特許 6245318 エンジンの制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6245318

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】エンジンの制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/52 20160101AFI20171204BHJP

   F02M 26/24 20160101ALI20171204BHJP

   F02M 26/25 20160101ALI20171204BHJP

   F02M 26/28 20160101ALI20171204BHJP

   F02M 26/50 20160101ALI20171204BHJP

   F02M 26/05 20160101ALI20171204BHJP

   F02M 26/06 20160101ALI20171204BHJP

   F01P 11/16 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   F02M26/52

   F02M26/24

   F02M26/25

   F02M26/28

   F02M26/50 321

   F02M26/05

   F02M26/06 311

   F01P11/16 E

【請求項の数】5

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2016-127950(P2016-127950)

(22)【出願日】2016年6月28日

【審査請求日】2017年6月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三橋 賢一

(72)【発明者】

【氏名】青木 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】杉山 佳央

(72)【発明者】

【氏名】石川 直樹

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２４６７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０１１７６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２６３０３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｐ １／００−１１／２０

Ｆ０２Ｂ ４７／０８−４７／１０

Ｆ０２Ｍ ２６／００−２６／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

気筒と、前記気筒に燃料を供給するための燃料供給装置と、吸気通路に設けられるコンプレッサと排気通路に設けられるタービンとを含み、前記排気通路を流通する排気ガスを利用して前記気筒に吸入される空気を過給する過給機と、前記吸気通路の前記コンプレッサよりも上流側の通路と前記排気通路の前記タービンよりも下流側の通路とを接続し、前記排気ガスの一部を前記吸気通路に再循環させるための第１排気再循環装置とを搭載したエンジンの制御装置であって、
前記第１排気再循環装置は、前記エンジンの内部に設けられる冷却水通路における前記エンジンから受熱する受熱位置よりも上流の分岐位置から分岐して流通する冷却水を用いて前記排気ガスを冷却するための第１熱交換器と、前記第１排気再循環装置内を流通する前記排気ガスの流量を調整するための調整装置とを含み、
前記制御装置は、
前記冷却水通路の出口よりも下流の予め定められた位置における冷却水の第１温度を取得するための取得部と、
前記第１温度と前記第１排気再循環装置内の冷却水の温度との温度差を算出するとともに、前記第１温度から前記温度差を減算した第２温度を用いて前記調整装置を制御するための制御部とを含み、
前記制御部は、
前記エンジンの始動直前の停止時間が予め定められた時間よりも長い場合には、前記エンジンが始動してからの前記燃料の供給量の積算値を用いて前記温度差を算出し、
前記エンジンの始動直前の停止時間が前記予め定められた時間よりも短い場合には、予め定められた前記積算値を用いて得られる前記温度差の上限値を前記温度差として算出する、エンジンの制御装置。

【請求項2】

前記過給機は、前記吸気通路を流通する空気を冷却するインタークーラをさらに含み、
前記エンジンは、前記吸気通路の前記インタークーラよりも下流側の通路と、前記排気通路の前記タービンよりも上流側の通路とを接続する第２排気再循環装置をさらに含み、
前記制御部は、
前記エンジンの始動直前の停止時間が前記予め定められた時間よりも長い場合には、前記積算値を用いて前記エンジンからの受熱量を示す前記温度差の基本値を設定し、
前記エンジンの始動直前の停止時間が前記予め定められた時間よりも短い場合には、予め定められた前記積算値を用いて得られる前記基本値の上限値を前記基本値として設定し、
前記第２排気再循環装置内を流通する前記排気ガスのエネルギーの大きさに応じた前記温度差の補正係数を前記エンジンの回転数と前記燃料の供給量とを用いて算出し、
前記基本値と前記補正係数とを乗算した値を前記温度差として算出する、請求項１に記載のエンジンの制御装置。

【請求項3】

前記第２排気再循環装置は、前記冷却水通路における前記受熱位置よりも上流の位置から分岐し、前記冷却水通路における前記予め定められた位置よりも上流の位置で前記冷却水通路に合流する経路を流通する冷却水を用いて前記排気ガスを冷却するための第２熱交換器と、前記第２熱交換器を経由しないで前記排気ガスを前記吸気通路に再循環させるバイパス通路と、前記第２熱交換器および前記バイパス通路のうちのいずれかに前記排気ガスが流通するように経路を切り替える切替装置とを含み、
前記制御部は、前記排気ガスが前記第２熱交換器を流通して前記吸気通路に再循環する場合には、第１の値を前記補正係数として設定し、前記排気ガスが前記バイパス通路を流通して前記吸気通路に再循環する場合には、前記第１の値と異なる第２の値を前記補正係数として設定する、請求項２に記載のエンジンの制御装置。

【請求項4】

前記分岐位置から分岐して前記第１熱交換器に冷却水を導入する経路は、電気機器を冷却する経路を有し、
前記制御部は、前記電気機器で消費される電力量から前記温度差の補正値を算出する、請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンの制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、冷却水が前記分岐位置から前記第１熱交換器に到達するまでの経路長さに対応した前記冷却水の温度変化の応答遅れの要素を前記温度差に付与するためのフィルタ処理を実行する、請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気再循環装置を搭載したエンジンの制御に関し、特に、排気再循環装置内の排気ガスを冷却する熱交換器を流通する冷却水の水温を推定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

ＮＯｘを低減したり燃費を向上させたりする目的で排気ガスを吸気通路や排気通路とは別に設けられた循環通路を経由して吸気側に循環させる排気再循環装置（以下、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置と記載する）を搭載したエンジンが公知である。このようなＥＧＲ装置では、装置内部を流通する排気ガスのガス密度を上げるためにＥＧＲクーラ等の熱交換器を用いて排気ガスを冷却することが行なわれている。ところが、ＥＧＲクーラに流通する冷却水の温度が過度に低くなると、ＥＧＲクーラ内を流通する排気ガスの温度が露点を下回って凝縮水が発生する。この凝縮水が排気ガスの成分との化学反応により酸性化すると、ＥＧＲ装置の構成部品を腐食させてしまう虞がある。そのため、ＥＧＲ装置において凝縮水が発生しないように、ＥＧＲクーラに流通する冷却水の温度が過度に低くなる場合には、排気ガスのＥＧＲ装置内への流入を停止したり、ＥＧＲ装置に流入する排気ガスの流入量を減少したりすることが行なわれている。

【0003】

たとえば、特開２０１２−２４６７９２号公報（特許文献１）には、エンジンの冷却水の温度が予め設定された閾値温度以上になったことを条件に、エンジンの排気通路側から吸気通路側への排気ガスの還流を許可するとともに還流排気ガスの還流量を制御する排気再循環制御装置において、露点温度に応じて閾値温度を可変設定する技術を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２４６７９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ＥＧＲ装置内に凝縮水が発生しているか否かを精度高く判定するためには、ＥＧＲ装置内に多数のセンサを配置すればよいが、低コストで精度良い判定を行なうためには、既存のセンサを利用してＥＧＲクーラを流通する冷却水の温度を精度高く推定する必要がある。このような要求に対して、一般的にＥＧＲクーラを流れる冷却水はエンジンの冷却水と共通であるため、たとえば、特許文献１のようにエンジンの冷却水の温度を測定するための既存の水温センサの測定値をそのままＥＧＲクーラを流通する冷却水の温度に置き換えて制御することが考えられる。

【0006】

特許文献１のようにエンジン冷却水が流れる経路上にＥＧＲクーラ冷却水の経路がある場合にはエンジンの冷却水の温度を測定する水温センサの値をＥＧＲクーラの冷却水の温度に置き換えることができるが、たとえば、エンジン冷却水の経路とＥＧＲクーラ冷却水の経路とがエンジンブロックの上流で分岐している場合などは、エンジンの始動直後におけるエンジン冷却水の温度とＥＧＲ冷却水の温度が同じであったとしても、その後のエンジン内部の冷却水の温度上昇の態様と、ＥＧＲクーラ内の冷却水の温度上昇の態様とは、必ずしも一致しない。また、短時間の放置後にエンジンを再始動させる場合には、冷却対象物の熱容量の違いから放置中の温度の低下量に差があるため、再始動直後のエンジン冷却水の温度とＥＧＲ冷却水の温度とは既に乖離した状態になる場合がある。このように、エンジンの冷却水の温度からＥＧＲクーラ内を流通する冷却水の温度を一義的に推定できないという問題がある。

【0007】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジン冷却水経路とＥＧＲ冷却水経路とが分岐している場合においてエンジン停止後の放置時間に応じてＥＧＲクーラ内を流通する冷却水の温度を精度高く推定するエンジンの制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明のある局面に係るエンジンの制御装置は、気筒と、気筒に燃料を供給するための燃料供給装置と、吸気通路に設けられるコンプレッサと排気通路に設けられるタービンとを含み、排気通路を流通する排気ガスを利用して気筒に吸入される空気を過給する過給機と、吸気通路のコンプレッサよりも上流側の通路と排気通路の前記タービンよりも下流側の通路とを接続し、排気ガスの一部を吸気通路に再循環させるための第１排気再循環装置とを搭載したエンジンの制御装置である。第１排気再循環装置は、エンジンの内部に設けられる冷却水通路におけるエンジンから受熱する受熱位置よりも上流の分岐位置から分岐して流通する冷却水を用いて排気ガスを冷却するための第１熱交換器と、第１排気再循環装置内を流通する排気ガスの流量を調整するための調整装置とを含む。制御装置は、冷却水通路の出口よりも下流の予め定められた位置における冷却水の第１温度を取得するための取得部と、第１温度と第１排気再循環装置内の冷却水の温度との温度差を算出するとともに、第１温度から温度差を減算した第２温度を用いて調整装置を制御するための制御部とを含む。制御部は、エンジンの始動直前の停止時間が予め定められた時間よりも長い場合には、エンジンが始動してからの燃料の供給量の積算値を用いてエンジンからの受熱量を示す温度差の基本値を設定する。エンジンの始動直前の停止時間が予め定められた時間よりも短い場合には、積算値を用いて得られる基本値の上限値を基本値として設定する。

【0009】

エンジンの始動直前の停止時間が予め定められた時間よりも長い場合には、エンジン内部の冷却水の温度と、第１排気再循環装置内の冷却水の温度との差が十分に小さくなっている。そのため、第１温度との温度差の変化は、エンジンが始動してからの、気筒への燃料の供給量の積算値の変化が大きく寄与しているため、燃料の供給量の積算値を用いて温度差の基本値を設定することによって温度差を精度高く算出することができる。一方、エンジンの始動直前の停止時間が予め定められた時間よりも短い場合には、エンジン内部の冷却水の温度と、第１排気再循環装置内の冷却水の温度とに乖離が発生している場合がある。そのため、積算値を用いて得られる基本値の上限値を基本値として設定することによって第２温度を低い温度に見積もり、露点との比較結果による凝縮水の発生量を多く見積もることができる。これにより、調整装置の制御をより凝縮水の発生を抑制するように実施することができる。

【0010】

好ましくは、過給機は、吸気通路を流通する空気を冷却するインタークーラをさらに含む。エンジンは、吸気通路のインタークーラよりも下流側の通路と、排気通路のタービンよりも上流側の通路とを接続する第２排気再循環装置をさらに含む。制御部は、第２排気再循環装置内を流通する排気ガスのエネルギーの大きさに応じた温度差の補正係数をエンジンの回転数と燃料の供給量とを用いて算出する。制御部は、基本値と補正係数とを乗算した値を温度差として算出する。

【0011】

温度差は、第２排気再循環装置内を流通する排気ガスのエネルギーの大きさに影響を受ける。第２排気再循環装置内を流通する排気ガスのエネルギーの大きさは、エンジンの回転数と燃料の供給量とによって変化する。そのため、エンジンの回転数と燃料の供給量とによって排気ガスのエネルギーの大きさに応じた補正係数を算出することによって温度差をより精度高く算出することができる。

【0012】

さらに好ましくは、第２排気再循環装置は、冷却水通路における受熱位置よりも上流の位置から分岐し、冷却水通路における予め定められた位置よりも上流の位置で冷却水通路に合流する経路を流通する冷却水を用いて排気ガスを冷却するための第２熱交換器と、第２熱交換器を経由しないで排気ガスを吸気通路に再循環させるバイパス通路と、第２熱交換器およびバイパス通路のうちのいずれかに排気ガスが流通するように経路を切り替える切替装置とを含む。制御部は、排気ガスが第２熱交換器を流通して吸気通路に再循環する場合には、第１の値を補正係数として設定する。制御部は、排気ガスがバイパス通路を流通して吸気通路に再循環する場合には、第１の値と異なる第２の値を補正係数として設定する。

【0013】

排気ガスが第２熱交換器を流通するか、バイパス通路を流通するかによって、第２排気再循環装置内を流通する排気ガスのエネルギーの大きさの影響が異なる。そのため、排気ガスが第２熱交換器を流通して吸気通路に再循環する場合と、バイパス通路を流通して吸気通路に再循環する場合とで補正係数を異なる値にすることによって温度差を精度高く算出することができる。

【0014】

さらに好ましくは、分岐位置から分岐して第１熱交換器に冷却水を導入する経路は、電気機器を冷却する経路を有する。制御部は、電気機器で消費される電力量から温度差の補正値を算出する。

【0015】

このようにすると、エンジンから熱交換器に冷却水を導入するまでの経路上において電気機器を冷却する場合には、第１排気再循環装置の熱交換器内の冷却水の温度は、電気機器で消費される電力量の影響を受ける。そのため、電気機器で消費される電力量から算出される補正値を考慮することによって第１排気再循環装置の熱交換器内の冷却水の温度を精度高く推定することができる。

【0016】

さらに好ましくは、制御部は、冷却水が分岐位置から第１熱交換器に到達するまでの経路長さに対応した冷却水の温度変化の応答遅れの要素を温度差に付与するためのフィルタ処理を実行する。

【0017】

このようにすると、冷却水が分岐位置から第１熱交換器に到達するまでの経路長さに対応した冷却水の温度変化の応答遅れの要素が温度差に付与されるため冷却水の温度を精度高く推定することができる。

【発明の効果】

【0018】

この発明によると、エンジン冷却水経路とＥＧＲ冷却水経路とが分岐している場合においてエンジン停止後の放置時間に応じてＥＧＲクーラ内を流通する冷却水の温度を精度高く推定するエンジンの制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施の形態におけるエンジンの概略構成を示す図である。

【図2】本実施の形態におけるエンジンの冷却装置の構成の一部を示す図である。

【図3】本実施の形態に係るエンジンの制御装置で実行される制御処理を示すフローチャートである。

【図4】基本値ΔＴ１と燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖとの関係を示す図である。

【図5】エンジン回転数ＮＥに応じて設定された補正係数Ｃａと燃料噴射量Ｑとの関係を示す図である。

【図6】変形例におけるエンジンの冷却装置の概略構成を示す図である。

【図7】変形例に係るエンジンの制御装置で実行される制御処理を示すフローチャート（その１）である。

【図8】補正値Ｃｂとモータ電力量Ｗｈとの関係を示す図である。

【図9】変形例に係るエンジンの制御装置で実行される制御処理を示すフローチャート（その２）である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

【0021】

図１は、本実施の形態におけるエンジン１の概略構成を示す図である。本実施の形態において、エンジン１は、たとえば、コモンレール式のディーゼルエンジンを一例として説明するが、その他の形式のエンジン（たとえば、ガソリンエンジン等）であってもよい。

【0022】

エンジン１は、エンジン本体１０と、エアクリーナ２０と、インタークーラ２６と、吸気マニホールド２８と、過給機３０と、排気マニホールド５０と、第１排気再循環装置（以下、第１ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置と記載する）６０と、第２排気再循環装置（以下、第２ＥＧＲ装置と記載する）７０と、制御装置２００と、ＩＧスイッチ２０２と、エンジン回転数センサ２０６とを備える。

【0023】

エンジン本体１０は、複数の気筒１２と、コモンレール１４と、複数のインジェクタ１６とを含む。本実施の形態においては、エンジン１は、直列４気筒エンジンを一例として説明するが、その他の気筒レイアウト（たとえば、Ｖ型あるいは水平型）のエンジンであってもよい。

【0024】

複数のインジェクタ１６は、複数の気筒１２の各々に設けられ、その各々がコモンレール１４に接続されている燃料噴射装置である。燃料タンク（図示せず）に貯留された燃料は、サプライポンプ（図示せず）によって所定圧まで加圧されてコモンレール１４へ供給される。コモンレール１４に供給された燃料は複数のインジェクタ１６の各々から所定のタイミングで噴射される。

【0025】

エアクリーナ２０は、エンジン１の外部から吸入される空気から異物を除去する。エアクリーナ２０には、第１吸気管２２の一方端が接続される。

【0026】

第１吸気管２２の他方端には、過給機３０のコンプレッサ３２の入口に接続される。コンプレッサ３２の出口には、第２吸気管２４の一方端が接続される。コンプレッサ３２は、第１吸気管２２から流通する空気を過給して第２吸気管２４に供給する。コンプレッサ３２の詳細な動作については後述する。

【0027】

第２吸気管２４の他方端には、インタークーラ２６の一方端が接続される。インタークーラ２６は、第２吸気管２４を流通する空気を冷却する空冷式あるいは水冷式の熱交換器である。

【0028】

インタークーラ２６の他方端には、第３吸気管２７の一方端が接続される。第３吸気管２７の他方端には、吸気マニホールド２８が接続される。吸気マニホールド２８は、エンジン本体１０の複数の気筒の各々の吸気ポートに連結される。

【0029】

エアクリーナ２０の下流近傍には、第１吸気管２２を流通する空気の温度Ｔｉｎを検出する吸気温度センサ２０８が設けられる。吸気温度センサ２０８は、第１吸気管２２を流通する空気の温度Ｔｉｎを示す信号を制御装置２００に送信する。なお、吸気マニホールド２８の上流には、たとえば、排気マニホールド５０から第１ＥＧＲ装置６０を経由して還流する排気ガス（以下、吸気通路に還流される排気ガスをＥＧＲガスとも記載する）を吸気マニホールドに流通させるための吸気絞り弁が設けられていてもよい。

【0030】

排気マニホールド５０は、エンジン本体１０の複数の気筒１２の各々の排気ポートに連結される。排気マニホールド５０には、第１排気管５２の一方端が接続される。第１排気管５２の他方端は、過給機３０のタービン３６に接続される。そのため、各気筒の排気ポートから排出される排気ガスは、排気マニホールド５０に集められた後、第１排気管５２を経由してタービン３６に供給される。

【0031】

タービン３６には、第２排気管５４の一方端が接続される。第２排気管５４の他方端には、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）やＮＯｘ触媒あるいはＤＰＮＲ（Diesel Particlulate-NOx Reduction）などの排気浄化装置５６が接続される。排気浄化装置５６には、第３排気管５８の一方端が接続される。第３排気管５８の他方端には、触媒などの排気ガスから特定の成分を除去する追加の排気処理装置やマフラー等が接続される。そのため、タービン３６から排出された排気ガスは、第２排気管５４、排気浄化装置５６、第３排気管５８、各種触媒およびマフラー等を経由して車外に排出される。

【0032】

第３吸気管２７と排気マニホールド５０とは、エンジン本体１０を経由せずに第１ＥＧＲ装置６０によって接続される。第１ＥＧＲ装置６０は、第１ＥＧＲバルブ６２と、第１ＥＧＲクーラ６４と、第１ＥＧＲ通路６６と、バイパス通路６８とを含む。

【0033】

第１ＥＧＲ通路６６の一方端は、第３吸気管２７に接続される。第１ＥＧＲ通路６６の一方端は、吸気マニホールド２８に接続されてもよい。第１ＥＧＲ通路６６の他方端は、排気マニホールド５０に接続される。第１ＥＧＲ通路６６の他方端は、第１排気管５２に接続されてもよい。第１ＥＧＲ通路６６の途中には、第１ＥＧＲバルブ６２と、第１ＥＧＲクーラ６４とが設けられる。さらに、第１ＥＧＲ通路６６には、ＥＧＲガスが第１ＥＧＲクーラ６４を経由せずに第３吸気管２７に流通させるためのバイパス通路６８が接続される。

【0034】

第１ＥＧＲバルブ６２は、制御装置２００からの制御信号に応じて、第１状態と、第２状態と、第３状態とのうちのいずれか一つの状態に切り替える切替弁である。第１状態は、たとえば、第１ＥＧＲクーラ６４が設けられる通路およびバイパス通路６８の各々へのＥＧＲガスの流通を遮断して第３吸気管２７へのＥＧＲガスの流通を抑制する状態である。第２状態は、たとえば、第１ＥＧＲクーラ６４が設けられる通路へのＥＧＲガスの流通を許容しつつ、バイパス通路６８へのＥＧＲガスの流通を遮断する状態である。第３状態は、バイパス通路へのＥＧＲガスの流通を許容しつつ、第１ＥＧＲクーラ６４が設けられる通路へのＥＧＲガスの流通を遮断する状態である。

【0035】

さらに、第１ＥＧＲバルブ６２は、第２状態および第３状態の各々において、制御装置２００からの制御信号に応じて通路断面積（ＥＧＲ開度）を変化させることによってＥＧＲガスの流量（以下、ＥＧＲガス量と記載する）を変化させる。

【0036】

第１ＥＧＲクーラ６４は、たとえば、第１ＥＧＲ通路６６を流通するＥＧＲガスを冷却する冷却水を用いた水冷式の熱交換器である。第１ＥＧＲクーラ６４には、エンジン１内を流通する冷却水が導入される。

【0037】

第１ＥＧＲバルブ６２が第１状態である場合には、ＥＧＲガスの流通が遮断される。第１ＥＧＲバルブ６２が第２状態である場合には、排気マニホールド５０に集められた排気ガスの一部がＥＧＲガスとして第１ＥＧＲ通路６６に導入され、第１ＥＧＲクーラ６４において冷却された後に、第１ＥＧＲバルブ６２によって流量が調整されて第３吸気管２７に供給される。

【0038】

一方、第１ＥＧＲバルブ６２が第３状態である場合には、第１ＥＧＲ通路６６に導入されたＥＧＲガスは、第１ＥＧＲクーラ６４を経由せずにバイパス通路６８を経由して第１ＥＧＲバルブ６２によって流量が調整されて第３吸気管２７に供給される。なお、本実施の形態においては、説明の便宜上、第１ＥＧＲバルブ６２が第１状態と第２状態との間で制御される（すなわち、排気ガスがバイパス通路６８を経由しない）ものとする。

【0039】

ＥＧＲガスが第３吸気管２７に供給されることで、気筒内での燃焼温度が低下するため、ＮＯｘの生成量を低減することができる。

【0040】

第１吸気管２２と第３排気管５８とは、エンジン本体１０を経由せずに第２ＥＧＲ装置７０によって接続される。第２ＥＧＲ装置７０は、第２ＥＧＲバルブ７２と、第２ＥＧＲクーラ７４と、第２ＥＧＲ通路７６とを含む。

【0041】

第２ＥＧＲ通路７６の一方端は、第１吸気管２２に接続される。第２ＥＧＲ通路７６の他方端は、第３排気管５８に接続される。第２ＥＧＲ通路７６の他方端は、第３排気管５８よりも下流の排気管に接続されてもよい。第２ＥＧＲ通路７６の途中には、第２ＥＧＲバルブ７２と、第２ＥＧＲクーラ７４とが設けられる。

【0042】

第２ＥＧＲバルブ７２は、制御装置２００からの制御信号に応じて、通路を遮断してＥＧＲガスの流通を抑制する閉状態と、第２ＥＧＲ通路７６においてＥＧＲガスの流通を許容する開状態とのうちのいずれか一方の状態から他方の状態へと切り替える切替弁である。さらに、第２ＥＧＲバルブ７２は、開状態において、制御装置２００からの制御信号に応じて通路断面積（ＥＧＲ開度）を変化させることによってＥＧＲガス量を変化させる。第２ＥＧＲクーラ７４は、たとえば、第２ＥＧＲ通路７６を流通するＥＧＲガスを冷却する冷却水を用いた水冷式の熱交換器である。第２ＥＧＲクーラ７４には、エンジン１内を流通する冷却水が導入される。詳細な構成については後述する。

【0043】

第２ＥＧＲバルブ７２が開状態である場合には、第３排気管５８を流通する排気ガスの一部がＥＧＲガスとして第２ＥＧＲ通路７６に導入され、第２ＥＧＲクーラ７４において冷却された後に、第２ＥＧＲバルブ７２によって流量が調整されて第１吸気管２２に供給される。ＥＧＲガスが第１吸気管２２に供給されることで、気筒内での燃焼温度が低下するため、ＮＯｘの生成量を低減することができる。一方、第２ＥＧＲバルブ７２が閉状態である場合には、ＥＧＲガスの流通が遮断される。

【0044】

過給機３０は、コンプレッサ３２と、タービン３６とを含む。コンプレッサ３２のハウジング内にはコンプレッサホイール３４が収納され、タービン３６のハウジング内にはタービンホイール３８が収納される。コンプレッサホイール３４とタービンホイール３８とは、連結軸４２によって連結され、一体的に回転する。そのため、コンプレッサホイール３４は、タービンホイール３８に供給される排気ガスの排気エネルギーによって回転駆動される。

【0045】

制御装置２００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力バッファ等とを含んで構成される。制御装置２００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン１が所望の運転状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。

【0046】

また、制御装置２００は、タイマーを内蔵しており、エンジン１の停止時間を計測する。制御装置２００は、たとえば、後述するＩＧスイッチ２０２の操作によってエンジン１が停止された時点から時間計測を開始し、ＩＧスイッチ２０２の操作によってエンジン１がし始動された時点に時間計測を終了して、エンジン１の放置時間を計測する。

【0047】

ＩＧスイッチ２０２は、ユーザがエンジン１を始動または停止するための操作部材である。制御装置２００は、たとえば、エンジン１の作動中にユーザによりＩＧスイッチ２０２が操作された場合にはエンジン１の停止処理を開始してエンジン１を停止状態にする。停止処理は、たとえば、燃料噴射を停止する処理である。また、制御装置２００は、たとえば、エンジン１の停止中にユーザによりＩＧスイッチ２０２が操作された場合には、エンジン１の起動処理を開始してエンジン１を作動状態にする。起動処理は、たとえば、スタータを用いてクランクシャフト（いずれも図示せず）を回転させるクランキング処理と、クランクシャフトの回転数（エンジン回転数ＮＥ）が始動可能しきい値を超えると燃料噴射制御と点火制御とを実行する処理とを含む。

【0048】

エンジン回転数センサ２０６は、エンジン１のクランクシャフトの回転数をエンジン回転数ＮＥとして検出する。エンジン回転数センサ２０６は、検出したエンジン回転数ＮＥを制御装置２００に送信する。

【0049】

図２は、エンジン１を冷却する冷却装置の構成の一部を示す図である。図２に示すように、冷却装置は、電動ウォータポンプ（以下、Ｗ／Ｐと記載する）１００と、ウォータアウトレット１０２と、ヒータコア１０４と、サーモスタット弁１０６と、ラジエータ１０８と、エンジン水温センサ２０４とを含む。図２の破線矢印あるいは実線矢印に示される冷却水の経路は、たとえば、配管等を用いて構成される。

【0050】

エンジン１は、エンジンヘッド２と、エンジンブロック３とを含み、その各々の内部に冷却水を流通させるための冷却水通路であるウォータジャケットが形成される。ウォータジャケットは、たとえば、エンジンヘッド２およびエンジンブロック３の各々においてエンジン１の気筒の周囲部分に形成される。

【0051】

Ｗ／Ｐ１００は、エンジン１の冷却水を循環させる。Ｗ／Ｐ１００は、制御装置２００から受ける制御信号によって駆動および停止が制御される。制御装置２００は、Ｗ／Ｐ１００から吐出される冷却水の吐出量を制御信号を用いて制御する。制御装置２００は、たとえば、エンジン１の始動時にＷ／Ｐ１００を作動させる。なお、Ｗ／Ｐ１００は、エンジン１の動力を用いて作動する機械式のウォータポンプであってもよい。

【0052】

Ｗ／Ｐ１００が吐出する冷却水は、エンジンブロック３のウォータジャケットの入口部に導入される。エンジンブロック３のウォータジャケットに導入された冷却水は、エンジンヘッド２のウォータジャケットを流通した後にエンジンヘッド２のウォータジャケットの出口部からウォータアウトレット１０２に導入される。冷却水がエンジンブロック３のウォータジャケットの入口部からエンジンヘッド２のウォータジャケットの出口部まで流通する間に、冷却水とエンジン１との間で熱交換が行なわれることにより、エンジン１が冷却される。

【0053】

エンジンヘッド２のウォータジャケットの出口部から流出する冷却水は、実線矢印に示されるウォータアウトレット１０２に流通する経路と、途中で分岐する破線矢印に示されるサーモスタット弁１０６に流通する経路とに分かれて流通する。

【0054】

ウォータアウトレット１０２には、一方端がヒータコア１０４に接続される配管の他方端と、一方端がラジエータ１０８に接続される配管の他方端とが接続される。ウォータアウトレット１０２からヒータコア１０４に流通する冷却水は、サーモスタット弁１０６とＷ／Ｐ１００とを接続する配管に導入される。一方、ラジエータ１０８は、配管を経由してサーモスタット弁１０６に接続される。

【0055】

さらに、Ｗ／Ｐ１００からエンジンブロック３のウォータジャケットへの経路の途中から、第１ＥＧＲクーラ６４への経路と第２ＥＧＲクーラ７４への経路とがそれぞれ分岐している。第１ＥＧＲクーラ６４を流通する冷却水は、エンジンヘッド２のウォータジャケットの出口部からウォータアウトレット１０２への経路の途中であって、かつ、エンジンヘッド２のウォータジャケットの出口部とエンジン水温センサ２０４との間の位置に戻される。第２ＥＧＲクーラ７４を流通する冷却水は、ウォータアウトレット１０２に導入される。

【0056】

エンジン水温センサ２０４は、エンジンヘッド２のウォータジャケットの出口部から流出する冷却水の温度を検出し、検出された冷却水の温度を示す信号を制御装置２００に送信する。

【0057】

ラジエータ１０８は、ラジエータ１０８内を流通する冷却水と外気との間で熱交換を行うことによって冷却水の熱を放熱する。ラジエータ１０８には、図示しない冷却ファンが設けられる。冷却ファンは、熱交換を促進してラジエータ１０８内の冷却水の放熱効率を向上させるための送風を行なう。

【0058】

サーモスタット弁１０６は、ラジエータ１０８から経由する配管（以下、第１配管と記載する）と、図２の破線矢印の経路で冷却水を流通する配管（以下、第２配管と記載する）との合流位置に設けられる。サーモスタット弁１０６は、冷却水の温度に応じて弁体が機械的に動作することによって、第１配管からＷ／Ｐ１００への冷却水の流量と、第２配管からＷ／Ｐ１００への冷却水の流量との配分を調整する。すなわち、サーモスタット弁１０６により第１配管からの冷却水と第２配管からの冷却水の混合比率が調整されて、エンジン１に流通する冷却水の温度が適温となるように保たれる。

【0059】

冷却水の温度がしきい値（たとえば、６０℃〜７０℃）よりも低い場合、サーモスタット弁１０６の弁体の位置は、第１配管からＷ／Ｐ１００への冷却水の流通を遮断する位置になる。そのため、第１配管からＷ／Ｐ１００への冷却水の流れが遮断され、第２配管からＷ／Ｐ１００への冷却水の流れが許容される。

【0060】

この場合、ウォータアウトレット１０２からラジエータ１０８を経由する冷却水の流れが形成されることが抑制される。そのため、エンジンヘッド２のウォータジャケットの出口部から流出する冷却水は、図２の破線に示すようにサーモスタット弁１０６に流通する経路と、ウォータアウトレット１０２からヒータコア１０４に流通する経路とに分かれて流通する。

【0061】

一方、冷却水の温度がしきい値以上になる場合、サーモスタット弁１０６の弁体の位置は、第２配管からＷ／Ｐ１００への冷却水の流通量を減少させるとともに、第１配管からＷ／Ｐ１００への冷却水の流通を許容する位置になる。

【0062】

この場合、ウォータアウトレット１０２からラジエータ１０８を経由する冷却水の流れが形成される。そのため、エンジンヘッド２のウォータジャケットの出口部から流出する冷却水は、図２の破線に示すようにサーモスタット弁１０６を流通する経路と、ウォータアウトレット１０２からヒータコア１０４に流通する経路と、ラジエータ１０８を経由する経路とに分かれて流通する。

【0063】

なお、Ｗ／Ｐ１００の作動中においては、サーモスタット弁１０６の開閉状態にかかわらず、冷却水がＷ／Ｐ１００から第１ＥＧＲクーラ６４を経由してエンジンヘッド２のウォータジャケットの出口部とウォータアウトレット１０２との間に戻される経路と、冷却水がＷ／Ｐ１００から第２ＥＧＲクーラ７４を経由してウォータアウトレット１０２に流通する経路とが形成される。

【0064】

ヒータコア１０４は、たとえば、エンジン１が車両に搭載される場合には、車室内の暖房に用いられる。送風装置（図示せず）から放出される空気がヒータコア１０４に接触することで加熱され、その後に車室内に排出されることによって車室内の空気が温められる。

【0065】

以上のような構成を有する冷却装置において、第２ＥＧＲ装置７０を流通するＥＧＲガスの温度は、第１ＥＧＲ装置６０内を流通するＥＧＲガスの温度よりも低い傾向になる。そのため、第２ＥＧＲクーラ７４を用いてＥＧＲガスが冷却される場合には、ＥＧＲガスの温度が露点を下回りやすくなる。第２ＥＧＲクーラ７４内を流通するＥＧＲガスの温度が露点を下回って凝縮水が発生する場合がある。この凝縮水が排気ガスの成分との化学反応により酸性化すると、第２ＥＧＲ装置７０の構成部品を腐食させてしまう虞がある。そのため、第２ＥＧＲ装置７０において凝縮水が発生しないように、第２ＥＧＲクーラ７４に流通する冷却水の温度が低くなる場合には、排気ガスの第２ＥＧＲ装置内への流入を停止したり、第２ＥＧＲ装置７０に流入する排気ガスの流入量を減少したりすることが行なわれている。

【0066】

ところで、第２ＥＧＲ装置７０内に凝縮水が発生しているか否かを精度高く判定するためには、第２ＥＧＲ装置７０内に多数のセンサを配置すればよいが、低コストで精度良い判定を行なうためには、既存のセンサを利用して第２ＥＧＲクーラ７４を流通する冷却水の温度を精度高く推定する必要がある。一般的にＥＧＲクーラを流れる冷却水はエンジンの冷却水と共通であるため、たとえば、エンジンの冷却水の温度を測定するための既存の水温センサの測定値をそのまま第２ＥＧＲクーラ７４を流通する冷却水の温度に置き換えて制御することが考えられる。

【0067】

しかしながら、たとえば、エンジン冷却水の経路とＥＧＲクーラ冷却水の経路とがエンジンブロック３の上流で分岐している場合などは、エンジン１の始動直後におけるエンジン冷却水の温度とＥＧＲ冷却水の温度が同じであったとしても、その後のエンジン１内部の冷却水の温度上昇の態様と、第２ＥＧＲクーラ７４内の冷却水の温度上昇の態様とは、必ずしも一致しない。また、短時間の放置後にエンジン１を再始動させる場合には、冷却対象物の熱容量の違いから放置中の温度の低下量に差があるため、再始動直後のエンジン冷却水の温度とＥＧＲ冷却水の温度とは既に乖離した状態になる場合がある。このように、エンジン１の冷却水の温度から第２ＥＧＲクーラ７４内を流通する冷却水の温度を一義的に推定できないという問題がある。

【0068】

そこで、本実施の形態においては、制御装置２００は、エンジン１の始動直前の停止時間が予め定められた時間よりも長い場合には、エンジン１が始動してからの燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖを用いてエンジン１からの受熱量を示す基本値ΔＴ１を設定し、エンジン１の始動直前の停止時間が予め定められた時間よりも短い場合には、積算値Ｑｖを用いて得られる基本値の上限値を基本値ΔＴ１として設定する。制御装置２００は、設定された基本値ΔＴ１に基づいて、エンジンヘッド２のウォータジャケットの出口部よりも下流の冷却水の第１温度と第２ＥＧＲクーラ７４の入口部よりも上流の冷却水の第２温度との温度差ΔＴを算出する。

【0069】

このようにすると、停止時間が予め定められた時間よりも長い場合には、温度差ΔＴを精度高く算出することができる。また停止時間が予め定められた時間よりも短い場合には、凝縮水の発生量を多く見積もることができる。そのため、凝縮水の発生量に応じた第２ＥＧＲバルブ７２の制御を実行することによって、凝縮水の発生を抑制することができる。

【0070】

本実施の形態において、制御装置２００は、さらに、第１ＥＧＲ装置６０内を流通する排気ガスのエネルギーの大きさに応じた温度差ΔＴの補正係数Ｃａをエンジン回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑとを用いて算出する。制御装置２００は、基本値ΔＴ１と補正係数Ｃａとを乗算した値を温度差ΔＴとして算出する。

【0071】

以下に、温度差ΔＴを算出するために考慮する事項と、具体的な算出方法について説明する。

【0072】

本実施の形態において、温度差ΔＴは、エンジン水温センサ２０４が設けられる位置の冷却水の温度と第２ＥＧＲクーラ７４の入口の冷却水の温度との温度差を示す。温度差ΔＴは、エンジン１の内部からの受熱による影響分と、Ｗ／Ｐ１００からエンジンブロック３のウォータジャケットの入口部への経路から分岐した位置から冷却水が第２ＥＧＲクーラ７４の入口に到達するまでの経路の長さに対応した冷却水の温度変化の応答遅れ分とを考慮して設定される。

【0073】

エンジン１の内部からの受熱による影響分は、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖによる影響分と、第１ＥＧＲ装置６０におけるＥＧＲガスエネルギーによる影響分とを含む。

【0074】

特に、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖと温度差ΔＴとの間には、一定の相関関係がある。発明者らは実験によりエンジン１が始動してからの初期の期間（暖機が完了するまでの期間）においては、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖが増加するほど、温度差ΔＴは増加する関係を有することを見出した。

【0075】

このような温度差ΔＴと燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖとの関係から、本実施の形態において、制御装置２００は、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖをパラメータとして温度差ΔＴの基本値ΔＴ１を設定するものとする。

【0076】

なお、エンジン回転数と燃料噴射量Ｑと温度差ΔＴとは、エンジン回転数ＮＥあるいは燃料噴射量Ｑが高くなるほど、ＥＧＲガスエネルギーは高くなることから、第１ＥＧＲ装置６０におけるＥＧＲガスエネルギーによる影響分を考慮する必要がある。

【0077】

一般的に、ＥＧＲガスをエンジンの燃焼室へ流通させると燃焼温度が下がりエンジン冷却水がエンジンから受ける受熱量が低下する。従って、第１ＥＧＲ装置６０を介してＥＧＲガスを流通させている場合は、ＥＧＲガスの流通が遮断されている場合に比較して温度差ΔＴが小さくなる。また、ＥＧＲガスのエネルギーの大きさは、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑとによって変化し、エンジン回転数ＮＥまたは燃料噴射量Ｑが大きくなるとＥＧＲガスのエネルギーは大きくなる。そして、ＥＧＲガスのエネルギーが大きい場合はＥＧＲガスのエネルギーが小さい場合に比較して、温度差ΔＴの低下割合が小さくなることがわかった。

【0078】

そのため、本実施の形態においては、このようなＥＧＲガスエネルギーによる影響分を考慮し、制御装置２００は、燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとして温度差ΔＴの補正係数Ｃａを設定するものとする。

【0079】

以下に、図３を参照して、本実施の形態において、制御装置２００で実行される、温度差ΔＴを算出する処理について説明する。

【0080】

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、制御装置２００は、エンジン１の始動直前におけるエンジン１のソーク条件が成立したか否かを判定する。ソーク条件は、エンジン１の放置時間についての条件であって、エンジン１の始動直前の停止時間が予め定められた時間以上であるという条件である。

【0081】

制御装置２００は、たとえば、ＩＧスイッチ２０２が操作されてエンジン１の停止処理が実行された時点からの経過時間をタイマー等を用いて計測する。制御装置２００は、ＩＧスイッチ２０２が操作されてエンジン１の起動処理が実行されたときに経過時間がしきい値よりも大きいか否かを判定する。しきい値は、エンジン１が停止してから、エンジン１内の冷却水の温度と第２ＥＧＲ装置７０内の冷却水の温度とが同程度の温度になるまでの時間が設定され、たとえば、数時間から十数時間程度の時間である。

【0082】

Ｓ１０２にて、制御装置２００は、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖを取得する。制御装置２００は、燃料噴射が行なわれる毎に燃料噴射量Ｑを取得する。制御装置２００は、たとえば、エンジン１の状態に基づいて決定される燃料噴射時間を換算して燃料噴射量Ｑを取得する。制御装置２００は、前回までの積算値に取得した燃料噴射量Ｑを加算することによって今回の燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖを算出する。

【0083】

Ｓ１０４にて、制御装置２００は、取得された燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖに基づいて温度差ΔＴの基本値ΔＴ１を算出する。たとえば、燃料噴射量の積算値Ｑｖと温度差ΔＴとの関係からマップを予め作成しておき、制御装置２００のメモリに記憶しておく。制御装置２００は、作成されたマップと燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖとから温度差ΔＴの基本値ΔＴ１を算出する。

【0084】

図４に、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖから温度差ΔＴの基本値ΔＴ１を決定するためのマップの一例を示す。図４の横軸は、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖを示す。図４の縦軸は、温度差ΔＴの基本値ΔＴ１を示す。

【0085】

図４に示すマップは、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖが大きくなるほど、温度差ΔＴの基本値ΔＴ１が大きくなるように設定される。さらに、図４に示すマップは、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖが大きくなるほど基本値ΔＴ１が収束値ΔＴ１ｍａｘに収束するように設定される。

【0086】

制御装置２００は、たとえば、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖの値がＱｖ（０）である場合には、図４に示すマップから温度差ΔＴの基本値ΔＴ１としてΔＴ１（０）を設定する。

【0087】

図３に戻って、エンジン１のソーク条件が成立していないと判定する場合（Ｓ１００にてＮＯ）、Ｓ１０６にて、制御装置２００は、予め定められた値を温度差ΔＴの基本値ΔＴ１として設定する。予め定められた値として、たとえば、積算値Ｑｖを用いて得られる基本値ΔＴ１の上限値が設定される。すなわち、予め定められた値として、たとえば、収束値ΔＴ１ｍａｘが設定される。

【0088】

Ｓ１０８にて、制御装置２００は、燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとを取得する。制御装置２００は、エンジン回転数センサ２０６からエンジン回転数ＮＥを取得する。燃料噴射量Ｑの取得方法については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

【0089】

Ｓ１１０にて、制御装置２００は、取得された燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとに基づいて温度差ΔＴの補正係数Ｃａを算出する。制御装置２００は、たとえば、上述したような燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥと温度差ΔＴ１との関係からマップを予め作成しておき、制御装置２００のメモリに記憶しておく。制御装置２００は、作成されたマップと燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとから温度差ΔＴの補正係数Ｃａを算出する。

【0090】

図５に、燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとから補正係数Ｃａを決定するためのマップの一例を示す。図５の横軸は、燃料噴射量Ｑを示す。図５の縦軸は、補正係数Ｃａを示す。

【0091】

図５に示すマップは、エンジン回転数ＮＥが第１回転数である場合の燃料噴射量Ｑと補正係数Ｃａとの関係と、エンジン回転数ＮＥが第１回転数よりも大きい第２回転数である場合の燃料噴射量Ｑと補正係数Ｃａとの関係と、エンジン回転数ＮＥが第２回転数よりも大きい第３回転数である場合の燃料噴射量Ｑと補正係数Ｃａとの関係を示す。

【0092】

図５に示すマップは、各エンジン回転数ＮＥにおいて、燃料噴射量Ｑが大きくなるほど補正係数Ｃａが大きくなるように設定される。さらに、図５に示すマップは、エンジン回転数ＮＥが低い場合、エンジン回転数ＮＥが高い場合と比較して、燃料噴射量Ｑが小さい領域において補正係数Ｃａが小さくなるように設定され、燃料噴射量Ｑが大きい領域において異なるエンジン回転数ＮＥ間での補正係数Ｃａが差が小さくなるように設定される。

【0093】

制御装置２００は、たとえば、取得したエンジン回転数ＮＥと、燃料噴射量Ｑとに対応した補正係数Ｃａを図５のマップから線形補間等を用いて算出する。

【0094】

Ｓ１１２にて、制御装置２００は、算出された基本値ΔＴ１と、補正係数Ｃａとを乗算して温度差ΔＴを算出する。

【0095】

Ｓ１１４にて、制御装置２００は、Ｓ１１２にて算出された今回の温度差ΔＴ１に対してフィルタ処理を実行する。フィルタ処理は、冷却水が、Ｗ／Ｐ１００とエンジンブロック３との間の経路から分岐する分岐位置から第２ＥＧＲクーラ７４に到達するまでの経路長さに対応した冷却水の温度変化の応答遅れの要素を温度差ΔＴに付与するための処理である。具体的には、フィルタ処理は、今回の温度差ΔＴ１が前回の温度差ΔＴからの変化が緩やかになるようにする補正する処理である。フィルタ処理としては、たとえば、なまし処理、一次遅れ処理、二次遅れ処理あるいはｎ次遅れ処理などを含む。

【0096】

たとえば、フィルタ処理としてなまし処理を実行する場合、制御装置２００は、たとえば、前回算出された温度差ΔＴと、今回算出された温度差ΔＴとの差分を算出する。制御装置２００は、今回算出された温度差ΔＴが前回算出された温度差ΔＴよりも所定値以上小さくなる場合になまし処理を実行する。すなわち、制御装置２００は、前回算出された温度差ΔＴからの下げ幅が所定値よりも大きい場合には、前回算出された温度差ΔＴから所定値を減算した値が今回の温度差ΔＴとして設定される。一方、制御装置２００は、前回算出された温度差ΔＴからの下げ幅が所定値以下である場合には、Ｓ１１２にて算出された基本値ΔＴ１と補正係数Ｃａとを乗算した値が今回の温度差ΔＴとして設定される。

【0097】

なお、制御装置２００は、基本値ΔＴ１と補正係数Ｃａとを乗算した値が前回算出された温度差ΔＴよりも大きくなる場合には、なまし処理を実行しない。

【0098】

以上のような構造およびフローチャートに基づく制御装置２００の動作について説明する。以下の説明は、たとえば、エンジン１が停止後予め定められた時間以上放置された後に、ユーザのＩＧスイッチ２０２への操作によってエンジン１が始動された場合であって、かつ、サーモスタット弁１０６が閉弁状態（すなわち、ラジエータ１０８を経由した冷却水がＷ／Ｐ１００に流通しない状態）である場合を想定する。

【0099】

エンジン１の始動直前の停止時間が予め定められた時間以上である場合にはソーク条件が成立していると判定されるため（Ｓ１００にてＹＥＳ）、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖが取得され（Ｓ１０２）、取得された積算値Ｑｖと図６に示すマップとを用いて温度差ΔＴの基本値ΔＴ１が算出される（Ｓ１０４）。

【0100】

なお、エンジン１の始動直前の停止時間が予め定められた時間以上でない場合にはソーク条件が成立していないと判定されるため（Ｓ１００にてＮＯ）、この場合には、予め定められた値ΔＴ１ｍａｘが温度差ΔＴの基本値ΔＴ１として設定される（Ｓ１０６）。

【0101】

そして、エンジン回転数ＮＥと、燃料噴射量Ｑとが取得され（Ｓ１０８）、取得されたエンジン回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑと図５に示すマップとに基づいて補正係数Ｃａが算出される（Ｓ１１０）。算出された基本値ΔＴ１と補正係数Ｃａとが乗算されることによって温度差ΔＴが算出され（Ｓ１１２）、算出された温度差ΔＴにフィルタ処理が実行されることによって、今回の温度差ΔＴが算出される（Ｓ１１４）。

【0102】

制御装置２００は、エンジン水温センサ２０４によって検出されるエンジン１の冷却水の温度から算出された温度差ΔＴを減算することによって第２ＥＧＲクーラ７４の入口における冷却水の温度を算出する。制御装置２００は、算出された冷却水の温度までＥＧＲガスが低下していると仮定して、冷却水の温度が露点よりも高いか否かを判定する。制御装置２００は、冷却水の温度が露点よりも低い場合には、たとえば、第２ＥＧＲバルブ７２を閉状態あるいは開度を小さくすることによってＥＧＲガスの流通量を減らすことによって第２ＥＧＲ装置７０内での凝縮水の発生を抑制する。

【0103】

以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンの制御装置によると、エンジン１の始動直前の停止時間が予め定められた時間以上である場合には、エンジン１の冷却水の温度と、第２ＥＧＲ装置７０内の冷却水の温度との差が十分に小さくなっている。そのため、エンジン１の冷却水の温度との温度差の変化は、エンジン１が始動してからの、気筒への燃料の供給量の積算値の変化が大きく寄与しているため、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖを用いて温度差ΔＴの基本値ΔＴ１を設定することによって温度差ΔＴを精度高く算出することができる。一方、エンジン１の始動直前の停止時間が予め定められた時間よりも短い場合には、エンジン内部の冷却水の温度と、第２ＥＧＲ装置７０内の冷却水の温度とに乖離が発生している場合がある。そのため、エンジン１の停止時間が予め定められた時間よりも短い場合には、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖを用いて得られる基本値ΔＴ１の上限値（すなわち、収束値ΔＴ１ｍａｘ）が基本値ΔＴ１として設定されることによって第２ＥＧＲ装置７０の入口の冷却水の温度を低い温度に見積もり、露点との比較結果による凝縮水の発生量を多く見積もることができる。これにより、第２ＥＧＲバルブ７２の制御をより凝縮水の発生を抑制するように実施することができる。したがって、エンジン冷却水経路とＥＧＲ冷却水経路とが分岐している場合においてエンジン停止後の放置時間に応じてＥＧＲクーラ内を流通する冷却水の温度を精度高く推定するエンジンの制御装置を提供することができる。

【0104】

さらに、温度差ΔＴは、第１ＥＧＲ装置６０を流通するエネルギーの大きさに影響を受ける。このエネルギーの大きさは、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑとによって変化する。そのため、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑとによって排気ガスのエネルギーの大きさに応じた補正係数Ｃａを算出することによって温度差ΔＴをさらに精度高く算出することができる。

【0105】

さらに、冷却水が分岐位置から第２ＥＧＲクーラ７４に到達するまでの経路長さに対応した冷却水の温度変化の応答遅れの要素がフィルタ処理によって温度差に付与されることにより、冷却水の温度を精度高く推定することができる。

【0106】

以下、変形例について説明する。
上述した実施の形態においては、第２ＥＧＲクーラ７４への冷却水の経路がＷ／Ｐ１００とエンジン１に流通する経路から分岐する分岐位置が、エンジンブロック３の内部に設けられる冷却水通路の入口部よりも上流の位置であるものとして説明したが、分岐位置は、冷却水通路におけるエンジン１から受熱する受熱位置よりも上流の位置であればよく、特に入口部よりも上流の位置に限定されるものではなく、入口部よりも下流の位置であってもよい。

【0107】

上述した実施の形態においては、第１ＥＧＲクーラ６４への冷却水の経路がＷ／Ｐ１００とエンジン１に流通する経路から分岐する分岐位置が、第２ＥＧＲクーラ７４への冷却水の経路の分岐位置と同じ位置であるものとして説明したが、第１ＥＧＲクーラ６４への冷却水の経路の分岐位置は、エンジンブロック３の内部に設けられる冷却水通路におけるエンジン１から受熱する受熱位置よりも上流の位置であればよく、第２ＥＧＲクーラ７４への冷却水の経路の分岐位置と異なる位置であってもよい。

【0108】

上述した実施の形態においては、第１ＥＧＲバルブ６２が第１状態と第２状態との間で制御される（ＥＧＲガスがバイパス通路６８を経由しない）ものとし、燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥと図５に示すマップとに基づいて補正係数Ｃａを算出するものとして説明したが、制御装置２００は、排気ガスが第１ＥＧＲクーラ６４を流通して第３吸気管２７に再循環する場合には、第１の値を補正係数Ｃａとして設定し、排気ガスがバイパス通路６８を流通して第３吸気管２７に再循環する場合には、第１の値と異なる第２の値を補正係数Ｃａとして設定するようにしてもよい。排気ガスが第１ＥＧＲクーラ６４を通過する場合、第１ＥＧＲクーラを流通する冷却水が排気ガスからの熱を受けるので、エンジン水温センサ２０４によって検出されるエンジン１の冷却水の温度と第２ＥＧＲクーラ７４の入口の冷却水の温度との温度差ΔＴは、排気ガスがバイパス通路６８を通過する場合よりも大きくなる。従って、温度差ΔＴを補正する補正係数は、第１の値を基本値ΔＴ１に乗算した値が第２の値を基本値ΔＴ１に乗算した値よりも大きくなるように設定される。

【0109】

たとえば、第１ＥＧＲバルブ６２が第３状態である場合に対応した燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥと補正係数Ｃａとの関係を示す、図５に示すマップとは異なるマップを予め設定しておき、制御装置２００が、第１ＥＧＲバルブ６２の状態に応じて対応したマップを選択して燃料噴射量Ｑとエンジン回転数ＮＥとに基づいて補正係数Ｃａを設定してもよい。

【0110】

排気ガスが第１ＥＧＲクーラ６４を流通するか、バイパス通路６８を流通するかによって、第１ＥＧＲ装置６０内を流通する排気ガスのエネルギーの大きさの影響が異なる。そのため、排気ガスが第１ＥＧＲクーラ６４を流通して第３吸気管２７に再循環する場合と、バイパス通路６８を流通して第３吸気管２７に再循環する場合とで補正係数Ｃａを異なる値にすることによって温度差を精度高く算出することができる。

【0111】

上述した実施の形態においては、分岐位置から第２ＥＧＲクーラ７４に冷却水を流通する配管には、他の発熱体が設けられない場合を前提として説明したが、当該配管を用いた冷却水の経路として第２ＥＧＲクーラ７４よりも上流に他の発熱体である電気機器を冷却する経路が含まれる場合でも温度差ΔＴ１算出は可能である。

【0112】

この場合、制御装置２００は、たとえば、電気機器で消費される電力量Ｗｈから温度差ΔＴの補正値Ｃｂを算出し、基本値ΔＴ１と補正係数Ｃａとを乗算した値に補正値Ｃｂを加算した値を温度差ΔＴとして算出する。

【0113】

以下に、エンジン１が車両に搭載される場合であって、かつ、電気機器が車両を駆動するための駆動用モータである場合を一例として温度差ΔＴの算出方法の変形例について図６〜８を用いて説明する。

【0114】

図６は、変形例におけるエンジン１の冷却装置の構成の一部を示す図である。なお、図６に示す冷却装置の構成は、図２に示す冷却装置の構成と比較してエンジンブロック３と第２ＥＧＲクーラ７４とを接続する配管にモータ１１０を冷却するための経路が設定される点が異なる。そのため、同じ構成部品については同じ参照符号が付与されており、それらの詳細な説明については繰り返さない。

【0115】

モータ１１０は、駆動用モータであって、制御装置２００からの制御信号に基づいて駆動するインバータ等の駆動回路（図示せず）から電力が供給されることによって作動する。モータ１１０の筐体には、ウォータジャケットが形成されており、このウォータジャケットによってモータ１１０を冷却するための経路が設定される。エンジンブロック３から供給される冷却水は、モータ１１０のウォータジャケットを流通した後、第２ＥＧＲクーラ７４に流通する。

【0116】

以上のような構成を有する冷却装置において、制御装置２００は、モータ１１０における発熱量の影響を考慮した補正値Ｃｂを用いて基本値ΔＴ１と補正係数Ｃａとを乗算した値を補正する。具体的には、制御装置２００は、モータ１１０で消費される電力量Ｗｈから温度差ΔＴの補正値Ｃｂを算出し、基本値ΔＴ１に補正係数Ｃａを乗算した値に補正値Ｃｂを加算して今回の温度差ΔＴを算出する。

【0117】

以下に、図７を参照して、本変形例において、制御装置２００で実行される、補正値Ｃｂを用いて温度差ΔＴを算出する処理について説明する。なお、図７のフローチャートの処理において、図３を用いて説明したフローチャートの処理と同じ処理については同じステップ番号を付与している。そのため、図３のフローチャートと同じ処理について詳細な説明を繰り返さない。

【0118】

Ｓ２００にて、制御装置２００は、モータ１１０で消費される電力量Ｗｈから補正値Ｃｂを算出する。制御装置２００は、たとえば、モータ１１０に供給される電流や電圧等を用いてモータ１１０で消費される電力量Ｗｈを取得する。そして、たとえば、モータ１１０で消費される電力量Ｗｈと温度差ΔＴの補正値Ｃｂとの関係を考慮したマップを予め作成しておき、制御装置２００のメモリに記憶しておく。制御装置２００は、作成されたマップと、取得したモータ１１０で消費される電力量Ｗｈとから温度差ΔＴの補正値Ｃｂを算出する。

【0119】

図８は、モータ１１０で消費される電力量Ｗｈから温度差ΔＴの補正値Ｃｂを決定するためのマップの一例を示す図である。図８の横軸は、モータ１１０で消費される電力量Ｗｈを示す。図８の縦軸は、補正値Ｃｂを示す。

【0120】

図８に示すマップは、モータ１１０で消費される電力量Ｗｈが大きくなるほど温度差ΔＴの補正値Ｃｂが大きくなるように設定される。さらに、図８に示すマップは、モータ１１０で消費される電力量Ｗｈと温度差ΔＴの補正値Ｃｂとが比例関係になるように設定される。

【0121】

以上のような構造およびフローチャートに基づいて制御装置２００の動作について説明する。なお、エンジン１が始動した後、温度差ΔＴの基本値ΔＴ１と補正係数Ｃａとを乗算するまでの動作については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。

【0122】

制御装置２００は、モータ１１０で消費される電力量Ｗｈを取得し、取得されたモータ１１０で消費される電力量Ｗｈから補正値Ｃｂを算出する（Ｓ２００）。算出された補正値Ｃｂが基本値ΔＴ１と補正係数Ｃａとを乗算した値に加算されて温度差ΔＴが算出される（Ｓ２０２）。算出された温度差ΔＴに対してフィルタ処理が実行されて、今回の温度差ΔＴが算出される（Ｓ１１４）。

【0123】

このようにすると、エンジン１と第２ＥＧＲクーラ７４とを接続する配管にモータ１１０を冷却するための経路が設けられる場合には、モータ１１０で消費される電力量Ｗｈから算出される補正値Ｃｂを考慮することによって第２ＥＧＲクーラ７４の入口の冷却水の温度を精度高く判定することができる。そのため、凝縮水の発生をより確実に抑制することができる。なお、電気機器としては、上述したようなモータ１１０に限定されるものではなく、たとえば、インバータやコンバータ等の発熱素子を含む電気機器であってもよい。

【0124】

上述した実施の形態においては、第１ＥＧＲクーラ６４が設けられることを前提とし、補正係数Ｃａの算出、および、フィルタ処理の実施を行なうことを前提として説明したが、第１ＥＧＲ装置６０およびこれらの動作を省略した構成であってもよい。

【0125】

以下に、図９を参照して、本変形例において、制御装置２００で実行される、上述の構成を省略して温度差ΔＴを算出する処理について説明する。なお、図９のフローチャートの処理において、図３を用いて説明したフローチャートの処理と同じ処理については同じステップ番号を付与している。そのため、図３のフローチャートと同じ処理について詳細な説明を繰り返さない。

【0126】

Ｓ１０２の処理の後のＳ３００にて、制御装置２００は、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖと図４に示すマップとに基づいて設定される基本値ΔＴ１を温度差ΔＴとして設定する。エンジン１のソーク条件が成立しない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、制御装置２００は、Ｓ３０２にて、予め定められた値（たとえば、収束値ΔＴ１ｍａｘ）を温度差ΔＴとして算出する。

【0127】

このようにしても、エンジン１の始動直前の停止時間が予め定められた時間よりも短い場合には、温度差ΔＴを精度高く算出できるとともに、エンジン１の始動直前の停止時間が予め定められた時間よりも長い場合には、凝縮水の発生量を多く見積もることで、第２ＥＧＲバルブ７２の制御をより凝縮水の発生を抑制するように実施することができる。

【0128】

上述した実施の形態において、第１ＥＧＲ装置６０と比較して、比較的圧力の低い排気ガスを吸気通路に再循環させる第２ＥＧＲ装置７０の第２ＥＧＲクーラ７４の入口の冷却水の温度を推定するものとして説明したが、たとえば、第１ＥＧＲ装置６０の第１ＥＧＲクーラ６４の入口の冷却水の温度を推定してもよい。

【0129】

上述した実施の形態において、第１ＥＧＲ装置６０の第１ＥＧＲクーラ６４に対してエンジン１の冷却水が常時供給されるものとして説明したが、第１ＥＧＲクーラ６４に対する冷却水の供給の有無を選択することが可能な場合には、第１ＥＧＲクーラ６４に対して冷却水が供給される場合と、第１ＥＧＲクーラ６４に冷却水が供給されない場合とで、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖから温度差ΔＴの基本値ΔＴ１を決定するマップとして異なるマップを設定してもよい。このようにすると、基本値ΔＴ１の推定精度を高くすることができる。たとえば、第１ＥＧＲクーラ６４に冷却水が流通しない場合には、第１ＥＧＲクーラ６４に冷却水が流通する場合よりも温度差ΔＴの基本値ΔＴ１が所定量だけ小さくなるように設定してもよい。

【0130】

上述した実施の形態において、温度差ΔＴの算出に環境補正係数を考慮せずに説明したが、環境補正係数を考慮して温度差ΔＴを算出してもよい。環境補正係数は、たとえば、基本値ΔＴ１と補正係数Ｃａとを乗算した値および補正値Ｃｂの各々を補正するための補正係数であって、外気温、気圧およびエンジン水温センサ２０４を用いて検出される冷却水の温度等をパラメータとして設定される補正係数である。たとえば、環境補正係数と、外気温と気圧と冷却水の水温との関係を示すマップを予め作成しておき、制御装置２００のメモリに記憶しておく。制御装置２００は、作成されたマップと、外気温と大気圧と冷却水の水温とから環境補正係数を算出する。

【0131】

上述した実施の形態において、複数のインジェクタ１６が気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射装置である場合を一例として説明したが、たとえば、エンジン１がガソリンエンジン等である場合に、複数のインジェクタ１６は、吸気通路内に燃料を噴射することにより気筒内に燃料を供給する燃料噴射装置であってもよい。

【0132】

上述した実施の形態において、エンジン１の停止時間を計測して、ソーク条件が成立するか否かを判定するものとして説明したが、たとえば、放置時間の計測に代えてＩＧスイッチ２０２の操作に基づくエンジン１の停止時における吸気温度とＩＧスイッチ２０２の操作に基づくエンジン１の起動時における吸気温度との差がしきい値以上である場合にソーク条件が成立したと判定するようにしてもよい。あるいは、ＩＧスイッチ２０２の操作に基づくエンジン１の停止時におけるエンジン水温センサ２０４によって検出される冷却水の温度と、ＩＧスイッチ２０２の操作に基づくエンジン１の起動時における冷却水の温度との差がしきい値以上である場合にソーク条件が成立したと判定するようにしてもよい。

【0133】

なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0134】

１ エンジン、２ エンジンヘッド、３ エンジンブロック、１０ エンジン本体、１２ 気筒、１４ コモンレール、１６ インジェクタ、２０ エアクリーナ、２２，２４，２７ 吸気管、２６ インタークーラ、２８ 吸気マニホールド、３０ 過給機、３２ コンプレッサ、３４ コンプレッサホイール、３６ タービン、３８ タービンホイール、４２ 連結軸、５０ 排気マニホールド、５２，５４，５８ 排気管、６０，７０ ＥＧＲ装置、６２，７２ ＥＧＲバルブ、６４，７４ ＥＧＲクーラ、６６，７６ ＥＧＲ通路、６８ バイパス通路、１０２ ウォータアウトレット、１０４ ヒータコア、１０６ サーモスタット弁、１０８ ラジエータ、１１０ モータ、２００ 制御装置、２０２ ＩＧスイッチ、２０４ エンジン水温センサ、２０６ エンジン回転数センサ、２０８ 吸気温度センサ。

【要約】

【課題】エンジン冷却水経路とＥＧＲ冷却水経路とが分岐している場合においてエンジン停止後の放置時間に応じてＥＧＲクーラ内を流通する冷却水の温度を精度高く推定する。
【解決手段】制御装置は、エンジンのソーク条件が成立すると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、燃料噴射量Ｑの積算値Ｑｖを取得するステップ（Ｓ１０２）と、取得された積算値Ｑｖから基本値ΔＴ１を算出するステップ（Ｓ１０４）と、エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量Ｑを取得するステップ（Ｓ１０６）と、補正係数Ｃａを算出するステップ（Ｓ１１０）と、基本値ΔＴ１に補正係数Ｃａを乗算して温度差ΔＴを算出するステップ（Ｓ１１２）と、算出された温度差ΔＴにフィルタ処理を実行するステップ（Ｓ１１４）とを含む、制御処理を実行する。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】