JP2017227196A - 内燃機関の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ターボチャージャのコンプレッサよりも上流側の吸気通路にＥＧＲガスが還流される構成を有する内燃機関において、コンプレッサ下流通路での凝縮水の発生をより好適に抑制することを目的とする。【解決手段】本発明では、コンプレッサ下流通路の壁面の温度を上昇させるべく該コンプレッサ下流通路を流れる吸気を昇温させる昇温処理が行われる。そして、昇温処理の実行前におけるコンプレッサ下流通路を流れる吸気の露点温度と最高露点温度との差（露点温度差）が所定閾値より大きいときは、タービンの回転速度を高くすると共にスロットル弁の開度を小さくすることで昇温処理が実行される。一方、昇温処理の実行前における露点温度差が所定閾値以下のときは、タービンの回転速度を高くすると共に、コンプレッサをバイパスする吸気バイパス通路に設けられたバイパス弁の開度を大きくすることで昇温処理が実行される。【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の制御システムに関する。

ターボチャージャのタービンよりも下流側の排気通路とターボチャージャのコンプレッサよりも上流側の吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を通して排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させる技術が知られている。ＥＧＲ通路がこのような構成となっている場合、水蒸気を多く含んだＥＧＲガスが吸気通路に還流される。そして、該ＥＧＲガスを含んだ吸気がコンプレッサを通過する。このとき、コンプレッサよりも下流側の吸気通路の壁面温度が吸気の露点温度以下となると、該吸気通路の壁面において吸気中の水蒸気が凝縮して凝縮水が発生する。吸気通路においてこのような凝縮水が発生すると吸気系の部品が腐食する虞がある。

これに対し、特許文献１には、上記のような吸気通路における凝縮水の発生を抑制するために、コンプレッサよりも下流側の吸気通路を流れる吸気を昇温させるための技術が開示されている。この特許文献１に開示の技術では、コンプレッサより上流側の吸気通路とコンプレッサより下流側の吸気通路とを連通する吸気バイパス通路と、該吸気バイパス通路に設けられたバイパス弁とを備えた構成において、吸気の温度が凝縮水が発生し易い温度であるときに、該バイパス弁を開くことで、該吸気バイパス通路を通して該コンプレッサよりも下流側から該コンプレッサよりも上流側へ吸気を還流させる。

特開２０１５−１２９４５７号公報 特開２０１５−０７８６３７号公報

本発明は、ターボチャージャのコンプレッサよりも上流側の吸気通路にＥＧＲガスが還流される構成を有する内燃機関において、コンプレッサよりも下流側の吸気通路での凝縮水の発生をより好適に抑制することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の制御システムは、内燃機関の吸気通路に設けられたコンプレッサと該内燃機関の排気通路に設けられたタービンとを有するターボチャージャと、前記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たスロットル弁と、前記タービンよりも下流側の前記排気通路と前記コンプレッサよりも上流側の前記吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、前記コンプレッサよりも下流側且つ前記スロットル弁よりも上流側の前記吸気通路と前記コンプレッサよりも上流側の前記吸気通路とを連通する吸気バイパス通路と、前記吸気バイパス通路に設けられ、前記吸気バイパス通路を通って前記コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路から前記コンプレッサよりも上流側の前記吸気通路に還流する吸気の流量を調整するバイパス弁と、前記タービンの回転速度を調整する回転速度調整部と、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御システムにおいて、前記コンプレッサよりも下流側且つ前記スロットル弁よりも上流側の前記吸気通路であるコンプレッサ下流通路の壁面の温度を推定または検出する温度検出部と、前記コンプレッサ下流通路を流れる吸気の露点温度を推定する露点温度推定部と、前記排気通路を流れる排気の一部が前記ＥＧＲ通路を通ってＥＧＲガスとして前記吸気通路に還流されている状態において、
前記温度検出部によって推定または検出される前記コンプレッサ下流通路の壁面の温度が、前記内燃機関の全運転領域における、前記コンプレッサ下流通路を流れる吸気の露点温度の最高値である所定の最高露点温度以下になった場合に、前記コンプレッサ下流通路を流れる吸気を昇温させる昇温処理を実行する昇温処理部と、を備え、前記昇温処理部が、前記昇温処理の実行前に前記露点温度推定部によって推定される前記コンプレッサ下流通路を流れる吸気の露点温度と前記最高露点温度との差が所定閾値より大きいときは、前記回転速度調整部によって前記タービンの回転速度を高くすると共に前記スロットル弁の開度を小さくすることで前記昇温処理を実行し、前記昇温処理の実行前に前記露点温度推定部によって推定される前記コンプレッサ下流通路を流れる吸気の露点温度と前記最高露点温度との差が前記所定閾値以下のときは、前記回転速度調整部によって前記タービンの回転速度を高くすると共に前記バイパス弁の開度を大きくすることで前記昇温処理を実行する。

本発明によれば、ターボチャージャのコンプレッサよりも上流側の吸気通路にＥＧＲガスが還流される構成を有する内燃機関において、コンプレッサよりも下流側の吸気通路での凝縮水の発生をより好適に抑制することができる。

実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。 実施例に係る昇温処理を実行したときの、ウェストゲート弁、スロットル弁、および、バイパス弁それぞれの開度と、コンプレッサ下流通路における吸気の圧力、該吸気の温度、および、該吸気の露点温度との時間的な推移を示す第１のタイムチャートである。 実施例に係る昇温処理を実行したときの、ウェストゲート弁、スロットル弁、および、バイパス弁それぞれの開度と、コンプレッサ下流通路における吸気の圧力、該吸気の温度、および、該吸気の露点温度との時間的な推移を示す第２のタイムチャートである。 本実施例に係る昇温処理フラグを設定するためのフローを示すフローチャートである。 本実施例に係る昇温処理のフローを示すフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。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。

＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、車両に搭載されるガソリン機関である。内燃機関１には、吸気通路２及び排気通路３が接続されている。吸気通路２の途中には、ターボチャージャ４のコンプレッサ４１が設けられている。排気通路３の途中には、ターボチャージャ４のタービン４２が設けられている。吸気通路２におけるコンプレッサ４１より下流側には吸気の流量を調整するスロットル弁７が設けられている。

また、ターボチャージャ４には、コンプレッサ４１をバイパスする吸気バイパス通路４５と、タービン４２をバイパスする排気バイパス通路４３が設けられている。吸気バイパス通路４５は、コンプレッサ４１よりも下流側且つスロットル弁７よりも上流側の吸気通路２とコンプレッサ４１よりも上流側の吸気通路２とを連通する。吸気バイパス通路４５にはバイパス弁４６が設けられている。バイパス弁４６は、吸気バイパス通路４５を通っ
てコンプレッサ４１よりも下流側の吸気通路２からコンプレッサ４１よりも上流側の吸気通路２に還流する吸気の流量を調整する。排気バイパス通路４３は、タービン４２よりも上流側の排気通路３とタービン４２よりも下流側の排気通路３とを連通する。排気バイパス通路４３にはウェストゲート弁４４が設けられている。ウェストゲート弁４４は、排気バイパス通路４３を通ってタービン４２よりも上流側の排気通路３からタービン４２よりも下流側の排気通路３に流れる排気の流量を調整する。

また、内燃機関１の吸排気系には、排気の一部をＥＧＲガスとして内燃機関１に供給するＥＧＲ装置６が備えられている。ＥＧＲ装置６は、ＥＧＲ通路６１、ＥＧＲ弁６２、および、ＥＧＲクーラ６３を有している。ＥＧＲ通路６１は、排気通路３における排気バイパス通路４３の接続部分よりも下流側の部分と、吸気通路２における吸気バイパス通路４５の接続部分よりも上流側の部分とを連通する。ＥＧＲ弁６２は、ＥＧＲ通路６１に設けられており、該ＥＧＲ通路６１を通って排気通路３から吸気通路２に還流するＥＧＲガスの流量を調整する。ＥＧＲクーラ６３は、ＥＧＲ通路６１におけるＥＧＲ弁６２により上流側に設けられおり、ＥＧＲガスと冷却水または大気とで熱交換を行うことでＥＧＲガスを冷却する。

吸気通路２におけるＥＧＲ通路６１の接続部分よりも上流側にはエアフローメータ１１が設けられている。エアフローメータ１１は内燃機関１の吸入空気量を検出する。また、吸気通路２におけるコンプレッサ４１よりも下流側の吸気バイパス通路４５の接続部分よりも下流側且つエアフローメータ１１より上流側（以下、吸気通路２における当該部分を「コンプレッサ下流通路２ａ」と称する場合もある。）には、吸気圧センサ１３および吸気温センサ１４が設けられている。吸気圧センサ１３はコンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の圧力を検出する。吸気温センサ１４はコンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の温度を検出する。

内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１を制御するプロセッサを備えている。ＥＣＵ１０には、エアフローメータ１１、吸気圧センサ１３、および、吸気温センサ１４が電気的に接続されている。さらに、ＥＣＵ１０には、アクセル開度センサ１０１およびクランクポジションセンサ１０２が電気的に接続されている。アクセル開度センサ１０１は、内燃機関１を搭載した車両におけるアクセルペダルの踏込量に応じた電気信号を出力する。クランクポジションセンサ１０２は内燃機関１のクランク角に応じた電気信号を出力する。そして、各センサの検出値がＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ１０１の検出値に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出する。また、ＥＣＵ１０は、クランクポジションセンサ１０２の検出値に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出する。

また、ＥＣＵ１０には、スロットル弁７、バイパス弁４６、ウェストゲート弁４４、および、ＥＧＲ弁６２が電気的に接続されている。そして、これらの機器がＥＣＵ１０によって制御される。

（昇温処理）
本実施例では、ＥＧＲ装置６によって吸気通路２に還流されたＥＧＲガスは、コンプレッサ４１およびコンプレッサ下流通路２ａを通って内燃機関１に供給される。ここで、ＥＧＲガスには、燃料の燃焼により生じた水蒸気が多く含まれる。そのため、コンプレッサ下流通路２ａの壁面温度がＥＧＲガスを含む吸気の露点温度より低いときには、該コンプレッサ下流通路２ａの壁面においてＥＧＲガス中の水分が凝縮することで凝縮水が発生する。このように、コンプレッサ下流通路２ａにおいて凝縮水が発生すると、該コンプレッサ下流通路２ａに備わる各種部品が腐食する虞がある。

ここで、コンプレッサ下流通路２ａにおける吸気の露点温度は、該コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の圧力および吸気のＥＧＲ率と相関がある。そして、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の圧力および吸気のＥＧＲ率は、内燃機関１の運転状態（すなわち、機関負荷および機関回転速度）と相関がある。したがって、内燃機関１の全運転領域における、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の露点温度の最高値である最高露点温度は、実験等に基づいて予め求めることができる。そして、コンプレッサ下流通路２ａの壁面温度が所定の最高露点温度より高い状態が維持されていれば、該コンプレッサ下流通路２ａにおいて凝縮水が発生することを抑制することができる。そこで、本実施例においては、ＥＧＲ通路６１を通ってＥＧＲガスが吸気通路２に還流されている状態において、コンプレッサ下流通路２ａの壁面温度が所定の最高露点温度以下になった場合、該コンプレッサ下流通路２ａの壁面温度を上昇させるべく、該コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気を昇温させる昇温処理がＥＣＵ１０によって実行される。

本実施例に係る昇温処理では、ウェストゲート弁４４の開度を小さくすることでタービン４２の回転速度が高められる。なお。このときウェストゲート弁４４を全閉にしてもよい。ウェストゲート弁４４の開度を小さくすることにより、排気バイパス通路４３を流通する排気の流量が減少し、タービン４２を流通する排気の流量が増加する。そのため、タービン４２の回転速度が上昇する。そして、タービン４２の回転速度が上昇すると、コンプレッサ４１の回転速度も上昇する。つまり、コンプレッサ４１の仕事量が増大する。これに伴い、吸気の温度上昇に寄与するコンプレッサ４１の仕事ロス（例えば、コンプレッサ４１のインペラと吸気との摩擦、コンプレッサ４１から吸気への熱伝達等）分も増加する。その結果、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の温度が上昇する。これにより、コンプレッサ下流通路２ａの壁面温度を上昇させることができる。

ここで、昇温処理において、コンプレッサ４１の仕事量の増大に伴って内燃機関１の吸入空気量が増加してしまうと、該内燃機関１のトルクが増大してしまうことになる。そこで、本実施例に係る昇温処理では、ウェストゲート弁４４の開度を小さくすることでタービン４２の回転速度が高めると共に、内燃機関１のトルクの増大を許容範囲内に抑えるべく、スロットル弁７の開度またはバイパス弁４６の開度を調整する。つまり、スロットル弁７の開度を小さくする、または、バイパス弁４６の開度を大きくすることで、コンプレッサ４１の仕事量の増大に伴う内燃機関１の吸入空気量の増加分を相殺する。これにより、昇温処理を実行した際にも、内燃機関１のトルクの増大を許容範囲内に抑えることができる。

ここで、タービン４２の回転速度を高めると共にスロットル弁７の開度を小さくした場合、コンプレッサ下流通路２ａにおける吸気の圧力がより高くなる。そのため、コンプレッサ４１の仕事ロスのみならず、吸気の断熱圧縮も吸気の温度上昇に寄与することになる。したがって、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の温度をより効率的に上昇させることができる。しかしながら、コンプレッサ下流通路２ａにおける吸気の圧力が高くなるほど、該コンプレッサ下流通路２ａにおける吸気の露点温度も上昇する。そのため、コンプレッサ下流通路２ａの壁面温度がより高い状態であっても凝縮水が発生してしまうことになる。

一方、タービン４２の回転速度を高めると共にバイパス弁４６の開度を大きくした場合、吸気バイパス通路４５およびコンプレッサ４１を通って循環する吸気の流量が増加する。このとき、コンプレッサ４１によって吸気が断熱圧縮されたとしても、コンプレッサ下流通路２ａを流れる間に該吸気が断熱膨張するために、断熱圧縮による温度上昇分の温度は低下することになる。したがって、コンプレッサ４１により吸気が断熱圧縮されたとしても、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の温度上昇に実質的に寄与するのは、コン
プレッサ４１の仕事ロス分のみとなる。そのため、タービン４２の回転速度を高めると共にバイパス弁４６の開度を大きくした場合、タービン４２の回転速度を高めると共にスロットル弁７の開度を小さくした場合と比べて、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の昇温効率は低くなる。しかしながら、コンプレッサ下流通路２ａにおける吸気の圧力が高くなり難いため、該コンプレッサ下流通路２ａにおける吸気の露点温度の上昇を抑えることができる。

そこで、本実施例では、昇温処理を実行する際に、スロットル弁７の開度を小さくするか、または、バイパス弁４６の開度を大きくするかは、該昇温処理の実行前の時点におけるコンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の露点温度と最高露点温度との差（以下、この差を「露点温度差」と称する場合もある。）に基づいて決定する。つまり、昇温処理の実行前の露点温度差が十分に大きければ、該昇温処理の際に、スロットル弁７の開度を小さくすることでコンプレッサ下流通路２ａにおける吸気の圧力が高くなり、それに起因して該吸気の露点温度が上昇したとしても、該露点温度が最高露点温度までは達し難い。そのため、昇温処理を実行することによってコンプレッサ下流通路２ａの壁面温度が最高露点温度より高められれば、該コンプレッサ下流通路２ａにおける凝縮水の発生を抑制することができる。

一方で、昇温処理の実行前の露点温度差が小さいと、該昇温処理の際に、スロットル弁７の開度を小さくすることでコンプレッサ下流通路２ａにおける吸気の圧力が高くなり、それに起因して該吸気の露点温度が上昇すると、該露点温度が最高露点温度以上となり易い。そのため、昇温処理を実行することによってコンプレッサ下流通路２ａの壁面温度が最高露点温度より高められたとしても、該コンプレッサ下流通路２ａにおいて凝縮水が発生し得ることになる。

そのため、本実施例においては、昇温処理の実行前の露点温度差が所定閾値より大きいときは、昇温処理の際にスロットル弁７の開度を小さくする。ここで、所定閾値は、昇温処理によりスロットル弁７の開度を小さくしたとしても、コンプレッサ下流通路２ａにおける吸気の露点温度が最高露点温度までは達し難いと考えられるほど、その温度差が十分に大きいと判断できる閾値である。一方、昇温処理の実行前の露点温度差が所定閾値以下のときは、昇温処理の際にバイパス弁４６の開度を大きくする。

（タイムチャート）
図２，３は、本実施例に係る昇温処理を実行したときの、ウェストゲート弁４４、スロットル弁７、および、バイパス弁４６それぞれの開度と、コンプレッサ下流通路２ａにおける吸気の圧力、該吸気の温度、および、該吸気の露点温度との時間的な推移を示すタイムチャートである。図２は、昇温処理の実行前の露点温度差が所定閾値より大きい場合の各値の推移を示している。一方、図３は、昇温処理の実行前の露点温度差が所定閾値以下の場合の各値の推移を示している。なお、図２，３の最下段の露点温度における破線は最高露点温度Ｔｄｍａｘを表している。

図２，３においては、時間ｔ１から時間ｔ２の間において昇温処理が実行される。このとき、昇温処理の実行前の露点温度差ｄＴｄが所定閾値より大きい場合は、図２に示すように、時間ｔ１から時間ｔ２の間において、ウェストゲート弁４４の開度が小さくされると共に、スロットル弁７の開度が小さくされる。なお、この場合、昇温処理の実行期間中もバイパス弁４６は全閉状態に維持されている。各弁の開度がこのように制御されることで、時間ｔ１から時間ｔ２の間において、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の圧力が上昇する。これにより、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の温度が効率的に上昇することになる。さらに、時間ｔ１から時間ｔ２の間において、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の圧力上昇に伴い該吸気の露点温度が上昇する。ただし、昇温処理の実行
前の露点温度差ｄＴｄが十分に大きいため、時間ｔ１から時間ｔ２の間において該吸気の露点温度が上昇しても、その値は最高露点温度Ｔｄｍａｘには達しない。

一方、昇温処理の実行前の露点温度差ｄＴｄが所定閾値以下の場合は、図３に示すように、時間ｔ１から時間ｔ２の間において、ウェストゲート弁４４の開度が小さくされると共に、バイパス弁４６の開度が大きくされる（バイパス弁４６が開弁される）。なお、この場合、昇温処理の実行期間中も、スロットル弁７の開度は昇温処理の実行前と同様の開度（すなわち、内燃機関１の運転状態に応じた通常の開度）に維持される。各弁の開度がこのように制御されることで、時間ｔ１から時間ｔ２の間において、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の圧力上昇が抑制されつつ、該吸気の温度が上昇する。そして、時間ｔ１から時間ｔ２の間において、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の圧力上昇が抑制されるために、該吸気の露点温度が抑制される。これにより、昇温処理の実行前の露点温度差ｄＴｄが小さくとも、時間ｔ１から時間ｔ２の間において、該吸気の露点温度は最高露点温度Ｔｄｍａｘには達しない。

このように、本実施例に係る昇温処理によれば、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の露点温度が最高露点温度以上となることを抑制しつつ、可及的に効率よく該吸気を昇温させることができ、以って、該コンプレッサ下流通路２ａの壁面温度を露点温度よりも高めることができる。したがって、ＥＧＲガスが吸気通路２に還流されているときにコンプレッサ下流通路２ａにおいて凝縮水が発生することをより好適に抑制することができる。

（フローチャート）
ここで、本実施例に係る昇温処理フラグを設定するためのフローについて説明する。昇温処理フラグは、ＥＣＵ１０に記憶されているフラグであり、コンプレッサ下流通路２ａにおける凝縮水の発生を抑制すべく昇温処理を実行する必要があるときにＯＮとなり、該昇温処理を実行する必要がないときはＯＦＦとなるフラグである。図４は、本実施例に係る昇温処理フラグを設定するためのフローを示すフローチャートである。なお、本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、ＥＣＵ１０によって所定の間隔で繰り返し実行される。

本フローのＳ１０１においては、ＥＧＲ装置６によって、ＥＧＲ通路６１を通してＥＧＲガスが吸気通路２に還流されているか否かが判別される。なお、ＥＧＲガスの吸気通路２への還流を実行するか否かは、内燃機関１の運転状態に基づいてＥＣＵ１０によって決定される。このＳ１０１において否定判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０２において、コンプレッサ下流通路２ａの壁面温度Ｔｗａｌｌが算出される。ここで、コンプレッサ下流通路２ａの壁面温度Ｔｗａｌｌは、該コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の温度および内燃機関１の吸入空気量と相関を有する。そのため、ＥＣＵ１０には、コンプレッサ下流通路２ａの壁面温度Ｔｗａｌｌと、該コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の温度および内燃機関１の吸入空気量との相関関係が実験等に基づいて予め求められ、これらの相関関係がＥＣＵ１０にマップまたは関数として記憶されている。そして、Ｓ１０２では、エアフローメータ１１によって検出される内燃機関１の吸入空気量と、吸気温センサ１４によって検出される吸気の温度を、このマップまたは関数に代入することで、コンプレッサ下流通路２ａの壁面温度Ｔｗａｌｌが算出される。なお、本実施例においては、ＥＣＵ１０がＳ１０２の処理を実行することで、本発明に係る「温度検出部」が実現される。ただし、コンプレッサ下流通路２ａの壁面に、該壁面温度Ｔｗａｌｌを検出するセンサを設けてもよい。

次にＳ１０３において、Ｓ１０２で算出されたコンプレッサ下流通路２ａの壁面温度Ｔ
ｗａｌｌが最高露点温度Ｔｄｍａｘ以下であるか否かが判別される。上述したように、最高露点温度Ｔｄｍａｘは、実験等に基づいて予め求めることができる。このＳ１０３において肯定判定された場合、次にＳ１０４において昇温処理フラグがＯＮにされる。一方、Ｓ１０３において否定判定された場合、次にＳ１０５において昇温フラグがＯＦＦにされる。以上のようなフローによれば、コンプレッサ下流通路２ａの壁面温度Ｔｗａｌｌが最高露点温度Ｔｄｍａｘ以下である場合は、昇温処理が実行されることになる。

次に、本実施例に係る昇温処理のフローについて説明する。図５は、本実施例に係る昇温処理のフローを示すフローチャートである。なお、本フローは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、ＥＣＵ１０によって所定の間隔で繰り返し実行される。

本フローのＳ２０１においては、ＥＣＵ１０に記憶されている昇温処理フラグがＯＮとなっているか否かが判別される。Ｓ２０１で否定判定された場合、昇温処理を実行する必要がないと判断できる。この場合、次にＳ２０９において、通常制御が実行される。ここで、通常制御とは、ウェストゲート弁４４、スロットル弁７、および、バイパス弁４６それぞれの開度が内燃機関１の運転状態に基づいて定められる通常の開度に調整される制御のことである。Ｓ２０９の処理が実行された後、本フローの実行は一旦終了される。

一方、Ｓ２０１において肯定判定された場合、昇温処理を実行する必要があると判断できる。この場合、次にＳ２０２において、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の露点温度Ｔｄが算出される。上述したように、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の露点温度Ｔｄは、該コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の圧力および吸気のＥＧＲ率と相関がある。そのため、ＥＣＵ１０には、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の露点温度Ｔｄと、該コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の圧力および吸気のＥＧＲ率との相関関係が実験等に基づいて予め求められ、これらの相関関係がＥＣＵ１０にマップまたは関数として記憶されている。そして、Ｓ２０２では、吸気圧センサ１３によって検出される吸気の圧力と、現時点の吸気のＥＧＲ率とを、このマップまたは関数に代入することで、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の露点温度Ｔｄが算出される。なお、吸気のＥＧＲ率は内燃機関１の運転状態基づいて設定される。そのため、内燃機関１の運転状態に基づいて吸気のＥＧＲ率を求めることができる。また、本実施例においては、ＥＣＵ１０がＳ２０２の処理を実行することで、本発明に係る「露点温度推定部」が実現される。ただし、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の露点温度Ｔｄと、内燃機関１の運転状態との相関関係をＥＣＵ１０にマップまたは関数として記憶させておき、該マップまたは関数を用いて、該吸気の露点温度Ｔｄを算出してもよい。

次にＳ２０３において、Ｓ２０２で算出されたコンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の露点温度Ｔｄを所定の最高露点温度Ｔｄｍａｘから減算することで露点温度差ｄＴｄが算出される。なお、上述したように、最高露点温度Ｔｄｍａｘは実験等に基づいて予め求められ、ＥＣＵ１０に記憶されている。次に、Ｓ２０４において、Ｓ２０３で算出された露点温度差ｄＴｄ、すなわち、昇温処理の実行前の露点温度差ｄＴｄが所定閾値ｄＴｄ０より大きいか否かが判別される。

このＳ２０４において肯定判定された場合、次にＳ２０５およびＳ２０６の処理が実行されることで昇温処理が実現される。Ｓ２０５では、ウェストゲート弁４４の開度が、内燃機関１の運転状態に基づいて定められる通常の開度よりも小さくされる。これにより、タービン４２の回転速度が高くなる。また、Ｓ２０６では、スロットル弁７の開度が、内燃機関１の運転状態に基づいて定められる通常の開度よりも小さくされる。これにより、コンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の圧力が上昇する。その後、本フローの実行が一旦終了される。

一方、Ｓ２０４において否定判定された場合、次にＳ２０７およびＳ２０８の処理が実行されることで昇温処理が実現される。Ｓ２０７では、Ｓ２０５と同様、ウェストゲート弁４４の開度が、内燃機関１の運転状態に基づいて定められる通常の開度よりも小さくされる。これにより、タービン４２の回転速度が高くなる。また、Ｓ２０８では、バイパス弁４６の開度が大きくされる（つまり、バイパス弁４６が開弁される。）。これにより、吸気の一部がコンプレッサ４１および吸気バイパス通路４５を通って循環することになる。その結果、タービン４２の回転速度の上昇に伴うコンプレッサ下流通路２ａを流れる吸気の圧力上昇が抑制される。その後、本フローの実行が一旦終了される。

上記フローによれば、昇温処理の実行前の露点温度差ｄＴｄが所定閾値ｄＴｄ０より大きいときは、昇温処理の際にスロットル弁７の開度が小さくされることになる。一方、昇温処理の実行前の露点温度差ｄＴｄが所定閾値ｄＴｄ０以下のときは、昇温処理の際にバイパス弁４６の開度が大きくされることになる。

なお、本実施例においては、ウェストゲート弁４４の開度を調整するＥＣＵ１０が、本発明に係る「回転速度調整部」に相当する。また、ターボチャージャ４がタービン４２にノズルベーンが設けられている可変容量型ターボチャージャである場合は、昇温処理の際に、ウェストゲート弁４４の開度を小さくすることに代えてノズルベーンの開度を小さくすることで、タービン４２の回転速度を高めてもよい。

また、本実施例においては、図５に示すフローをＥＣＵ１０が実行することで、本発明に係る「昇温処理部」が実現される。

１・・・内燃機関
２・・・吸気通路
３・・・排気通路
４・・・ターボチャージャ
４１・・コンプレッサ
４２・・タービン
４３・・排気バイパス通路
４４・・ウェストゲート弁
４５・・吸気バイパス通路
４６・・バイパス弁
６・・・ＥＧＲ装置
６１・・ＥＧＲ通路
７・・・スロットル弁
１０・・ＥＣＵ
１１・・エアフローメータ１１
１３・・吸気圧センサ
１４・・吸気温センサ

Claims (1)

1. 内燃機関の吸気通路に設けられたコンプレッサと該内燃機関の排気通路に設けられたタービンとを有するターボチャージャと、
   前記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たスロットル弁と、
   前記タービンよりも下流側の前記排気通路と前記コンプレッサよりも上流側の前記吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、
   前記コンプレッサよりも下流側且つ前記スロットル弁よりも上流側の前記吸気通路と前記コンプレッサよりも上流側の前記吸気通路とを連通する吸気バイパス通路と、
   前記吸気バイパス通路に設けられ、前記吸気バイパス通路を通って前記コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路から前記コンプレッサよりも上流側の前記吸気通路に還流する吸気の流量を調整するバイパス弁と、
   前記タービンの回転速度を調整する回転速度調整部と、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御システムにおいて、
   前記コンプレッサよりも下流側且つ前記スロットル弁よりも上流側の前記吸気通路であるコンプレッサ下流通路の壁面の温度を推定または検出する温度検出部と、
   前記コンプレッサ下流通路を流れる吸気の露点温度を推定する露点温度推定部と、
   前記排気通路を流れる排気の一部が前記ＥＧＲ通路を通ってＥＧＲガスとして前記吸気通路に還流されている状態において、前記温度検出部によって推定または検出される前記コンプレッサ下流通路の壁面の温度が、前記内燃機関の全運転領域における、前記コンプレッサ下流通路を流れる吸気の露点温度の最高値である所定の最高露点温度以下になった場合に、前記コンプレッサ下流通路を流れる吸気を昇温させる昇温処理を実行する昇温処理部と、を備え、
   前記昇温処理部が、前記昇温処理の実行前に前記露点温度推定部によって推定される前記コンプレッサ下流通路を流れる吸気の露点温度と前記最高露点温度との差が所定閾値より大きいときは、前記回転速度調整部によって前記タービンの回転速度を高くすると共に前記スロットル弁の開度を小さくすることで前記昇温処理を実行し、前記昇温処理の実行前に前記露点温度推定部によって推定される前記コンプレッサ下流通路を流れる吸気の露点温度と前記最高露点温度との差が前記所定閾値以下のときは、前記回転速度調整部によって前記タービンの回転速度を高くすると共に前記バイパス弁の開度を大きくすることで前記昇温処理を実行する内燃機関の制御システム。

Images