内燃機関を運転制御するから、排気供給手段に付着する異物の付着量が多くなったときでも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６８を介して駆動輪６９ａ，６９ｂとに接続されたオートマチックトランスミッション６６と、このオートマチックトランスミッション６８をコントロールする図示しないオートマトランスミッション用電子制御ユニットと、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。この浄化装置３４の後段には、排気を吸気側に供給するＥＧＲ管５２が取り付けられており、エンジン２２は、不燃焼ガスとしての排気を吸気側に供給して空気と排気とガソリン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。このエンジン２２の吸気側に供給する排気の量はＥＧＲバルブ５４により調整される。以下、エンジン２２の排気を吸気側に供給することをＥＧＲという。

電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７１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、ＣＰＵ７１の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７３と、格納したデータを保持するフラッシュメモリ７４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，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エアフローメータ４８からの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ４９からの吸気温，浄化装置３４に取り付けられた触媒温度センサ３４ａからの触媒温度Ｔｃ，空燃比センサ３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ３５ｂからの酸素信号，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，ＥＧＲバルブ５４の開度を検出するＥＧＲバルブ開度センサ５５からのＥＧＲバルブ開度ＥＶ，ＥＧＲ管５２内のＥＧＲガスの温度を検出する温度センサ５６からのＥＧＲガス温度，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，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８８からの車速Ｖ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５０への制御信号，吸気側に供給する排気の供給量を調節するＥＧＲバルブ５４への駆動信号，警告灯９０への点灯信号など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。

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、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やエアフローメータ４８からの吸入空気量Ｑａ，水温センサ４２からの冷却水温Ｔｗ，エンジン回転数Ｎｅ，ＥＧＲバルブ開度センサ５５からのＥＧＲバルブ開度ＥＶ，空燃比センサ３５ａからの空燃比ＡＦなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。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からの信号に基づいて図示しない回転数演算ルーチンにより演算されたものを入力するものとした。なお、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが０％のときには、ＥＧＲバルブ５４が全閉であり、エンジン２２の排気は吸気側に供給されない。

こうしてデータを入力すると、図３に例示するＥＧＲ停止判定フラグ設定処理によりＥＧＲを停止する必要があるか否かを示すＥＧＲ停止判定フラグＦ１を設定する（ステップＳ１１０）。ここで、ＥＧＲ停止判定フラグＦ１は、ＥＧＲを停止する必要があると判定されたときに値１が設定され、ＥＧＲを停止する必要はないと判定されたときに値０が設定されるフラグである。以下、図２の運転制御ルーチンの説明を一旦中断し、図３のＥＧＲ停止判定フラグ設定処理について説明する。

ＥＧＲ停止判定フラグ設定処理では、まず、ＥＧＲバルブ開度ＥＶの値を調べ（ステップＳ３００）、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが０％のときには、ＥＧＲバルブ５４にデポジットが付着することはないと判断し、ＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットの付着量を推定するために用いられる付着量推定積算値Ｄｅｐに前回この処理を実行したときに設定した付着量推定積算値（前回Ｄｅｐ）を設定する（ステップＳ３１０）。ここで、付着量推定積算値Ｄｅｐは、実施例では、イグニッションオフされてもリセットされないようにフラッシュメモリ７４に記憶されるものとし、ＥＧＲバルブ５４の交換や洗浄が行なわれたときに値０にリセットされるものとした。一方、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが０％より大きいときには、ＥＧＲバルブ５４にデポジットが付着することがあると判断し、ＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットの付着量を推定するのに用いる補正係数ｋ１，ｋ２を設定し（ステップＳ３２０）、前回の付着量推定積算値（前回Ｄｅｐ）に基準値Ｄｅｐ０（例えば、値１）と補正係数ｋ１，ｋ２との積を加えることにより付着量推定積算値Ｄｅｐを計算する（ステップＳ３３０）。実施例では、補正係数ｋ１は空燃比ＡＦに基づいて設定するものとし、補正係数ｋ２はバルブ開度ＥＶに基づいて設定するものとした。空燃比ＡＦと補正係数ｋ１との関係の一例を図４に示し、ＥＧＲバルブ開度ＥＶと補正係数ｋ２との関係の一例を図５に示す。図４の例では、空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ（例えば、理論空燃比）以上の領域ではＥＧＲバルブ５４にデポジットが付着する可能性は低いとして補正係数ｋ１に値０を設定するものとし、空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満の領域では空燃比ＡＦが小さいほど大きくなる傾向に補正係数ｋ１を設定するものとした。これは、空燃比ＡＦが小さいほど吸入空気量に対する燃料噴射量の比率が大きくなって煤などの付着物が発生しやすくなり、ＥＧＲバルブ５４にデポジットが付着する量も多くなることに基づく。また、図５の例では、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが大きいほど大きくなる傾向に補正係数ｋ２を設定するものとした。これは、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが大きいほどＥＧＲ管５２を流れる排気量が多くなり、ＥＧＲバルブ５４にデポジットが付着する量が多くなることに基づく。このように空燃比ＡＦやＥＧＲバルブ開度ＥＶに基づいて補正係数ｋ１，ｋ２を設定すると共に設定した補正係数ｋ１，ｋ２を用いて付着量推定積算値Ｄｅｐを設定することにより、ＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットの付着量をより適正に推定することができる。

こうして付着量推定積算値Ｄｅｐを設定すると、設定した付着量推定積算値Ｄｅｐを閾値Ｄｅｐｒｅｆと比較する（ステップＳ３４０）。ここで、閾値Ｄｅｐｒｅｆは、ＥＧＲを良好に行なうことができるか否かを判定するために用いられるものであり、エンジン２２やＥＧＲ管５２，ＥＧＲバルブ５４の特性などに基づいて予め実験などにより定めることができる。付着量推定積算値Ｄｅｐが閾値Ｄｅｐｒｅｆ未満のときには、ＥＧＲを良好に行なうことができると判断してＥＧＲを停止する必要があるか否かを示すＥＧＲ停止判定フラグＦ１に値０を設定して（ステップＳ３５０）、ＥＧＲ停止判定フラグ設定処理を終了し、付着量推定積算値Ｄｅｐが閾値Ｄｅｐｒｅｆ以上のときには、ＥＧＲバルブ５４に付着したデポジットの付着量が多くなりＥＧＲを良好に行なうことができないと判断して警告灯９０を点灯すると共に（ステップＳ３６０）、ＥＧＲ停止判定フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ３７０）、ＥＧＲ停止判定フラグ設定処理を終了する。これにより、付着量推定積算値Ｄｅｐに基づいてＥＧＲを停止する必要があるか否かをより適正に判定することができる。また、ＥＧＲバルブ５４に付着したデポジットによりＥＧＲを良好に行なうことができないときには、ＥＧＲバルブ５４の交換や清掃が必要な旨を警告灯９０により運転者に報知することができる。

以上、ＥＧＲ停止判定フラグ設定処理について説明した。図２の運転制御ルーチンの説明に戻る。ステップＳ１１０でＥＧＲ停止判定フラグＦ１を設定すると、次に、冷却水温Ｔｗやエンジン２２の回転数Ｎｅ，吸入空気量Ｑａに基づいてＥＧＲを実行する条件であるＥＧＲ実行条件が成立しているか否かを示すＥＧＲ実行条件判定フラグＦ２を設定する（ステップＳ１２０）。実施例では、ＥＧＲ実行条件判定フラグＦ２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予め定めたＥＧＲ導入領域内にあるときにＥＧＲ実行条件が成立していると判定して値１を設定すると共に、冷却水温Ｔｗが所定温度未満のときや冷却水温Ｔｗが所定温度以上であってもエンジン２２の運転ポイントがＥＧＲ導入領域内にないときにはＥＧＲ実行条件が成立していないと判定して値０を設定するものとした。図６にＥＧＲ導入領域の一例を示す。図中、実線はエンジン２２を運転できる領域の境界を示し、斜線で示した領域がＥＧＲ導入領域を示す。

次に、ＥＧＲ停止判定フラグＦ１の値およびＥＧＲ実行条件判定フラグＦ２の値を調べる（ステップＳ１３０，Ｓ１４０）。このステップＳ１３０，Ｓ１４０の処理は、ＥＧＲを実行するか否かを判定する処理である。ＥＧＲ停止判定フラグＦ１が値０でＥＧＲ実行条件判定フラグＦ２が値１のときには、ＥＧＲを停止する必要はなくＥＧＲ実行条件が成立していると判断し、吸気側に供給する排気量の目標値である目標ＥＧＲ量Ｒ＊を吸入空気量Ｑａに基づいて設定すると共に（ステップＳ１５０）、設定した目標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の目標開度ＥＶ＊を設定し（ステップＳ１７０）、設定した開度指令ＥＶ＊でＥＧＲバルブ５４を駆動制御する（ステップＳ１８０）。ここで、目標ＥＧＲ量Ｒ＊は、例えば、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に基づいて設定することができる。また、目標ＥＧＲバルブ開度ＥＶ＊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と目標ＥＧＲバルブ開度ＥＶ＊との関係を予め実験等により定めて図示しない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目標バルブ開度ＥＶ＊を導出して設定するものとした。この場合、ＥＧＲの実行により、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を運転することができる。

ＥＧＲ停止判定フラグＦ１が値１のときや、ＥＧＲ停止判定フラグＦ１が値０であってもＥＧＲ実行条件判定フラグＦ２が値０のときには、ＥＧＲを停止する必要があるか、ＥＧＲを停止する必要はないがＥＧＲ実行条件が成立していないと判断し、目標ＥＧＲ量Ｒ＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１６０）、ＥＧＲバルブ５４の目標開度ＥＶ＊を０％に設定し（ステップＳ１７０）、ＥＧＲバルブ５４が全閉となるようＥＧＲバルブ５４を駆動制御する（ステップＳ１８０）。この場合、ＥＧＲを停止しないと、ＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットによって良好に排気を吸気側に供給することができず、制御上の値である目標ＥＧＲ量Ｒ＊と実際のＥＧＲ量Ｒとのズレが大きくなり、エンジン２２を適正に運転することが困難となることがある。実施例では、この場合にＥＧＲを停止することにより、こうした不都合を解消することができる。即ち、ＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットの付着量が多くなったときでも適正にエンジン２２を運転することができる。

次に、吸入空気量Ｑａに基づいて目標空燃比（例えば、理論空燃比など）となる基本燃料噴射量Ｑｆｂａｓｅを設定し（ステップＳ１９０）、エンジン２２が高負荷領域で運転されているか否かを示す高負荷判定フラグＦ３を設定する（ステップＳ２００）。実施例では、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予め定めた高負荷領域にあるときにエンジン２２が高負荷領域で運転されていると判定して値１を設定すると共に、エンジン２２の運転ポイントが高負荷領域にないときにはエンジン２２が高負荷領域で運転されていないと判定して値０を設定するものとした。図７に高負荷運転領域の一例を示す。図中、斜線で示した領域が高負荷領域を示す。なお、図７には、参考のために前述のＥＧＲ導入領域についても併せて示した。

こうして高負荷判定フラグＦ３を設定すると、設定した高負荷判定フラグＦ３の値を調べ（ステップＳ２１０）、高負荷判定フラグＦ３が値０のときには、エンジン２２が高負荷領域で運転されていないと判断し、目標燃料噴射量Ｑｆ＊に基本燃料噴射量Ｑｆｂａｓｅを設定すると共に（ステップＳ２２０）、アクセル開度Ａｃｃや目標燃料噴射量Ｑｆ＊などに基づいてエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御，可変バルブタイミング機構５０の開閉タイミング制御などの運転制御を行なって（ステップＳ２３０）、運転制御ルーチンを終了する。

ステップＳ２１０で高負荷判定フラグＦ３が値１のときには、エンジン２２が高負荷領域で運転されていると判断し、続いて、ＥＧＲ実行条件判定フラグＦ２の値およびＥＧＲ停止判定フラグＦ１の値を調べる（ステップＳ２４０，Ｓ２５０）。ステップＳ２４０の処理は、ＥＧＲ実行条件が成立しているか否かを判定する処理であり、ステップＳ２５０の処理は、ＥＧＲを停止する必要があるか否かを判定する処理である。ＥＧＲ実行条件判定フラグＦ２が値０のときには、ＥＧＲを実行する必要がないと判断し、ＥＧＲ停止判定フラグＦ１の値に拘わらず、基本燃料噴射量Ｑｆｂａｓｅとエンジン２２の状態に基づいて設定される燃料噴射増量Ｑｆ１との和を目標燃料噴射量Ｑｆ＊に設定すると共に（ステップＳ２６０）、アクセル開度Ａｃｃと設定した目標燃料噴射量Ｑｆ＊とに基づいてエンジン２２を運転制御して（ステップＳ２３０）、運転制御ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２４０でＥＧＲ実行条件判定フラグＦ２が値１のときに、ステップＳ２５０でＥＧＲ停止判定フラグＦ１が値０のときには、ＥＧＲ実行条件が成立してＥＧＲを停止する必要もないと判断し、基本燃料噴射量Ｑｆｂａｓｅと燃料噴射増量Ｑｆ１との和を目標燃料噴射量Ｑｆ＊に設定すると共に（ステップＳ２６０）、アクセル開度Ａｃｃや目標燃料噴射量Ｑｆ＊などに基づいてエンジン２２を運転制御して（ステップＳ２３０）、運転制御ルーチンを終了し、ステップＳ２４０でＥＧＲ実行条件判定フラグＦ２が値１のときに、ステップＳ２５０でＥＧＲ停止判定フラグＦ１が値１のときには、ＥＧＲ実行条件は成立しているがＥＧＲを停止する必要があると判断し、基本燃料噴射量Ｑｆｂａｓｅと燃料噴射増量Ｑｆ１と所定量の燃料噴射増量Ｑｆ２との和を目標燃料噴射量Ｑｆ＊に設定すると共に（ステップＳ２７０）、アクセル開度Ａｃｃや目標燃料噴射量Ｑｆ＊などに基づいてエンジン２２を運転制御して（ステップＳ２３０）、このルーチンを終了する。即ち、エンジン２２が高負荷領域で運転されているときに、ＥＧＲ実行条件が成立していないときやＥＧＲ実行条件が成立していてＥＧＲを停止する必要もないときには、基本燃料噴射量Ｑｆｂａｓｅに燃料噴射増量Ｑｆ１を加えたものを目標燃料噴射量Ｑｆ＊に設定し、ＥＧＲ実行条件が成立しているにも拘わらずＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットの付着量が多くなりＥＧＲを停止する必要が生じたときには、基本燃料噴射量Ｑｆｂａｓｅと燃料噴射増量Ｑｆ１との和にさらに燃料噴射増量Ｑｆ２を加えて目標燃料噴射量Ｑｆ＊設定するのである。こうすれば、ＥＧＲを停止したことに伴う不都合、例えば出力不足やエンジン２２の失火などを抑制することができ、エンジン２２をより適正に運転することができる。

以上説明した実施例の自動車２０によれば、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが０％より大きいとき、即ち、エンジン２２の排気を吸気側に供給するＥＧＲを実行しているときに空燃比ＡＦとＥＧＲバルブ開度ＥＶとに基づいて積算した付着量推定積算値Ｄｅｐが閾値Ｄｅｐｒｅｆ未満のときにはＥＧＲを実行するための条件に応じてＥＧＲを伴ってエンジン２２を運転制御し、演算した付着量推定積算値Ｄｅｐが閾値Ｄｅｐｒｅｆ以上となったときにはＥＧＲを停止してエンジン２２を運転制御するから、ＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットの付着量をより適正に推定することができると共にＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットの付着量が多くなったときでもエンジン２２を適正に運転することができる。

また、実施例の自動車２０によれば、エンジン２２が高負荷領域で運転されているときであってＥＧＲを実行する条件が成立しているときには、ＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットの付着量が多いためにＥＧＲを停止しているときに、ＥＧＲを実行しているときに比して燃料噴射増量Ｑｆ２だけ増量して目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定すると共に設定した目標燃料噴射量Ｑｆ＊を用いてエンジン２２を運転制御するから、排気の吸気側への供給を停止したことに伴う不都合、例えば出力不足やエンジン２２の失火などを抑制することができ、エンジン２２をより適正に運転することができる。

実施例の自動車２０では、エンジン２２が高負荷領域で運転されているときであってＥＧＲを実行する条件が成立しているときには、ＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットの付着量が多いためにＥＧＲを停止しているときに、ＥＧＲを実行しているときに比して燃料噴射増量Ｑｆ２だけ増量して目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定するものとしたが、この燃料噴射増量Ｑｆ２は、固定値に限られず、エンジン２２の回転数Ｎｅや吸入空気量Ｑａなどの種々の状態に基づいて設定されるものとしてもよい。また、エンジン２２が高負荷領域で運転されているときには、ＥＧＲを実行する条件が成立しているか否かやＥＧＲの実行を停止する必要があるか否かに拘わらず、燃料噴射量Ｑｆ２の増量を考慮せずに目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定するものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満の領域では、空燃比ＡＦが小さいほど曲線的に大きくなる傾向に補正係数ｋ１を設定するものとしたが、一定の値（例えば、値１）を補正係数ｋ１として設定するものとしてもよいし、１以上の段数をもって段階的に大きくなる傾向に補正係数ｋ１を設定するものとしてもよい。また空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ未満か否かに拘わらず空燃比ＡＦに対する全領域において空燃比ＡＦが小さいほど大きくなる傾向に補正係数ｋ１を設定するものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが大きいほど曲線的に大きくなる傾向に補正係数ｋ２を設定するものとしたが、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが０％より大きいときには、一定の値（例えば、値１）を補正係数ｋ２として設定するものとしてもよいし、１以上の段数をもって段階的に大きくなる傾向に補正係数ｋ２を設定するものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、基準値Ｄｅｐ０と補正係数ｋ１，ｋ２との積を積算して付着量推定積算値Ｄｅｐを演算するものとしたが、付着量推定積算値Ｄｅｐは少なくとも空燃比ＡＦに基づいて演算されればよいから、空燃比ＡＦに基づいて予め定めた図示しない付着量推定マップを用いて設定した値を積算して付着量推定積算値Ｄｅｐを演算するものとしてもよいし、空燃比ＡＦが閾値ＡＦｒｅｆ（例えば理論空燃比）より小さいときに所定値ずつインクリメントするカウンタにより付着量推定積算値Ｄｅｐを演算するものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、空燃比ＡＦとＥＧＲバルブ開度ＥＶに基づいて付着量推定積算値Ｄｅｐを演算するものとしたが、ＥＧＲバルブ開度ＥＶに代えて、目標ＥＧＲ量Ｒ＊や目標ＥＧＲバルブ開度ＥＶ＊など如何なる情報に基づいて付着量推定積算値Ｄｅｐを演算するものとしてもよい。

実施例の自動車２０では、デポジット推定積算値Ｄｅｐが閾値Ｄｅｐｒｅｆ以上となったときには警告灯９０が点灯するものとしたが、ＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットの付着量が多くなりＥＧＲを良好に行なうことができないことを報知することができればよいから、警告灯９０の代わりに音や光，振動など種々の手法を用いるものとしてもよい。また、こうした運転者への報知を行なわないものとしてもよい。

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如何なる車両に適用してもよく、図８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６９ａ，６９ｂ側に遊星歯車機構１３０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。

また、こうした自動車に搭載された内燃機関装置の形態として用いるものとしてもよい。さらに、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。あるいは、こうした内燃機関装置の制御方法の形態としても構わない。

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管５２やＥＧＲバルブ５４，ＥＧＲバルブ５４を制御する電子制御ユニット７０が「排気供給手段」に相当し、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが０％のときには前回の付着量推定積算値（前回Ｄｅｐ）を保持し、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが０％より大きいときには空燃比ＡＦとＥＧＲバルブ開度ＥＶとに基づいてＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットの付着量を推定するのに用いる補正係数ｋ１，ｋ２を設定すると共に前回の付着量推定積算値（前回Ｄｅｐ）に基準値Ｄｅｐ０と補正係数ｋ１，ｋ２との積を加えて付着量推定積算値Ｄｅｐを演算する図３のＥＧＲ停止判定フラグ設定処理のステップＳ３００〜Ｓ３３０の処理を実行する電子制御ユニット７０が「付着量推定パラメータ積算手段」に相当し、付着量推定積算値Ｄｅｐが閾値Ｄｅｐｒｅｆ未満のときにＥＧＲ停止判定フラグＦ１に値０を設定し、付着量推定積算値Ｄｅｐが閾値Ｄｅｐｒｅｆ以上のときにＥＧＲ停止判定フラグＦ１に値１を設定する図３のＥＧＲ停止判定フラグ設定処理のステップＳ３４０〜Ｓ３７０を実行すると共に、ＥＧＲ停止判定フラグＦ１が値０のときには、ＥＧＲ実行条件判定フラグＦ２の値に応じてＥＧＲの実行を伴ってエンジン２２を運転制御し、ＥＧＲ停止判定フラグＦ１が値１のときにはＥＧＲを停止してエンジン２２を運転制御する図３の運転制御ルーチンを実行する電子制御ユニット７０が「制御手段」に相当する。また、警告灯９０が「報知手段」に相当する。

ここで、「内燃機関」としては、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する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「排気供給手段」としては、ＥＧＲ管５２やＥＧＲバルブ５４，ＥＧＲバルブ５４を制御する電子制御ユニット７０に限定されるものではなく、内燃機関の排気を内燃機関の吸気系に供給可能であれば如何なるものとしても構わない。「付着量推定パラメータ積算手段」としては、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが０％のときには前回の付着量推定積算値（前回Ｄｅｐ）を保持し、ＥＧＲバルブ開度ＥＶが０％より大きいときには空燃比ＡＦとＥＧＲバルブ開度ＥＶとに基づいてＥＧＲバルブ５４に付着するデポジットの付着量を推定するのに用いる補正係数ｋ１，ｋ２を設定すると共に前回の付着量推定積算値（前回Ｄｅｐ）に基準値Ｄｅｐ０と補正係数ｋ１，ｋ２との積を加えて付着量推定積算値Ｄｅｐを演算するものに限定されるものではなく、排気供給手段によって排気を吸気系に供給しているときに少なくとも内燃機関の空燃比に基づいて排気供給手段に付着する異物の付着量を判定するためのパラメータである付着量推定パラメータを積算するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、付着量推定積算値Ｄｅｐが閾値Ｄｅｐｒｅｆ未満のときにＥＧＲ停止判定フラグＦ１に値０を設定してＥＧＲ実行条件判定フラグＦ２の値に応じてＥＧＲの実行を伴ってエンジン２２を運転制御し、付着量推定積算値Ｄｅｐが閾値Ｄｅｐｒｅｆ以上のときにＥＧＲ停止判定フラグＦ１に値１を設定してＥＧＲを停止してエンジン２２を運転制御するものに限定されるものではなく、エンジン２２が高負荷運転領域で運転されているときであってＥＧＲ実行条件判定フラグＦ２が値１のときには、ＥＧＲ停止判定フラグＦ１が値１のときにＥＧＲ停止判定フラグＦ１が値０のときよりも大きい目標燃料噴射量Ｑｆ＊を用いてエンジン２２を制御するものとするなど、積算された付着量推定パラメータが所定値未満のときには必要に応じて排気供給手段による排気の吸気系への供給を伴って内燃機関を運転制御し、積算された付着量推定パラメータが所定値以上のときには排気供給手段による排気の吸気系への供給を停止した状態で内燃機関を運転制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「報知手段」としては、警告灯９０に限定されるものではなく、音や光，振動など種々の手法を用いるものとしてもよく、積算された付着量推定パラメータが前記所定値以上に至ったのを報知するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、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、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に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。

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。 電子制御ユニット７０により実行される運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 電子制御ユニット７０により実行されるＥＧＲ停止判定フラグ設定処理の一例を示すフローチャートである。 空燃比ＡＦと補正係数ｋ１との関係の一例を示す説明図である。 ＥＧＲバルブ開度ＥＶと補正係数ｋ２との関係の一例を示す説明図である。 ＥＧＲ導入領域の一例を示す説明図である。 高負荷運転領域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、３４ａ 触媒温度センサ、３５ａ 空燃比センサ、 ３５ｂ 酸素センサ、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、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、４８ エアフローメータ、４９ 温度センサ、５０ 可変バルブタイミング機構、５２ ＥＧＲ管、５４ ＥＧＲバルブ、５５ ＥＧＲバルブ開度センサ、 ５６ 温度センサ、６６ オートマチックトランスミッション、６８ デファレンシャルギヤ、６９ａ，６９ｂ 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、８８ 車速センサ、９０ 警告灯、１２０ ハイブリッド自動車、１３０ 遊星歯車機構、１５０ バッテリ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (8)

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可能な排気供給手段と、を備える内燃機関装置であって、
   前記排気供給手段によって排気を吸気系に供給しているときに少なくとも前記内燃機関の空燃比に基づいて前記排気供給手段に付着する異物の付着量を判定するためのパラメータである付着量推定パラメータを積算する付着量推定パラメータ積算手段と、
   前記積算された付着量推定パラメータが所定値未満のときには必要に応じて前記排気供給手段による排気の吸気系への供給を伴って前記内燃機関を運転制御し、前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値以上のときには前記排気供給手段による排気の吸気系への供給を停止した状態で前記内燃機関を運転制御する制御手段と、
   を備える内燃機関装置。
2. 前記制御手段は、前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値以上のときに前記内燃機関を所定負荷以上の高負荷で運転するときには前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値未満のときに前記内燃機関を前記高負荷で運転するときに比して前記内燃機関における燃料噴射量が多くなるよう該内燃機関を制御する手段である請求項１記載の内燃機関装置。
3. 前記制御手段は、前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値以上のときに前記内燃機関を前記高負荷で運転するときには前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値未満のときに前記内燃機関を前記高負荷で運転するときの燃料噴射量より所定の燃料噴射増量だけ多い燃料噴射量を噴射して前記内燃機関を制御する手段である請求項２記載の内燃機関装置。
4. 前記付着量推定パラメータ積算手段は、前記内燃機関の空燃比が小さいほど前記付着量推定パラメータが大きくなるよう積算する手段である請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関装置。
5. 前記付着量推定パラメータ積算手段は、前記排気供給手段による排気の吸気系への供給量が大きいほど前記付着量推定パラメータが大きくなるよう積算する手段である請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関装置。
6. 前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値以上に至ったのを報知する報知手段を備える請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に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。
8. 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可能な排気供給手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
   （ａ）前記排気供給手段によって排気を吸気系に供給しているときに少なくとも前記内燃機関の空燃比に基づいて前記排気供給手段に付着する異物の付着量を判定するためのパラメータである付着量推定パラメータを積算し、
   （ｂ）前記積算された付着量推定パラメータが所定値未満のときには必要に応じて前記排気供給手段による排気の吸気系への供給を伴って前記内燃機関を運転制御し、前記積算された付着量推定パラメータが前記所定値以上のときには前記排気供給手段による排気の吸気系への供給を停止した状態で前記内燃機関を運転制御する、
   ことを特徴とする内燃機関装置の制御方法。

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