内燃機関の制御装置
【課題】内燃機関の制御装置において、液体がコンプレッサに流入することに起因するコンプレッサの損傷を抑制する技術を提供する。
【解決手段】ターボチャージャと、低圧ＥＧＲ装置と、液量検出センサと、を備え、液量検出センサが検出する液量が所定量以上（Ｓ１０３−Ｙｅｓ）となりキャビテーション発生するおそれのある場合に、低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているときには低圧ＥＧＲ装置を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量する（Ｓ１０５）と共に、低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているか否かに応じて異なる制御でターボチャージャの過給圧を低減する（Ｓ１０６，Ｓ１０８）。
【解決手段】ターボチャージャと、低圧ＥＧＲ装置と、液量検出センサと、を備え、液量検出センサが検出する液量が所定量以上（Ｓ１０３−Ｙｅｓ）となりキャビテーション発生するおそれのある場合に、低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているときには低圧ＥＧＲ装置を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量する（Ｓ１０５）と共に、低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているか否かに応じて異なる制御でターボチャージャの過給圧を低減する（Ｓ１０６，Ｓ１０８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低圧ＥＧＲ装置及びインタークーラを備え、インタークーラの下部と触媒下流の排気通路とを凝縮水排出通路で接続し、凝縮水排出通路を用いてインタークーラ内に生じる凝縮水を排気通路へ排出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ＥＧＲ装置に凝縮水捕集器を設ける技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。吸気がコンプレッサの上流側に戻されるとき、気液分離器によって吸気中の水滴分を分離することで、吸気中の水滴分がコンプレッサの上流側に戻ってコンプレッサに付着することを防止し、コンプレッサを腐食、損傷させることを防止する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−３０３１４６号公報
【特許文献２】特表２００４−５１９５７８号公報
【特許文献３】特開２００７−１６２６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで内燃機関ではコンプレッサより上流の吸気通路に液体が溜まる場合がある。この場合に、溜まった液体がコンプレッサに流入すると、液体内の気泡の発生や消滅によって衝撃が発生し、コンプレッサを損傷させるおそれがある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の制御装置において、液体がコンプレッサに流入することに起因するコンプレッサの損傷を抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、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前記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の前記排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置と、
前記低圧ＥＧＲ装置が低圧ＥＧＲガスを還流する部位より下流且つ前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に配置され当該吸気通路内の液量を検出する液量検出装置と、
前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記ターボチャージャの過給圧を低減する過給圧低減制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置である。
【０００６】
内燃機関ではコンプレッサより上流の吸気通路に液体が溜まる場合がある。この場合に、溜まった液体がコンプレッサに流入すると、液体内の気泡の発生や消滅によって衝撃が発生し、コンプレッサを損傷させるおそれがある。
【０００７】
そこで本発明では、液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、ターボチャージャの過給圧を低減するようにした。
【０００８】
ここで所定量とは、これ以上の液量の液体がコンプレッサに流入すると、液体内の気泡
の発生や消滅によって衝撃が発生し、コンプレッサを損傷させるおそれが生じる閾値の液量である。
【０００９】
本発明によると、液量が所定量以上の場合にターボチャージャの過給圧を低減するので、コンプレッサの高圧場が低圧化され、高圧場で液体内の気泡が消滅することに伴う衝撃の発生を防止できる。したがって液体がコンプレッサに流入しても、液体内の気泡の消滅による衝撃の発生を防止し、コンプレッサの損傷を抑制できる。
【００１０】
前記ターボチャージャ内に設けられ前記タービンへの排気流量を調節する可変ノズル機構を備え、前記過給圧低減制御手段は、前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているときには、前記可変ノズル機構のノズル通路断面積を大きくして前記ターボチャージャの過給圧を低減するとよい。
【００１１】
本発明によると、可変ノズル機構のノズル通路断面積を大きくすることで、可変ノズル機構を通過する排気の流速が低減されてタービン回転数が低減し、ターボチャージャの過給圧を低減できる。
【００１２】
前記過給圧低減制御手段は、前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスを還流していないときには、前記内燃機関への燃料噴射量を低減して前記ターボチャージャの過給圧を低減するとよい。
【００１３】
本発明によると、内燃機関への燃料噴射量を低減することで、内燃機関から排出される排気エネルギが低減されてタービン回転数が低減し、ターボチャージャの過給圧を低減できる。
【００１４】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、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前記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の前記排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置と、
前記低圧ＥＧＲ装置が低圧ＥＧＲガスを還流する部位より下流且つ前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に配置され当該吸気通路内の液量を検出する液量検出装置と、
前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記低圧ＥＧＲ装置を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量する低圧ＥＧＲガス減量制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置である。
【００１５】
内燃機関ではコンプレッサより上流の吸気通路に液体が溜まる場合がある。この場合に、溜まった液体がコンプレッサに流入すると、液体内の気泡の発生や消滅によって衝撃が発生し、コンプレッサを損傷させるおそれがある。
【００１６】
そこで本発明では、液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、低圧ＥＧＲ装置を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量するようにした。
【００１７】
本発明によると、液量が所定量以上の場合に低圧ＥＧＲ装置を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量するので、低圧ＥＧＲガスから凝縮される液体としての凝縮水が減量され、凝縮水がコンプレッサに流入することを低減できる。したがって少ない凝縮水内では気泡の発生や消滅が低減できるので、凝縮水内の気泡の発生や消滅による衝撃の発生を抑制し、コンプレッサの損傷を抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、内燃機関の制御装置において、液体がコンプレッサに流入することに起因するコンプレッサの損傷を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００２０】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関の制御装置を適用する内燃機関及びその吸気系・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、４つの気筒２を有する水冷式の４ストロークサイクル・ディーゼル内燃機関である。各気筒２内には、燃料を噴射する燃料噴射弁３が配置されている。内燃機関１は、車両に搭載されている。内燃機関１には、吸気通路４及び排気通路５が接続されている。
【００２１】
内燃機関１に接続された吸気通路４の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ６のコンプレッサ６ａが配置されている。コンプレッサ６ａよりも下流の吸気通路４には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ７が配置されている。これら吸気通路４及びそれに配置された機器が内燃機関１に吸気を取り入れるための吸気系を構成している。
【００２２】
一方、内燃機関１に接続された排気通路５の途中には、ターボチャージャ６のタービン６ｂが配置されている。タービン６ｂは排気通路５を流れる排気によって駆動され、コンプレッサ６ａは駆動されたタービン６ｂと共に回転して吸気通路４を流れる吸気を過給する。タービン６ｂを収容するタービン室にタービン６ｂの全周を囲むように複数の可変ノズル８が設けられ、これらの可変ノズル８をそれぞれ回動させることで、可変ノズル８間に形成されるノズル通路断面積を変化させている。可変ノズル８を回動することによって、ノズル通路断面積を小さくすると、排気流量の少ない内燃機関１の低機関回転数域での過給圧を高めることができる。一方、可変ノズル８を回動することによって、ノズル通路断面積を大きくすると、排気流量の多い内燃機関１の高機関回転数域での過給圧を高めることができる。このようにノズル通路断面積を変化させる可変ノズル８及びこれを駆動するアクチュエータが可変ノズル機構を構成している。
【００２３】
タービン６ｂよりも下流の排気通路５には、排気浄化装置９が配置されている。排気浄化装置９は、酸化触媒と当該酸化触媒の後段に配置されたディーゼルパティキュレートフィルタ（以下単にフィルタという）とを有して構成される。フィルタには吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下単にＮＯｘ触媒という）が担持されている。これら排気通路５及びそれに配置された機器が内燃機関１から排気を排出させるための排気系を構成している。
【００２４】
そして、内燃機関１には、排気通路５内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路４へ還流（再循環）させる低圧ＥＧＲ装置３０が備えられている。本実施例では、低圧ＥＧＲ装置３０によって還流される排気を低圧ＥＧＲガスと称している。
【００２５】
低圧ＥＧＲ装置３０は、低圧ＥＧＲガスが流通する低圧ＥＧＲ通路３１と、低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガスの流量を調節する低圧ＥＧＲ弁３２と、低圧ＥＧＲガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ３３と、を有する。
【００２６】
低圧ＥＧＲ通路３１は、排気浄化装置９よりも下流側の排気通路５と、コンプレッサ６ａよりも上流側の吸気通路４とを接続している。この低圧ＥＧＲ通路３１を通って、排気が低圧ＥＧＲガスとして低圧で内燃機関１へ送り込まれる。
【００２７】
低圧ＥＧＲ弁３２は、低圧ＥＧＲクーラ３３よりも下流の低圧ＥＧＲ通路３１に配置され、低圧ＥＧＲ通路３１の通路断面積を調整することにより、該低圧ＥＧＲ通路３１を流れる低圧ＥＧＲガスの流量を調節する。この低圧ＥＧＲ弁３２は、電動アクチュエータにより開閉される。なお、低圧ＥＧＲガス流量の調節は、低圧ＥＧＲ弁３２の開度の調整以外の方法によって行うこともできる。例えば、コンプレッサ６ａよりも上流の吸気通路４に配置される不図示のスロットル弁の開度を調整することにより、或いは排気浄化装置９よりも下流の排気通路５に配置される不図示の排気絞り弁の開度を調節することにより、低圧ＥＧＲ通路３１の上流と下流との差圧を変化させ、これにより低圧ＥＧＲガスの流量を調節することができる。
【００２８】
低圧ＥＧＲクーラ３３は、低圧ＥＧＲ通路３１の途中に配置される。低圧ＥＧＲクーラ３３は、低圧ＥＧＲクーラ３３内を通過する低圧ＥＧＲガスと機関冷却水とで熱交換をして、低圧ＥＧＲガスの温度を低下させる。
【００２９】
低圧ＥＧＲ装置３０が低圧ＥＧＲガスを還流する部位、すなわち低圧ＥＧＲ通路３１が吸気通路４に接続された部位より下流、且つコンプレッサ６ａより上流側の吸気通路４には、吸気通路４内の液量、すなわち吸気通路４内に存在する液体の量を検出する液量検出センサ１０が配置されている。本実施例の液量検出センサ１０が本発明の液量検出装置に相当する。
【００３０】
以上述べたように構成された内燃機関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ＥＣＵ１１が併設されている。ＥＣＵ１１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の運転状態を制御するユニットである。
【００３１】
ＥＣＵ１１には、液量検出センサ１０、クランクポジションセンサ１２、及びアクセルポジションセンサ１３が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１１に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１１には、燃料噴射弁３、並びに可変ノズル８及び低圧ＥＧＲ弁３２のアクチュエータが電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１１によりこれらの機器が制御される。
【００３２】
ＥＣＵ１１は、クランクポジションセンサ１２やアクセルポジションセンサ１３等の出力信号を受けて内燃機関１の運転状態を判別し、判別された機関運転状態に基づいて内燃機関１や上記機器を電気的に制御する。
【００３３】
ところで内燃機関１に低圧ＥＧＲ装置３０を備える場合には、低圧ＥＧＲガス中の水分が低圧ＥＧＲ装置３０内の低圧ＥＧＲクーラ３３や吸気通路４やインタークーラ７で冷却されて凝縮し凝縮水となる。このように発生した凝縮水によって低圧ＥＧＲ装置３０や吸気通路４等に腐食等が発生するおそれがある。
【００３４】
このため従来では、インタークーラ７内や低圧ＥＧＲクーラ３３内で凝縮水を捕集する対策を施している。しかしこれらの対策では、吸気や低圧ＥＧＲガスの水分を完全に除去することはできないものであり、また対策のために部品点数が増加してしまう。
【００３５】
しかも低圧ＥＧＲ装置３０を備える場合には、コンプレッサ６ａより上流の吸気通路４で凝縮水が溜まる。この溜まった凝縮水がコンプレッサ６ａに流入すると、凝縮水内の気泡の発生や消滅によって衝撃が発生し、コンプレッサ６ａを損傷させるおそれがある。
【００３６】
さらに低圧ＥＧＲガス中の水分が凝縮する凝縮水以外にも、新気中の水分が凝縮する凝縮水、外部からの浸水、過多なブローバイオイル等の液体がコンプレッサ６ａに流入する
場合もある。これらの場合の液体もコンプレッサ６ａに流入すると、液体内の気泡の発生や消滅によって衝撃が発生し、コンプレッサ６ａを損傷させるおそれがある。
【００３７】
上記した液体内の気泡の発生や消滅の現象をキャビテーションという。以下にキャビテーション発生及びそれに伴う衝撃の原理を説明する。
【００３８】
図２（ａ）は、コンプレッサ６ａのコンプレッサインペラ６ａ１の翼の一部が液体中に浸かる場合である。図２（ａ）の場合には、コンプレッサインペラ６ａ１の翼周辺で液体の圧力低下が起こり、液体の圧力が飽和蒸気圧よりも低下した時点で気泡が発生する。この気泡が発生するときに衝撃を伴う。
【００３９】
図２（ｂ）は、コンプレッサ６ａのコンプレッサインペラ６ａ１の翼の一部が液体中に浸かり、上記図２（ａ）のようにして発生した気泡や、コンプレッサインペラ６ａ１の翼によって気相と液相とを攪拌することによって発生する衝撃を伴わない気泡が存在する場合である。図２（ｂ）の場合には、気泡が下流のコンプレッサインペラ背面に移動すると、コンプレッサ６ａの高圧場、すなわちコンプレッサインペラ背面での液体の圧力上昇領域で、破線で示すように気泡が消滅する。この気泡が消滅するときに衝撃を伴う。
【００４０】
以上のようにキャビテーション発生に伴い衝撃が発生し、コンプレッサ６ａ、特にはコンプレッサインペラ６ａ１を損傷させるおそれがある。
【００４１】
そこで本実施例では、液量検出センサ１０が検出する液量が所定量以上の場合に、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているときには、低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側へ制御して低圧ＥＧＲ装置３０を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量すると共に、可変ノズル８を回動してノズル通路断面積を大きくしてターボチャージャ６の過給圧を低減するようにした。
【００４２】
ここで本実施例では、可変ノズル８を回動してノズル通路断面積を大きくすること（ＶＮ開）で、図３に示すように斜線領域であるキャビテーション発生領域のＡ状態から非キャビテーション発生領域のＢ状態へ遷移し、ノズル通路断面積を通過する排気の流速が低減されてタービン回転数が低減し、ターボチャージャ６の過給圧を低減する。
【００４３】
一方、液量検出センサ１０が検出する液量が所定量以上の場合に、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて低圧ＥＧＲガスを還流していないときには、燃料噴射弁３から内燃機関１への燃料噴射量を低減してターボチャージャ６の過給圧を低減するようにした。
【００４４】
ここで本実施例では、内燃機関１の気筒２への燃料噴射弁３からの燃料噴射量を低減することで、図４に示すようにＣ状態から機関回転数は維持したまま燃料噴射量が減るＤ状態へ遷移し、内燃機関１から排出される排気エネルギが低減されてタービン回転数が低減し、ターボチャージャ６の過給圧を低減する。
【００４５】
ここで所定量とは、これ以上の液量の液体がコンプレッサ６ａに流入すると、キャビテーション発生に伴う衝撃が発生し、コンプレッサ６ａ（コンプレッサインペラ６ａ１）を損傷させるおそれが生じる閾値の液量である。
【００４６】
本実施例によると、液量検出センサ１０が検出する液量が所定量以上の場合にターボチャージャ６の過給圧を低減するので、コンプレッサ６ａの高圧場（コンプレッサインペラ背面での液体の圧力上昇領域）が低圧化され、図２（ｂ）のようなキャビテーションを回避して高圧場で液体内の気泡が消滅することに伴う衝撃の発生を防止できる。したがって液体がコンプレッサ６ａに流入しても、液体内の気泡の消滅による衝撃の発生を防止し、
コンプレッサ６ａ（コンプレッサインペラ６ａ１）の損傷を抑制でき、コンプレッサ６ａの耐久性及び信頼性を向上できる。
【００４７】
しかも本実施例によると、液量検出センサ１０が検出する液量が所定量以上の場合に低圧ＥＧＲ装置３０を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているときには、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量するので、低圧ＥＧＲガスから凝縮される液体としての凝縮水が減量され、凝縮水がコンプレッサ６ａに流入することを低減できる。したがって少ない凝縮水内では図２（ａ）及び（ｂ）のようなキャビテーション発生が低減できるので、凝縮水内のキャビテーション発生に伴う衝撃の発生を抑制し、コンプレッサ６ａ（コンプレッサインペラ６ａ１）の損傷を抑制できる。またこのとき、コンプレッサ６ａを含む吸気系の部品に凝縮水が過度に接触することを抑制でき、吸気系部品の信頼性を向上できる。
【００４８】
次に、本実施例によるキャビテーション回避制御ルーチンについて説明する。図５は、本実施例によるキャビテーション回避制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ１１が本発明の過給圧低減制御手段及び低圧ＥＧＲガス減量制御手段に相当する。
【００４９】
ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１１は、各種センサの出力値から運転状態を検出する。具体的には、運転状態として、機関回転数、燃料噴射量、吸気温度、低圧ＥＧＲガス量、及び低圧ＥＧＲ温度等を検出する。
【００５０】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１１は、液量検出センサ１０を用いてコンプレッサ６ａの上流側の吸気通路４内の液量を検出する。
【００５１】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１１は、ステップＳ１０２で液量検出センサ１０が検出した液量が所定量以上か否かを判別する。なおステップＳ１０３の判別には、例えば排気温度、液温、大気温度等の液量以外のものも判断材料にして総合判断してもよい。ここで所定量は、予め実験や検証等によって定められる。
【００５２】
ステップＳ１０３において液量が所定量よりも少ないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。ステップＳ１０３において液量が所定量以上であると肯定判定された場合には、ステップＳ１０４へ移行する。
【００５３】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１１は、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているか否かを判別する。具体的には、ステップＳ１０１で検出した運転状態のうちの低圧ＥＧＲガス量で判断する。
【００５４】
ステップＳ１０４において低圧ＥＧＲガスを還流していると肯定判定された場合には、ステップＳ１０５へ移行する。ステップＳ１０４において低圧ＥＧＲガスを還流していないと否定判定された場合には、ステップＳ１０７へ移行する。
【００５５】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１１は、低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御する。具体的な低圧ＥＧＲ弁３２の閉じ側への制御は、ステップＳ１０１で検出した運転状態に基づき算出される低圧ＥＧＲガスの減量量に応じる。本ステップにより、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量する。
【００５６】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ１１は、可変ノズル８を回動してノズル通路断面積を大きくする（ＶＮ開）。ここではノズル通路断面積を最大とするように制御する。本ステップにより、ターボチャージャ６の過給圧を低減する。
【００５７】
ここで液量検出センサ１０が検出する液量が所定量以上の場合に、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているときに本ステップの処理を行うのは、液量が所定量以上となったのが低圧ＥＧＲガスに起因していると判断できるためである。よって低圧ＥＧＲガスを減量する他は内燃機関１の運転に支障が無いので、可変ノズル８の回動制御を行っている。
【００５８】
一方ステップＳ１０７では、ＥＣＵ１１は、例えば警告灯を点灯させる等して、新気中の水分が凝縮する凝縮水、外部からの浸水、過多なブローバイオイル等の液体が多量に存在することを報知する。
【００５９】
ステップＳ１０８では、ＥＣＵ１１は、燃料噴射弁３から噴射させる燃料噴射量を低減し、アクセル開度や機関負荷を制限する退避走行を行う。ここで低減される燃料噴射量は、例えば内燃機関１が運転可能な必要最低限の量に制限される。
【００６０】
ここで液量検出センサ１０が検出する液量が所定量以上の場合に、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて低圧ＥＧＲガスを還流していないときに本ステップの処理を行うのは、液量が所定量以上となったのが低圧ＥＧＲガスに起因していないと判断できるためである。よって新気中の水分が凝縮して凝縮水が発生していたり、外部から浸水していたり、過多なブローバイオイルが発生していたりする等、内燃機関１の運転に支障が生じるので、燃料噴射弁３からの燃料噴射量を低減している。
【００６１】
以上説明した本ルーチンによれば、コンプレッサ６ａの上流の吸気通路４の液量を検出することにより、キャビテーション発生するおそれの有無が分かる。キャビテーション発生するおそれがある場合もそれが低圧ＥＧＲガスに起因するものかどうか分かる。このためキャビテーション発生するおそれが低圧ＥＧＲガスに起因するものかどうかで、夫々に合わせて制御を変更できる。したがってキャビテーション発生を可及的に回避できる。
【００６２】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上述の実施例に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の変更を加えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１に係る内燃機関及びその吸気系・排気系の概略構成を示す図。
【図２】キャビテーション発生状態を示す図であり、（ａ）が気泡発生時、（ｂ）が気泡消滅時である。
【図３】実施例１に係る可変ノズルを回動してノズル通路断面積を大きくしターボチャージャの過給圧を低減する様子を示す図。
【図４】実施例１に係る燃料噴射弁からの燃料噴射量を低減しターボチャージャの過給圧を低減する様子を示す図。
【図５】実施例１に係るキャビテーション回避制御ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６４】
１ 内燃機関
２ 気筒
３ 燃料噴射弁
４ 吸気通路
５ 排気通路
６ ターボチャージャ
６ａ コンプレッサ
６ａ１ コンプレッサインペラ
６ｂ タービン
７ インタークーラ
８ 可変ノズル
９ 排気浄化装置
１０ 液量検出センサ
１１ ＥＣＵ
１２ クランクポジションセンサ
１３ アクセルポジションセンサ
３０ 低圧ＥＧＲ装置
３１ 低圧ＥＧＲ通路
３２ 低圧ＥＧＲ弁
３３ 低圧ＥＧＲクーラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低圧ＥＧＲ装置及びインタークーラを備え、インタークーラの下部と触媒下流の排気通路とを凝縮水排出通路で接続し、凝縮水排出通路を用いてインタークーラ内に生じる凝縮水を排気通路へ排出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ＥＧＲ装置に凝縮水捕集器を設ける技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。吸気がコンプレッサの上流側に戻されるとき、気液分離器によって吸気中の水滴分を分離することで、吸気中の水滴分がコンプレッサの上流側に戻ってコンプレッサに付着することを防止し、コンプレッサを腐食、損傷させることを防止する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−３０３１４６号公報
【特許文献２】特表２００４−５１９５７８号公報
【特許文献３】特開２００７−１６２６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで内燃機関ではコンプレッサより上流の吸気通路に液体が溜まる場合がある。この場合に、溜まった液体がコンプレッサに流入すると、液体内の気泡の発生や消滅によって衝撃が発生し、コンプレッサを損傷させるおそれがある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の制御装置において、液体がコンプレッサに流入することに起因するコンプレッサの損傷を抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、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前記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の前記排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置と、
前記低圧ＥＧＲ装置が低圧ＥＧＲガスを還流する部位より下流且つ前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に配置され当該吸気通路内の液量を検出する液量検出装置と、
前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記ターボチャージャの過給圧を低減する過給圧低減制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置である。
【０００６】
内燃機関ではコンプレッサより上流の吸気通路に液体が溜まる場合がある。この場合に、溜まった液体がコンプレッサに流入すると、液体内の気泡の発生や消滅によって衝撃が発生し、コンプレッサを損傷させるおそれがある。
【０００７】
そこで本発明では、液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、ターボチャージャの過給圧を低減するようにした。
【０００８】
ここで所定量とは、これ以上の液量の液体がコンプレッサに流入すると、液体内の気泡
の発生や消滅によって衝撃が発生し、コンプレッサを損傷させるおそれが生じる閾値の液量である。
【０００９】
本発明によると、液量が所定量以上の場合にターボチャージャの過給圧を低減するので、コンプレッサの高圧場が低圧化され、高圧場で液体内の気泡が消滅することに伴う衝撃の発生を防止できる。したがって液体がコンプレッサに流入しても、液体内の気泡の消滅による衝撃の発生を防止し、コンプレッサの損傷を抑制できる。
【００１０】
前記ターボチャージャ内に設けられ前記タービンへの排気流量を調節する可変ノズル機構を備え、前記過給圧低減制御手段は、前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているときには、前記可変ノズル機構のノズル通路断面積を大きくして前記ターボチャージャの過給圧を低減するとよい。
【００１１】
本発明によると、可変ノズル機構のノズル通路断面積を大きくすることで、可変ノズル機構を通過する排気の流速が低減されてタービン回転数が低減し、ターボチャージャの過給圧を低減できる。
【００１２】
前記過給圧低減制御手段は、前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスを還流していないときには、前記内燃機関への燃料噴射量を低減して前記ターボチャージャの過給圧を低減するとよい。
【００１３】
本発明によると、内燃機関への燃料噴射量を低減することで、内燃機関から排出される排気エネルギが低減されてタービン回転数が低減し、ターボチャージャの過給圧を低減できる。
【００１４】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、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前記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の前記排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置と、
前記低圧ＥＧＲ装置が低圧ＥＧＲガスを還流する部位より下流且つ前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に配置され当該吸気通路内の液量を検出する液量検出装置と、
前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記低圧ＥＧＲ装置を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量する低圧ＥＧＲガス減量制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置である。
【００１５】
内燃機関ではコンプレッサより上流の吸気通路に液体が溜まる場合がある。この場合に、溜まった液体がコンプレッサに流入すると、液体内の気泡の発生や消滅によって衝撃が発生し、コンプレッサを損傷させるおそれがある。
【００１６】
そこで本発明では、液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、低圧ＥＧＲ装置を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量するようにした。
【００１７】
本発明によると、液量が所定量以上の場合に低圧ＥＧＲ装置を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量するので、低圧ＥＧＲガスから凝縮される液体としての凝縮水が減量され、凝縮水がコンプレッサに流入することを低減できる。したがって少ない凝縮水内では気泡の発生や消滅が低減できるので、凝縮水内の気泡の発生や消滅による衝撃の発生を抑制し、コンプレッサの損傷を抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、内燃機関の制御装置において、液体がコンプレッサに流入することに起因するコンプレッサの損傷を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００２０】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関の制御装置を適用する内燃機関及びその吸気系・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、４つの気筒２を有する水冷式の４ストロークサイクル・ディーゼル内燃機関である。各気筒２内には、燃料を噴射する燃料噴射弁３が配置されている。内燃機関１は、車両に搭載されている。内燃機関１には、吸気通路４及び排気通路５が接続されている。
【００２１】
内燃機関１に接続された吸気通路４の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ６のコンプレッサ６ａが配置されている。コンプレッサ６ａよりも下流の吸気通路４には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ７が配置されている。これら吸気通路４及びそれに配置された機器が内燃機関１に吸気を取り入れるための吸気系を構成している。
【００２２】
一方、内燃機関１に接続された排気通路５の途中には、ターボチャージャ６のタービン６ｂが配置されている。タービン６ｂは排気通路５を流れる排気によって駆動され、コンプレッサ６ａは駆動されたタービン６ｂと共に回転して吸気通路４を流れる吸気を過給する。タービン６ｂを収容するタービン室にタービン６ｂの全周を囲むように複数の可変ノズル８が設けられ、これらの可変ノズル８をそれぞれ回動させることで、可変ノズル８間に形成されるノズル通路断面積を変化させている。可変ノズル８を回動することによって、ノズル通路断面積を小さくすると、排気流量の少ない内燃機関１の低機関回転数域での過給圧を高めることができる。一方、可変ノズル８を回動することによって、ノズル通路断面積を大きくすると、排気流量の多い内燃機関１の高機関回転数域での過給圧を高めることができる。このようにノズル通路断面積を変化させる可変ノズル８及びこれを駆動するアクチュエータが可変ノズル機構を構成している。
【００２３】
タービン６ｂよりも下流の排気通路５には、排気浄化装置９が配置されている。排気浄化装置９は、酸化触媒と当該酸化触媒の後段に配置されたディーゼルパティキュレートフィルタ（以下単にフィルタという）とを有して構成される。フィルタには吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下単にＮＯｘ触媒という）が担持されている。これら排気通路５及びそれに配置された機器が内燃機関１から排気を排出させるための排気系を構成している。
【００２４】
そして、内燃機関１には、排気通路５内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路４へ還流（再循環）させる低圧ＥＧＲ装置３０が備えられている。本実施例では、低圧ＥＧＲ装置３０によって還流される排気を低圧ＥＧＲガスと称している。
【００２５】
低圧ＥＧＲ装置３０は、低圧ＥＧＲガスが流通する低圧ＥＧＲ通路３１と、低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガスの流量を調節する低圧ＥＧＲ弁３２と、低圧ＥＧＲガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ３３と、を有する。
【００２６】
低圧ＥＧＲ通路３１は、排気浄化装置９よりも下流側の排気通路５と、コンプレッサ６ａよりも上流側の吸気通路４とを接続している。この低圧ＥＧＲ通路３１を通って、排気が低圧ＥＧＲガスとして低圧で内燃機関１へ送り込まれる。
【００２７】
低圧ＥＧＲ弁３２は、低圧ＥＧＲクーラ３３よりも下流の低圧ＥＧＲ通路３１に配置され、低圧ＥＧＲ通路３１の通路断面積を調整することにより、該低圧ＥＧＲ通路３１を流れる低圧ＥＧＲガスの流量を調節する。この低圧ＥＧＲ弁３２は、電動アクチュエータにより開閉される。なお、低圧ＥＧＲガス流量の調節は、低圧ＥＧＲ弁３２の開度の調整以外の方法によって行うこともできる。例えば、コンプレッサ６ａよりも上流の吸気通路４に配置される不図示のスロットル弁の開度を調整することにより、或いは排気浄化装置９よりも下流の排気通路５に配置される不図示の排気絞り弁の開度を調節することにより、低圧ＥＧＲ通路３１の上流と下流との差圧を変化させ、これにより低圧ＥＧＲガスの流量を調節することができる。
【００２８】
低圧ＥＧＲクーラ３３は、低圧ＥＧＲ通路３１の途中に配置される。低圧ＥＧＲクーラ３３は、低圧ＥＧＲクーラ３３内を通過する低圧ＥＧＲガスと機関冷却水とで熱交換をして、低圧ＥＧＲガスの温度を低下させる。
【００２９】
低圧ＥＧＲ装置３０が低圧ＥＧＲガスを還流する部位、すなわち低圧ＥＧＲ通路３１が吸気通路４に接続された部位より下流、且つコンプレッサ６ａより上流側の吸気通路４には、吸気通路４内の液量、すなわち吸気通路４内に存在する液体の量を検出する液量検出センサ１０が配置されている。本実施例の液量検出センサ１０が本発明の液量検出装置に相当する。
【００３０】
以上述べたように構成された内燃機関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ＥＣＵ１１が併設されている。ＥＣＵ１１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の運転状態を制御するユニットである。
【００３１】
ＥＣＵ１１には、液量検出センサ１０、クランクポジションセンサ１２、及びアクセルポジションセンサ１３が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１１に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１１には、燃料噴射弁３、並びに可変ノズル８及び低圧ＥＧＲ弁３２のアクチュエータが電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１１によりこれらの機器が制御される。
【００３２】
ＥＣＵ１１は、クランクポジションセンサ１２やアクセルポジションセンサ１３等の出力信号を受けて内燃機関１の運転状態を判別し、判別された機関運転状態に基づいて内燃機関１や上記機器を電気的に制御する。
【００３３】
ところで内燃機関１に低圧ＥＧＲ装置３０を備える場合には、低圧ＥＧＲガス中の水分が低圧ＥＧＲ装置３０内の低圧ＥＧＲクーラ３３や吸気通路４やインタークーラ７で冷却されて凝縮し凝縮水となる。このように発生した凝縮水によって低圧ＥＧＲ装置３０や吸気通路４等に腐食等が発生するおそれがある。
【００３４】
このため従来では、インタークーラ７内や低圧ＥＧＲクーラ３３内で凝縮水を捕集する対策を施している。しかしこれらの対策では、吸気や低圧ＥＧＲガスの水分を完全に除去することはできないものであり、また対策のために部品点数が増加してしまう。
【００３５】
しかも低圧ＥＧＲ装置３０を備える場合には、コンプレッサ６ａより上流の吸気通路４で凝縮水が溜まる。この溜まった凝縮水がコンプレッサ６ａに流入すると、凝縮水内の気泡の発生や消滅によって衝撃が発生し、コンプレッサ６ａを損傷させるおそれがある。
【００３６】
さらに低圧ＥＧＲガス中の水分が凝縮する凝縮水以外にも、新気中の水分が凝縮する凝縮水、外部からの浸水、過多なブローバイオイル等の液体がコンプレッサ６ａに流入する
場合もある。これらの場合の液体もコンプレッサ６ａに流入すると、液体内の気泡の発生や消滅によって衝撃が発生し、コンプレッサ６ａを損傷させるおそれがある。
【００３７】
上記した液体内の気泡の発生や消滅の現象をキャビテーションという。以下にキャビテーション発生及びそれに伴う衝撃の原理を説明する。
【００３８】
図２（ａ）は、コンプレッサ６ａのコンプレッサインペラ６ａ１の翼の一部が液体中に浸かる場合である。図２（ａ）の場合には、コンプレッサインペラ６ａ１の翼周辺で液体の圧力低下が起こり、液体の圧力が飽和蒸気圧よりも低下した時点で気泡が発生する。この気泡が発生するときに衝撃を伴う。
【００３９】
図２（ｂ）は、コンプレッサ６ａのコンプレッサインペラ６ａ１の翼の一部が液体中に浸かり、上記図２（ａ）のようにして発生した気泡や、コンプレッサインペラ６ａ１の翼によって気相と液相とを攪拌することによって発生する衝撃を伴わない気泡が存在する場合である。図２（ｂ）の場合には、気泡が下流のコンプレッサインペラ背面に移動すると、コンプレッサ６ａの高圧場、すなわちコンプレッサインペラ背面での液体の圧力上昇領域で、破線で示すように気泡が消滅する。この気泡が消滅するときに衝撃を伴う。
【００４０】
以上のようにキャビテーション発生に伴い衝撃が発生し、コンプレッサ６ａ、特にはコンプレッサインペラ６ａ１を損傷させるおそれがある。
【００４１】
そこで本実施例では、液量検出センサ１０が検出する液量が所定量以上の場合に、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているときには、低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側へ制御して低圧ＥＧＲ装置３０を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量すると共に、可変ノズル８を回動してノズル通路断面積を大きくしてターボチャージャ６の過給圧を低減するようにした。
【００４２】
ここで本実施例では、可変ノズル８を回動してノズル通路断面積を大きくすること（ＶＮ開）で、図３に示すように斜線領域であるキャビテーション発生領域のＡ状態から非キャビテーション発生領域のＢ状態へ遷移し、ノズル通路断面積を通過する排気の流速が低減されてタービン回転数が低減し、ターボチャージャ６の過給圧を低減する。
【００４３】
一方、液量検出センサ１０が検出する液量が所定量以上の場合に、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて低圧ＥＧＲガスを還流していないときには、燃料噴射弁３から内燃機関１への燃料噴射量を低減してターボチャージャ６の過給圧を低減するようにした。
【００４４】
ここで本実施例では、内燃機関１の気筒２への燃料噴射弁３からの燃料噴射量を低減することで、図４に示すようにＣ状態から機関回転数は維持したまま燃料噴射量が減るＤ状態へ遷移し、内燃機関１から排出される排気エネルギが低減されてタービン回転数が低減し、ターボチャージャ６の過給圧を低減する。
【００４５】
ここで所定量とは、これ以上の液量の液体がコンプレッサ６ａに流入すると、キャビテーション発生に伴う衝撃が発生し、コンプレッサ６ａ（コンプレッサインペラ６ａ１）を損傷させるおそれが生じる閾値の液量である。
【００４６】
本実施例によると、液量検出センサ１０が検出する液量が所定量以上の場合にターボチャージャ６の過給圧を低減するので、コンプレッサ６ａの高圧場（コンプレッサインペラ背面での液体の圧力上昇領域）が低圧化され、図２（ｂ）のようなキャビテーションを回避して高圧場で液体内の気泡が消滅することに伴う衝撃の発生を防止できる。したがって液体がコンプレッサ６ａに流入しても、液体内の気泡の消滅による衝撃の発生を防止し、
コンプレッサ６ａ（コンプレッサインペラ６ａ１）の損傷を抑制でき、コンプレッサ６ａの耐久性及び信頼性を向上できる。
【００４７】
しかも本実施例によると、液量検出センサ１０が検出する液量が所定量以上の場合に低圧ＥＧＲ装置３０を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているときには、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量するので、低圧ＥＧＲガスから凝縮される液体としての凝縮水が減量され、凝縮水がコンプレッサ６ａに流入することを低減できる。したがって少ない凝縮水内では図２（ａ）及び（ｂ）のようなキャビテーション発生が低減できるので、凝縮水内のキャビテーション発生に伴う衝撃の発生を抑制し、コンプレッサ６ａ（コンプレッサインペラ６ａ１）の損傷を抑制できる。またこのとき、コンプレッサ６ａを含む吸気系の部品に凝縮水が過度に接触することを抑制でき、吸気系部品の信頼性を向上できる。
【００４８】
次に、本実施例によるキャビテーション回避制御ルーチンについて説明する。図５は、本実施例によるキャビテーション回避制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ１１が本発明の過給圧低減制御手段及び低圧ＥＧＲガス減量制御手段に相当する。
【００４９】
ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１１は、各種センサの出力値から運転状態を検出する。具体的には、運転状態として、機関回転数、燃料噴射量、吸気温度、低圧ＥＧＲガス量、及び低圧ＥＧＲ温度等を検出する。
【００５０】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１１は、液量検出センサ１０を用いてコンプレッサ６ａの上流側の吸気通路４内の液量を検出する。
【００５１】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１１は、ステップＳ１０２で液量検出センサ１０が検出した液量が所定量以上か否かを判別する。なおステップＳ１０３の判別には、例えば排気温度、液温、大気温度等の液量以外のものも判断材料にして総合判断してもよい。ここで所定量は、予め実験や検証等によって定められる。
【００５２】
ステップＳ１０３において液量が所定量よりも少ないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。ステップＳ１０３において液量が所定量以上であると肯定判定された場合には、ステップＳ１０４へ移行する。
【００５３】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１１は、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているか否かを判別する。具体的には、ステップＳ１０１で検出した運転状態のうちの低圧ＥＧＲガス量で判断する。
【００５４】
ステップＳ１０４において低圧ＥＧＲガスを還流していると肯定判定された場合には、ステップＳ１０５へ移行する。ステップＳ１０４において低圧ＥＧＲガスを還流していないと否定判定された場合には、ステップＳ１０７へ移行する。
【００５５】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１１は、低圧ＥＧＲ弁３２を閉じ側に制御する。具体的な低圧ＥＧＲ弁３２の閉じ側への制御は、ステップＳ１０１で検出した運転状態に基づき算出される低圧ＥＧＲガスの減量量に応じる。本ステップにより、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量する。
【００５６】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ１１は、可変ノズル８を回動してノズル通路断面積を大きくする（ＶＮ開）。ここではノズル通路断面積を最大とするように制御する。本ステップにより、ターボチャージャ６の過給圧を低減する。
【００５７】
ここで液量検出センサ１０が検出する液量が所定量以上の場合に、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているときに本ステップの処理を行うのは、液量が所定量以上となったのが低圧ＥＧＲガスに起因していると判断できるためである。よって低圧ＥＧＲガスを減量する他は内燃機関１の運転に支障が無いので、可変ノズル８の回動制御を行っている。
【００５８】
一方ステップＳ１０７では、ＥＣＵ１１は、例えば警告灯を点灯させる等して、新気中の水分が凝縮する凝縮水、外部からの浸水、過多なブローバイオイル等の液体が多量に存在することを報知する。
【００５９】
ステップＳ１０８では、ＥＣＵ１１は、燃料噴射弁３から噴射させる燃料噴射量を低減し、アクセル開度や機関負荷を制限する退避走行を行う。ここで低減される燃料噴射量は、例えば内燃機関１が運転可能な必要最低限の量に制限される。
【００６０】
ここで液量検出センサ１０が検出する液量が所定量以上の場合に、低圧ＥＧＲ装置３０を用いて低圧ＥＧＲガスを還流していないときに本ステップの処理を行うのは、液量が所定量以上となったのが低圧ＥＧＲガスに起因していないと判断できるためである。よって新気中の水分が凝縮して凝縮水が発生していたり、外部から浸水していたり、過多なブローバイオイルが発生していたりする等、内燃機関１の運転に支障が生じるので、燃料噴射弁３からの燃料噴射量を低減している。
【００６１】
以上説明した本ルーチンによれば、コンプレッサ６ａの上流の吸気通路４の液量を検出することにより、キャビテーション発生するおそれの有無が分かる。キャビテーション発生するおそれがある場合もそれが低圧ＥＧＲガスに起因するものかどうか分かる。このためキャビテーション発生するおそれが低圧ＥＧＲガスに起因するものかどうかで、夫々に合わせて制御を変更できる。したがってキャビテーション発生を可及的に回避できる。
【００６２】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上述の実施例に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の変更を加えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１に係る内燃機関及びその吸気系・排気系の概略構成を示す図。
【図２】キャビテーション発生状態を示す図であり、（ａ）が気泡発生時、（ｂ）が気泡消滅時である。
【図３】実施例１に係る可変ノズルを回動してノズル通路断面積を大きくしターボチャージャの過給圧を低減する様子を示す図。
【図４】実施例１に係る燃料噴射弁からの燃料噴射量を低減しターボチャージャの過給圧を低減する様子を示す図。
【図５】実施例１に係るキャビテーション回避制御ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６４】
１ 内燃機関
２ 気筒
３ 燃料噴射弁
４ 吸気通路
５ 排気通路
６ ターボチャージャ
６ａ コンプレッサ
６ａ１ コンプレッサインペラ
６ｂ タービン
７ インタークーラ
８ 可変ノズル
９ 排気浄化装置
１０ 液量検出センサ
１１ ＥＣＵ
１２ クランクポジションセンサ
１３ アクセルポジションセンサ
３０ 低圧ＥＧＲ装置
３１ 低圧ＥＧＲ通路
３２ 低圧ＥＧＲ弁
３３ 低圧ＥＧＲクーラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び前記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の前記排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置と、
前記低圧ＥＧＲ装置が低圧ＥＧＲガスを還流する部位より下流且つ前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に配置され当該吸気通路内の液量を検出する液量検出装置と、
前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記ターボチャージャの過給圧を低減する過給圧低減制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記ターボチャージャ内に設けられ前記タービンへの排気流量を調節する可変ノズル機構を備え、
前記過給圧低減制御手段は、前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているときには、前記可変ノズル機構のノズル通路断面積を大きくして前記ターボチャージャの過給圧を低減することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記過給圧低減制御手段は、前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスを還流していないときには、前記内燃機関への燃料噴射量を低減して前記ターボチャージャの過給圧を低減することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び前記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の前記排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置と、
前記低圧ＥＧＲ装置が低圧ＥＧＲガスを還流する部位より下流且つ前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に配置され当該吸気通路内の液量を検出する液量検出装置と、
前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記低圧ＥＧＲ装置を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量する低圧ＥＧＲガス減量制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び前記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の前記排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置と、
前記低圧ＥＧＲ装置が低圧ＥＧＲガスを還流する部位より下流且つ前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に配置され当該吸気通路内の液量を検出する液量検出装置と、
前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記ターボチャージャの過給圧を低減する過給圧低減制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記ターボチャージャ内に設けられ前記タービンへの排気流量を調節する可変ノズル機構を備え、
前記過給圧低減制御手段は、前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスを還流しているときには、前記可変ノズル機構のノズル通路断面積を大きくして前記ターボチャージャの過給圧を低減することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記過給圧低減制御手段は、前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスを還流していないときには、前記内燃機関への燃料噴射量を低減して前記ターボチャージャの過給圧を低減することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の排気通路に配置されたタービン及び前記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の前記排気通路から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気通路へ当該低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置と、
前記低圧ＥＧＲ装置が低圧ＥＧＲガスを還流する部位より下流且つ前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に配置され当該吸気通路内の液量を検出する液量検出装置と、
前記液量検出装置が検出する液量が所定量以上の場合に、前記低圧ＥＧＲ装置を用いて還流させる低圧ＥＧＲガスを減量する低圧ＥＧＲガス減量制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２０９８１６（Ｐ２００９−２０９８１６Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４６６６（Ｐ２００８−５４６６６）
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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