JP2011220171A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気熱を利用した始動時の機関暖機性の向上と排気エミッションの悪化抑制とを好適に両立することができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】ターボチャージャのタービン下流の排気の一部を低圧ＥＧＲガスとしてターボチャージャのコンプレッサ上流の吸気通路へ還流させる低圧ＥＧＲ通路と、低圧ＥＧＲガスの流量を調節する手段と、低圧ＥＧＲガスと冷却水との間で熱交換させる低圧ＥＧＲクーラと、低圧ＥＧＲクーラを流れる冷却水の流量を調節する手段と、排気通路に配置された排気浄化触媒と、排気浄化触媒の温度を上昇させる手段と、を備え、内燃機関の冷間始動時において、排気浄化触媒の温度を上昇させ、排気浄化触媒が活性温度以上の場合に、低圧ＥＧＲガスの流量を増大させ且つ低圧ＥＧＲクーラを流れる冷却水の流量を増大させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

ターボチャージャのタービンよりも下流の排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込みターボチャージャのコンプレッサよりも上流の吸気通路へ低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ通路を備える内燃機関の排気還流装置が知られている。このような排気還流装置において、機関冷却水を用いて低圧ＥＧＲ通路内を流れる低圧ＥＧＲガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラを低圧ＥＧＲ通路に配置する構成も知られている。

内燃機関の低負荷時や冷間始動時は、内燃機関の燃焼温度が低く未燃ＨＣが発生し易い状態であるため、低圧ＥＧＲクーラで冷却された低圧ＥＧＲガスを吸気通路に還流させると未燃ＨＣの排出が増大する可能性がある。このため、内燃機関の低負荷時や冷間始動時は、低圧ＥＧＲ弁を閉弁して低圧ＥＧＲガスの還流を制限している。この場合、低圧ＥＧＲクーラを低圧ＥＧＲガスが通過しなくなるので、低圧ＥＧＲクーラにおいて低圧ＥＧＲガスから機関冷却水への熱回収が行われなくなる。そのため、排気熱を内燃機関の暖機性の向上に有効利用することができない。

これに対し、低圧ＥＧＲ通路の接続箇所より下流側の排気通路に排気絞り弁と、低圧ＥＧＲクーラで熱回収されたＥＧＲガスを排気絞り弁より下流側の排気通路に導く連通路と、を備え、冷間始動時に排気絞り弁及び低圧ＥＧＲ弁を閉じ側に制御することにより、低圧ＥＧＲガスが低圧ＥＧＲクーラを通過し且つ吸気通路に還流しないようにした内燃機関の排気還流装置が提案されている（特許文献１を参照）。この排気還流装置によれば、低圧ＥＧＲガスから回収した排気熱を利用して内燃機関の暖機性を向上させることができるとともに、未燃ＨＣの排出の増大を回避することもできる。

特開２００８−１２１６１６号公報 特開２００５−２０７２６６号公報 特開２００３−０２０９８１号公報

特許文献１に記載された発明では、低圧ＥＧＲ通路を備える排気還流装置の通常の構成に加えて、低圧ＥＧＲ通路と疎通可能に低圧ＥＧＲクーラに一端が接続され低圧ＥＧＲ通路との接続部位よりも下流の排気通路に他端が接続された連通路と、低圧ＥＧＲ通路との接続部位と連通路との接続部位との間の排気通路に配置される排気絞り弁と、を追加する必要があるため、コストや搭載性の面で課題がある。

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、排気熱を利用した始動時の機関暖機性の向上と排気エミッションの悪化抑制とを好適に両立することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明は、
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び内燃機関の吸気通路に配置されたコンプ
レッサを有するターボチャージャと、
前記タービンより下流側の排気通路の排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして前記コンプレッサより上流側の吸気通路へ還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路から吸気通路へ還流する低圧ＥＧＲガスの流量を調節する低圧ＥＧＲガス流量調節手段と、
前記低圧ＥＧＲ通路を流れる低圧ＥＧＲガスと前記内燃機関の冷却水との間で熱交換させる低圧ＥＧＲクーラと、
前記低圧ＥＧＲクーラにおいて低圧ＥＧＲガスと熱交換する冷却水の流量を調節する冷却水流量調節手段と、
前記排気通路に配置された排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒の温度を上昇させる触媒昇温手段と、
前記内燃機関の冷間始動時において、前記排気浄化触媒の温度を上昇させるよう前記触媒昇温手段を制御するとともに、前記排気浄化触媒の温度が所定の活性温度以上の場合に、前記吸気通路に還流する低圧ＥＧＲガスの流量を増大させ且つ前記低圧ＥＧＲクーラにおいて低圧ＥＧＲガスと熱交換する冷却水の流量を増大させるよう前記低圧ＥＧＲガス流量調節手段及び前記冷却水流量調節手段を制御する制御手段と、
を備える内燃機関の制御装置である。

本発明によれば、冷間始動時に低圧ＥＧＲガス流量及び低圧ＥＧＲクーラを通過する冷却水の流量が増大するので、低圧ＥＧＲガスの熱を冷却水によって積極的に回収することができる。従って、排気の熱を内燃機関の暖機に有効利用することができる。

この時、低圧ＥＧＲクーラにおいて熱回収され温度低下した低圧ＥＧＲガスが内燃機関に還流することになるため、内燃機関における燃焼温度が低下し、未燃ＨＣの排出量が増大する可能性があるが、本発明では、低圧ＥＧＲガス流量及び低圧ＥＧＲクーラを通過する冷却水流量を増大させる制御は、排気浄化触媒が活性温度以上の場合に限って行われる。

従って、内燃機関からの未燃ＨＣの排出量が増大したとしても、排気浄化触媒による後処理により好適に未燃ＨＣを浄化することが可能である。従って、本発明によれば、冷間始動時に排気の熱を有効利用して内燃機関の暖機性を向上することと、冷間始動時の排気エミッションの悪化を抑制することとを、好適に両立させることが可能になる。ここで、制御手段は、排気浄化触媒の温度が活性温度以上の場合に、活性温度より低い場合よりも多い流量に、低圧ＥＧＲガス流量及び低圧ＥＧＲクーラを通過する冷却水流量を制御するようにしても良い。

本発明において、前記制御手段は、前記排気浄化触媒の温度が所定の活性温度以上且つ前記内燃機関が減速時の場合に、前記吸気通路に還流する低圧ＥＧＲガスの流量を増大させ且つ前記低圧ＥＧＲクーラにおいて低圧ＥＧＲガスと熱交換する冷却水の流量を増大させるよう前記低圧ＥＧＲガス流量調節手段及び前記冷却水流量調節手段を制御するようにしても良い。

減速時は吸入空気量を最小限に抑えることにより、低圧ＥＧＲガス流量を最大限に増量することができるので、低圧ＥＧＲクーラにおいて低圧ＥＧＲガスの熱をより一層積極的に回収することが可能になる。これにより、冷間始動時の排気エミッションの悪化を抑制しつつ、冷間始動時の内燃機関の暖機性向上により一層排気の熱を有効利用することが可能になる。

本発明において、前記低圧ＥＧＲガス流量調節手段は、前記低圧ＥＧＲ通路の流路面積を調節する低圧ＥＧＲ弁を含み、
前記制御手段は、前記低圧ＥＧＲ弁の開度を開き側に制御することにより、前記吸気通路に還流する低圧ＥＧＲガスの流量を増大させることができる。

本発明において、前記低圧ＥＧＲガス流量調節手段は、前記低圧ＥＧＲ通路の接続部位より上流側の吸気通路の流路面積を調節する吸気絞り弁を含み、
前記制御手段は、前記吸気絞り弁の開度を閉じ側に制御することにより、前記吸気通路に還流する低圧ＥＧＲガスの流量を増大させることができる。

特に、内燃機関の減速時においては、吸気絞り弁を全閉し、低圧ＥＧＲ弁を全開にすることにより、低圧ＥＧＲガス流量を最大限に増量することが可能になる。これにより、冷間始動時の排気エミッションの悪化を抑制しつつ、冷間始動時の内燃機関の暖機性向上により一層排気の熱を有効利用することが可能になる。

本発明において、前記タービンより上流側の排気通路の排気の一部を高圧ＥＧＲガスとして前記コンプレッサより下流側の吸気通路へ還流させる高圧ＥＧＲ通路と、
前記高圧ＥＧＲ通路から吸気通路へ還流する高圧ＥＧＲガスの流量を調節する高圧ＥＧＲガス流量調節手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記排気浄化触媒の温度が所定の活性温度以上の場合に、更に、前記吸気通路に還流する高圧ＥＧＲガスの流量を減少させるよう前記高圧ＥＧＲガス流量調節手段を制御することができる。

これにより、ＥＧＲ率の変動を抑えつつ、低圧ＥＧＲガス流量を増大させることができるので、冷間始動時の排気エミッションの悪化をより確実に抑制することができ、冷間始動時の機関暖機における排気熱の有効利用との両立がより好適となる。

本発明において、前記高圧ＥＧＲガス流量調節手段は、前記高圧ＥＧＲ通路の流路面積を調節する高圧ＥＧＲ弁を含み、
前記制御手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度を閉じ側に制御することにより、前記吸気通路に還流する高圧ＥＧＲガスの流量を減少させることができる。

本発明において、前記触媒昇温手段は、前記排気浄化触媒を加熱する電気ヒータを含むことができる。

電気ヒータにより加熱される排気浄化触媒（ＥＨＣ）を備えることにより、冷間始動時の排気エミッションの後処理を好適に行うことが可能になる。

本発明によれば、排気熱を利用した始動時の機関暖機性の向上と排気エミッションの悪化抑制とを好適に両立することができる内燃機関の制御装置を提供することが可能になる。

実施例に係るエンジンシステムの概略構成を示す図である。 実施例における冷間始動時のＥＧＲ制御を実行した場合の、低圧ＥＧＲガス流量を増大させる制御及び冷却水流量を増大させる制御の実行タイミング、酸化触媒の触媒温度及び冷却水温の時間変化の一例を示す図である。 実施例における冷間始動時のＥＧＲ制御を表すフローチャートである。 実施例における冷間始動時の他のＥＧＲ制御を表すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は本実施例に係るエンジンシステムの概略構成を示す図である。図１において、エンジン１はディーゼルエンジンであり、４つの気筒２を有する。各気筒２には気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁３が備わる。各気筒２は不図示の吸気ポートを介して吸気マニホールド４に連通し、不図示の排気ポートを介して排気マニホールド５に連通する。

吸気マニホールド４には吸気通路６が接続する。吸気通路６には吸気マニホールド４に近い側から順に高圧ＥＧＲ通路２４の接続部、インタークーラ１３、ターボチャージャ１８のコンプレッサ１０、低圧ＥＧＲ通路１６の接続部、スロットル弁１２（吸気絞り弁）が配置される。

排気マニホールド５には排気通路１４が接続する。排気通路１４には排気マニホールド５に近い側から順にターボチャージャ１８のタービン１１、排気浄化装置１５、低圧ＥＧＲ通路１６の接続部が配置される。

高圧ＥＧＲ通路２４は排気マニホールド５と吸気通路６とを連通し、タービン１１より上流側の排気の一部を高圧ＥＧＲガスとして吸気通路６に還流させる。高圧ＥＧＲ通路２４には高圧ＥＧＲ通路２４の流路面積を調節する高圧ＥＧＲ弁２５が設けられる。

高圧ＥＧＲ弁２５の開度を変化させることにより高圧ＥＧＲ通路２４を介して吸気通路６に還流する高圧ＥＧＲガスの流量を調節することができる。高圧ＥＧＲ弁２５の開度はＥＣＵ７によって制御される。

低圧ＥＧＲ通路１６は排気浄化装置１５より下流側の排気通路１４とコンプレッサ１０より上流側の吸気通路６とを接続し、排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして吸気通路６に還流させる。低圧ＥＧＲ通路１６には低圧ＥＧＲ通路の流路面積を調節する低圧ＥＧＲ弁１９が設けられる。

低圧ＥＧＲ弁１９の開度を変化させることにより低圧ＥＧＲ通路１６を介して吸気通路６に還流する低圧ＥＧＲガスの流量を調節することができる。低圧ＥＧＲ弁１９の開度はＥＣＵ７によって制御される。

低圧ＥＧＲ弁１９より排気通路１４に近い側の低圧ＥＧＲ通路１６には、低圧ＥＧＲ通路１６を流れる低圧ＥＧＲガスとエンジン１の冷却水との間で熱交換させることが可能に構成された低圧ＥＧＲクーラ１７が設けられる。低圧ＥＧＲクーラ１７を流れる冷却水はウォーターポンプ２３により低圧ＥＧＲクーラ１７に供給される。

ウォーターポンプ２３の流量を調節することにより低圧ＥＧＲクーラ１７を流れる冷却水の流量を調節することができる。ウォーターポンプ２３の流量はＥＣＵ７によって制御される。低圧ＥＧＲクーラ１７において低圧ＥＧＲガスと熱交換した冷却水は、エンジン１の不図示のウォータージャケットを通過し、エンジン１と熱交換するよう構成されている。

排気浄化装置１５は、電気ヒータにより加熱される電気加熱触媒（ＥＨＣ）２０、排気中のＨＣやＣＯを酸化することができる酸化触媒２１、排気中のＰＭを捕集するフィルタ２２を含む。なお、排気浄化装置１５の構成はこの例に限らない。

ＥＨＣ２０の加熱はＥＣＵ７によって制御される。排気浄化装置１５には、排気浄化装置１５における排気の温度を検出する排気温度センサ２６が備わる。

ＥＣＵ７はエンジン１の運転を制御するコンピュータであり、上述した排気温度センサ２６の他クランク角度センサ８やアクセル開度センサ９等の各種センサによる検出値が入力され、これらの検出値に基づいてエンジン１の運転状態やドライバーの要求を取得し、それに基づいて上述した高圧ＥＧＲ弁２５、低圧ＥＧＲ弁１９、ＥＨＣ２０、ウォーターポンプ２３、スロットル弁１２、燃料噴射弁３の他各種機器の動作が制御される。

エンジン１の冷間始動時は、エンジン１における燃焼温度が低く、未燃ＨＣが発生し易い状態であるため、低圧ＥＧＲクーラ１７で冷却された低圧ＥＧＲガスを吸気通路６に還流させると未燃ＨＣの排出が増大する可能性がある。そのため、従来はエンジン１の冷間始動時は低圧ＥＧＲ弁１９を閉弁して低圧ＥＧＲガスの還流を制限していた。

この場合、低圧ＥＧＲクーラ１７を低圧ＥＧＲガスが通過しなくなるので、低圧ＥＧＲクーラ１７において低圧ＥＧＲガスから冷却水への熱回収が行われなくなる。そのため、排気熱をエンジン１の暖機性の向上に有効利用することができなかった。

そこで、本実施例のエンジンシステムでは、エンジン１の冷間始動時に、酸化触媒２１の触媒温度を上昇させ、酸化触媒２１の温度が所定の活性温度以上の場合に、低圧ＥＧＲガス流量を増大させ且つ低圧ＥＧＲクーラ１７を流れる冷却水の流量を増大させる制御を行うようにした。

これにより、低圧ＥＧＲガスの熱が低圧ＥＧＲクーラ１７において冷却水に回収され、温度上昇した冷却水がエンジン１のウォータージャケットを流れることによりエンジン１の暖機を促進できる。従って、低圧ＥＧＲガスの熱をエンジン１の暖機に有効利用することが可能になる。

この場合、低圧ＥＧＲクーラ１７において熱回収され温度低下した低圧ＥＧＲガスが吸気通路６に還流するため、エンジン１における燃焼温度が低下して未燃ＨＣの排出量が増大する可能性があるが、本実施例では、低圧ＥＧＲガス流量及び低圧ＥＧＲクーラ１７を通過する冷却水の流量を増大させる制御は、酸化触媒２１の温度が活性温度以上の場合に限って行われる。

従って、エンジン１からの未燃ＨＣの排出量が増大したとしても、酸化触媒２１による後処理により未燃ＨＣを好適に浄化することが可能である。従って、冷間始動時に本実施例の制御を実行すれば、排気の熱をエンジン１の暖機性向上のために有効利用することと、冷間始動時の排気エミッションの悪化を抑制することとを、好適に両立させることが可能になる。

図２は、上述した本実施例における冷間始動時のＥＧＲ制御を実行した場合の、低圧ＥＧＲガス流量を増大させる制御及び冷却水流量を増大させる制御の実行タイミング、酸化触媒２１の触媒温度及び冷却水温の時間変化の一例を示す図である。

図２（Ａ）は低圧ＥＧＲガス流量を増大させる制御及び冷却水流量を増大させる制御の実行タイミングを表し、図２（Ｂ）は酸化触媒２１の触媒温度の時間変化を表し、図２（Ｃ）は冷却水温の時間変化を表す。

図２に示すように、本実施例では、エンジン１の冷間始動時において、触媒温度が所定
の制御開始閾値以上になった場合に、低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の増大制御を開始する。図２（Ｂ）において時刻ｔ０、ｔ２及びｔ４において、触媒温度が制御開始閾値以上になり、図２（Ａ）に示すように低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の増大制御がＯＦＦからＯＮに切り替えられる。

制御開始閾値とは、酸化触媒２１の活性温度より所定温度高い温度である。制御開始閾値を活性温度より高い温度に設定したのは、図２（Ｂ）に示したように低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水流量の増大制御を開始すると触媒温度が低下する点に鑑み、触媒温度が活性温度以上の状態をある程度の期間持続させることができるようにするためである。

なお、酸化触媒２１の触媒温度が活性温度以上か否かを、低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の増大制御の開始条件にしても良い。

触媒温度が活性温度を下回った場合に、低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の増大制御を停止させる。図２（Ｂ）において時刻ｔ１、ｔ３及びｔ５において、触媒温度が活性温度を下回り、図２（Ａ）に示すように低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の増大制御がＯＮからＯＦＦに切り替えられる。

このように、酸化触媒の温度が活性温度以上の場合に限って低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量を増大させることにより、この増大制御が行われている期間は、低圧ＥＧＲガスから冷却水へ積極的な熱回収が行われ、図２（Ｃ）に示すように、冷却水温の上昇速度が速くなるため、排気熱をエンジン１の暖機に有効利用することが可能になる。

そして、低温の低圧ＥＧＲガスがエンジン１の燃焼に供されることによるＨＣ排出量の増大が発生した場合でも、活性化している酸化触媒２１において未燃ＨＣが好適に浄化されるため、大気への未燃ＨＣの排出量が悪化することを抑制できる。

図３は、上述した本実施例における冷間始動時のＥＧＲ制御の実行方法を表すフローチャートである。このフローチャートで表される処理は、エンジン１の始動時にＥＣＵ７によって実行される。

まずステップＳ１０１において、ＥＣＵ７は、エンジン１が冷間状態であるか否かを判定する。この判定は、例えば、エンジン１に水温センサを設け、水温センサによる検出値に基づいて行うことができる。ステップＳ１０１においてエンジン１が冷間状態であると判定した場合、ＥＣＵ７はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０１においてエンジン１が冷間状態ではないと判定した場合、ＥＣＵ７は本フローチャートの処理を一旦抜ける。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ７は、酸化触媒２１の触媒温度を上昇させる制御（触媒昇温制御）を行う。例えば、ＥＣＵ７は、触媒昇温制御として、ＥＨＣ２０の加熱を行う。なお、触媒昇温制御として他の手段を用いることも可能である。

他の手段としては、外部にバーナーを備え、バーナーからの高温の排気を排気浄化装置１５の上流側に流入させたり、排気浄化装置１５より上流側の排気中に燃料添加を行ったり、燃料噴射時期を遅角させたり、ポスト噴射を行ったりすることを例示できる。また、酸化触媒２１を加熱する電気ヒータを備え、電気ヒータに通電することによって酸化触媒２１の触媒温度を上昇させても良い。この場合、酸化触媒２１の前段にＥＨＣ２０を備えなくても良い。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ７は、上述した低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の
増大制御が実行中であるか否かを判定する。この判定は、例えば、図２（Ａ）に示すような制御の実行状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を表すフラグをＥＣＵ７に記憶しておき、これを参照することによって行うことができる。

ステップＳ１０３において低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の増大制御が実行中であると判定した場合、ＥＣＵ７はステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０３において低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の増大制御が実行中ではないと判定した場合、ＥＣＵ７はステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ７は、酸化触媒２１の触媒温度を取得する。例えば、ＥＣＵ７は、排気温度センサ２６による検出値に基づいて酸化触媒２１の触媒温度を取得する。

なお、酸化触媒２１の触媒温度は、エンジン１の運転状態に基づく推定により取得することもできる。エンジン１の運転条件と触媒温度との関係を予め調べてマップとしてＥＣＵ７に記憶させておき、このマップを参照することにより触媒温度を取得することもできる。

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ７は、酸化触媒２１の触媒温度が制御開始閾値以上か否かを判定する。ステップＳ１０５において触媒温度が制御開始閾値以上であると判定した場合、ＥＣＵ７はステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０５において触媒温度が制御開始閾値より低いと判定した場合、ＥＣＵ７は本フローチャートの処理を一旦抜ける。

ステップＳ１０６において、ＥＣＵ７は、低圧ＥＧＲガス流量の増大制御を実行する。具体的には、低圧ＥＧＲ弁１９の開度を開き側に制御する。この時、低圧ＥＧＲガス流量の増大に伴ってＥＧＲ率が目標値からずれることを抑制するために、高圧ＥＧＲ弁２５の開度を閉じ側に制御し、ＥＧＲ率が目標値に保たれるようにする。これにより燃焼安定性や排気性能が低下することを抑制できる。

続くステップＳ１０７において、ＥＣＵ７は、低圧ＥＧＲクーラ１７を流れる冷却水量の増大制御を実行する。具体的には、ウォーターポンプ２３の流量を増量する。

以上の処理により、低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の増大制御が開始される（図２の時刻ｔ０、ｔ２、ｔ４）。

ステップＳ１０３において、低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の増大制御が実行中であると判定した場合、ＥＣＵ７は、ステップＳ１０８において、酸化触媒２１の触媒温度を取得する。この処理はステップＳ１０４と同様である。

ステップＳ１０９において、ＥＣＵ７は、酸化触媒２１の触媒温度が活性温度以上か否かを判定する。ステップＳ１０９において触媒温度が活性温度以上であると判定した場合、ＥＣＵ７は上記のステップＳ１０６及びステップＳ１０７の処理を実行する。

すなわち、低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の増大制御を継続する（図２の期間ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５）。一方、ステップＳ１０９において触媒温度が活性温度より低いと判定した場合、ＥＣＵ７はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０において、ＥＣＵ７は、低圧ＥＧＲ弁１９を閉弁し、続くステップＳ１１１においてウォーターポンプ２３の流量を通常の流量に戻す。すなわち、ステップＳ１１０及びステップＳ１１１の処理を実行することにより、低圧ＥＧＲガス流量及び冷却
水量の増大制御が停止される（図２の時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５）。

エンジン１の冷間始動時にエンジン１の暖機が完了するまでの期間、上述したフローチャートで表される処理が実行されることにより、排気エミッションの悪化を招くことなく、排気の熱をエンジン１の暖機に有効利用することが可能になる。

従って、従来よりも早期にエンジン１の暖機を完了させることが可能になる。上述したフローチャートで表される処理を実行するＥＣＵ７が、本発明における「制御手段」として機能している。

なお、上述したエンジン１の冷間始動時のＥＧＲ制御において、低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の増大制御の実行を減速時に限定しても良い。この場合、スロットル弁１２を全閉にすることができるので、低圧ＥＧＲガス流量を最大限増量することが可能になる。

これにより、低圧ＥＧＲガスの熱がより積極的に冷却水に回収されることになるので、排気の熱をより一層有効にエンジン１の暖機に利用することが可能になる。

図４は、上述したエンジン１の冷間始動時のＥＧＲ制御において、低圧ＥＧＲガス流量及び冷却水量の増大制御の実行を減速時に限定した場合のフローチャートである。図４のフローチャートにおいて、図３のフローチャートと同内容の処理を行うステップについては図３と同じ番号を付し、説明を割愛する。

図４のフローチャートでは、ステップＳ１０５において触媒温度が制御開始閾値以上と判定した場合、ＥＣＵ７はステップＳ２０１に進む。

ステップＳ２０１において、ＥＣＵ７は、エンジン１が減速状態か否かを判定する。ステップＳ２０１においてエンジン１が減速状態であると判定した場合、ＥＣＵ７は、ステップＳ２０２に進み、低圧ＥＧＲ弁１９を全開に制御するとともに、スロットル弁１２を全閉に制御する。

この場合、エンジン１で燃焼が行われないので、図３のフローチャートで説明した高圧ＥＧＲ弁２５の開度制御は実行してもしなくても良い。ここでは、例えば高圧ＥＧＲ弁２５を全閉にすることにより、より多くの排気が低圧ＥＧＲガスとして吸気通路６に還流するようにしても良い。続くステップＳ１０７において、ＥＣＵ７はウォーターポンプ２３の流量を増大させる。

一方、ステップＳ２０１においてエンジン１が減速状態ではないと判定した場合、ＥＣＵ７は本フローチャートの処理を一旦抜ける。

また、ステップＳ１０９において触媒温度が活性温度より低いと判定した場合、ＥＣＵ７はステップＳ２０３に進み、低圧ＥＧＲ弁１９を閉弁するとともに、スロットル弁１２を開弁する。そして、続くステップＳ１１１においてウォーターポンプ２３の流量を通常に戻す。

エンジン１の冷間始動時にエンジン１の暖機が完了するまでの期間、上述したフローチャートで表される処理が実行されることにより、排気エミッションの悪化を招くことなく、排気の熱をエンジン１の暖機に有効利用することが可能になる。従って、従来よりも早期にエンジン１の暖機を完了させることが可能になる。上述したフローチャートで表される処理を実行するＥＣＵ７が、本発明における「制御手段」として機能している。

１ エンジン
２ 気筒
３ 燃料噴射弁
４ 吸気マニホールド
５ 排気マニホールド
６ 吸気通路
７ ＥＣＵ
８ クランク角センサ
９ アクセル開度センサ
１０ コンプレッサ
１１ タービン
１２ スロットル弁
１３ インタークーラ
１４ 排気通路
１５ 排気浄化装置
１６ 低圧ＥＧＲ通路
１７ 低圧ＥＧＲクーラ
１８ ターボチャージャ
１９ 低圧ＥＧＲ弁
２０ ＥＨＣ
２１ 酸化触媒
２２ フィルタ
２３ ウォーターポンプ
２４ 高圧ＥＧＲ通路
２５ 高圧ＥＧＲ弁
２６ 排気温センサ

Claims (7)

1. 内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び内燃機関の吸気通路に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、
   前記タービンより下流側の排気通路の排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして前記コンプレッサより上流側の吸気通路へ還流させる低圧ＥＧＲ通路と、
   前記低圧ＥＧＲ通路から吸気通路へ還流する低圧ＥＧＲガスの流量を調節する低圧ＥＧＲガス流量調節手段と、
   前記低圧ＥＧＲ通路を流れる低圧ＥＧＲガスと前記内燃機関の冷却水との間で熱交換させる低圧ＥＧＲクーラと、
   前記低圧ＥＧＲクーラにおいて低圧ＥＧＲガスと熱交換する冷却水の流量を調節する冷却水流量調節手段と、
   前記排気通路に配置された排気浄化触媒と、
   前記排気浄化触媒の温度を上昇させる触媒昇温手段と、
   前記内燃機関の冷間始動時において、前記排気浄化触媒の温度を上昇させるよう前記触媒昇温手段を制御するとともに、前記排気浄化触媒の温度が所定の活性温度以上の場合に、前記吸気通路に還流する低圧ＥＧＲガスの流量を増大させ且つ前記低圧ＥＧＲクーラにおいて低圧ＥＧＲガスと熱交換する冷却水の流量を増大させるよう前記低圧ＥＧＲガス流量調節手段及び前記冷却水流量調節手段を制御する制御手段と、
   を備える内燃機関の制御装置。
2. 請求項１において、
   前記制御手段は、前記排気浄化触媒の温度が所定の活性温度以上且つ前記内燃機関が減速時の場合に、前記吸気通路に還流する低圧ＥＧＲガスの流量を増大させ且つ前記低圧ＥＧＲクーラにおいて低圧ＥＧＲガスと熱交換する冷却水の流量を増大させるよう前記低圧ＥＧＲガス流量調節手段及び前記冷却水流量調節手段を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記低圧ＥＧＲガス流量調節手段は、前記低圧ＥＧＲ通路の流路面積を調節する低圧ＥＧＲ弁を含み、
   前記制御手段は、前記低圧ＥＧＲ弁の開度を開き側に制御することにより、前記吸気通路に還流する低圧ＥＧＲガスの流量を増大させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項において、
   前記低圧ＥＧＲガス流量調節手段は、前記低圧ＥＧＲ通路の接続部位より上流側の吸気通路の流路面積を調節する吸気絞り弁を含み、
   前記制御手段は、前記吸気絞り弁の開度を閉じ側に制御することにより、前記吸気通路に還流する低圧ＥＧＲガスの流量を増大させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項において、
   前記タービンより上流側の排気通路の排気の一部を高圧ＥＧＲガスとして前記コンプレッサより下流側の吸気通路へ還流させる高圧ＥＧＲ通路と、
   前記高圧ＥＧＲ通路から吸気通路へ還流する高圧ＥＧＲガスの流量を調節する高圧ＥＧＲガス流量調節手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記排気浄化触媒の温度が所定の活性温度以上の場合に、更に、前記吸気通路に還流する高圧ＥＧＲガスの流量を減少させるよう前記高圧ＥＧＲガス流量調節手段を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 請求項５において、
   前記高圧ＥＧＲガス流量調節手段は、前記高圧ＥＧＲ通路の流路面積を調節する高圧ＥＧＲ弁を含み、
   前記制御手段は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度を閉じ側に制御することにより、前記吸気通路に還流する高圧ＥＧＲガスの流量を減少させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項において、
   前記触媒昇温手段は、前記排気浄化触媒を加熱する電気ヒータを含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
   

Images