JP2023158932A - 内燃機関制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＥＧＲバルブを介して吸気通路に漏出するＥＧＲガスの量を減少できるようにすること。【解決手段】制御装置８０は、排気通路３１を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路２６に還流させるＥＧＲ装置４０を備えた内燃機関２０に適用される。ＥＧＲ装置４０はＥＧＲ通路４１とＥＧＲバルブ４２とを有している。制御装置８０は、ＥＧＲバルブ４２の開閉を制御するＣＰＵ８１を備えている。ＣＰＵ８１は、内燃機関２０の温度が外気温と同程度であるか否かを判定する判定処理と、内燃機関２０の運転停止中において、判定処理で内燃機関２０の温度が外気温と同程度であると判定した場合に、ＥＧＲバルブ４２を開閉動作させる軸ずれ解消処理とを実行する。【選択図】図１
Description
本発明は、排気通路を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流させるＥＧＲ装置を備える内燃機関に適用される内燃機関制御装置に関する。
特許文献１には、内燃機関のＥＧＲ装置を制御する制御装置が開示されている。ＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路とＥＧＲ通路に設けられている電子制御式のＥＧＲバルブとを備えている。ＥＧＲ通路の第１端は、排気通路のうち、過給器のタービンよりも上流の部分に接続されている一方、ＥＧＲ通路の第２端は、吸気通路のうち、スロットルバルブよりも下流の部分に接続されている。
制御装置は、ＥＧＲバルブを閉弁させているときに吸気通路に流れるＥＧＲガスの量であるＥＧＲガス漏れ量が所定量以上である場合に、内燃機関の運転停止時にＥＧＲバルブの開閉動作を複数回繰り返し実行させる。
一般に、ＥＧＲバルブは、ＥＧＲ通路が内部に形成されている金属製のバルブハウジングと、バルブハウジングに設けられているバルブシートと、弁体とを備えている。弁体は、バルブシートから離間する離間方向、及び、離間方向の反対方向であってバルブシートに接近する方向である接近方向に移動可能な状態でバルブハウジングに支持されている。こうしたＥＧＲバルブは、開弁時には弁体をバルブシートから離間させることによってＥＧＲガスの通過を許容する。一方、ＥＧＲバルブは、閉弁時には弁体をバルブシートに押し付けることによってＥＧＲガスの通過を規制する。
こうしたＥＧＲバルブは、バルブシートの中心軸と弁体の中心軸とが実質的に一致するように組み立てられている。しかし、内燃機関の運転時には、高温のＥＧＲガスがＥＧＲ通路を流れることになる。すなわち、ＥＧＲバルブは高温のＥＧＲガスに晒されることになる。その結果、弁体を支持するバルブハウジングが熱変形し、バルブシートの中心軸から弁体の中心軸が相対的にずれてしまうことがある。このようにバルブシートの中心軸から弁体の中心軸が相対的にずれているときにＥＧＲバルブを閉弁した場合、バルブシートの中心軸から弁体の中心軸が相対的にずれたままでバルブシートに弁体が押し付けられる。この場合、ＥＧＲバルブを閉弁させてもバルブシートと弁体との間に比較的大きな隙間が形成されることになる。この状態でバルブハウジングが冷却されて当該バルブハウジングの熱変形が解消されても、バルブシートと弁体との間で摩擦力が発生するため、バルブシートの中心軸から弁体の中心軸が相対的にずれた状態が保持される。すなわち、バルブシートと弁体との間に比較的大きな隙間が形成されたままとなる。その結果、ＥＧＲバルブを閉弁させているにも拘わらず、当該ＥＧＲバルブを介して吸気通路に漏出するＥＧＲガスの量が比較的多くなってしまう。
上記課題を解決するための内燃機関制御装置は、吸気通路と、排気通路と、前記排気通路を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして前記吸気通路に還流させるＥＧＲ装置と、を備えた内燃機関に適用される装置である。前記ＥＧＲ装置は、第１端が前記排気通路に接続されているとともに第２端が前記吸気通路に接続されているＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられているＥＧＲバルブと、を有するものである。前記ＥＧＲバルブは、前記ＥＧＲ通路が形成されている金属製のバルブハウジングと、前記バルブハウジングに設けられているバルブシートと、前記バルブシートから離間する離間方向及び前記離間方向の反対方向であって前記バルブシートに接近する方向である接近方向に移動可能な状態で前記バルブハウジングに支持されている弁体と、前記離間方向及び前記接近方向に前記弁体を移動させるべく作動するアクチュエータと、を有している。前記ＥＧＲ装置は、閉弁時には前記バルブシートに前記弁体を押し付けることによって前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲガスの流通を規制する一方、開弁時には前記バルブシートから前記離間方向に前記弁体を離間させることによって前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲガスの流通を許容する。前記内燃機関制御装置は、前記アクチュエータを作動させることによって前記ＥＧＲバルブを制御する実行装置を備えている。前記実行装置は、前記内燃機関の温度が外気温と同程度であるか否かを判定する判定処理と、前記内燃機関の運転停止中において、前記判定処理で前記内燃機関の温度が外気温と同程度であると判定した場合に、前記ＥＧＲバルブを開閉動作させる軸ずれ解消処理と、を実行する。
内燃機関の運転時においてＥＧＲバルブが開弁している場合には、高温のＥＧＲガスがＥＧＲ通路を流れるため、バルブハウジングが熱変形する。その結果、ＥＧＲバルブでは、バルブシートの中心軸から弁体の中心軸が相対的にずれてしまう。この状態でＥＧＲバルブを閉弁させてバルブシートに弁体を押し付けたとしても、バルブシートと弁体との間に比較的大きな隙間が形成されてしまう。
ここで、内燃機関の運転の停止直後では、バルブハウジングの温度も高く、バルブハウジングの熱変形の度合いも比較的大きい。そのため、運転の停止直後にＥＧＲバルブを開閉動作させても、バルブシートの中心軸と弁体の中心軸との相対的なずれを解消できない。しかし、内燃機関の運転の停止時点から時間が経過すると、内燃機関の温度が徐々に低下するため、バルブハウジングの温度も低下していく。バルブハウジングの温度が低下するほど、バルブハウジングの熱変形の度合いも小さくなる。すなわち、バルブハウジングの形状が元の形状に戻っていく。
そこで、上記内燃機関制御装置では、内燃機関の運転停止後において、内燃機関の温度が外気温と同程度まで低下したと判定されると、軸ずれ解消処理が実行される。すなわち、バルブハウジングの熱変形の度合いが十分に小さくなってから軸ずれ解消処理が実行される。弁体を支持するバルブハウジングの熱変形の度合いが十分に小さくなってからＥＧＲバルブを開閉動作させることにより、バルブシートの中心軸と弁体の中心軸との相対的なずれを解消できる。その結果、ＥＧＲバルブの閉弁時におけるバルブシートと弁体との間の隙間を小さくできる。これにより、ＥＧＲバルブの閉弁時にＥＧＲバルブを介して吸気通路に漏出するＥＧＲガスの量を減少できるようになる。
上記内燃機関制御装置の一例において、前記実行装置は、前記判定処理において、前記内燃機関を循環する冷却水の温度が判定温度以下である場合に、前記内燃機関の温度が外気温と同程度であると判定する。
上記内燃機関制御装置では、冷却水の温度を用いて、内燃機関の温度が外気温と同程度であるか否かを判定できる。
上記内燃機関制御装置の一例が適用される内燃機関は車両に搭載されるものである。この場合、前記実行装置は、前記車両の走行距離の累積値が判定距離以上である場合には前記軸ずれ解消処理の実行を禁止することが好ましい。
上記内燃機関制御装置の一例が適用される内燃機関は車両に搭載されるものである。この場合、前記実行装置は、前記車両の走行距離の累積値が判定距離以上である場合には前記軸ずれ解消処理の実行を禁止することが好ましい。
ＥＧＲバルブの開閉動作が繰り返されると、バルブシート及び弁体の摩耗が進行していく。すなわち、バルブシート及び弁体の形状が変形していく。このようにバルブシート及び弁体の形状が変形していくと、バルブシートの中心軸から弁体の中心軸が相対的にずれたままであっても、ＥＧＲバルブの閉弁時における当該ＥＧＲバルブを介した吸気通路へのＥＧＲガスの漏れ量があまり多くならない。すなわち、軸ずれ解消処理を実行するメリットが徐々に小さくなる。
そこで、上記内燃機関制御装置では、車両の走行距離の累積値が判定距離以上になった場合には、ＥＧＲバルブの開閉動作の回数が十分に大きくなってバルブシート及び弁体の摩耗が進行したため、軸ずれ解消処理を実行するメリットが小さくなったと判断する。そして、このような判断がなされた以降では軸ずれ解消処理の実行が禁止される。これにより、車両の走行距離の累積値が判定距離以上になった場合には、内燃機関の運転の停止中における電力消費を抑制できる。
上記内燃機関制御装置の一例において、前記実行装置は、前記ＥＧＲバルブの動作回数の累積値が判定回数以上である場合には前記軸ずれ解消処理の実行を禁止する。
上記内燃機関制御装置では、ＥＧＲバルブの動作回数の累積値が判定回数以上になった場合には、バルブシート及び弁体の摩耗が進行したため、軸ずれ解消処理を実行するメリットが小さくなったと判断する。そして、このような判断がなされた以降では軸ずれ解消処理の実行が禁止される。これにより、ＥＧＲバルブの動作回数の累積値が判定回数以上である場合には、内燃機関の運転の停止中における電力消費を抑制できる。
上記内燃機関制御装置では、ＥＧＲバルブの動作回数の累積値が判定回数以上になった場合には、バルブシート及び弁体の摩耗が進行したため、軸ずれ解消処理を実行するメリットが小さくなったと判断する。そして、このような判断がなされた以降では軸ずれ解消処理の実行が禁止される。これにより、ＥＧＲバルブの動作回数の累積値が判定回数以上である場合には、内燃機関の運転の停止中における電力消費を抑制できる。
以下、内燃機関制御装置の一実施形態を図１～図６に従って説明する。
図１に示す車両１０は、内燃機関２０と、検出系７０と、内燃機関２０の運転を制御する制御装置８０とを備えている。制御装置８０が「内燃機関制御装置」に対応する。
図１に示す車両１０は、内燃機関２０と、検出系７０と、内燃機関２０の運転を制御する制御装置８０とを備えている。制御装置８０が「内燃機関制御装置」に対応する。
＜内燃機関＞
内燃機関２０は、複数の気筒２１とクランク軸２２とを備えている。図１では、複数の気筒２１のうちの１つのみを図示している。内燃機関２０は、複数の気筒２１を冷却する冷却水が流れるウォータージャケット２３を備えている。気筒２１内には、気筒２１内で往復動するピストン２４が設けられている。ピストン２４は、コネクティングロッド２５を介してクランク軸２２に連結されている。複数の気筒２１内においてピストン２４が往復動することにより、クランク軸２２が回転する。
内燃機関２０は、複数の気筒２１とクランク軸２２とを備えている。図１では、複数の気筒２１のうちの１つのみを図示している。内燃機関２０は、複数の気筒２１を冷却する冷却水が流れるウォータージャケット２３を備えている。気筒２１内には、気筒２１内で往復動するピストン２４が設けられている。ピストン２４は、コネクティングロッド２５を介してクランク軸２２に連結されている。複数の気筒２１内においてピストン２４が往復動することにより、クランク軸２２が回転する。
内燃機関２０は、吸気通路２６と、吸気バルブ２７と、電子制御式のスロットルバルブ２８とを備えている。吸気通路２６は、複数の気筒２１内に導入する空気が流れる通路である。吸気通路２６を流れる空気は、吸気バルブ２７が開弁している場合に気筒２１内に導入される。スロットルバルブ２８は、吸気通路２６を流れる空気の量である吸入空気量を調整する。
内燃機関２０は、燃料噴射弁２９と点火装置３０と排気通路３１と排気バルブ３２とを備えている。燃料噴射弁２９は、気筒２１内に供給する燃料を噴射する。気筒２１内では、吸気通路２６から導入された空気と燃料噴射弁２９から噴射された燃料とを含む混合気が点火装置３０の点火によって燃焼される。混合気の燃焼によって得た動力によって気筒２１内でピストン２４が往復動する。また、気筒２１内では混合気の燃焼によって排気が生成される。こうした排気は、排気バルブ３２が開弁している場合に気筒２１内から排気通路３１に排出される。
内燃機関２０は、排気駆動式の過給器３５を備えている。過給器３５は、タービン３６とコンプレッサ３７とを有している。タービン３６は排気通路３１に設けられている。コンプレッサ３７は、吸気通路２６のうち、スロットルバルブ２８よりも上流の部分に設けられている。タービン３６は、排気通路３１を流れる排気の流勢によって駆動する。コンプレッサ３７は、タービン３６の駆動と同期して駆動する。タービン３６が駆動することにより、吸気通路２６を流れる空気が加圧されて気筒２１内に導入される。
内燃機関２０は、ＥＧＲ装置４０を備えている。ＥＧＲ装置４０は、排気通路３１を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路２６に還流させる装置である。ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲ通路４１と、ＥＧＲ通路４１に設けられている電子制御式のＥＧＲバルブ４２とを有している。ＥＧＲ通路４１の第１端は排気通路３１に接続されている一方、ＥＧＲ通路４１の第２端は吸気通路２６に設けられている。具体的には、ＥＧＲ通路４１の第１端は、排気通路３１のうち、タービン３６よりも上流の部分に接続されている。ＥＧＲ通路４１の第２端は、吸気通路２６のうち、スロットルバルブ２８よりも下流の部分に接続されている。
図２及び図３を参照し、ＥＧＲバルブ４２について詳述する。
ＥＧＲバルブ４２は、金属製のバルブハウジング５１と、バルブシート５２と、弁体５３と、アクチュエータ５６とを有している。
ＥＧＲバルブ４２は、金属製のバルブハウジング５１と、バルブシート５２と、弁体５３と、アクチュエータ５６とを有している。
バルブハウジング５１は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金によって構成されている。ＥＧＲ通路４１はバルブハウジング５１を貫通している。すなわち、バルブハウジング５１にＥＧＲ通路４１が形成されている。ＥＧＲ通路４１のうち、バルブハウジング５１内に形成されている部分を「ハウジング内通路４１ａ」という。ＥＧＲバルブ４２が開弁している場合、図２に矢印で示す方向にＥＧＲガスがハウジング内通路４１ａを流れる。
ハウジング内通路４１ａは、上流端部４１１と中間部４１２と下流端部４１３とを有している。中間部４１２は、ハウジング内通路４１ａにおけるＥＧＲガスの流動方向において、上流端部４１１と下流端部４１３との間に位置している。つまり、中間部４１２は、上流端部４１１及び下流端部４１３の何れにも接続している。上流端部４１１の直径は中間部４１２の直径よりも大きいため、上流端部４１１と中間部４１２との境界には段差４１４が形成されている。
バルブシート５２は段差４１４に配置されている。バルブシート５２は環状をなしている。例えば、バルブシート５２は、レーザクラッド加工によってバルブハウジング５１に設けられている。ＥＧＲバルブ４２が開弁している場合には、バルブシート５２よりも内側をＥＧＲガスが通過する。
弁体５３は、シャフト５４と、シャフト５４に固定されている弁本体５５とを有している。シャフト５４は、バルブハウジング５１に対して進退移動可能な状態で支持されている。弁本体５５は、バルブシート５２の全周に接触可能に構成されている。本実施形態では、バルブシート５２の中心軸５２ｚと、弁体５３のシャフト５４の中心軸５３ｚとが実質的に一致するように、ＥＧＲバルブ４２が設計されている。２つの中心軸５２ｚ，５３ｚが実質的に一致するとは、図２に示すように２つの中心軸５２ｚ，５２ｚが完全に重なる場合だけではなく、製造上の誤差の範囲で２つの中心軸５２ｚ，５２ｚが多少ずれている場合も含んでいる。なお、以降では、弁体５３のシャフト５４の中心軸５３ｚを、単に「弁体５３の中心軸５３ｚ」という。
弁体５３は、離間方向Ｘ１と、離間方向Ｘ１の反対方向である接近方向Ｘ２に移動可能である。弁体５３が離間方向Ｘ１に移動すると、弁本体５５がバルブシート５２から離間するため、ＥＧＲバルブ４２が開弁する。このようにＥＧＲバルブ４２が開弁している場合、ＥＧＲバルブ４２は、ＥＧＲ通路４１を吸気通路２６に向けてＥＧＲガスが流れることを許容する。一方、弁体５３が接近方向Ｘ２に移動すると、弁本体５５がバルブシート５２に押し付けられるため、ＥＧＲバルブ４２が閉弁する。このようにＥＧＲバルブ４２が閉弁している場合、ＥＧＲバルブ４２は、ＥＧＲ通路４１を吸気通路２６に向けてＥＧＲガスが流れることを規制する。
アクチュエータ５６は、制御装置８０からの指令に応じて作動する。アクチュエータ５６が作動すると、アクチュエータ５６の出力が弁体５３に伝達されることにより、弁体５３が離間方向Ｘ１に移動する。このため、ＥＧＲバルブ４２が開弁する。一方、アクチュエータ５６の作動が停止すると、アクチュエータ５６の出力が弁体５３に伝達されなくなる。そのため、弁体５３が接近方向Ｘ２に移動して弁体５３がバルブシート５２に押し付けられる。その結果、ＥＧＲバルブ４２が閉弁する。
内燃機関２０が運転している状況下でＥＧＲバルブ４２が開弁している場合、ＥＧＲ通路４１を高温のＥＧＲガスが流れる。すなわち、バルブハウジング５１は高温のＥＧＲガスに晒される。そのため、バルブハウジング５１が受熱することによって、バルブハウジング５１が熱変形する。バルブハウジング５１に弁体５３のシャフト５４が支持されているため、バルブハウジング５１が熱変形すると、図３に示すように弁体５３の中心軸５３ｚがバルブシート５２の中心軸５２ｚから相対的にずれてしまうおそれがある。弁体５３の中心軸５３ｚとバルブシート５２の中心軸５２ｚとが相対的にずれた状態のままＥＧＲバルブ４２が閉弁された場合、バルブシート５２と弁本体５５との間に比較的大きな隙間が形成されるおそれがある。
＜検出系＞
図１に示すように、検出系７０は複数種類のセンサを備えている。複数種類のセンサは、検出結果に応じた信号を制御装置８０に出力する。検出系７０は、センサとして、水温センサ７１と外気温センサ７２とオドメータ７３とを備えている。水温センサ７１は、内燃機関２０内を循環する冷却水、すなわちウォータージャケット２３を流れる冷却水の温度である水温を検出する。外気温センサ７２は、車両１０の外気温を検出する。オドメータ７３は、車両１０の走行距離の累積値である累積走行距離を検出する。以降の記載では、水温センサ７１が検出した水温を「水温ＴＰｗ」といい、外気温センサ７２が検出した外気温を「外気温ＴＰｏ」といい、オドメータ７３が検出した累積走行距離を「累積走行距離Ｌａ」という。
図１に示すように、検出系７０は複数種類のセンサを備えている。複数種類のセンサは、検出結果に応じた信号を制御装置８０に出力する。検出系７０は、センサとして、水温センサ７１と外気温センサ７２とオドメータ７３とを備えている。水温センサ７１は、内燃機関２０内を循環する冷却水、すなわちウォータージャケット２３を流れる冷却水の温度である水温を検出する。外気温センサ７２は、車両１０の外気温を検出する。オドメータ７３は、車両１０の走行距離の累積値である累積走行距離を検出する。以降の記載では、水温センサ７１が検出した水温を「水温ＴＰｗ」といい、外気温センサ７２が検出した外気温を「外気温ＴＰｏ」といい、オドメータ７３が検出した累積走行距離を「累積走行距離Ｌａ」という。
＜制御装置＞
制御装置８０は、複数種類のセンサ７１～７３の検出値に基づいて、スロットルバルブ２８の開度、燃料噴射弁２９の燃料噴射量、及び点火装置３０による点火タイミングを調整する。また、制御装置８０は、ＥＧＲバルブ４２のアクチュエータ５６を作動させることにより、ＥＧＲバルブ４２の開閉を制御する。
制御装置８０は、複数種類のセンサ７１～７３の検出値に基づいて、スロットルバルブ２８の開度、燃料噴射弁２９の燃料噴射量、及び点火装置３０による点火タイミングを調整する。また、制御装置８０は、ＥＧＲバルブ４２のアクチュエータ５６を作動させることにより、ＥＧＲバルブ４２の開閉を制御する。
制御装置８０はＣＰＵ８１とメモリ８２とを備えている。メモリ８２には、ＣＰＵ８１によって実行される各種の制御プログラムが記憶されている。本実施形態では、ＣＰＵ８１が「実行装置」に対応する。
ＣＰＵ８１は、判定処理と軸ずれ解消処理とを実行する。
判定処理は、内燃機関２０の温度が外気温と同程度であるか否かを判定する処理である。例えば、判定処理において、ＣＰＵ８１は、水温ＴＰｗに基づいて、内燃機関２０の温度が外気温と同程度であるか否かを判定する。このとき、ＣＰＵ８１は、水温ＴＰｗが判定温度ＴＰｗｔｈ以下である場合には内燃機関２０の温度が外気温と同程度であると判定する。一方、ＣＰＵ８１は、水温ＴＰｗが判定温度ＴＰｗｔｈよりも高い場合には内燃機関２０の温度が外気温と同程度ではないと判定する。判定温度ＴＰｗｔｈは、水温ＴＰｗが外気温と同等であるか否かの判断基準として設定されている。
判定処理は、内燃機関２０の温度が外気温と同程度であるか否かを判定する処理である。例えば、判定処理において、ＣＰＵ８１は、水温ＴＰｗに基づいて、内燃機関２０の温度が外気温と同程度であるか否かを判定する。このとき、ＣＰＵ８１は、水温ＴＰｗが判定温度ＴＰｗｔｈ以下である場合には内燃機関２０の温度が外気温と同程度であると判定する。一方、ＣＰＵ８１は、水温ＴＰｗが判定温度ＴＰｗｔｈよりも高い場合には内燃機関２０の温度が外気温と同程度ではないと判定する。判定温度ＴＰｗｔｈは、水温ＴＰｗが外気温と同等であるか否かの判断基準として設定されている。
軸ずれ解消処理は、内燃機関２０の運転停止中において、判定処理で内燃機関２０の温度が外気温と同程度であると判定された場合に実行される処理である。軸ずれ解消処理において、ＣＰＵ８１は、ＥＧＲバルブ４２を開閉動作させる。本実施形態では、ＣＰＵ８１は、軸ずれ解消処理において、ＥＧＲバルブ４２を１回だけ開閉動作させる。なお、軸ずれ解消処理の実行に伴うＥＧＲバルブ４２の開閉動作の回数は２回以上であってもよい。
図４を参照し、ＥＧＲバルブ４２におけるバルブシート５２の中心軸５２ｚと弁体５３の中心軸５３ｚとの相対的なずれを解消するためにＣＰＵ８１が実行する処理ルーチンについて説明する。メモリ８２に記憶されている制御プログラムをＣＰＵ８１が繰り返し実行することにより、本処理ルーチンは所定の制御サイクル毎に実行される。
本処理ルーチンにおいてステップＳ１１では、ＣＰＵ８１は、実行済みフラグＦＬＧにオフがセットされているか否かを判定する。実行済みフラグＦＬＧには、軸ずれ解消処理が実行済みである場合にはオンがセットされる一方、軸ずれ解消処理が未だ実行されていない場合にはオンがセットされるフラグである。内燃機関２０の運転が開始されると、実行済みフラグＦＬＧにはオフがセットされる。実行済みフラグＦＬＧにオフがセットされている場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ８１は処理をステップＳ１３に移行する。一方、実行済みフラグＦＬＧにオンがセットされている場合（Ｓ１１：ＮＯ）、ＣＰＵ８１は本処理ルーチンを一旦終了する。
ステップＳ１３において、ＣＰＵ８１は、軸ずれ解消処理の禁止条件が成立しているか否かを判定する。例えば、ＣＰＵ８１は、累積走行距離Ｌａが判定距離Ｌａｔｈ以上である場合には禁止条件が成立していると判定する一方、累積走行距離Ｌａが判定距離Ｌａｔｈ未満である場合には禁止条件が成立していないと判定する。
ここで、図５を参照し、禁止条件を設けた理由について説明する。図５は、ＥＧＲバルブ４２の動作回数とＥＧＲ漏れ量との関係の実験結果を示すグラフである。ここでいう動作回数とは、ＥＧＲバルブ４２の開閉動作の回数である。ここでいうＥＧＲ漏れ量とは、内燃機関２０の運転停止中においてＥＧＲバルブ４２を介して吸気通路２６に漏出するＥＧＲガスの量である。動作回数が少ない場合には、動作回数が増えるにつれてＥＧＲ漏れ量が多くなる。ＥＧＲバルブ４２が何度も開閉動作するにつれ、バルブシート５２及び弁体５３の弁本体５５の摩耗が少しずつ進行するため、ＥＧＲ漏れ量が増えると推測される。しかしながら、動作回数が判定回数Ｃｎｔｔｈを越えた以降では、動作回数が増えるにつれてＥＧＲ漏れ量が少なくなる。これは、バルブシート５２及び弁本体５５の摩耗が進行したことにより、バルブシート５２の形状が、弁本体５５の形状に対応した形状となったことにより、ＥＧＲバルブ４２の閉弁時にバルブシート５２と弁本体５５との間に隙間が形成されにくくなったためと推測される。
そこで、本実施形態では、判定回数Ｃｎｔｔｈに相当する車両１０の走行距離の累積値が、判定距離Ｌａｔｈとして設定されている。そこで、累積走行距離Ｌａが判定距離Ｌａｔｈ以上である場合は、軸ずれ解消処理を実行することによるＥＧＲ漏れ量の減少効果が高くない可能性があると見なす。そのため、累積走行距離Ｌａが判定距離Ｌａｔｈ以上である場合は、禁止条件が成立していると判定する。
図４に戻り、ステップＳ１３において禁止条件が成立していると判定した場合（ＹＥＳ）、ＣＰＵ８１は本処理ルーチンを一旦終了する。一方、禁止条件が成立していないと判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、ＣＰＵ８１は処理をステップＳ１５に移行する。
ステップＳ１５において、ＣＰＵ８１は、内燃機関２０の運転が停止中であるか否かを判定する。内燃機関２０の運転が停止中である場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ８１は処理をステップＳ１７に移行する。一方、内燃機関２０が運転中である場合（Ｓ１５：ＮＯ）、ＣＰＵ８１は本処理ルーチンを一旦終了する。
ステップＳ１７において、ＣＰＵ８１は、内燃機関２０の温度が外気温と同程度であるか否かを判定する。すなわち、ステップＳ１７が「判定処理」に対応する。内燃機関２０の温度が外気温と同程度であると判定した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ８１は処理をステップＳ１９に移行する。一方、内燃機関２０の温度が外気温と同程度ではないと判定した場合（Ｓ１７：ＮＯ）、ＣＰＵ８１は本処理ルーチンを一旦終了する。
ステップＳ１９において、ＣＰＵ８１は軸ずれ解消処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ８１は、内燃機関２０の運転停止中において、内燃機関２０の温度が外気温と同程度であると判定した場合に、軸ずれ解消処理を実行する。軸ずれ解消処理の実行に伴うＥＧＲバルブ４２の開閉動作が完了すると、ＣＰＵ８１は処理をステップＳ２１に移行する。
ステップＳ２１において、ＣＰＵ８１は実行済みフラグＦＬＧにオンをセットする。その後、ＣＰＵ８１は本処理ルーチンを一旦終了する。
＜本実施形態の作用及び効果＞
図６は、ＥＧＲ漏れ量の推移の実験結果を示すグラフである。ここでいうＥＧＲ漏れ量とは、内燃機関２０の運転停止中においてＥＧＲバルブ４２を介して吸気通路２６に漏出するＥＧＲガスの量である。図６の実線は、内燃機関２０の温度が常温と同程度であるときにＥＧＲバルブ４２を閉弁させた際におけるＥＧＲ漏れ量の推移を示す。図６の破線は、内燃機関２０の温度が常温よりも高いときにＥＧＲバルブ４２を閉弁させた際におけるＥＧＲ漏れ量の推移を示す。
＜本実施形態の作用及び効果＞
図６は、ＥＧＲ漏れ量の推移の実験結果を示すグラフである。ここでいうＥＧＲ漏れ量とは、内燃機関２０の運転停止中においてＥＧＲバルブ４２を介して吸気通路２６に漏出するＥＧＲガスの量である。図６の実線は、内燃機関２０の温度が常温と同程度であるときにＥＧＲバルブ４２を閉弁させた際におけるＥＧＲ漏れ量の推移を示す。図６の破線は、内燃機関２０の温度が常温よりも高いときにＥＧＲバルブ４２を閉弁させた際におけるＥＧＲ漏れ量の推移を示す。
図６に示すように、内燃機関２０の温度が高温である状況下でＥＧＲバルブ４２を閉弁させた場合では、バルブシート５２の中心軸５２ｚから弁体５３の中心軸５３ｚが相対的にずれているため、バルブシート５２と弁本体５５との間の隙間が比較的広い。一方、内燃機関２０の温度が常温と同程度である状況下でＥＧＲバルブ４２を閉弁させた場合では、バルブシート５２の中心軸５２ｚから弁体５３の中心軸５３ｚがあまりずれていないため、バルブシート５２と弁本体５５との間の隙間が比較的狭い。そのため、内燃機関２０の温度が高温である状況下でＥＧＲバルブ４２を閉弁させた場合では、内燃機関２０の温度が常温と同程度である状況下でＥＧＲバルブ４２を閉弁させた場合と比較してＥＧＲ漏れ量が多い。
ここで、内燃機関２０の運転の停止直後では、ＥＧＲバルブ４２のバルブハウジング５１の温度も高く、バルブハウジング５１の熱変形の度合いも比較的大きい。そのため、内燃機関２０の運転の停止直後にＥＧＲバルブ４２を開閉動作させても、バルブシート５２の中心軸５２ｚと弁体５３の中心軸５３ｚとの相対的なずれを解消できない。しかし、内燃機関２０の運転の停止時点から時間が経過するにつれ、内燃機関２０の温度が徐々に低下するため、バルブハウジング５１の温度も低下していく。バルブハウジング５１の温度が低下すると、バルブハウジング５１の熱変形の度合いも小さくなる。すなわち、バルブハウジング５１の形状が元の形状に戻っていく。
そこで、本実施形態では、内燃機関２０の運転停止後において、内燃機関２０の温度が外気温と同程度まで低下したと判定されると、軸ずれ解消処理が実行される。すなわち、バルブハウジング５１の温度が十分に低下して、バルブハウジング５１の熱変形の度合いが十分に小さくなってから軸ずれ解消処理が実行される。バルブハウジング５１の形状が元に戻ってからＥＧＲバルブ４２を開閉動作させると、弁本体５５がバルブシート５２から離れている間に、バルブシート５２の中心軸５２ｚと弁体５３の中心軸５３ｚとのずれが解消される。この状態で弁本体５５がバルブシート５２に押し付けられるため、バルブシート５２と弁本体５５との間の隙間を小さくできる。これにより、ＥＧＲバルブ４２を介して吸気通路２６に漏出するＥＧＲガスの量を減少できる。すなわち、軸ずれ解消処理の実行後にあっては、図６に示したＥＧＲ漏れ量を、内燃機関２０の温度が常温と同程度である状況下でＥＧＲバルブ４２を閉弁させた場合のＥＧＲ漏れ量と同程度とすることができる。
本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）バルブハウジング５１の熱変形の度合いが大きい状態でＥＧＲバルブ４２が閉弁されると、上述したようにバルブシート５２の中心軸５２ｚから弁体５３の中心軸５３ｚが相対的にずれる。バルブハウジング５１の温度が十分に低くなってバルブハウジング５１の熱変形が解消された後でもバルブシート５２の中心軸５２ｚから弁体５３の中心軸５３ｚがずれている場合、バルブハウジング５１に支持されているシャフト５４に外力が作用する。そのため、バルブシート５２の中心軸５２ｚから弁体５３の中心軸５３ｚがずれた状態が長期に亘って継続すると、シャフト５４が変形するおそれがある。この点、本実施形態では、バルブハウジング５１の温度が十分に低くなってバルブハウジング５１の熱変形の度合いが十分に小さくなると、軸ずれ解消処理の実行によってバルブシート５２の中心軸５２ｚと弁体５３の中心軸５３ｚとの相対的なずれが解消される。これにより、シャフト５４に作用する上記外力を小さくできるため、ＥＧＲバルブ４２が閉弁している場合にシャフト５４が変形することを抑制できる。
（１）バルブハウジング５１の熱変形の度合いが大きい状態でＥＧＲバルブ４２が閉弁されると、上述したようにバルブシート５２の中心軸５２ｚから弁体５３の中心軸５３ｚが相対的にずれる。バルブハウジング５１の温度が十分に低くなってバルブハウジング５１の熱変形が解消された後でもバルブシート５２の中心軸５２ｚから弁体５３の中心軸５３ｚがずれている場合、バルブハウジング５１に支持されているシャフト５４に外力が作用する。そのため、バルブシート５２の中心軸５２ｚから弁体５３の中心軸５３ｚがずれた状態が長期に亘って継続すると、シャフト５４が変形するおそれがある。この点、本実施形態では、バルブハウジング５１の温度が十分に低くなってバルブハウジング５１の熱変形の度合いが十分に小さくなると、軸ずれ解消処理の実行によってバルブシート５２の中心軸５２ｚと弁体５３の中心軸５３ｚとの相対的なずれが解消される。これにより、シャフト５４に作用する上記外力を小さくできるため、ＥＧＲバルブ４２が閉弁している場合にシャフト５４が変形することを抑制できる。
（２）本実施形態では、内燃機関２０内を循環する冷却水の温度である水温ＴＰｗを用いて、内燃機関２０の温度が外気温と同程度になったか否かを判定するようにした。すなわち、バルブハウジング５１の温度を検出したり、バルブハウジング５１の変形度合いを検出したりする検出系を内燃機関２０に新たに設けなくてもよい。
（３）本実施形態では、累積走行距離Ｌａが判定距離Ｌａｔｈ以上になった場合には、軸ずれ解消処理を実行するメリットが小さくなったと判断できるため、軸ずれ解消処理の実行が禁止される。これにより、内燃機関２０の運転の停止中に内燃機関２０で消費される電力量を少なくできる。
（変更例）
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図４に示した処理ルーチンのステップＳ１３では、ＥＧＲバルブ４２の動作回数の累積値を用いて禁止条件が成立しているか否かを判定するようにしてもよい。この場合、ＥＧＲバルブ４２の動作回数の累積値が判定回数Ｃｎｔｔｈ以上である場合には禁止条件が成立していると判定する一方、動作回数の累積値が判定回数Ｃｎｔｔｈ未満である場合には禁止条件が成立していないと判定するとよい。これにより、ＥＧＲバルブ４２の動作回数の累積値が判定回数Ｃｎｔｔｈ以上である場合には軸ずれ解消処理の実行を禁止できる。この場合であっても、上記実施形態の効果（３）と同等の効果を得ることができる。
・図４に示した処理ルーチンにおいて、ステップＳ１３の処理を省略してもよい。
・判定温度ＴＰｗｔｈを所定温度で固定してもよいし、そのときの外気温に応じて判定温度ＴＰｗｔｈを可変させてもよい。この場合、外気温ＴＰｏが高いほど高い温度を判定温度ＴＰｗｔｈとして設定するとよい。
・判定温度ＴＰｗｔｈを所定温度で固定してもよいし、そのときの外気温に応じて判定温度ＴＰｗｔｈを可変させてもよい。この場合、外気温ＴＰｏが高いほど高い温度を判定温度ＴＰｗｔｈとして設定するとよい。
・上記実施形態では、内燃機関２０内を循環する冷却水の温度である水温ＴＰｗを用いて、内燃機関２０の温度が外気温と同程度になったか否かを判定するようにしたが、これに限らない。例えば、内燃機関２０の運転が停止された状態の継続時間を用いて、内燃機関２０の温度が外気温と同程度になったか否かを判定してもよい。この場合、当該継続時間が所定の判定継続時間以上である場合は、内燃機関２０の温度が外気温と同程度になったと判定するようにしてもよい。
・制御装置８０は、ＣＰＵとＲＯＭとを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。すなわち、制御装置８０は、以下（ａ）～（ｃ）の何れかの構成であればよい。
（ａ）制御装置８０は、コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備えている。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを含んでいる。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含んでいる。
（ａ）制御装置８０は、コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備えている。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを含んでいる。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含んでいる。
（ｂ）制御装置８０は、各種処理を実行する一つ以上の専用のハードウェア回路を備えている。専用のハードウェア回路としては、例えば、特定用途向け集積回路、すなわちＡＳＩＣ又はＦＰＧＡを挙げることができる。なお、ＡＳＩＣは「Application Specific Integrated Circuit」の略記であり、ＦＰＧＡは「Field Programmable Gate Array」の略記である。
（ｃ）制御装置８０は、各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうちの残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備えている。
・車両は、内燃機関２０及び制御装置８０を備えるのであれば、動力源としてモータジェネレータも備えるハイブリッド車両であってもよい。
１０…車両
２０…内燃機関
２６…吸気通路
３１…排気通路
４０…ＥＧＲ装置
４１…ＥＧＲ通路
４２…ＥＧＲバルブ
５１…バルブハウジング
５２…バルブシート
５２ｚ…中心軸
５３…弁体
５３ｚ…中心軸
５６…アクチュエータ
８０…制御装置
８１…ＣＰＵ
２０…内燃機関
２６…吸気通路
３１…排気通路
４０…ＥＧＲ装置
４１…ＥＧＲ通路
４２…ＥＧＲバルブ
５１…バルブハウジング
５２…バルブシート
５２ｚ…中心軸
５３…弁体
５３ｚ…中心軸
５６…アクチュエータ
８０…制御装置
８１…ＣＰＵ
Claims (4)
- 吸気通路と、排気通路と、前記排気通路を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして前記吸気通路に還流させるＥＧＲ装置と、を備えた内燃機関に適用される内燃機関制御装置であって、
前記ＥＧＲ装置は、第１端が前記排気通路に接続されているとともに第２端が前記吸気通路に接続されているＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に設けられているＥＧＲバルブと、を有するものであり、
前記ＥＧＲバルブは、
前記ＥＧＲ通路が形成されている金属製のバルブハウジングと、前記バルブハウジングに設けられているバルブシートと、前記バルブシートから離間する離間方向及び前記離間方向の反対方向であって前記バルブシートに接近する方向である接近方向に移動可能な状態で前記バルブハウジングに支持されている弁体と、前記離間方向及び前記接近方向に前記弁体を移動させるべく作動するアクチュエータと、を有し、
閉弁時には前記バルブシートに前記弁体を押し付けることによって前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲガスの流通を規制する一方、開弁時には前記バルブシートから前記離間方向に前記弁体を離間させることによって前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲガスの流通を許容するものであり、
前記内燃機関制御装置は、前記アクチュエータを作動させることによって前記ＥＧＲバルブを制御する実行装置を備え、
前記実行装置は、
前記内燃機関の温度が外気温と同程度であるか否かを判定する判定処理と、
前記内燃機関の運転停止中において、前記判定処理で前記内燃機関の温度が外気温と同程度であると判定した場合に、前記ＥＧＲバルブを開閉動作させる軸ずれ解消処理と、を実行する
内燃機関制御装置。 - 前記実行装置は、前記判定処理において、前記内燃機関を循環する冷却水の温度が判定温度以下である場合に、前記内燃機関の温度が外気温と同程度であると判定する
請求項１に記載の内燃機関制御装置。 - 前記内燃機関は車両に搭載されるものであり、
前記実行装置は、前記車両の走行距離の累積値が判定距離以上である場合には前記軸ずれ解消処理の実行を禁止する
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関制御装置。 - 前記実行装置は、前記ＥＧＲバルブの動作回数の累積値が判定回数以上である場合には前記軸ずれ解消処理の実行を禁止する
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関制御装置。
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