JP2017008724A - 内燃機関の制御装置及びスロットル弁保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過給された吸気の温度上昇によるスロットル弁の損傷を回避することができる内燃機関の制御装置及びスロットル弁保護装置を提供する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、第１の判定部と装置制御部を備える。第１の判定部は、吸気量を調整するスロットル弁の温度を代表するパラメータ（過給後の吸気温度）がスロットル弁の耐熱温度の上限より小さい第１の閾値Ｔ１より大きいか否かを判定する（Ｓ３０１）。装置制御部は、過給後の吸気温度が第１の閾値Ｔ１より大きい場合、過給機により過給された吸気の過給圧を下げる過給圧低減装置を作動させる（Ｓ３０９、Ｓ３１０、Ｓ３１１）。【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の制御装置及びスロットル弁保護装置に関する。

過給機、および空冷式のインタークーラを備えた内燃機関では、インタークーラによる冷却効率を上げるためにはインタークーラを走行風にあてる必要があり、設置場所、形状ともに制限されていた。このようなシステムでは、スロットル弁をインタークーラ下流、もしくは過給機のコンプレッサの上流に設置することができ、スロットル弁を通過する吸入空気は、過給される前、もしくは過給された後インタークーラにより冷やされたものであった。

また、水冷式のインタークーラを採用した内燃機関であっても、スロットル弁を水冷式インタークーラの下流、もしくは過給機のコンプレッサ上流に設置した場合には、スロットル弁を通過する吸入空気は、過給される前、もしくは過給された後インタークーラにより冷やされたものであり（例えば、特許文献１参照）、吸気温度上昇によるスロットル弁の損傷は起こりにくい状況であった。

上記のようなシステムでは、シリンダでの燃焼におけるノッキングや排気物質の低減を目的として、過給後の吸気温度を低下させる技術が公知である。

特開2010-077864号公報

前記のように水冷式のインタークーラを採用するシステムでは、インタークーラの設置場所に対する制限が少ないため、例えば、水冷式のインタークーラをコレクタと一体化することも可能である。コレクタは内燃機関の各気筒への吸気量を均一にするために設けられる為、シリンダへの吸入空気量を調整するスロットル弁は、コレクタの上流に設置する必要がある。

この場合、スロットル弁はコンプレッサの下流かつインタークーラ上流に設置されることになり、過給により温度が上昇した吸気にさらされることになる。よって、外気温が高い場合や、過給圧が高くなる場合には、過給された吸気が非常に高温となり、スロットル弁の故障を引き起こす可能性がある。

本発明の目的は、過給された吸気の温度上昇によるスロットル弁の損傷を回避することができる内燃機関の制御装置及びスロットル弁保護装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、吸気量を調整するスロットル弁の温度を代表するパラメータが前記スロットル弁の耐熱温度の上限より小さい第１の閾値以上であるか否かを判定する第１の判定部と、前記パラメータが前記第１の閾値以上である場合、過給機により過給された吸気の過給圧を下げる過給圧低減装置を作動させる装置制御部と、を備える。

本発明によれば、過給された吸気の温度上昇によるスロットル弁の損傷を回避することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施形態による内燃機関の制御装置（ＥＣＵ）を含むエンジン制御システムの全体構成を示す図である。 図１に示すエンジンコントロールユニットの説明図である。 過給前後の吸気の圧力差と温度差の関係図である。 本発明の第１の実施形態による内燃機関の制御装置が実行するスロットル弁高温化回避の演算方法を示すフローチャートである。 吸気温度上昇とスロットル弁温度上昇の時刻歴波形である。 本発明の第２の実施形態による内燃機関の制御装置が実行するスロットル弁高温化回避の演算方法を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態による内燃機関の制御装置が実行するスロットル弁高温化回避の演算方法を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態による内燃機関の制御装置が実行するスロットル弁高温化回避の演算方法を示すフローチャートである。

以下、図面を用いて、本発明の第１〜第４の実施形態による内燃機関の制御装置の構成及び作用効果を説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。

（第１の実施形態）
図1は、本発明の第１の実施形態による内燃機関の制御装置（ＥＣＵ２０）を含むエンジン制御システムの全体構成を示す。

エンジン１００（内燃機関）は、一例として、火花点火式燃焼を実施する自動車用のガソリンエンジンである。吸入空気量及び吸気温度を計測するエアフローセンサ１と、吸気圧力を検出する圧力センサ３と、吸気を過給するための過給機のコンプレッサ４ａと、過給された吸気の温度を検出する吸気温度センサ１７と、吸気を冷却するためのインタークーラ６と、吸気管圧力を調整する電子制御スロットル弁２、コンプレッサ4aの下流からコンプレッサ4a上流へ流れる空気量を調整するリサーキュレーションバルブ１８が吸気管の各々の適宜位置に備えられている。

ここで、インタークーラ６はコレクタと一体となっており、スロットル弁２の下流に設置されている。また、エンジン１００には、各気筒のシリンダ１４の中に燃料を噴射する燃料噴射装置（以下、インジェクタ）１３と、点火エネルギーを供給する点火プラグ１６が気筒ごとに備えられている。また、筒内に流入、または筒内から排出するガスを調整する可変バルブ５が、シリンダヘッドに備えられている。可変バルブ５を調整することにより、全気筒の吸気量および内部ＥＧＲ量を調整する。また、図示していないがインジェクタ１３に高圧燃料を供給するための高圧燃料ポンプが燃料配管によってインジェクタ１３と接続されており、燃料配管中には、燃料噴射圧力を計測するための燃料圧力センサが備えられている。

さらに、排気エネルギーによって過給機のコンプレッサ４ａに回転力を与えるためのタービン４ｂと、タービンに流れる排気流量を調整するための電子制御ウェイストゲート弁１１と、排気を浄化する三元触媒１０と、空燃比検出器の一態様であって、三元触媒１０の上流側にて排気の空燃比を検出する空燃比センサ９と、が排気管１５の各々の適宜位置に備えられる。

さらに、排気管の触媒１０の下流から、吸気管のコンプレッサ４ａの上流に排気を還流させるためのＥＧＲ管４０を備えている。また、ＥＧＲを冷却するためのＥＧＲクーラ４２、ＥＧＲ流量を制御するためのＥＧＲバルブ（ＥＧＲ機構）４１、ＥＧＲバルブ前後の差圧を検出する差圧センサ４３、ＥＧＲ温度を検出するＥＧＲ温度センサ４４が、ＥＧＲ管４０の各々の適宜位置に、取りつけられている。また、図示していないがエンジンを巡る冷却水の温度を計測する温度センサ４５が備えられている。

エアフローセンサ１と吸気圧力センサ３とコンプレッサ4a後の吸気圧力センサ２２と空燃比センサ９と差圧センサ４３とＥＧＲ温度センサ４４から得られる信号は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０に送られる。また、アクセルペダルの踏み込み量、すなわち、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１２から得られる信号、ブレーキが踏まれたことを検知するブレーキスイッチ１９から得られる信号がＥＣＵ２０に送られる。

ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ１２の出力信号に基づいて、要求トルクを演算する。すなわち、アクセル開度センサ１２は、エンジンへの要求トルクを検出する要求トルク検出センサとして用いられる。また、ＥＣＵ２０は、クランク角度センサの出力信号に基づいて、エンジンの回転速度を演算する。ＥＣＵ２０は、上記各種センサの出力から得られるエンジンの運転状態に基づき、空気流量、燃料噴射量、点火時期、燃料圧力等のエンジンの主要な作動量を最適に演算する。なお、スロットル弁２及びＥＣＵ２０は、スロットル弁保護装置２００を構成する。

ＥＣＵ２０で演算された燃料噴射量は開弁パルス信号に変換され、インジェクタ１３に送られる。また、ＥＣＵ２０で演算された点火時期で点火されるように、点火信号が点火プラグ１７に送られる。また、ＥＣＵ２０で演算されたスロットル開度は、スロットル駆動信号として電子制御スロットル２に送られる。また、ＥＣＵ２０で演算されたＥＧＲバルブ開度は、ＥＧＲバルブ開度駆動信号として、ＥＧＲバルブ４１へ送られる。

吸気管から吸気バルブを経てシリンダ１４内に流入した空気に対し、燃料が噴射され、混合気を形成する。混合気は所定の点火時期で点火プラグ１６から発生される火花により爆発し、その燃焼圧によりピストンを押し下げてエンジンの駆動力となる。更に、爆発後の排気ガスは排気管１５を経て、三元触媒１０に送りこまれ、排気成分は三元触媒１０内で浄化され、外部へと排出される。

図２に示す様に、ＥＣＵ２０では、エンジン１００に設置された各センサの出力値や、内燃機関が設置された車両の運転手の操作情報を検出するセンサの出力値を、マイコン１２１に内蔵されるＡ／Ｄ変換器や、周期信号の周期を検出するタイマにより、デジタル値に変換して演算を行い、演算した結果を制御信号として出力することにより、各アクチュエータを制御する。

このコントロールユニット２０に入力する信号として、吸気温センサも備えるエアフローセンサ１、吸気圧力センサ３、過給後の吸気圧力センサ２２過給後の吸気温センサ１７、アクセル開度センサ１２、ブレーキスイッチ１８、差圧センサ４３、EGR温度センサ４４、吸気圧力センサ２２、差圧センサ４３の出力信号等がある。

また、コントロールユニット２０から出力する制御信号は、電子制御ウェイストゲート弁１１、リサーキュレーションバルブ１８、電子制御スロットル弁２、可変バルブ５、ＥＧＲバルブ４１、インジェクタ１３、点火プラグ１６等がある。

図３は、コンプレッサ4aにより過給される前後の吸気の圧力差とコンプレッサ4aにより過給される前後の吸気の温度差との関係２０１を示した図である。この図に示すように、コンプレッサ4aによる過給により、過給された吸気の圧力が高くなるほど、過給された吸気の温度が上昇する。インタークーラ６は燃焼による出力アップやノッキング回避の為に、シリンダ１４に流入する吸気を冷却するために設置されるが、本実施形態のように、インタークーラ６上流にスロットル弁２を設置する場合、スロットル弁２はスロットル弁２の耐熱温度を超える過給された高温の吸気にさらされることになる。

そこで、本発明の第１の実施形態では、図４に示すフローチャートに従い、スロットル弁２付近の吸気温度を調整することで、スロットル弁２の故障を回避する。

まず、過給後の吸気温度が、スロットル弁が故障する可能性のある温度に余裕代を持たせた温度T1を超えたかどうかを判断する（S３０１）。前記判断の結果、過給後の吸気温度が前記温度T1を超えなければ（Ｓ３０１：Ｎｏ）、タイマC（カウンタ）を初期化して０とし（S３０２）、処理を終了する。過給後の吸気温度が前記温度T1を超えた場合（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）には、過給後の吸気温度が、所定温度T2よりも大きいかどうかを判断する（S３０３）。ここで所定温度T2は、所定温度T1と同様、過給後の吸気温度が、スロットル弁が故障する可能性のある温度に余裕代を持たせた温度であるが、所定温度T2よりも前記余裕代を小さくした値とする。

過給後の吸気温度が、所定温度T2よりも大きい場合は、スロットル弁が故障する可能性のある温度に近く、即座に吸気温度を低下させる必要がある。そのため、リサーキュレーションバルブ１８を開け、コンプレッサ4a下流の過給された吸気を、コンプレッサ4a上流に戻すことでコンプレッサ下流であるスロットル弁２周辺の圧力を低減させ、スロットル弁２周辺の吸気温度を低下させる（S３０４）。

ただしこの方法は、即時性はあるが、コンプレッサ4a下流から上流へつなぐ、リサーキュレーションバルブ１８を設置した部分の大きさによっては、過給圧低減効果に限界がある。そこで、リサーキュレーションバルブ１８を開いた後は、根本的に過給圧低減効果を期待できる、後述のウェイストゲート制御（S309）、バルタイ制御（吸気バルブタイミング制御）を実施する（S310）。

過給後の吸気温度が、所定温度T2よりも小さい場合は、過給後吸気温度が所定温度T1をこえてから初回の演算か否かを判断し（S３０５）、初回演算であればそのタイミングで検出された吸入空気流量に応じて、ディレイ時間D1を決定する（S３０６）。前記ディレイ時間は、スロットル弁２設置部を通過する吸入空気の温度がスロットル弁２に伝達するまでの時間を考慮した値である。

前記ディレイ時間の設定方法につき、図５を用いて説明する。図５は、スロットル弁２を通過する吸気温度２０２がステップ状に上昇したと仮定した場合のスロットル弁２の温度の時刻歴波形である。スロットル弁２の温度２０３、２０４は、前記スロットル弁２を通過する吸気温度２０２が上昇した後、徐々に前記吸気温度へ近づく。この時間（Td_203、Td_204）は、スロットル弁２を通過する吸気流量に応じて変わり、前記吸気流量が大きい場合はスロットル弁２の温度上昇が早く（吸気温度２０３）、前記吸気流量が小さい場合はスロットル弁２の温度上昇が遅くなる（吸気温度２０４）。

本実施形態では、図４に示すように、ディレイ時間D1は前記タイミングにて一度決めることとしているが（Ｓ３０６）、その後吸入空気流量が増加する場合には、ディレイ時間D1を短く変更してもよい。また、本実施形態では、過給後の吸気温度を所定値T1、T2と比較しているが、スロットル弁の温度を直接計測してもよく、この場合にはディレイ時間D1を０とする。

その後、タイマCとディレイ時間D1を比較し（S３０７）、タイマCがディレイ時間D1よりも小さい場合（Ｓ３０７：Ｎｏ）には、タイマCの値をインクリメントし（S308）、処理を終了する。

タイマCがディレイ時間D1よりも大きい場合（Ｓ３０７：Ｙｅｓ）には、電制ウェイストゲート制御を実施し（S３０９）、コンプレッサ4aによる過給を絞り、コンプレッサ後の過給圧を低下させることで、スロットル通過部（スロットル弁設置部）の吸入空気の圧力を低下させ、スロットル通過部の吸入空気の温度を低下させる。

また、スロットル弁２を開き側に制御する（S３１０）とともに、吸気バルブタイミングを調整し（S３１１）、シリンダでの吸気工程における吸気量を増大させることで、シリンダ前の吸入空気の圧力を低下させることで、スロットル通過部の吸入空気の圧力を低下させ、スロットル通過部の吸入空気の温度を低下させる。

前記S３０９は、コンプレッサ4a下流の空気流量を減らす作用があり、すなわちシリンダに吸入される空気量を減らす作用がある。一方、S３１０、S３１１に記載の操作は、シリンダに吸入される空気量を増やす作用がある。したがって、双方の制御量は、本発明の実施形態による過給後吸気圧および吸気温度の低下の前後で、シリンダへの流入空気量が変わらなくなる様、設定し、所望のエンジントルクを得ることが望ましい。

ここで、ＥＣＵ２０は、シリンダへの流入空気量が変わらないように、ウェイストゲート弁１１並びにスロットル弁２及び吸気バルブのうち少なくとも１つを制御する装置制御部として機能する。これにより、過給圧を下げてスロットル弁２の周りの吸入空気の温度を低下させ、かつ、要求されるエンジントルクを維持することができる。

ただし、本発明の実施形態による過給後吸気圧および吸気温度の低下させる状態を長時間継続する場合や、本発明の実施形態による過給後吸気圧および吸気温度の低下を行う前の時点での過給後の吸気温度が非常に高い場合は、所望のエンジントルクを得られなくても、スロットル弁２の保護を優先させ、電制ウェイストゲート制御によるコンプレッサ4aでの過給率の低下、吸気バルブタイミングを調整し、シリンダでの吸気工程における吸気量の増大を行う。

なお、ウェイストゲート弁１１、スロットル弁２、又は吸気バルブは、過給機により過給された吸気の過給圧を下げる過給圧低減装置を構成する。

ＥＣＵ２０は、過給後の吸気温度（吸気量を調整するスロットル弁２の温度を代表するパラメータ）が第１の閾値Ｔ１以上である場合、過給機のタービン4bの上流と下流を繋ぐ通路に設置されたウェイストゲート弁１１の開度を大きくする装置制御部として機能する。

これにより、エンジントルクを減らしつつ、スロットル弁２の周りの吸入空気の温度を低下させることができる。

ＥＣＵ２０（装置制御部）は、過給後の吸気温度が第１の閾値Ｔ１以上である場合、スロットル弁２の開度を大きくする、又は、過給後の吸気温度が第１の閾値Ｔ１以上である場合、エンジン（内燃機関）のシリンダへ流入する吸気量を増加させるように、吸気バルブを制御する。

これにより、エンジントルクを増やしつつ、スロットル弁２の周りの吸入空気の温度を低下させることができる。

ＥＣＵ２０（装置制御部）は、過給後の吸気温度が第１の閾値Ｔ１以上である場合、リサーキュレーションバルブ１８の開度を大きくする。

これにより、短時間で過給圧を低下させ、スロットル弁２の周りの吸入空気の温度を低下させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、過給された吸気の温度上昇によるスロットル弁の損傷を回避することができる。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態による内燃機関の制御装置の処理を示すフローチャートである。

本実施形態では、図１であらわした、過給後の吸気温度センサ１７が設置されないエンジン１００を想定し、以下に示すようにコンプレッサ4a下流の吸気温度を推定する。

まず、コンプレッサ4a前の吸気温度センサ１、吸気圧力センサ3、コンプレッサ4a後の圧力センサ２２、EGR温度センサ４４の出力値、およびEGRバルブ制御量から、コンプレッサ4a下流の吸気温度を算出する（S401）。基本的には、図３に示した関係を用いて、吸気温度センサ１で検出される温度と、コンプレッサ4a前の圧力センサ3とコンプレッサ4a後の圧力センサ２２から得られるコンプレッサ前後の圧力から、コンプレッサ4a下流の温度を算出する。なお、図３に示した関係は、例えば、マップ又は関数等としてＥＣＵ２０のメモリ（記憶装置）に記憶される。

ここで、ＥＣＵ２０は、過給機のコンプレッサ4aの上流の吸気温度、並びに前記コンプレッサ4aの上流及び下流の圧力に基づいて、過給後の吸気温度（スロットル弁２の温度を代表するパラメータ）を推定する第１の推定部として機能する。これにより、吸気温度センサ１７が不要となり、製造コストを削減することができる。

ただし、EGRバルブを開いている際は、コンプレッサ4a前の吸気温度がEGR温度、およびEGRガスの割合に応じて変わる為、この影響を考慮する。

ここで、ＥＣＵ２０は、コンプレッサ4aの上流へ還流する空気の量を示すＥＧＲ量及びコンプレッサ4aの上流へ還流する空気の温度を示すＥＧＲ温度に基づいて、推定された過給後の吸気温度を補正する補正部として機能する。これにより、推定された過給後の吸気温度の精度が向上する。

次に、過給後の吸気温度が、スロットル弁が故障する可能性のある温度に余裕代を持たせた温度T1が超えたかどうかを判断する（S４０２）。

前記判断の結果、過給後の吸気温度が前記温度T1を超えていれば（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、電制ウェイストゲート制御を実施し（S４０３）、コンプレッサ4aによる過給を絞り、コンプレッサ後の過給圧を低下させることで、スロットル通過部の吸入空気の圧力を低下させ、スロットル通過部の吸入空気の温度を低下させる。

前記判断の結果、過給後の吸気温度が前記温度T1を超えなければ（Ｓ４０２：Ｎｏ）、過給後の吸気温度が、所定温度T3よりも大きいかどうかを判断する（S４０４）。ここで、所定温度T3は、所定温度T1と同様、過給後の吸気温度が、スロットル弁が故障する可能性のある温度に余裕代を持たせた温度であるが、所定温度T１よりも前記余裕代を大きくした値とする。

過給後の吸気温度が、所定温度T3よりも大きい場合（Ｓ４０４：Ｎｏ）は、処理を終了する（ＲＥＴＵＲＮ）。

過給後の吸気温度が、所定温度T3よりも小さい場合（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）は、過給圧を低減するための電制ウェイストゲート制御を実施しているかどうかを判断し（Ｓ４０５）、実施していない場合（Ｓ４０５：Ｎｏ）は、処理を終了し、実施している場合は、過給圧を低減するための電制ウェイストゲート制御を終了し、通常の電制ウェイストゲート制御へ移行する（S４０６）。

以上説明したように、本実施形態によれば、過給された吸気の温度上昇によるスロットル弁の損傷を回避することができる。

（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態による内燃機関の制御装置の処理を示すフローチャートである。

まず、過給後の吸気温度が、所定温度T4よりも大きいかどうかを判断する（S５０１）。ここで所定温度T4は、前記所定温度T1と同様、過給後の吸気温度が、スロットル弁が故障する可能性のある温度に余裕代を持たせた温度であるが、所定温度T2よりも前記余裕代を大きくした値とする。

この結果、過給後の吸気温度が、所定温度T4よりも小さい場合（Ｓ５０１：Ｎｏ）は、処理を終了する。過給後の吸気温度が、所定温度T4よりも大きい場合、アクセル開度、ブレーキスイッチの状態から減速の要求、すなわちエンジントルク低減要求の有無を判断する（S５０２）。エンジントルク低減要求がないと判断した場合（Ｓ５０２：Ｎｏ）は、処理を終了する。

エンジントルク低減要求があると判断した場合（Ｓ５０２：Ｙｅｓ）、電制ウェイストゲート制御を実施しS５０３、コンプレッサ4aによる過給を絞り、コンプレッサ後の過給圧を低下させる。これは、エンジントルク低減要求に応じて吸入空気量を絞るためにスロットル弁を閉じると、コンプレッサ4aからスロットル弁２の間の吸入空気の圧力が上がり、温度も上昇することを事前に防ぐ為である。

ここで、ＥＣＵ２０は、アクセル及びブレーキの操作量のうち少なくとも１つに基づいて、前記内燃機関のトルク低減が要求されるか否かを事前に推定する第２の推定部、及び過給後の吸気温度（吸気量を調整するスロットル弁２の温度を代表するパラメータ）が、第１の閾値Ｔ１より小さい第２の閾値Ｔ４以上であるか否かを判定する第２の判定部として機能する。

また、ＥＣＵ２０は、トルク低減が要求されると事前に推定され、かつ、過給後の吸気温度が第１の閾値より小さい第２の閾値以上である判定された場合、過給圧低減装置（電子制御ウェイストゲート弁１１、スロットル弁２、又は吸気バルブを含む）を作動させる装置制御部として機能する。

これにより、エンジントルク低減要求（減速要求）に伴いスロットル弁２の周りの吸気温度が上昇することを防止することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、過給された吸気の温度上昇によるスロットル弁の損傷を回避することができる。

（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態による内燃機関の制御装置の処理を示すフローチャートである。

本実施形態では、まず、過給圧低減制御である、前記電制ウェイストゲート制御、バルタイ制御、スロットル弁開制御 等を実施しているか否かを判断する（S６０１）。

過給圧低減制御を実施していない場合（Ｓ６０１：Ｎｏ）は、処理を終了する。過給圧低減制御を実施している場合（Ｓ６０１：Ｙｅｓ）には、過給後の吸気温度を所定温度T5と比較する（S６０２）。

ここで、所定温度T5は、所定温度T1と同様、過給後の吸気温度が、スロットル弁２が故障する可能性のある温度に余裕代を持たせた温度であるが、所定温度T１よりも前記余裕代を大きくした値とする。

過給後の吸気温度が前記所定温度T5より大きい場合（Ｓ６０２：Ｎｏ）には処理を終了する。過給後の吸気温度が前記所定温度T5より小さい場合（Ｓ６０２：Ｙｅｓ）には、所定時間スロットル弁を閉じ方向に制御し、スロットル弁２通過時の吸入空気量の流速を上げ、スロットル弁２の冷却効率を高める。

ＥＣＵ２０は、過給圧低減装置（電子制御ウェイストゲート弁１１、スロットル弁２、又は吸気バルブを含む）を作動させた後、スロットル弁２の開度を小さくする装置制御部として機能する。これにより、スロットル弁２を迅速に冷やすことができる。

以上、図４、６、７、８を用いて説明したフローの一部もしくは組み合わせにより、本発明の実施形態の効果を得ることができる。

（変形例）
上記第１の実施形態では、図４に示すように、所定の条件（Ｓ３０１、Ｓ３０３、Ｓ３０５、Ｓ３０７）を満たすときに、ＥＣＵ２０は、過給圧低減処理（Ｓ３０９、Ｓ３１０、Ｓ３１１）を実行する。

しかし、単純に、ＥＣＵ２０（内燃機関の制御装置）が、過給後の吸気温度（吸気量を調整するスロットル弁２の温度を代表するパラメータ）がスロットル弁２の耐熱温度の上限より小さい第１の閾値Ｔ１以上であるか否かを判定する第１の判定部、及び過給後の吸気温度が第１の閾値Ｔ１以上である場合、過給機により過給された吸気の過給圧を下げる過給圧低減装置（電子制御ウェイストゲート弁１１、スロットル弁２、又は吸気バルブを含む）を作動させる装置制御部として機能するようにしてもよい。

これにより、過給圧を低下させ、スロットル弁２の周りの吸入空気の温度を低下させることができる。その結果、スロットル弁２の損傷を回避することができる。

なお、ＥＣＵ２０の機能は、ＥＣＵ２０のマイコン１２１（演算装置）が内蔵メモリ又は外部メモリ（記憶装置）に記憶された所定のプログラムを実行することにより実現される。

ＥＣＵ２０は、スロットル弁２を通過する吸入空気量に応じて、過給後の吸気温度が第１の閾値Ｔ１以上となってから過給圧低減装置（電子制御ウェイストゲート弁１１、スロットル弁２、又は吸気バルブを含む）を作動させるまでの時間を示すディレイ時間を決定する決定部として機能してもよい。この場合、ＥＣＵ２０（装置制御部）は、過給後の吸気温度が第１の閾値Ｔ１以上となってからディレイ時間Ｄ１が経過した後、過給圧低減装置（電子制御ウェイストゲート弁１１、スロットル弁２、又は吸気バルブを含む）を作動させる。

これにより、スロットル弁２を通過する吸入空気量に応じて、スロットル弁２の周りの吸入空気の温度を低下させることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

上記実施形態において、過給後の吸気温度と所定温度Ｔ１〜Ｔ５（閾値）の大小を比較する判定処理（Ｓ３０２、Ｓ３０３、Ｓ４０２、Ｓ４０４、Ｓ５０１、Ｓ６０２）において、等号を含めるか否かは任意である。

上記実施形態において、スロットル弁の耐熱温度の上限をTupperとすると、Tupper＞T2＞T1である。なお、一例として、T1＞T4＞T5＞T3の関係が成立するが、T3、T4、T5の大小関係はこの限りでない。

また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ等の記録媒体に置くことができる。

なお、本発明の実施形態は以下の態様であってもよい。

〔第１の態様〕
吸気量を調整するスロットル弁２の温度を代表するパラメータは、スロットル弁２の温度又はスロットル弁２の周りの吸気温度である。

〔第２の態様〕
スロットル弁は、過給機のコンプレッサ４ａの下流、かつ、インタークーラ６の上流に配置される。

〔第３の態様〕
インタークーラ６は、コレクタと一体化される。

〔第４の態様〕
ウェイストゲート弁１１はＥＣＵ２０（内燃機関の制御装置）により電子制御される。

１…吸入空気量及び吸気温度を計測するエアフローセンサ
２…電子制御スロットル弁
３…吸気圧力センサ
４a…過給機のコンプレッサ
４ｂ…タービン
５…可変バルブ
６…インタークーラ
９…空燃比センサ
１０…三元触媒
１１…電子制御ウェイストゲート弁
１２…アクセル開度センサ
１３…インジェクタ
１４…シリンダ
１５…排気管
１６…点火プラグ
１７…過給後吸気温度センサ
１８…リサーキュレーションバルブ
１９…ブレーキスイッチ
２０…エンジンコントロールユニット
４０…ＥＧＲ管
４１…ＥＧＲバルブ
４２…ＥＧＲクーラ
４３…ＥＧＲバルブ前後の差圧を検出する差圧センサ
４４…ＥＧＲ温度センサ
４５…エンジン冷却水温度センサ
１００…エンジン（内燃機関）
２００…スロットル弁保護装置

Claims (12)

1. 吸気量を調整するスロットル弁の温度を代表するパラメータが前記スロットル弁の耐熱温度の上限より小さい第１の閾値以上であるか否かを判定する第１の判定部と、
   前記パラメータが前記第１の閾値以上である場合、過給機により過給された吸気の過給圧を下げる過給圧低減装置を作動させる装置制御部と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記過給機のコンプレッサの上流の吸気温度、並びに前記コンプレッサの上流及び下流の圧力に基づいて、前記パラメータを推定する第１の推定部をさらに備える
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記過給圧低減装置は、
   前記過給機のタービンの上流と下流を繋ぐ通路に設置されたウェイストゲート弁を含み、
   前記装置制御部は、
   前記パラメータが前記第１の閾値以上である場合、前記ウェイストゲート弁の開度を大きくする
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記過給圧低減装置は、
   前記スロットル弁及び吸気バルブのうち少なくとも１つを含み、
   前記装置制御部は、
   前記パラメータが前記第１の閾値以上である場合、前記スロットル弁の開度を大きくする、又は、
   前記パラメータが前記第１の閾値以上である場合、前記内燃機関のシリンダへ流入する吸気量を増加させるように、前記吸気バルブを制御する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 請求項３に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記過給圧低減装置は、
   前記スロットル弁及び吸気バルブのうち少なくとも１つを含み、
   前記装置制御部は、
   前記パラメータが前記第１の閾値以上である場合、前記スロットル弁の開度を大きくする、又は、
   前記パラメータが前記第１の閾値以上である場合、前記内燃機関のシリンダへ流入する吸気量を増加させるように、前記吸気バルブを制御する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記スロットル弁を通過する吸入空気量に応じて、前記パラメータが前記第１の閾値以上となってから前記過給圧低減装置を作動させるまでの時間を示すディレイ時間を決定する決定部をさらに備え、
   前記装置制御部は、
   前記パラメータが前記第１の閾値以上となってから前記ディレイ時間が経過した後、前記過給圧低減装置を作動させる
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
7. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記装置制御部は、
   前記過給圧低減装置を作動させた後、前記スロットル弁の開度を小さくする
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
8. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   アクセル及びブレーキの操作量のうち少なくとも１つに基づいて、前記内燃機関のトルク低減が要求されるか否かを事前に推定する第２の推定部と、
   前記パラメータが、前記第１の閾値より小さい第２の閾値以上であるか否かを判定する第２の判定部と、をさらに備え、
   前記装置制御部は、
   前記トルク低減が要求されると事前に推定され、かつ、前記パラメータが前記第２の閾値以上である判定された場合、前記過給圧低減装置を作動させる
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
9. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記過給圧低減装置は、
   前記過給機のコンプレッサの上流と下流を繋ぐ通路に配置されたリサーキュレーションバルブを含み、
   前記装置制御部は、
   前記パラメータが前記第１の閾値以上である場合、前記リサーキュレーションバルブの開度を大きくする
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
10. 請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
    前記コンプレッサの上流へ還流する空気の量を示すＥＧＲ量及び前記コンプレッサの上流へ還流する空気の温度を示すＥＧＲ温度に基づいて、推定された前記パラメータを補正する補正部をさらに備える
    ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
11. 請求項５に記載の内燃機関の制御装置であって、
    前記装置制御部は、
    前記シリンダへの流入空気量が変わらないように、前記ウェイストゲート弁並びに前記スロットル弁及び前記吸気バルブのうち少なくとも１つを制御する
    ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
12. 吸気量を調整するスロットル弁と、
    前記スロットル弁の温度を代表するパラメータが前記スロットル弁の耐熱温度の上限より小さい第１の閾値以上であるか否かを判定する第１の判定部、及び前記パラメータが前記第１の閾値以上である場合、過給機により過給された吸気の過給圧を下げる過給圧低減装置を作動させる装置制御部を有する内燃機関の制御装置と、
    を備えることを特徴とするスロットル弁保護装置。

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