特開 2024-171392 ＥＧＲシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171392

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】ＥＧＲシステム

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/49 20160101AFI20241205BHJP

   F02M 26/33 20160101ALI20241205BHJP

   F02M 26/28 20160101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

F02M26/49 311

F02M26/33

F02M26/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023088362

(22)【出願日】2023-05-30

(71)【出願人】

【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】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小崎 寛之

【テーマコード（参考）】

3G062

【Ｆターム（参考）】

3G062CA06

3G062DA02

3G062FA05

3G062GA06

3G062GA08

3G062GA15

3G062GA21

(57)【要約】

【課題】ＥＧＲクーラの内部で冷却水が局所的に沸騰することを低コストで回避する。
【解決手段】ＥＧＲシステムは、ＥＧＲガス流路１５と、循環回路３０と、ＥＧＲクーラ２０と、メモリ１０４と、制御部１０２とを備える。ＥＧＲクーラ２０は、ＥＧＲガスを冷却する。メモリ１０４は、入力パラメータと出力パラメータとの予め定められた相関関係を表すモデルを記憶する。入力パラメータは、エンジン１０の回転数と、エンジン１０の燃料噴射量と、ＥＧＲクーラ２０を通過した冷却水の温度ＴＷＤと、ＥＧＲガスの還流量の程度を示す指標値とを含む。出力パラメータは、ＥＧＲクーラ２０の内部での冷却水の局所的な沸騰が起こるか否かを示す値である。制御部１０２は、モデルを用いて入力パラメータに従って出力パラメータを算出する処理を実行し、局所的な沸騰を回避するための制御を出力パラメータに従って実行する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンの排気通路内の排気の一部をＥＧＲガスとして前記エンジンの吸気通路に還流させるＥＧＲガス流路と、
前記エンジンを冷却するための冷却水が循環する循環回路と、
前記冷却水が内部を通過して前記ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、
入力パラメータと出力パラメータとの予め定められた相関関係を表すモデルを記憶する記憶部とを備え、
前記入力パラメータは、前記エンジンの回転数と、前記エンジンの燃料噴射量と、前記ＥＧＲクーラを通過した前記冷却水の温度と、前記ＥＧＲガスの還流量の程度を示す指標値とを含み、
前記出力パラメータは、前記ＥＧＲクーラの内部での前記冷却水の局所的な沸騰が起こるか否かを示す値であり、
前記モデルを用いて前記入力パラメータに従って前記出力パラメータを算出する処理を実行し、前記局所的な沸騰を回避するための制御を前記出力パラメータに従って実行する制御部をさらに備える、ＥＧＲシステム。

【請求項2】

前記ＥＧＲガス流路に設けられ、前記還流量を調整するためのバルブをさらに備え、
前記制御は、前記バルブの開度を小さくする制御を含む、請求項１に記載のＥＧＲシステム。

【請求項3】

前記循環回路は、前記冷却水を循環させるポンプを含み、
前記制御は、前記ポンプの吐出量を増大させる制御を含む、請求項１に記載のＥＧＲシステム。

【請求項4】

前記出力パラメータは、
しきい値以上である場合、前記局所的な沸騰が起こることを示す値として定められ、
前記しきい値未満である場合、前記局所的な沸騰が起こらないことを示す値として定められ、
前記モデルは、前記入力パラメータを説明変数とし、かつ、前記出力パラメータを目的変数とする重回帰式であり、
前記制御は、前記目的変数が前記しきい値以上である場合に実行される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＥＧＲシステム。

【請求項5】

前記指標値は、前記吸気通路における前記エンジンの吸気量に対する前記還流量の割合を示すＥＧＲ率、または、前記還流量を示す値を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＥＧＲシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ＥＧＲシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００４－３６０５４５号公報（特許文献１）は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置を開示する。このＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路と、ＥＧＲ弁と、ＥＧＲクーラと、冷却水通路と、冷却水制御弁とを備える。ＥＧＲ通路は、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する。ＥＧＲクーラは、ＥＧＲ通路を還流する排気ガス（以下、「ＥＧＲガス」とも称する）を冷却するように構成されている。冷却水通路は、ＥＧＲクーラの内部に設けられており、冷却水が通過する。冷却水は、エンジンおよびＥＧＲクーラを通じて循環する。冷却水制御弁は、ＥＧＲクーラの冷却水が沸騰することを回避するために開かれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－３６０５４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＥＧＲクーラの内部を通過している冷却水は、ＥＧＲクーラの内部空間の温度および圧力などの各種物理量に依存して局所的に沸騰し得る。この現象（以下、「局所沸騰」とも称する）は、上記の各種物理量の非一様性に起因して内部空間における場所によって冷却水の沸点が異なることが原因で起こる。局所沸騰は、ＥＧＲクーラの保護の観点から好ましくない。上記物理量を測定するための各種センサをＥＧＲクーラの内部に設置し、局所沸騰を回避するための制御（例えば、上記の冷却水制御弁を開く制御）を当該センサの測定値に基づいて実行することが好ましいようにも思われる。しかしながら、そのようなセンサを設定することは、コスト増大を招く。

【0005】

本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＥＧＲクーラの内部で冷却水が局所的に沸騰することを低コストで回避することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のＥＧＲシステムは、ＥＧＲガス流路と、循環回路と、ＥＧＲクーラと、記憶部と、制御部とを備える。ＥＧＲガス流路は、エンジンの排気通路内の排気の一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気通路に還流させる。循環回路は、エンジンを冷却するための冷却水が循環する。ＥＧＲクーラは、冷却水が内部を通過してＥＧＲガスを冷却する。記憶部は、入力パラメータと出力パラメータとの予め定められた相関関係を表すモデルを記憶する。入力パラメータは、エンジンの回転数と、エンジンの燃料噴射量と、ＥＧＲクーラを通過した冷却水の温度と、ＥＧＲガスの還流量の程度を示す指標値とを含む。出力パラメータは、ＥＧＲクーラの内部での冷却水の局所的な沸騰が起こるか否かを示す値である。制御部は、モデルを用いて入力パラメータに従って出力パラメータを算出する処理を実行し、局所的な沸騰を回避するための制御を出力パラメータに従って実行する。

【0007】

ＥＧＲクーラにおいて局所沸騰が起こるか否かは、ＥＧＲガスの熱量と、ＥＧＲクーラを通過する冷却水の温度とに主に関係している。ＥＧＲガスの熱量は、ＥＧＲガスの温度と、ＥＧＲガスの流量とに依存する。ＥＧＲガスの温度は、エンジンの回転数および燃料噴射量に依存する（回転数が高いほど、または燃料噴射量が多いほど基本的に高い）。上記の構成とすることにより、上記入力パラメータに基づいて出力パラメータが算出され、この出力パラメータに従って上記制御が実行される。具体的には、局所的な沸騰が起こることを出力パラメータが示す場合に、上記制御が実行される。これにより、ＥＧＲシステムの制御において一般的に用いられ得る上記入力パラメータを局所的な沸騰の回避に活用することができる。その結果、ＥＧＲクーラの内部空間の温度および圧力などの各種物理量を測定するセンサ、およびＥＧＲクーラの入力ガスの温度を測定するセンサを新たに設置することを要しない。したがって、局所沸騰を低コストで回避することができる。

【0008】

ＥＧＲシステムは、ＥＧＲガス流路に設けられ、還流量を調整するためのバルブをさらに備えていてもよい。上記制御は、バルブの開度を小さくする制御を含んでもよい。

【0009】

上記の構成とすることにより、ＥＧＲガス流路が少なくとも部分的に閉塞され、ＥＧＲガスの還流量が低減される。これにより、ＥＧＲクーラを通過するＥＧＲガスの量が低減され、ＥＧＲクーラがＥＧＲガスから受ける熱量が低減される。その結果、ＥＧＲクーラの温度が低下する。したがって、ＥＧＲクーラ内での冷却水の局所沸騰を事前に回避することができる。

【0010】

ＥＧＲシステムは、循環回路は、冷却水を循環させるポンプを含んでもよい。上記制御は、ポンプの吐出量を増大させる制御を含んでもよい。

【0011】

上記の構成とすることにより、冷却水の循環量が増大し、ＥＧＲクーラ内での冷却水の温度上昇量が低減される。これにより、ＥＧＲクーラ内での冷却水の局所沸騰を事前に回避することができる。

【0012】

出力パラメータは、しきい値以上である場合、局所的な沸騰が起こることを示す値として定められ、しきい値未満である場合、局所的な沸騰が起こらないことを示す値として定められてもよい。モデルは、入力パラメータを説明変数とし、かつ、出力パラメータを目的変数とする重回帰式であってもよい。上記制御は、目的変数がしきい値以上である場合に実行されてもよい。

【0013】

重回帰式は、複雑な理論モデルを用いることなく、実データ（実現象）に基づいて物事を説明できるという利点がある。重回帰式の説明変数を適切に選ぶことで、局所沸騰が起こっているか否かを精度良く判定することができる。上記の構成とすることにより、局所沸騰が起こっているか否かに依存する上記パラメータが説明変数として用いられる。これにより、局所的な沸騰が起こっているか否かを目的変数（出力パラメータ）に正確に反映させることができる。その結果、上記制御の実行タイミングを適切にできる。したがって、局所沸騰を適切に回避することができる。

【0014】

指標値は、吸気通路におけるエンジンの吸気量に対する還流量の割合を示すＥＧＲ率、または、還流量を示す値を含んでもよい。

【発明の効果】

【0015】

本開示によれば、ＥＧＲクーラの内部で冷却水が局所的に沸騰することを低コストで回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施の形態に従うＥＧＲシステムを含むエンジンシステムの全体構成図である。

【図2】ＥＧＲクーラと、その周辺部品との関係を詳細に説明する図である。

【図3】メモリに記憶されるデータを説明するための図である。

【図4】実施の形態におけるモデルの具体例を説明するための図である。

【図5】沸騰回避制御の具体例を説明するための図である。

【図6】実施の形態においてＥＣＵ（Electronic Control Unit）により実行される処理および制御を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明を繰り返さない。実施の形態およびその変形例の各々は、適宜互いに組み合わせられてもよい。

【0018】

図１は、実施の形態に従うＥＧＲシステムを含むエンジンシステムの全体構成図である。図１を参照して、エンジンシステム１は、車両５に搭載されており、エンジン１０と、ＥＧＲガス流路１５と、ＥＧＲバルブ１７と、エアフローセンサ１８とを備える。エンジンシステム１は、ＥＧＲクーラ２０と、循環回路３０と、温度センサ３３と、ＥＣＵ１００とをさらに備える。

【0019】

エンジン１０は、ディーゼルエンジンであり、気筒１１と、吸気通路１２と、排気通路１３と、インジェクタ１４とを備える。気筒１１は、燃焼室を有する。吸気通路１２および排気通路１３の各々は、気筒１１に接続される。吸気通路１２を流れる空気は、気筒１１の燃焼室内に導入される。燃焼室には、インジェクタ１４から燃料が噴射される。燃焼室内で空気と燃料との混合気が燃焼することで、エンジン１０の駆動力を発生させる。燃焼後の混合気（排気ガス）は、排気通路１３を通じてエンジン１０の外部に排出される。エンジン１０の回転数を「エンジン回転数」とも表す。

【0020】

ＥＧＲガス流路１５は、排気通路１３内の排気の一部をＥＧＲガス（ハッチング付与）として吸気通路１２に還流させる配管である。ＥＧＲガスは、排気と同様にエンジン廃熱を含む。ＥＧＲガスの温度は、インジェクタ１４の燃料噴射量、およびエンジン回転数に関係している。具体的には、燃料噴射量が多いほど、またはエンジン回転数が高いほど、ＥＧＲガスの温度が基本的に高い。

【0021】

ＥＧＲバルブ１７は、ＥＧＲガス流路１５に設けられ、ＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲガス流量）を調整するために用いられる。例えば、ＥＧＲバルブ１７の開度が大きくなると、ＥＧＲガスの還流量が増大する。ＥＧＲバルブ１７の開度が小さくなると、ＥＧＲガスの還流量が低減される。エアフローセンサ１８は、吸気通路１２におけるエンジン１０の吸気量を測定する。

【0022】

ＥＧＲクーラ２０は、循環回路３０（後述）を循環する冷却水と、ＥＧＲガスとの間の熱交換によりＥＧＲガスを冷却する。この冷却水は、ＥＧＲクーラ２０の内部を通過する。ＥＧＲガス流路１５のうちＥＧＲクーラ２０よりも上流側および下流側の部分を、それぞれ、流路１５Ａ，１５Ｂとも表す。

【0023】

循環回路３０は、エンジン１０を冷却するための冷却水が循環する回路である。循環回路３０のうち、ＥＧＲクーラ２０よりも上流側および下流側で冷却水が流れる流路を、それぞれ、流路３０Ａ，３０Ｂとも表す。循環回路３０は、ＥＧＲクーラ２０の内部の流路（後述）をも含む。循環回路３０は、ポンプ３１と、ラジエータ３２とを含む。ポンプ３１は、流路３０Ａに設けられており、循環回路３０において冷却水を循環させるウォータポンプである。ラジエータ３２は、流路３０Ｂに設けられており、ＥＧＲガスの熱を吸入した冷却水と、車両５の外部との間の熱交換を行う。これにより、冷却水の熱が車両５の外部に放熱されて冷却水の温度が低下する。

【0024】

温度センサ３３は、流路３０Ｂを流れる冷却水の温度ＴＷＤ（ＥＧＲクーラ２０の下流側冷却水温度）を測定する。なお、エンジンシステム１（車両５）は、エアフローセンサ１８および温度センサ３３に加えて、車両５のアクセル開度センサ（図示せず）などの各種センサを備える。

【0025】

ＥＣＵ１００は、制御部１０２と、メモリ１０４とを含む。制御部１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ（図示せず）を含む。プロセッサは、各種の演算処理を実行する。メモリ１０４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０５およびＲＯＭ（Read Only Memory）１０６を含む。ＲＡＭは、ワーキングメモリとして機能する。ＲＯＭは、プロセッサにより実行されるプログラム、および各種データを記憶する。

【0026】

制御部１０２は、エアフローセンサ１８、温度センサ３３、およびアクセル開度センサなどの各種センサの測定値に基づいて、エンジン１０、ＥＧＲバルブ１７、およびポンプ３１などの各種機器を制御する。例えば、制御部１０２は、これらの測定値に基づいてエンジン回転数および燃料噴射量の指令値を設定し、それによりインジェクタ１４を制御する。

【0027】

制御部１０２は、ＥＧＲバルブ１７を制御する（詳細には、その開度を大きくしたり小さくしたりする）ことによってＥＧＲガス流量を調整する。制御部１０２は、目標のＥＧＲ率が達成されるようにＥＧＲバルブ１７の開度を設定する。ＥＧＲ率とは、吸気通路１２におけるエンジン１０の吸気量に対するＥＧＲガス流量の割合を示す値をいう。ＥＧＲ率が高いほど、ＥＧＲガス流量が多い。制御部１０２は、例えば、エンジン回転数および燃料噴射量に基づいて、目標ＥＧＲ率（目標ＥＧＲガス流量）を設定する。制御部１０２は、ＥＧＲクーラ２０内で冷却水の沸騰が起こる場合に、ＥＧＲバルブ１７の開度を小さくする。これにより、ＥＧＲガス流路１５が少なくとも部分的に閉塞され、ＥＧＲガス量が低減される。その結果、ＥＧＲクーラ２０を通過するＥＧＲガスの量が低減され、ＥＧＲクーラ２０がＥＧＲガスから受ける熱量が低減される。したがって、ＥＧＲクーラ２０の温度が低下し、ＥＧＲクーラ２０内での冷却水の沸騰を回避することができる。

【0028】

制御部１０２は、ポンプ３１を制御する（詳細には、その吐出量を増大させたり低減させたりする）ことによってＥＧＲクーラ２０に対する冷却水の冷却能力を向上させる。例えば、吐出量が大きいほど、ＥＧＲクーラ２０を通過する冷却水の量が多いため、冷却水の冷却能力が高い。制御部１０２は、エンジン回転数の指令値、燃料噴射量の指令値、目標ＥＧＲ率、および温度センサ３３の測定値の履歴をメモリ１０４に逐次格納する。

【0029】

ＥＧＲガス流路１５、エアフローセンサ１８、ＥＧＲバルブ１７、ＥＧＲクーラ２０、循環回路３０、ポンプ３１、温度センサ３３、およびＥＣＵ１００は、本開示の「ＥＧＲシステム」の一例を形成する。

【0030】

図２は、ＥＧＲクーラ２０と、その周辺部品との関係を詳細に説明する図である。図２を参照して、ＥＧＲガスが還流する方向（還流方向ＲＤ）と、この方向に直交する方向（直交方向ＯＤ）との間の角度を角度θとも表す。この例では、ＥＧＲバルブ１７は、全開状態にあり、直交方向に垂直である（θ＝９０°）。ＥＧＲクーラ２０の内部空間（冷却水が通過する空間）を内部空間ＩＳとも表す。循環回路３０のうち内部空間ＩＳにある流路を流路３０Ｃとも表す。

【0031】

図３は、メモリ１０４に記憶されるデータを説明するための図である。図３を参照して、ＲＡＭ１０５は、エンジン回転数情報２０５と、噴射量情報２１０と、ＥＧＲ率情報２１５と、水温センサ情報２２０とを記憶している。エンジン回転数情報２０５、噴射量情報２１０、ＥＧＲ率情報２１５、および水温センサ情報２２０は、それぞれ、エンジン回転数の指令値、燃料噴射量の指令値、ＥＧＲ率（目標ＥＧＲ率）、および温度センサ３３の測定値の履歴に相当する。ＲＯＭ１０６は、モデル２５５を記憶している。モデル２５５については、後ほど詳しく説明する。

【0032】

図２を再び参照して、内部空間ＩＳ（流路３０Ｃ）を通過している冷却水は、内部空間ＩＳの温度および圧力などの各種物理量に依存して局所的に沸騰し得る（局所沸騰）。局所沸騰は、内部空間ＩＳを通過している冷却水の一部のみが沸騰する現象である。局所沸騰は、内部空間ＩＳにおける各種物理量の非一様性（例えば圧力バラツキ）に起因して内部空間ＩＳにおける場所によって冷却水の沸点が異なることが原因で起こる。なお、局所沸騰の開始後、内部空間ＩＳ全体における冷却水の温度がさらに上昇すると、内部空間ＩＳにおける冷却水全体が沸騰する。

【0033】

局所沸騰は、冷却水全体の沸騰と同様にＥＧＲクーラ２０の保護の観点から好ましくない。上記物理量を測定するための各種センサを内部空間ＩＳに設置し、局所沸騰を回避するための制御（例えば、ＥＧＲバルブ１７を開く制御）を当該センサの測定値に基づいて実行することが好ましいようにも思われる。しかしながら、そのようなセンサを設定することは、コスト増大を招く。冷却水の局所的な沸騰が起こるか否かを熱力学上の単純な理論式（例えば、熱量、比熱、および潜熱に基づく計算式）に基づいて判定することも容易ではない。

【0034】

実施の形態に従うＥＧＲシステム（エンジンシステム１）は、そのような問題に対処するための特徴をモデル２５５において有する。モデル２５５は、その入力パラメータと出力パラメータとの予め定められた相関関係を表す。

【0035】

入力パラメータは、エンジン回転数と、エンジン１０の燃料噴射量と、温度ＴＷＤと、ＥＧＲガス流量の程度を示す指標値とを含む。エンジン回転数および燃料噴射量の各々については、その指令値が用いられる。入力パラメータは、これらの４つのパラメータ以外の他のパラメータをさらに含んでも良いが、実施の形態では、これらの４つのパラメータからなる（詳しくは後述）。この例では、指標値は、ＥＧＲ率（例えば、目標ＥＧＲ率）である。

【0036】

出力パラメータは、内部空間ＩＳでの冷却水の局所沸騰が起こるか否かを示す値である。例えば、出力パラメータは、第１の値（一例として１）である場合、局所沸騰が起こることを示す値として定められる。第１の値は、メモリ１０４に記憶された所定のしきい値以上であるものとする。出力パラメータは、第２の値（一例として０）である場合、局所沸騰が起こらないことを示す値として定められる。第２の値は、しきい値未満であるものとする。しきい値は、例えば１である。

【0037】

ＥＣＵ１００（制御部１０２）は、モデル２５５を用いて上記入力パラメータに従って出力パラメータを算出する算出処理を実行する。ＥＣＵ１００は、この処理の結果に従って、局所沸騰が起こるか否かを判定する判定処理を実行する。例えば、ＥＣＵ１００は、出力パラメータがしきい値以上である場合（一例として、第１の値である場合）、局所沸騰が起こると判定する。他方、ＥＣＵ１００は、出力パラメータがしきい値未満である場合（一例として、第２の値である場合）、局所沸騰が起こらないと判定する。ＥＣＵ１００は、局所沸騰を回避するための沸騰回避制御を出力パラメータに従って実行する。ＥＣＵ１００は、例えば、出力パラメータがしきい値以上である場合に沸騰回避制御を実行する。この制御の具体例については、後ほど詳しく説明する。

【0038】

ＥＧＲクーラにおいて局所沸騰が起こるか否かは、ＥＧＲガスの熱量と、温度ＴＷＤとに主に関係している。例えば、当該熱量が大きいほど、または温度ＴＷＤが高いほど、局所沸騰が起こる可能性が高い。他方、当該熱量が小さいほど、または温度ＴＷＤが低いほど、局所沸騰が起こる可能性が低い。ＥＧＲガスの熱量は、ＥＧＲガスの温度と、ＥＧＲガス流量とに依存する。例えば、当該温度が高いほど、または当該流量が大きいほど、ＥＧＲガスの熱量が多い。ＥＧＲガスの温度は、エンジン回転数および燃料噴射量に依存する。例えば、この温度は、エンジン回転数が高いほど、または燃料噴射量が多いほど基本的に高い。

【0039】

上記の算出処理において、エンジン回転数および燃料噴射量は、ＥＧＲガスの温度の代替指標として用いられる。ＥＧＲ率は、ＥＧＲガス流量の代替指標として用いられる。よって、エンジン回転数、燃料噴射量およびＥＧＲ率は、ＥＧＲガスの熱量の代替指標として用いられる。上記の判定処理、および沸騰回避制御によれば、局所沸騰が起こるか否かが出力パラメータに従って判定され、この判定の結果に従って沸騰回避制御が実行される。例えば、出力パラメータがしきい値以上である場合に、上記制御が実行される。上記のように沸騰回避制御を実行することで、ＥＧＲシステムの制御において一般的に用いられる上記４つの入力パラメータ（エンジン回転数、燃料噴射量、温度ＴＷＤ、およびＥＧＲ率）を局所沸騰の回避に活用することができる。その結果、内部空間ＩＳの温度および圧力などの各種物理量を測定するセンサ、および流路１５ＡにおけるＥＧＲガスの温度（ＥＧＲクーラの入力ガス温度）を測定するセンサを新たに設置することを要しない。したがって、低コストで（簡易な構成で）局所沸騰を回避することができる。

【0040】

流路３０Ａを流れる冷却水の温度（上流側冷却水温度）が温度ＴＷＤに代えて入力パラメータの一つとして用いられる比較例も想定され得る。しかしながら、以下に説明するように、温度ＴＷＤは、上流側冷却水温度よりも入力パラメータの一つとして適している。局所沸騰が起こるか否かは、上流側冷却水温度が高いか低いかのみならず、入力ガス温度が高いか低いかにも関係している。よって、上流側冷却水温度は、局所沸騰が起こるか否かを必ずしも反映せず、比較例では、局所沸騰が起こるか否かを精度良く判定することができない可能性がある。他方、局所沸騰が起こる場合には温度ＴＷＤが必然的に高くなる。よって、温度ＴＷＤは、局所沸騰が起こるか否かを上流側冷却水温度よりも適切に反映するため、この温度よりも入力パラメータの一つとして適している。

【0041】

図４は、実施の形態におけるモデル２５５の具体例を説明するための図である。図４を参照して、モデル２５５は、前述の入力パラメータを説明変数（ｘ_ｉ：ｉ＝１～４）とし、かつ、出力パラメータを目的変数（ｙ）とする重回帰式である。ＥＣＵ１００は、メモリ１０４を参照することによって、および温度センサ３３の測定値に基づいて、これらの説明変数を取得する。ＥＣＵ１００は、重回帰式を用いて説明変数に従って目的変数を逐次算出する。ＥＣＵ１００は、目的変数が前述のしきい値以上である場合に沸騰回避制御を実行する。

【0042】

重回帰式は、複雑な理論モデルを用いることなく、実データ（実現象）に基づいて物事を説明できるという利点がある。重回帰式の説明変数を適切に選ぶことで、局所沸騰が起こっているか否かを精度良く判定することができる。上記の重回帰式において、局所沸騰が起こっているか否かに関係する上記入力パラメータが説明変数として用いられる。これにより、局所的な沸騰が起こっているか否かを目的変数（出力パラメータ）に正確に反映させることができる。その結果、局所的な沸騰が起こっているか否かを正確に判定することができ、それにより沸騰回避制御の実行タイミングを適切にできる。したがって、局所沸騰を適切に回避することができる。

【0043】

実施の形態では、説明変数（入力パラメータ）は、エンジン回転数、エンジン１０の燃料噴射量、温度ＴＷＤおよびＥＧＲ率のみからなる４つのパラメータとして定められる。

【0044】

重回帰分析の信頼性の向上の観点から、説明変数の数は、適切であることが好ましい。例えば、説明変数の数が大きすぎたり小さすぎたりする場合、重回帰分析の結果と現実との不整合を招く可能性がある。上記のように説明変数が定められる場合、説明変数の各々が、局所的な沸騰が起こるか否かに関係しており、かつ、説明変数の数（＝４）が大きすぎず適切である。これにより、重回帰分析の信頼性を向上させることができる。

【0045】

なお、説明変数の係数としての偏回帰係数（ｂ_ｉ：ｉ＝１～４）は、ＥＧＲガス流路１５、循環回路３０、およびＥＧＲクーラ２０の構造ならびに物性に基づいて、例えば事前の実験（評価試験）により予め定められる。実験では、一例として、外部からの内部空間ＩＳの視認を可能とする透明な窓を有する実験専用ＥＧＲクーラが用いられる。

【0046】

局所沸騰が起こるか否かは、４つの入力パラメータ（エンジン回転数、燃料噴射量、温度ＴＷＤ、およびＥＧＲ率）の組み合わせごとに実験者により判断される。この判断作業は、上記の透明な窓を通じた内部空間ＩＳの目視により実施される。入力パラメータのある組み合わせにより示される条件下では局所沸騰が起こると判断（視認）される場合、当該組み合わせに対応する出力パラメータが前述の第１の値に予め定められる。上記条件下では局所沸騰が起こらないと判断される場合、上記の組み合わせに対応する出力パラメータが前述の第２の値に予め定められる。上記の判断作業と、入力パラメータの組み合わせに対応する出力パラメータの設定作業とを繰り返すことで、局所沸騰が起こるか否かに依存して上記組み合わせがクラスタリングされる。さらに、これらの作業の結果と、公知の重回帰分析の手法とに基づいて、各説明変数の係数が定められる。これにより、入力パラメータと出力パラメータとの予め定められた相関関係（モデル２５５）が作成される。

【0047】

図５は、沸騰回避制御の具体例を説明するための図である。図５を参照して、沸騰回避制御は、例えば、ＥＧＲバルブ１７の開度を小さくするバルブ制御である。このバルブ制御は、例えば、ＥＧＲバルブ１７を閉じる制御に相当する（図２のθ＝０°）。これにより、ＥＧＲクーラ２０を通過するＥＧＲガスの量が低減され、ＥＧＲクーラ２０がＥＧＲガスから受ける熱量が低減される。その結果、ＥＧＲクーラ２０（内部空間ＩＳ）の温度が低下し、ＥＧＲクーラ２０内での冷却水の局所沸騰を事前に回避することができる。

【0048】

沸騰回避制御は、ポンプ３１の吐出量を増大させる制御であってもよい。これにより、冷却水の循環量（内部空間ＩＳにおける冷却水の通過量）が増大し、内部空間ＩＳにおける冷却水の温度上昇量が低減される。その結果、局所沸騰を事前に回避することができる。

【0049】

図６は、実施の形態においてＥＣＵ１００により実行される処理および制御を説明するフローチャートである。このフローチャートは、エンジン１０の作動中に所定時間ごとに実行される。

【0050】

図６を参照して、ＥＣＵ１００は、前述の４つの入力パラメータ（ｘ_１～ｘ_４）を取得する（Ｓ１０２）。詳細には、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数情報２０５を参照することによってエンジン回転数を取得する（Ｓ１０５）。ＥＣＵ１００は、噴射量情報２１０を参照することによって燃料噴射量を取得する（Ｓ１１０）。ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ率情報２１５を参照することによってＥＧＲ率を取得する（Ｓ１１５）。ＥＣＵ１００は、水温センサ情報２２０を参照することによって、または温度センサ３３の測定値に基づいて温度ＴＷＤを取得する（Ｓ１２０）。

【0051】

ＥＣＵ１００は、モデル２５５を用いて、４つの入力パラメータ（ｘ_１～ｘ_４）に従って出力パラメータ（ｙ）を算出する（Ｓ１２５）。

【0052】

ＥＣＵ１００は、出力パラメータがしきい値ＴＨ以上であるか否かを判定する（Ｓ１３０）。出力パラメータがしきい値ＴＨ以上である場合（Ｓ１３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、局所沸騰が起こると判定し（Ｓ１３５）、それにより沸騰回避制御を実行する（Ｓ１４５）。他方、出力パラメータがしきい値ＴＨ未満である場合（Ｓ１３０においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、局所沸騰が起こらないと判定し（Ｓ１４０）、それにより通常制御を実行する（Ｓ１５０）。通常制御とは、例えば、目標ＥＧＲ率に従ってＥＧＲバルブの開度を調整することである。Ｓ１４５，Ｓ１５０の後、処理がリターンに移行する。

【0053】

以上のように、実施の形態によれば、ＥＧＲクーラ２０（内部空間ＩＳ）における冷却水の局所沸騰を低コストで回避することができる。

【0054】

＜実施の形態の変形例＞
モデル２５５は、入力パラメータ（ｘ_１～ｘ_４）と出力パラメータ（ｙ）との関係が学習された機械学習モデルであってもよい。この場合、出力パラメータは、第１の値または第２の値のいずれかを取る離散値である。モデル２５５は、ＣＡＤ（Computer Aided Design）を用いた事前の解析（シミュレーション）により定められた、上記入力パラメータと出力パラメータとの間の相関関係に基づいて作成されてもよい。モデル２５５は、上記入力パラメータと出力パラメータとの間の相関関係を定めるマップとして記憶されていてもよい。

【0055】

実施の形態では、エンジン回転数、および燃料噴射量の各々は、ＲＡＭ１０５からの参照値（ＥＣＵ１００の指令値）であるものとされたが、これらを測定するセンサがＥＧＲシステムに設置されて、当該センサの測定値が参照値に代えて用いられてもよい。

【0056】

実施の形態では、ＥＧＲ率として、目標ＥＧＲ率が主に用いられたが、ＥＧＲ率の測定値であってもよい。この場合、ＥＧＲガス量を測定するエアフローセンサが流路１５Ａまたは１５Ｂに設置される。そして、このセンサ、およびエアフローセンサ１８の測定値に基づいてＥＧＲ率が測定され、この測定結果がＥＧＲ率情報２１５として用いられる。

【0057】

実施の形態では、指標値は、ＥＧＲ率であるものとしたが、ＥＧＲガス流量により代替されてもよい。この場合、ＥＧＲガス流量を測定するセンサが流路１５Ａまたは１５Ｂに設置されてもよい。エンジン１０は、ガソリンエンジンであってもよい。

【0058】

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及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】

【0059】

１ エンジンシステム、５ 車両、１０ エンジン、１５ ＥＧＲガス流路、１７ バルブ、２０ ＥＧＲクーラ、３０ 循環回路、３１ ポンプ、３３ 温度センサ、１０２ 制御部、１０４ メモリ、２５５ モデル。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】