JP5262992B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（例えばディーゼルエンジン）の制御装置に関する。

車両などに搭載されるディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」ともいう）には、例えばターボチャージャ（過給機）やＥＧＲ装置（排気ガス再循環装置）が設けられている。

エンジンに搭載されるターボチャージャは、一般に、エンジンの排気通路を流れる排気ガスによって回転するタービンホイールと、吸気通路内の空気を強制的に燃焼室へと送り込むコンプレッサインペラと、これらタービンホイールとコンプレッサインペラとを連結するロータシャフトとを備えている。このような構造のターボチャージャにおいて、タービンホイールに排気ガスが吹き付けられて当該タービンホイールが回転すると、その回転がロータシャフトを介してコンプレッサインペラに伝達される。こうしてコンプレッサインペラが回転することによって吸気通路内の空気が強制的に燃焼室に送り込まれる。このような過給機付きエンジンには、コンプレッサインペラによって圧縮されて高温となった吸入空気を冷却するためのインタークーラがコンプレッサインペラの下流側に設けられている。

ＥＧＲ装置は、エンジンの排気通路に排出される排気ガスの一部を、ＥＧＲ通路（排気ガス還流通路）を介して吸気通路に還流ガスとして再循環させ、混合気に混入させて燃焼温度を下げることによってＮＯｘの発生を抑制している。このようなＥＧＲ装置においては、ＥＧＲガス通路にＥＧＲバルブを設け、そのＥＧＲバルブにより吸気通路に還流する排気ガス還流量（ＥＧＲガス量）を制御するようにしている。

また、車両などに搭載されるエンジンにおいては、ピストンとシリンダの壁面との隙間を通じてブローバイガス（未燃焼の混合気や燃焼ガス）が燃焼室からクランク室内に漏出する。ブローバイガスはエンジンオイルを劣化させ、エンジンの内部を錆びさせる原因となり得る。また、ブローバイガスは、多量の炭化水素（ＨＣ）や、オイル成分（エンジンオイルのミスト）などを含んでいるので大気に放出することができない。そのため、クランク室内に漏出したブローバイガスをブローバイガス通路を通じて吸気通路に戻して再燃焼させることが一般に行われている（例えば、特許文献１参照）。このようなブローバイガス還流システムを備えたエンジンが過給機付きの場合、クランク室内のブローバイガスを、ターボチャージャのコンプレッサインペラ（インタークーラ）の上流側の吸気通路に還流している。

なお、ブローバイガスの処理に関する技術として、下記の特許文献２に記載のものがある。この特許文献２に記載の技術では、エンジンの燃焼室からクランク室へ漏出したブローバイガスを、ブローバイガス通路及び吸気管を経由して燃焼室に戻すブローバイガス還流装置において、ブローバイガス通路に安全弁を設け、このブローバイガス通路内に、オイルパン内のオイル（液状）が吹き出したとき、当該オイルを前記安全弁を経てオイルキャッチタンクに戻すことで、吸入管に液状のオイルが流入するのを防止するとともに、大気中へのブローバイガスの排出を防いでいる。

特開２００３−２７８５２３号公報 特開２００２−２６６６１８号公報 特開平０６−２１２９３９号公報 特開２００８−２６７２７３号公報 特開２００５−１４６８８７号公報

ところで、上述したブローバイガス還流システムを備えた過給機付きエンジンにおいては、クランク室からのブローバイガスがインタークーラ内に流入し、そのブローバイガス中のオイルミストがインタークーラによって冷却されて液化される。これによってインタークーラ内に液化したオイルが次第に溜まっていく。そして、インタークーラ内に溜まったオイル滞留量が多くなり、オイルが吸気通路を通じてエンジンの燃焼室に一気に流れ込むと、オイルハンマー（油撃）を引き起こす可能性がある。オイルハンマーが生じると、エンジン性能が低下したり、異音が発生する。

なお、上記した特許文献２に記載の技術では、オイルパンからの液状オイルがブローバイガス通路内に吹き出したときに、ハード機構（安全弁及びオイル排出管等）によってキャッチタンクに戻しているので、液状オイル排出のために専用の別オイルラインなどを追加する必要がある。従って、このようなハード機構による技術を、量産済みの車両の対策（オイルハンマー抑制対策）として実施するには、部品交換の手間とコストが発生する。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、ハード機構の変更を要することなく、インタークーラへのオイル溜まりに起因するオイルハンマーを抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、吸気通路に空気を冷却するインタークーラが設けられているとともに、燃焼室からクランク室へ漏出したブローバイガスを、ブローバイガス通路を通じて前記インタークーラの上流側（吸気空気流れの上流側）の吸気通路に戻すブローバイガス還流システムを備えた内燃機関に適用される制御装置を前提としており、このような内燃機関の制御装置において、前記インタークーラ内に溜まったオイルの滞留量に応じて当該インタークーラ内を通過する空気量を制御することを技術的特徴としている。

本発明において、インタークーラ内のオイルの滞留量が多い場合は少ない場合と比較して、インタークーラ内を通過する空気量を多くする。

本発明の具体的な構成として、内燃機関の運転状態（例えば、エンジン回転数及び燃料噴射量（負荷））に基づいてインタークーラ内に溜まるオイルの溜まり量（インタークーラ内で冷却・液化された液状オイルがインタークーラ内に溜まる量）を算出するオイル溜まり量算出手段と、インタークーラ内を通過する空気量に基づいて当該インタークーラ内のオイルが外部に持ち去られる量を算出するオイル持ち去り量算出手段とを備え、前記各算出手段にて算出されるオイル溜まり量とオイル持ち去り量とから前記インタークーラ内に溜まったオイル滞留量を算出し、その算出したオイル滞留量に応じて当該インタークーラ内を通過する空気量を制御するという構成を挙げることができる。

本発明によれば、インタークーラ内のオイル滞留量に応じて、例えばＥＧＲバルブの開度を制御して、インタークーラ内を通過する空気量を制御するので、インタークーラ内のオイル滞留量が多い場合、インタークーラ内を通過する空気量（新規空気量）を増やしてオイル持ち去り量を増やすことにより、インタークーラ内のオイルを掃気することが可能になる。その結果として、オイルハンマーを抑制することができる。

本発明において、排気通路に排出される排気ガスの一部をインタークーラの下流側（吸入空気流れの下流側）の吸気通路に還流する排気ガス還流通路と、その排気ガス還流通路に設けられ、排気通路から吸気通路に環流する排気ガスの量を調整する排気ガス環流量制御バルブ（ＥＧＲバルブ）とを備えた排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）が内燃機関に搭載されている場合、インタークーラ内のオイル滞留量に応じて、ＥＧＲバルブの開度を制御してインタークーラ内を通過する空気量を制御する。この場合、ＥＧＲバルブを閉じ側に制御して、目標空気量（新規空気量）を増量補正することによって、インタークーラ内を通過する空気量を増やしてオイル持ち去り量を多くする。

本発明によれば、インタークーラ内を通過する空気量を増やしてオイル持ち去り量を増やすことにより、インタークーラ内のオイルを掃気するようにしているので、ハード機構の変更を要することなく、インタークーラへのオイル溜まりに起因するオイルハンマーを抑制することができる。

本発明を適用するディーゼルエンジンの一例を示す概略構成図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 目標空気量オイル溜まり補正制御の一例を示すフローチャートである。 オイル溜まり量を算出するマップの一例を示す図である。 オイル持ち去り量を算出するマップの一例を示す図である。 目標空気量オイル溜まり補正係数を算出するマップの一例を示す図である。 目標空気量オイル溜まり補正量を算出するマップの一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−エンジン−
本発明を適用するエンジン（内燃機関）の概略構成を図１を参照して説明する。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。

図１に示すエンジン１は、筒内直噴４気筒ディーゼルエンジンであって、その各気筒を構成するシリンダブロック１ａ内には上下方向に往復動するピストン１ｃが設けられている。ピストン１ｃはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｃの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。エンジン１のクランクシャフト１５は、変速機（図示せず）に連結されており、エンジン１からの動力を変速機を介して車両の駆動輪（図示せず）に伝達することができる。

クランクシャフト１５にはシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の外周面には複数の突起（歯）１７ａ・・１７ａが等角度ごとに設けられている。シグナルロータ１７の側方近傍にはエンジン回転数センサ（クランクポジションセンサ）２５が配置されている。エンジン回転数センサ２５は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。

エンジン１のシリンダブロック１ａにはエンジン冷却水温を検出する水温センサ２１が配置されている。また、シリンダブロック１ａの上端にはシリンダヘッド１ｂが設けられており、このシリンダヘッド１ｂとピストン１ｃとの間に燃焼室１ｄが形成されている。

エンジン１のシリンダブロック１ａの下側には、エンジンオイルを貯留するオイルパン１８が設けられている。このオイルパン１８に貯留されたエンジンオイルは、エンジン１の運転時に、異物を除去するオイルストレーナを介してオイルポンプによって汲み上げられ、さらにオイルフィルタで浄化された後に、ピストン１ｃ、クランクシャフト１５、コネクティングロッド１６などに供給され、各部の潤滑・冷却等に使用される。そして、このようにして供給されたエンジンオイルは、エンジン１の各部の潤滑・冷却等のために使用された後、オイルパン１８に戻され、再びオイルポンプによって汲み上げられるまでオイルパン１８内に貯留される。

エンジン１のシリンダヘッド１ｂには、エンジン１の燃焼室１ｄ内に燃料を直接噴射するためのインジェクタ２が設けられている。インジェクタ２にはコモンレール（蓄圧室）３が接続されており、インジェクタ２が開弁状態となっている間、コモンレール３内の燃料がインジェクタ２から燃焼室１ｄ内に噴射される。

コモンレール３には、このコモンレール３内の高圧燃料の圧力（レール圧）を検出するためのレール圧センサ２４が配置されている。コモンレール３には燃料ポンプであるサプライポンプ４が接続されている。

サプライポンプ４は、エンジン１のクランクシャフト１５の回転力よって駆動され、このサプライポンプ４の駆動により、燃料タンク４０から燃料をコモンレール３に供給し、インジェクタ２を所定のタイミングで開弁することにより、エンジン１の各気筒の燃焼室１ｄ内に燃料が噴射される。この噴射された燃料は燃焼室１ｄ内で燃焼され排気ガスとなって排気される。なお、インジェクタ２の開弁タイミング（噴射期間）は、後述するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００によって制御される。

一方、エンジン１の燃焼室１ｄには吸気通路１１と排気通路１２が接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ｄとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ｄとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの各回転によって行われる。

吸気通路１１には、エアクリーナ８、吸入空気量（新規空気量）を検出するエアフロメータ２２、吸気温センサ２３（エアフロメータ２２に内蔵）、及び、スロットルバルブ７などが配置されている。スロットルバルブ７は、後述するターボチャージャ５のコンプレッサインペラ５２の下流側（吸入空気流れの下流側）の吸気通路１１に配置されている。また、スロットルバルブ７の下流側の吸気通路１１には、インテークマニホールド１１ａ内の圧力（インマニ圧力）を検出するインマニ圧センサ２８が配置されている。

なお、この例では、インマニ圧センサ２８を設けているが、インマニ圧センサ２８を備えていないエンジンにも本発明は適用可能である。

排気通路１２には、排気ガス中に含まれるＨＣ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）を酸化して浄化するＣＣＯ（酸化触媒コンバータ）９１と、ＰＭ（粒子状物質：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を捕集するＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）９２とが順に配置されており、燃焼室１ｄでの燃焼により生じた排気が送り込まれる。

エンジン１には、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャ（過給機）５が搭載されている。ターボチャージャ５は、ロータシャフト５０を介して連結されたタービンホイール５１とコンプレッサインペラ５２とを備えている。

コンプレッサインペラ５２は吸気通路１１内部に臨んで配置され、タービンホイール５１は排気通路１２内部に臨んで配置されている。このようなターボチャージャ５は、排気通路１２に配置のタービンホイール５１が排気のエネルギによって回転し、これに伴って吸気通路１１に配置のコンプレッサインペラ５２が回転する。そして、コンプレッサインペラ５２の回転により吸入空気が過給され、エンジン１の各気筒の燃焼室１ｄに過給空気が強制的に送り込まれる。

ターボチャージャ５は可変ノズル式ターボチャージャ（ＶＮターボチャージャ）であって、タービンホイール５１側に可変ノズルベーン機構５３が設けられており、この可変ノズルベーン機構５３の開度を調整することにより、エンジン１の過給圧を調整することができる。可変ノズルベーン機構５３の開度は、ＥＣＵ１００によって制御されるＤＣモータ等のアクチュエータ５４によって調整される。ターボチャージャ５のコンプレッサインペラ５２の下流側の吸気通路１１には、コンプレッサインペラ５２にて圧縮されて高温となった吸入空気を冷却するためのインタークーラ５５が設けられている。

なお、この例では、可変ノズルベーン機構５３を備えたターボチャージャ５が搭載されたエンジン１に適用しているが、これに限られることなく、可変ノズルベーン機構を備えていないターボチャージャが搭載されたエンジンにも本発明は適用可能である。

また、エンジン１にはＥＧＲ装置６が搭載されている。ＥＧＲ装置６は、吸入空気に排気ガスの一部を導入することで、燃焼室１ｄ内の燃焼温度を低下させてＮＯｘの発生量を低減させる装置であって、インタークーラ５５の下流側（吸入空気流れの下流側）の吸気通路１１と排気通路１２とを連通するＥＧＲ通路６１、このＥＧＲ通路６１に設けられたＥＧＲバルブ６２、及び、ＥＧＲクーラ６３などによって構成されており、ＥＧＲバルブ６２の開度を調整することにより、ＥＧＲ率［ＥＧＲ量／（ＥＧＲ量＋吸入空気量（新規空気量））（％）］を変更することができ、排気通路１２から吸気通路１１に導入されるＥＧＲ量（排気還流量）を調整することができる。

さらに、ＥＧＲ装置６には、ＥＧＲクーラ６３をバイパスするバイパス通路６４が設けられている。このバイパス通路６４と上記ＥＧＲ通路６１との接続部（ＥＧＲガス流れの下流側の接続部）にはＥＧＲバイパス切替バルブ６５が設けられている。このＥＧＲバイパス切替バルブ６５を制御することにより、ＥＧＲクーラ６３に流入するＥＧＲガス量とバイパス通路６４に流入するＥＧＲガス量との流量比を任意に調整することができる。

なお、この例では、ＥＧＲクーラ６３を備えたＥＧＲ装置６が搭載されたエンジン１に適用しているが、これに限られることなく、ＥＧＲクーラ６３、バイパス通路６４及びＥＧＲバイパス切替バルブ６５を備えていないＥＧＲ装置が搭載されたエンジンにも本発明は適用可能である。

以上のエンジン１、ターボチャージャ５のアクチュエータ５４、スロットルバルブ７、ＥＧＲバルブ６２、及び、ＥＧＲバイパス切替バルブ６５などの各部はＥＣＵ１００によって制御される。

そして、この例においては、エンジン１のシリンダブロック１ａ及びシリンダヘッド１ｂにブローバイガス流路１ｅが形成されており、燃焼室１ｄからクランク室１ｇに漏れたブローバイガスがブローバイガス流路１ｅを通じてシリンダヘッド室１ｆ内に流入する。シリンダヘッド１ｂには、シリンダヘッド室１ｆ内に連通するブローバイガス通路１０が接続されている。ブローバイガス通路１０の先端部は、ターボチャージャ５のコンプレッサインペラ５２（インタークーラ５５）の上流側（吸入空気流れの上流側）でエアクリーナ８の下流側の吸気通路１１に連通している。

このようなブローバイガス流路１ｅ及びブローバイガス通路１０などによって構成されるブローバイガス還流システムを設けておくことにより、エンジン１の燃焼室１ｄからクランク室１ｇ内に漏れたブローバイガスを、エンジン１内のブローバイガス流路１ｅ、シリンダヘッド室１ｆ、及び、ブローバイガス通路１０を通じて吸気通路１１に戻して再燃焼させることができる。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。

ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

以上のＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４は、バス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５及び出力インターフェース１０６と接続されている。

入力インターフェース１０５には、水温センサ２１、エアフロメータ２２、吸気温センサ２３、レール圧センサ２４、エンジン回転数センサ２５、スロットルバルブ７の開度を検出するスロットル開度センサ２６、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ２７、スロットルバルブ７の下流側のインマニ圧力を検出するインマニ圧センサ２８、車速センサ２９、及び、車両の屋外の外気温に応じた信号を出力する外気温センサ３０などが接続されている。

出力インターフェース１０６には、インジェクタ２、スロットルバルブ７、ターボチャージャ５の可変ノズルベーン機構５３の開度を調整するアクチュエータ５４、ＥＧＲバルブ６２、及び、ＥＧＲバイパス切替バルブ６５などが接続されている。

ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１のスロットルバルブ５の開度制御、燃料噴射量・噴射時期制御（インジェクタ２の開閉制御）、及び、ＥＧＲ制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。さらに、ＥＣＵ１００は、下記の「目標空気量オイル溜まり補正制御」を実行する。

以上のＥＣＵ１００により実行されるプログラムによって本発明のエンジン（内燃機関）の制御装置が実現される。

−目標空気量オイル溜まり補正制御−
この例のエンジン１、つまり、ブローバイガス還流システムを備えた過給機付きエンジンにおいては、上述したように、クランク室１ｇからのブローバイガスがインタークーラ５５内に流入し、そのブローバイガス中のオイルミストがインタークーラ５５によって冷却されて液化される。これによってインタークーラ５５内に液化したオイルが次第に溜まっていく。そして、インタークーラ５５内に溜まったオイル滞留量が多くなって、オイルが吸気通路１１を通じてエンジン１の燃焼室１ｄに一気に流れ込むと、オイルハンマー（油撃）を引き起こす可能性がある。

このような点を解消するため、この例では、インタークーラ５５内に溜まったオイル滞留量を算出し、そのオイル滞留量に応じて、目標空気量を補正してインタークーラ５５内を通過する空気量（新規空気量）を増加させ、オイル持ち去り量を増やすことにより、インタークーラ５５のオイルを徐々に掃気してオイルハンマーを抑制する点に特徴がある。

その具体的な制御（目標空気量オイル溜まり補正制御）の一例について図３のフローチャートを参照して説明する。図３の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定周期（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに繰り返して実行される。

以下、図３の目標空気量オイル溜まり補正制御を各ステップごとに説明する。

［ステップＳＴ１０１］
目標空気量（新規空気量）を算出する。具体的には、エンジン回転数センサ２５の出力信号から得られるエンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑ（指令値）に基づいて、ＥＧＲマップを参照して目標ＥＧＲ率（ＥＧＲ率＝［ＥＧＲ量／（ＥＧＲ量＋吸入空気量（新規空気量）］（％））を算出し、その算出した目標ＥＧＲ率から目標空気量Ｇｔを算出する。

このような目標空気量Ｇｔを算出する際に用いるＥＧＲマップは、この種のＥＧＲ制御に一般に適用されているマップであり、例えば、エンジン回転点数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑ（負荷）をパラメータとし、エンジン冷却水温、吸入空気の吸気温、及び、アイドル運転域（低負荷・低回転域）などを考慮して、目標ＥＧＲ率を実験・計算等によって適合した値をマップ化したものであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。

［ステップＳＴ１０２］
現在のエンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑ（指令値）に基づいて、図４のオイル溜まり量算出マップを参照して、単位時間当たりのオイル溜まり量Ａ［ｍｇ／ｓｅｃ］を算出する。

図４に示すオイル溜まり量算出マップは、インタークーラ５５内に溜まるオイル量（インタークーラ５５内で冷却・液化された液状オイルがインタークーラ５５内に溜まる量）が、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑ（負荷）に相関する点を考慮し、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑをパラメータとして、実験などによってインタークーラ５５内に溜まるオイル量（オイルミストのままインタークーラ５５内を通過するものは除く）を求め、その結果を基に適合した値をマップ化したものであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。

図４のオイル溜まり量算出マップにおいて、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑが大きいほど、オイル溜まり量Ａが大きな値となるように設定されている。なお、図４のオイル溜まり量算出マップにおいて、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑがマップ上の各ポイント間の値になるときには、補間処理にてオイル溜まり量Ａを算出する。

［ステップＳＴ１０３］
エアフロメータ２２の出力信号からインタークーラ５５内を通過する空気量（以下、Ｉ／Ｃ通過空気量ともいう）を算出し、その算出したＩ／Ｃ通過空気量（新規空気量）に基づいて、図５のオイル持ち去り量算出マップを参照して、単位時間当たりのオイル持ち去り量Ｂ［ｍｇ／ｓｅｃ］を算出する。

図５に示すオイル持ち去り量算出マップは、Ｉ／Ｃ通過空気量をパラメータとして、インタークーラ５５内に溜まっているオイルが当該インタークーラ５５通過する空気によって外部に持ち去られる量を実験などによって求め、その結果を基に適合した値をマップ化したものであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。

［ステップＳＴ１０４］
インタークーラ５５内に溜まったオイル滞留量Ｃを算出する。具体的には、ステップＳＴ１０２で算出したオイル溜まり量Ａ［ｍｇ／ｓｅｃ］と、ステップＳＴ１０３で算出したオイル持ち去り量Ｂ［ｍｇ／ｓｅｃ］とを用いて、それらの収支から、インタークーラ５５内に溜まるオイル滞留量Ｃ［ｍｇ］を、演算式［（Ｃ←Ｃ（前回値）＋（Ａ−Ｂ）×ｔ） ｔ：１制御周期の時間（例えば１０ｍｓ）］に基づいて算出する。

なお、ステップＳＴ１０４の処理で算出されるオイル滞留量Ｃ［ｍｇ］は、ＥＣＵ１００のバックアップＲＡＭ１０４に順次記憶・更新され、イグニッションＯＦＦ（ＩＧ−ＯＦＦ）等となってもオイル滞留量Ｃ［ｍｇ］の値（最新の値）が記憶保持される。

［ステップＳＴ１０５］
水温センサ２１の出力信号から得られる水温Ｔｗ［℃］、及び、ステップＳＴ１０４で算出したオイル滞留量Ｃ［ｍｇ］を用いて、図６のマップを参照して目標空気量オイル溜まり補正係数αを算出する。

図６のマップでは、オイル滞留量ＣがＭ２［ｍｇ］未満（Ｃ＜Ｍ２）である場合、目標空気量オイル溜まり補正係数αが０となるように設定されている。また、図６のマップにおいて、オイル滞留量ＣがＭ２［ｍｇ］以上（Ｍ２≦Ｃ）である場合の目標空気量オイル溜まり補正係数αについては、オイル滞留量が多いほどオイル持ち去り量を多くする必要がある点、つまり、目標空気量（Ｉ／Ｃ通過空気量）を多くする必要がある点を考慮し、オイル滞留量が多い場合は少ない場合と比較して目標空気量オイル溜まり補正係数αが大きな値となるように設定されている。ここで、インタークーラ５５内のオイル滞留量ＣがＭ２［ｍｇ］というレベルは、オイルハンマーが生じるオイル滞留量の危険量の対して十分に小さいレベルであり、インタークーラ５５内のオイル滞留量ＣがＭ３［ｍｇ］を超えた程度ではオイルハンマーは発生しない。

さらに、図６のマップでは、エンジン１の水温Ｔｗが高いほど、オイル持ち去り量が多くなる点を考慮して、水温Ｔｗが高い場合は低い場合と比較して目標空気量オイル溜まり補正係数αが小さな値となるように設定されている。この図６のマップにおいて、オイル溜まり量Ｃ及び水温Ｔｗがマップ上の各ポイント間の値になるときには、補間処理にて目標空気量オイル溜まり補正係数αを算出する。

なお、目標空気量オイル溜まり補正係数αは、図６のマップに示す値に限定されず、対象とするエンジン機種などを考慮して、実験・計算等によって適合した他の数値の目標空気量オイル溜まり補正係数αを設定したマップを用いてもよい。また、目標空気量オイル溜まり補正係数αを０（α＝０）とする領域についても、図６のマップに示す領域に限定されず、図６のマップよりもオイル溜まり量Ｃが小さい側もしくは大きい側の領域をα＝０としてもよい。

［ステップＳＴ１０６］
現在のエンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑ（指令値）に基づいて、図７のマップを参照して、目標空気量オイル溜まり補正量Ｄ［ｋｇ／ｈ］を算出する。その算出した目標空気量オイル溜まり補正量Ｄと、ステップＳＴ１０５で算出した目標空気量オイル溜まり補正係数αとを乗算し、その乗算値（α×Ｄ）を、ステップＳＴ１０１で算出した目標空気量に加算して、目標空気量（新規空気量）Ｇｔを増量補正する（Ｇｔ＋（α×Ｄ））。この補正後の目標空気量（Ｇｔ＋（α×Ｄ））に基づいてＥＧＲバルブ６２の開度が制御される。

なお、上記した図６のマップから算出される目標空気量オイル溜まり補正係数αが０である場合、上記乗算値（α×Ｄ）が０となるので、目標空気量（新規空気量）Ｇｔの増量補正は行われず、ステップＳＴ１０１で算出した目標空気量（ＥＧＲ率）となるようにＥＧＲバルブ６２の開度が制御される。

ここで、図７の目標空気量オイル溜まり補正量マップは、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑ（負荷）をパラメータとし、その各運転領域（ＮＥ−Ｑ）において、それぞれ、目標ＥＧＲ率で規定される目標空気量に対して空気量を増量補正（ＥＧＲバルブ６２の閉じ側への補正）が可能な補正量（余裕分）をマップ化したものであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。なお、運転領域（ＮＥ−Ｑ）によっては、ＥＧＲバルブ６２を完全に閉じることによって、図７のマップに示す値よりも大きな空気量補正量を設定することが可能な場合もある。このような運転領域（ＮＥ−Ｑ）を想定して、図６のマップにおいて目標空気量オイル溜まり補正係数αを「１」以上の値とする領域を設定している。

なお、目標空気量オイル溜まり補正量Ｄは、図７のマップに示す値に限定されず、対象とするエンジン機種などを考慮して、実験・計算等によって適合した他の数値の目標空気量オイル溜まり補正量Ｄを設定したマップを用いてもよい。

次に、以上の目標空気量オイル溜まり補正制御について具体的に説明する。

まず、図３の制御ルーチンが繰り返して実行されていくと、その制御ルーチン実行ごとにオイル滞留量Ｃ［（Ｃ←Ｃ（前回値）＋（Ａ−Ｂ）×ｔ）］が上昇していく。そのオイル滞留量Ｃが例えば図６のマップに示すＭ２［ｍｇ］未満（Ｃ＜Ｍ２）であるときは、目標空気量オイル溜まり補正係数αが０であるので、上記乗算値（α×Ｄ）は０であり、ステップＳＴ１０１で算出した目標空気量（新規空気量）Ｇｔの補正は行わない。つまり、ステップＳＴ１０１で算出したＥＧＲ率でＥＧＲバルブ６２の開度を制御する。

次に、図３の制御ルーチンが繰り返して実行されていく過程において、オイル滞留量Ｃが、例えば図６のマップに示すＭ２［ｍｇ］以上（Ｍ２≦Ｃ）になった場合は、その時点でのオイル滞留量Ｃ及び水温Ｔｗを用いて、図６のマップから目標空気量オイル溜まり補正係数αを算出して、目標空気量（新規空気量）Ｇｔを補正する（Ｇｔ＋（α×Ｄ））。このようにして目標空気量を補正すると、ＥＧＲバルブ６２の開度が小さくなる側（閉じ側）に制御され、インタークーラ５５内を通過する新規空気量が増える。これによってオイル持ち去り量が増えるので、そのオイル掃気によりインタークーラ５５内のオイル滞留量が減少する（例えば、インタークーラ５５内のオイル滞留量ＣがＭ２［ｍｇ］以下に減少する）。このような補正制御によって、インタークーラ５５内のオイル滞留量Ｃを低いレベルに保つことが可能になるので、オイルハンマーを抑制することができる。

なお、この例においては、目標空気量の増量補正時に、オイル持ち去りによりエンジン１の燃焼室１ｄ内にオイルに流入するが、そのオイル流入はインタークーラ５５内のオイル滞留量が危険量に達する前であり、しかも、空気量増量補正による燃焼室１ｄ内へのオイル流入量は少量ずつであるので、オイルハンマーが発生することはない。

−他の実施形態−
以上の例において、インタークーラ５５の冷却効率は外気温によって変化し、インタークーラ５５内で液化するオイルミスト量が変化するので、この点を考慮して、図３のステップＳＴ１０２にて算出するオイル溜まり量Ａを、外気温に応じて補正するようにしてもよい。また、車速によりインタークーラ５５の冷却効率が変化する点を考慮して、車速に応じてオイル溜まり量Ａを補正するようにしてもよい。さらに、エンジン１のエンジンオイルの劣化（走行距離や運転時間に起因する劣化）によりオイル粘度が変化するので、この点を考慮して、オイル劣化度合いに応じてオイル溜まり量Ａを補正するようにしてもよい。

以上の例において、インタークーラ５５内に溜まっているオイルは、外気温により粘度が変化するので、この点を考慮して、図３のステップＳＴ１０３にて算出するオイル持ち去り量Ｂを、外気温に応じて補正するようにしてもよい。また、エンジン１のエンジンオイルの劣化（走行距離や運転時間に起因する劣化）によりオイル粘度が変化するので、この点を考慮して、オイル劣化度合いに応じてオイル持ち去り量Ｂを補正するようにしてもよい。

以上の例では、本発明の排気浄化装置を筒内直噴４気筒ディーゼルエンジンに適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば筒内直噴６気筒ディーゼルエンジンなど他の任意の気筒数のディーゼルエンジンにも適用できる。さらに、本発明の排気浄化装置は、高い空燃比（リーン雰囲気）の混合気を燃焼に供して機関運転を行う運転領域が、全運転領域の大部分を占める希薄燃焼式ガソリンエンジンにも適用可能である。また、車両用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。

本発明は、内燃機関（エンジン）の制御装置に利用可能であり、さらに詳しくは、吸気通路に空気を冷却するインタークーラが設けられているとともに、内燃機関の燃焼室からクランク室へ漏出したブローバイガスを、ブローバイガス通路を通じてインタークーラの上流側の吸気通路に戻すブローバイガス還流システムを備えた内燃機関の制御装置に利用することができる。

１ エンジン（ディーゼルエンジン）
１ｄ 燃焼室
１ｅ ブローバイガス流路
１ｆ シリンダヘッド室
１ｇ クランク室
１０ ブローバイガス通路
１１ 吸気通路
１２ 排気通路
５ ターボチャージャ
５１ タービンホイール
５２ コンプレッサインペラ
５５ インタークーラ
６ ＥＧＲ装置
６１ ＥＧＲ通路
６２ ＥＧＲバルブ
２２ エアフロメータ
２５ エンジン回転数センサ
１００ ＥＣＵ

Claims (4)

1. 吸気通路に空気を冷却するインタークーラが設けられているとともに、燃焼室からクランク室へ漏出したブローバイガスを、ブローバイガス通路を通じて前記インタークーラの上流側の吸気通路に戻すブローバイガス還流システムを備えた内燃機関に適用される制御装置であって、
   前記インタークーラ内に溜まったオイルの滞留量に応じて当該インタークーラ内を通過する空気量を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
   前記インタークーラ内のオイル滞留量が多い場合は少ない場合と比較して、インタークーラ内を通過する空気量を多くすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項１または２記載の内燃機関の制御装置において、
   前記内燃機関の運転状態に基づいて前記インタークーラ内に溜まるオイルの溜まり量を算出するオイル溜まり量算出手段と、前記インタークーラ内を通過する空気量に基づいて当該インタークーラ内のオイルが外部に持ち去られる量を算出するオイル持ち去り量算出手段とを備え、前記各算出手段にて算出されるオイル溜まり量とオイル持ち去り量とから前記インタークーラ内に溜まったオイル滞留量を算出し、前記オイル滞留量に応じて当該インタークーラ内を通過する空気量を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、
   前記内燃機関には、排気通路に排出される排気ガスの一部を前記インタークーラの下流側の吸気通路に還流する排気ガス還流通路と、前記排気ガス還流通路に設けられ、前記排気通路から前記吸気通路に環流する排気ガスの量を調整する排気ガス環流量制御バルブとを備えた排気ガス再循環装置が搭載されており、前記インタークーラ内のオイル滞留量に応じて、前記排気ガス環流量制御バルブの開度を制御して前記インタークーラ内を通過する空気量を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。

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