专利名称：内燃机装置及其控制方法以及车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机装置及其控制方法以及车辆。
背景技术：
以往，关于这种内燃机装置，提出了具有发动机和使排气回流到进气
系统的EGR系统的装置(例如，参照专利文献l)。在该装置中，当发动 机在预定的高负荷区域运转时，向配置有EGR阀的第一通路导入排气， 并且开启配置于第二旁通通路的开闭阀而导入排气，由此可以在发动机的 高负荷区域中确保大量排气的回流。
专利文献1:日本专利文献特开平9一228902号公报
发明内容
但是，在上述的内燃机装置中， 一旦执行EGR，则会发生由于使高温 的排气回流而导致冷却水的温度预想不到地上升等无法确保对发动机的冷 却系统期待的冷却能力的情况。特别是，如果当发动机在高负荷区域中运 转时执行EGR，则由于使高温的排气大量回流，容易发生发动机的冷却系 统的冷却能力大幅下降的情况。
本发明的内燃机装置及其控制方法以及车辆的目的在于抑制冷却单元 的冷却能力下降。
为了达到上述的目的，本发明的内燃机装置及其控制方法以及车辆采 用以下手段。
本发明的内燃机装置包括内燃机；排气供应单元，进行将所述内燃 机的排气供应给所述内燃机的进气系统的排气供应；冷却单元，冷却所述 内燃机和所述排气供应单元；冷却能力反映物理量检测单元，检测冷却能 力反映物理量，所述冷却能力反映物理量是反映所述冷却单元的冷却能力的物理量；判定单元，基于所述检测出的冷却能力反映物理量来判定所述 冷却单元的冷却能力是否大于等于预定能力；以及控制单元，当在使所述
内燃机运转时进行所述排气供应的预定条件成立的时候，如果由所述判定 单元判定出所述冷却单元的冷却能力大于等于所述预定能力，则控制所述 内燃机和所述排气供应单元，使得在伴有通过所述冷却单元进行的冷却的 情况下使所述内燃机运转并且进行所述排气供应，如果由所述判定单元判 定出所述冷却单元的冷却能力小于所述预定能力，则控制所述内燃机和所 述排气供应单元，使得在伴有通过所述冷却单元进行的冷却的情况下使所 述内燃机运转并且不进行所述排气供应。
在上述本发明的内燃机装置中，当在使内燃机运转时进行排气供应的 预定条件成立时，基于作为反映冷却单元的冷却能力的物理量的冷却能力 反映物理量来判定冷却单元的冷却能力是否大于等于预定能力，如果判定 出冷却单元的冷却能力大于等于预定能力，则控制内燃机和排气供应单 元，使得在伴有冷却单元的冷却的情况下使内燃机运转并且进行排气供 应，如果判定出冷却单元的冷却能力小于预定能力，则控制内燃机和排气 供应单元，使得在伴有冷却单元的冷却的情况下使内燃机运转并且不进行 排气供应。由此，当冷却单元的冷却能力小于预定能力时不进行排气供 应，因此能够抑制冷却单元的冷却能力下降。当然，当冷却单元的冷却能
力大于等于预定能力时进行排气供应，因此能够抑制氮氧化物(NOx)的 生成等使内燃机更恰当地运转。
在上述本发明的内燃机装置中所述冷却能力反映物理量可以是包含所 述冷却单元的冷却水的温度、外部气体的温度、车速以及所述内燃机的吸 入空气量中的至少一个的物理量。此时，所述判定单元可以在包含所述冷 却单元的冷却水的温度小于等于第一温度的条件、外部气体的温度小于等 于第二温度的条件、车速大于预定车速的条件、以及所述内燃机的吸入空 气量在预定时间内的累计量小于等于预定量的条件中的至少一个的条件成 立时，判定为所述冷却单元的冷却能力大于等于所述预定能力。这样，能 够基于冷却单元的冷却水的温度、外部气体的温度、车速、内燃机的吸入 空气量来判定冷却单元的冷却能力。另外，在本发明的内燃机装置中，所述控制单元可以在使所述内燃机 在预定的高负荷区域运转时所述预定条件成立的时候，控制所述内燃机以 使所述内燃机在所述预定的高负荷区域运转，并且根据所述判定单元的判 定结果来控制所述排气供应单元。这样，当在使内燃机在预定的高负荷区 域运转时，如果冷却单元的冷却能力小于预定能力，则不进行排气供应， 因此能够更可靠地抑制冷却单元的冷却能力下降。
或者，在本发明的内燃机装置中，所述控制单元也可以在由所述判定 单元判定出所述冷却单元的冷却能力大于等于所述预定能力时，控制所述 排气供应单元，使得所述冷却单元的冷却能力越向所述预定能力下降，就 以越小的供应量进行所述排气供应。这样，能够在抑制冷却单元的冷却能 力下降的情况下进行排气供应。
本发明的车辆安装有上述任一方式的本发明的内燃机装置，并使用来 自所述内燃机的动力而行驶。gP，基本上说，所述内燃机装置包括内燃 机；排气供应单元，进行将所述内燃机的排气供应给所述内燃机的进气系 统的排气供应；冷却单元，冷却所述内燃机和所述排气供应单元；冷却能 力反映物理量检测单元，检测冷却能力反映物理量，所述冷却能力反映物 理量是反映所述冷却单元的冷却能力的物理量；判定单元，基于所述检测 出的冷却能力反映物理量来判定所述冷却单元的冷却能力是否大于等于预 定能力；以及控制单元，当在使所述内燃机运转时进行所述排气供应的预 定条件成立的时候，如果由所述判定单元判定出所述冷却单元的冷却能力 大于等于所述预定能力，则控制所述内燃机和所述排气供应单元，使得在 伴有通过所述冷却单元进行的冷却的情况下使所述内燃机运转并且进行所 述排气供应，如果由所述判定单元判定出所述冷却单元的冷却能力小于所 述预定能力，则控制所述内燃机和所述排气供应单元，使得在伴有所述冷 却单元的冷却的情况下使所述内燃机运转并且不进行所述排气供应。
根据上述本发明的车辆，由于安装有上述任一方式的本发明的内燃机 装置，因此能够得到与本发明的内燃机装置所起的效果相同的效果，例 如，能够抑制冷却单元的冷却能力下降的效果、能够基于冷却单元的冷却 水的温度、外部气体的温度、车速以及内燃机的吸入空气量来判定冷却单元的冷却能力的效果、以及能够在抑制冷却单元的冷却能力下降的情况下 进行排气供应的效果等。
在本发明的内燃机装置的控制方法中，所述内燃机装置包括内燃 机；排气供应单元，进行将所述内燃机的排气供应给所述内燃机的进气系
统的排气供应；以及冷却单元，冷却所述内燃机和所述排气供应单元，所
述控制方法的特征在于，当在使所述内燃机运转时进行所述排气供应的预 定条件成立的时候，基于作为反映所述冷却单元的冷却能力的物理量的冷 却能力反映物理量来判定所述冷却单元的冷却能力是否大于等于预定能 力，如果判定出所述冷却单元的冷却能力大于等于所述预定能力，则控制 所述内燃机和所述排气供应单元，使得在伴有通过所述冷却单元进行的冷 却的情况下使所述内燃机运转并且进行所述排气供应，如果判定出所述冷 却单元的冷却能力小于所述预定能力，则控制所述内燃机和所述排气供应 单元，使得在伴有通过所述冷却单元进行的冷却的情况下使所述内燃机运 转并且不进行所述排气供应。
在上述本发明的内燃机装置的控制方法中，当在使内燃机运转时进行 排气供应的预定条件成立时，基于作为反映冷却单元的冷却能力的物理量 的冷却能力反映物理量来判定冷却单元的冷却能力是否大于等于预定能 力，如果判定出冷却单元的冷却能力大于等于预定能力，则控制内燃机和 排气供应单元，使得在伴有冷却单元的冷却的情况下使内燃机运转并且进 行排气供应，如果判定出冷却单元的冷却能力小于预定能力，则控制内燃 机和排气供应单元，使得在伴有冷却单元的冷却的情况下使内燃机运转并 且不进行排气供应。由此，当冷却单元的冷却能力小于预定能力时不进行 排气供应，因此能够抑制冷却单元的冷却能力下降。当然，当冷却单元的 冷却能力大于等于预定能力时进行排气供应，因此能够抑制氮氧化物
(NOx)的生成等使内燃机更恰当地运转。
在上述本发明的内燃机装置的控制方法中，所述冷却能力反映物理量 可以是包含所述冷却单元的冷却水的温度、外部气体的温度、车速以及所 述内燃机的吸入空气量中的至少一个的物理量。此时，也可以向包含所述 冷却单元的冷却水的温度小于等于第一温度的条件、外部气体的温度小于等于第二温度的条件、车速大于预定车速的条件、以及所述内燃机的吸入 空气量在预定时间内的累计量小于等于预定量的条件中的至少一个的条件 成立时，判定为所述冷却单元的冷却能力大于等于所述预定能力。由此， 能够基于冷却单元的冷却水的温度、外部气体的温度、车速以及内燃机的 吸入空气量来判定冷却单元的冷却能力。
图1是简要示出作为本发明一个实施例的汽车20的构成的构成图； 图2是示出由实施例的电子控制单元70执行的发动机运转控制例程 的一个例子的流程图3是示出EGR导入区域判定用映射图的一个例子的说明图4是示出预定能力判定用映射图的一个例子的说明图5是示出由变形例的电子控制单元70执行的发动机运转控制例程 的一个例子的流程图6是示出高负荷运转判定用映射图的一个例子的说明图7是示出由变形例的电子控制单元70执行的发动机运转控制例程 的一个例子的流程图8是示出系数设定用映射图的一个例子的说明图9是简要示出变形例的混合动力汽车120的构成的构成图。
具体实施例方式
下面，使用实施例来说明用于实施本发明的优选方式。图1是简要示 出作为本发明一个实施例的安装有内燃机装置的汽车20的构成的构成 图。如该图所示，实施例的汽车20包括发动机22、变速器60、对发动机 22进行冷却的冷却系统90、控制装置整体的电子控制单元70，其中，所 述变速器60与作为发动机22的输出轴的曲轴33连接，并经由差速齿轮 62与驱动轮64a、 64b连接。
发动机22例如被构成为可通过汽油或轻油等烃系燃料来输出动力的 内燃机，如该图所示，发动机22经由节气门24吸入通过空气滤清器23清洁了的空气并从燃料喷射阀26喷射汽油来混合吸入的空气和汽油，将该
混合气体经由进气阀28吸入燃烧室中，通过火花塞30的电火花来使其爆 发燃烧，从而将被其能量推下的活塞32的往复运动转换成曲轴33的旋转 运动。来自发动机22的排气经由对一氧化碳(CO)、碳氢化合物 (HC)、氮氧化物(NOx)等有害成分进行净化的净化装置(三元催化 剂)34 )而排出到外部气体中，并且经由EGR ( Exhaust Gas Recirculation,排气再循环)系统50供应给进气侧。EGR系统50包括安 装在净化装置34的后段的EGR管52和配置在EGR管52上的EGR阀 54，该EGR系统50调整作为未燃烧气体的排气的供应量并供应给进气
侧。发动机22能够这样将空气、排气、汽油的混合气体吸入到燃烧室
山 卞。
冷却系统90被构成为使冷却水在发动机22中循环的水冷式冷却系 统，并包括配置在发动机室前方的散热器92、安装在散热器92上的冷却 扇94以及使冷却水循环的水泵96。冷却系统90通过使冷却水在燃烧室、 火花塞30、 EGR阀54周边(图示的虚线内)循环来冷却发动机22和 EGR系统54。
电子控制单元70被构成为以CPU72为中心的微处理器，除了 CPU72 以外还包括存储处理程序的ROM74、暂时存储数据的RAM76以及未图示 的输入输出端口。电子控制单元70经由输入端口被输入来自检测发动机 22的状态的各种传感器的信号，例如来自检测曲轴33的旋转位置的曲轴 位置传感器40的曲轴位置、来自检测发动机22的冷却水的温度的水温传 感器42的冷却水温度Tw、来自安装在燃烧室内的压力传感器43的缸内压 力、来自对开启和关闭对燃烧室进行进气和排气的进气阀28和排气阀的 凸轮轴的旋转位置进行检测的凸轮位置传感器44的凸轮位置、来自检测 节气门24的位置的节气门位置传感器46的节气门开度、来自安装在进气 管上的温度传感器48的进气温度、来自空燃比传感器35a的空燃比、来自 氧传感器35b的氧信号、来自检测进气管的压力的真空传感器47的进气 管压Pi等，除此以外还被输入来自点火开关80的点火信号、来自检测换 档杆81的操作位置的换档位置传感器82的换档位置SP、来自检测加速踏板83的踩下量的加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc、来自检测制 动踏板85的踩下量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP、来自车 速传感器87的车速V、来自检测车辆周边的温度的外部气体温度传感器 88的外部气体温度Tout等。另外，从电子控制单元70经由输出端口输出 用于驱动发动机22的各种控制信号，例如对燃料喷射阀26的驱动信号、 对调节节气门24的位置的节气门马达36的驱动信号、对与点火器构成为 一体的点火线圈38的控制信号、对可改变进气阀28的开闭正时的可变气 门正时机构49的控制信号、对调节EGR阀54的开度的步进马达55的驱 动信号等，除此以外还输出对变速器60的控制信号。
接着，说明这样构成的实施例的汽车20的动作、特别是发动机22正 在运转时的动作。图2是示出由电子控制单元70执行的发动机运转控制 例程的一个例子的流程图。该例程每隔预定时间(例如数msec)反复被执 行。
一旦执行发动机运转控制例程，则电子控制单元70的CPU72首先输 入来自水温传感器42的冷却水温度Tw、来自加速踏板位置传感器84的加 速器开度Acc、来自外部气体温度传感器88的外部气体温度Tout、发动 机22的转速Ne、作为发动机22的负荷的吸入空气量Qa等控制所需的数 据(步骤S100)，然后执行基于输入的冷却水温度Tw、发动机22的转速 Ne以及吸入空气量Qa来判定用于执行向进气侧供应排气的EGR的EGR 执行条件是否成立的处理(步骤S110)。这里，作为发动机22的转速 Ne，输入基于来自曲轴位置传感器40的曲轴位置而算出的数据。作为吸 入空气量Qa，输入基于来自真空传感器47的进气管压Pi和发动机22的 转速Ne而算出的数据。另外，在实施例中，EGR执行条件在冷却水温度 Tw大于等于表示发动机22的暖机完成而燃烧稳定了的状态的预定温度 (例如，65X:或7(TC等)、并且发动机22的运转点位于EGR导入区域时 成立。在实施例中，预先确定发动机22的转速Ne、吸入空气量Qa、以及 EGR导入区域的关系，并将该关系作为EGR导入区域判定用映射图存储 在ROM74中，并且根据由发动机22的转速Ne和吸入空气量Qa表示的 运转点是否位于所存储的映射图的EGR导入区域内来判定发动机22的运转点是否位于EGR导入区域。图3示出了 EGR导入区域判定用映射图的 一个例子。在该图中，实线表示发动机22的可运转区域的边界，通过虚 线和实线包围的范围表示EGR导入区域。
当在步骤S110中判定出EGR执行条件不成立时，将EGR阀54的开 度指令IvH殳定成值O，以便不执行EGR (步骤S120)，以设定了的值为 0的开度指令Iv"区动EGR阀54的步进马达55 (步骤S160)，基于输入 的加速器开度Acc对发动机22进行运转控制(步骤S170)，结束本例 程。这里，发动机22的运转控制通过基于加速器开度Acc来调节节气门 24的位置的吸入空气量调节控制、根据吸入空气量Qa来调节燃料喷射量 以达到最佳空燃比的燃料喷射控制、调节点火正时以使燃油经济性(燃 費)达到最佳的点火控制等来进行。
当在步骤S110中判定出EGR执行条件成立时，基于输入的冷却水温 度Tw和外部气体温度Tout来判定冷却系统90的冷却能力是否大于等于 预定能力、即是否大于等于即使是在上述的EGR导入区域中的任何高转 速高负荷区域使发动机22正在运转的过程中执行了 EGR的时候也能够确 保冷却发动机22所需的最低能力的预定能力(步骤S130)。这里，预先 通过实验等求出冷却水温度Tw、外部气体温度Tout、和使用这两个温度 的阈值表示冷却系统90的冷却能力为预定能力的预定能力线的关系并作 为预定能力判定用映射图存储在ROM74中，当给定的冷却水温度Tw和 外部气体温度Tout这两者小于等于预定能力线所表示的两个温度的阈值时 判定为冷却系统90的冷却能力大于等于预定能力。图4示出了预定能力 判定用映射图的一个例子。如该图所示，预定能力线包括表示在小于第 一水温Twl (例如，90。C或IO(TC等)的情况下第二外部气体温度To2 (例如，60'C或7(TC等)为阈值的直线、表示在比第一水温Twl高的第 二水温Tw2 (例如，ll(TC或12(TC等)的情况下比第二外部气体温度To2 低的第一外部气体温度Tol (例如，2(TC或3(TC等)为阈值的直线、表示 在大于等于第一水温Twl且小于第二水温Tw2的情况下随着冷却水温度 Tw的升高而从第二外部气体温度To2降低至第一外部气体温度Tol的外 部气体温度Tout为阈值的直线。当在步骤S130中判定出冷却系统90的冷却能力大于等于预定能力 时，基于输入的吸入空气量Qa来计算要供应的排气的目标流量、即目标 EGR量I^ (步骤S140)，基于算出的目标EGR量R^和发动机22的转速 Ne来设定EGR阔54的开度指令I一 (步骤S150)，以设定了的开度指令 h^来控制EGR阀54，并且基于输入的加速器开度Acc对发动机22进行 运转控制(步骤S160、 S170)，结束本例程。这里，目标EGR量Rf可以 基于吸入空气量Qa来计算，以使得在目标EGR量11*下EGR率(R* / (Qa + R*))达到预先规定的预定比率(例如，5%或10%等)。在实施 例中，如下设定EGR阀54的开度指令Iv*:预先通过实验等求出目标 EGR量P^和发动机22的转速Ne以及开度指令h^之间的关系并作为开度 指令设定用映射图存储在ROM74中，然后在给定目标EGR量11*和发动 机22的转速Ne时，从存储的映射图中导出对应的开度指令Iv*。这样， 当EGR执行条件成立、并且冷却能力大于等于预定能力时，执行EGR， 因此能够使作为未燃烧气体的排气中的碳氢化合物(HC)再次燃烧来改善 耗油率，并且抑制生成高浓度的氮氧化物(NOx)，使发动机22更恰当地 运转。
当在步骤S130中判定出冷却系统90的冷却能力小于预定能力时，以 值0的开度指令I浐控制EGR阀54，并且基于输入的加速器开度Acc对发 动机22进行运转控制(步骤S120、 S160、 S170)，结束本例程。这样， 即使是EGR执行条件成立的时候，当冷却系统90的冷却能力小于预定能 力时，也不执行EGR，因此能够使得作为冷却负荷的高温的排气不回流， 能够抑制冷却系统90的冷却能力下降。另外，由于预定能力是使用即使 是在EGR导入区域中的任何高转速高负荷区域使发动机22正在运转过程 中执行了 EGR的时候也能够确保冷却发动机22所需的最低能力的预定能 力来进行判定的，因此通过在冷却系统90的冷却能力小于预定能力时不 执行EGR，能够确保冷却系统90冷却发动机22时所期待的冷却能力。
根据以上说明的实施例的汽车20，由于当冷却系统90的冷却能力小 于预定能力时，即使EGR执行条件成立也不执行EGR，因此能够抑制冷 却系统90的冷却能力下降。当然，当EGR执行条件成立并且冷却系统90的冷却能力大于等于预定能力时，执行EGR,因此能够使发动机22更恰 当地运转。另外，能够基于冷却水温度Tw和外部气体温度Tout来判定冷 却系统90的冷却能力。
在实施例的汽车20中，EGR执行条件被设定为在冷却水温度Tw大 于等于预定温度并且发动机22在EGR导入区域内运转时成立，但是也可 以被设定为只要发动机22在EGR导入区域内运转的时候，不管冷却水温 度Tw的条件如何均成立，或者在替代冷却水温度Tw的条件或者在此条 件的基础上追加的不同条件成立时成立。
在实施例的汽车20中，使用冷却水温度Tw和外部气体温度Tout来 判定了冷却系统90的冷却能力，但是既可以使用冷却水温度Tw和外部气 体温度Tout中的一个进行判定，也可以替代冷却水温度Tw或外部气体温 度Tout或者在此基础上还使用车速V和吸入空气量Qa中的一个或双方进 行判定，还可以使用与这些物理量不同的物理量进行判定。在使用车速V 或吸入空气量Qa进行判定的情况下，可以在车速V大于预定车速或者吸 入空气量Qa在预定时间内的累计量小于等于预定量时，判定冷却系统90 的冷却能力大于等于预定能力。
在实施例的汽车20中，不管发动机22的运转区域如何，当EGR执行 条件成立时根据冷却系统90的冷却能力的判定结果来判断是否执行 EGR，但是也可以当使发动机22在高负荷区域内运转并且EGR执行条件 成立时，根据冷却系统90的冷却能力的判定结果来判断是否执行EGR。 此时，替代图2的例程，执行图5的发动机运转控制例程即可。在图5的 例程中，对于与图2的例程相同的处理，标注相同的步骤号，省略其详细 的说明。当判定出EGR执行条件成立时(步骤S110)，使用图6所例示 的高负荷运转判定用映射图来判定发动机22是否在预定的高负荷区域运 转，其中图6在上述EGR导入区域判定用映射图上示出了预先规定的预 定高负荷区域(步骤S200)，当判定出发动机22没有在预定的高负荷区 域运转时，不对冷却系统90的冷却能力进行判定，而执行EGR并使发动 机22运转(步骤S140 S170)，当判定出发动机22在预定的高负荷区 域内运转时，根据冷却系统90的冷却能力的判定结果来判断是否执行EGR并使发动机22运转(步骤S130、 S120、 S140 S170)。这样，当
使发动机22在预定的高负荷区域内运转时，如果冷却系统90的冷却能力 小于预定能力，则不执行EGR，因此能够更可靠地抑制冷却系统90的冷 却能力下降。
在实施例的汽车20中，当判定出冷却系统90的冷却能力大于等于预 定能力时，使用吸入空气量Qa来计算以使EGR率达到预定比率的目标 EGR量R气并且基于算出的目标EGR量P^来设定开度指令Iv、但也可 以计算随着冷却系统90的冷却能力朝着预定能力下降而供应量变小的目 标EGR量R*，并且基于算出的目标EGR量11*来设定开度指令Iv*。此 时，替代图2的例程，执行图7的发动机运转控制例程即可。在图7的例 程中，对于与图2的例程相同的处理，标注相同的步骤号，并省略其详细 的说明。当冷却系统90的冷却能力大于等于预定能力时(步骤S130)， 基于冷却水温度Tw和外部气体温度Tout并使用图8所例示的系数设定用 映射图来设定冷却系统90的冷却能力越向预定能力下降就越小的值1以 下的正的系数a (步骤S300)，通过对使用吸入空气量Qa算出的假定目 标EGR量乘以所设定的系数a来计算目标EGR量R*，以使EGR率成为 预定比率(步骤S310)，并基于算出的目标EGR量11*来设定EGR阀54 的开度指令Iv* (步骤S150)。这里，在图8所例示的系数设定用映射图 中，系数a被设定为冷却水温度Tw和外部气体温度Tout越是向上述预定 能力线所示的两个温度的阈值变高就越小。这样，即使在冷却系统90的 冷却能力大于等于预定能力时执行EGR的时候，也可在抑制向进气侧供 应排气的供应量的情况下执行EGR，因此能够在抑制冷却系统90的冷却 能力下降的情况下执行EGR。
在实施例中，将本发明应用到使用来自发动机22的动力来行驶的汽 车20中进行了说明，但本发明可以应用于使用来自发动机22的动力来行 驶的任何车辆，如图9的变形例的混合动力汽车120所例示的那样，也可 以应用于具有经由行星齿轮机构128向驱动轮侧输出动力的发动机22和 马达MG1以及可向同一驱动轮侧输入动力并从该驱动轮侧输出动力的马 达MG2的车辆。这里，对实施例的主要构成要素与用于解决问题的手段一栏中所记载 的发明的主要构成要素的对应关系进行说明。在实施例中，发动机22相
当于"内燃机"，EGR系统50相当于"排气供应单元"，冷却发动机22 和EGR系统50的冷却系统90相当于"冷却单元"，检测冷却水温度Tw 的水温传感器42和检测外部气体温度Tout的外部气体温度传感器88相当 于"冷却能力反映物理量检测单元"，执行基于冷却水温度Tw和外部气 体温度Tout来判定冷却系统90的冷却能力是否大于等于预定能力的步骤 S130的处理的电子控制单元70相当于"判定单元"，执行步骤S140 S160的处理、步骤S120和S160的处理、以及步骤S170的处理的电子控 制单元70相当于"控制单元"，其中，步骤S140 S160的处理是指在 EGR执行条件成立、并且冷却系统90的冷却能力大于等于预定能力时以 设定的开度指令I一控制EGR阀54以使得以基于吸入空气量Qa设定的目 标EGR量11*执行EGR的处理，步骤S120和S160的处理是指在冷却系统 90的冷却能力小于预定能力时以设定的值0的开度指令I一控制EGR阀 54使得不执行EGR的处理，步骤S170的处理是指基于加速器开度Acc对 发动机22进行运转控制的处理。另外，在实施例的构成要素与用于解决 问题的手段一栏中所记载的发明的构成要素的对应关系中，实施例是用于 具体说明用于实施解决问题的手段一栏所记载的发明的优选方式的一个例 子，因此并不是使用实施例的构成要素对用于解决问题的手段一栏中所记 载的发明的构成要素进行限定的。即，用于解决问题的手段一栏中所记载 的发明应当基于该栏的记载来进行解释，实施例只不过是用于解决问题的 手段一栏中所记载的发明的一个具体例子而己。
另外，本发明不限于上述安装在汽车上的内燃机装置，也可以是安装 在包括火车等除汽车以外的车辆在内的移动体上的内燃机、装配在建设设 备等不移动的设备上的内燃机等内燃机装置，也可以是内燃机装置的控制 方法的方式。
以上，使用实施例对用于实施本发明的优选方式进行了说明，但是勿 庸置疑，本发明不受上述实施例的任何限定，可以在不脱离本发明主旨的 范围内以各种方式实施。本申请将2007年l月25日申请的日本专利申请号第2007 - 015333号作为要求优先权的基础，其全部内容通过引用被包含在本说明书中。产业上的可利用性
权利要求
1.一种内燃机装置，包括内燃机；排气供应单元，进行将所述内燃机的排气供应给所述内燃机的进气系统的排气供应；冷却单元，冷却所述内燃机和所述排气供应单元；冷却能力反映物理量检测单元，检测冷却能力反映物理量，所述冷却能力反映物理量是反映所述冷却单元的冷却能力的物理量；判定单元，基于所述检测出的冷却能力反映物理量来判定所述冷却单元的冷却能力是否大于等于预定能力；以及控制单元，当在使所述内燃机运转时进行所述排气供应的预定条件成立的时候，如果由所述判定单元判定出所述冷却单元的冷却能力大于等于所述预定能力，则控制所述内燃机和所述排气供应单元，使得在伴有通过所述冷却单元进行的冷却的情况下使所述内燃机运转并且进行所述排气供应，如果由所述判定单元判定出所述冷却单元的冷却能力小于所述预定能力，则控制所述内燃机和所述排气供应单元，使得在伴有通过所述冷却单元进行的冷却的情况下使所述内燃机运转并且不进行所述排气供应。
2. 如权利要求1所述的内燃机装置，其中，所述冷却能力反映物理量是包含所述冷却单元的冷却水的温度、外部 气体的温度、车速以及所述内燃机的吸入空气量中的至少一个的物理量。
3. 如权利要求2所述的内燃机装置，其中，当包含所述冷却单元的冷却水的温度小于等于第一温度的条件、外部 气体的温度小于等于第二温度的条件、车速大于预定车速的条件、以及所 述内燃机的吸入空气量在预定时间内的累计量小于等于预定量的条件中的 至少一个的条件成立时，所述判定单元判定为所述冷却单元的冷却能力大 于等于所述预定能力。
4. 如权利要求1所述的内燃机装置，其中，当在使所述内燃机在预定的高负荷区域运转时所述预定条件成立的时候，所述控制单元控制所述内燃机，以使所述内燃机在所述预定的高负荷 区域运转，并且根据所述判定单元的判定结果来控制所述排气供应单元。
5. 如权利要求1所述的内燃机装置，其中，当由所述判定单元判定出所述冷却单元的冷却能力大于等于所述预定 能力时，所述控制单元控制所述排气供应单元，使得所述冷却单元的冷却 能力越向所述预定能力下降，就以越小的供应量进行所述排气供应。
6. —种车辆，所述车辆安装有权利要求1所述的内燃机装置，并使用 来自所述内燃机的动力而行驶。
7. —种内燃机装置的控制方法，其中，所述内燃机装置包括内燃 机；排气供应单元，进行将所述内燃机的排气供应给所述内燃机的进气系 统的排气供应；以及冷却单元，冷却所述内燃机和所述排气供应单元，所述控制方法的特征在于，当在使所述内燃机运转时进行所述排气供应的预定条件成立的时候， 基于作为反映所述冷却单元的冷却能力的物理量的冷却能力反映物理量来 判定所述冷却单元的冷却能力是否大于等于预定能力，如果判定出所述冷 却单元的冷却能力大于等于所述预定能力，则控制所述内燃机和所述排气 供应单元，使得在伴有通过所述冷却单元进行的冷却的情况下使所述内燃 机运转并且进行所述排气供应，如果判定出所述冷却单元的冷却能力小于所述预定能力，则控制所述 内燃机和所述排气供应单元，使得在伴有通过所述冷却单元进行的冷却的 情况下使所述内燃机运转并且不进行所述排气供应。
8. 如权利要求7所述的内燃机装置的控制方法，其中， 所述冷却能力反映物理量是包含所述冷却单元的冷却水的温度、外部气体的温度、车速以及所述内燃机的吸入空气量中的至少一个的物理量。
9. 如权利要求8所述的内燃机装置的控制方法，其中， 当包含所述冷却单元的冷却水的温度小于等于第一温度的条件、外部气体的温度小于等于第二温度的条件、车速大于预定车速的条件、所述内 燃机的吸入空气量在预定时间内的累计量小于等于预定量的条件中的至少一 个的条件成立时，判定为所述冷却单元的冷却能力大于等于所述预定能力。
全文摘要
当在使发动机运转时EGR执行条件成立的时候(S110)，如果基于冷却水温度Tw和外部气体温度Tout判定出冷却系统的冷却能力小于即使在执行了EGR时也能够确保冷却发动机所需的最低能力的预定能力(S130)，则控制EGR阀以便不向进气侧供应排气(S120、S160)。由此，能够抑制冷却系统的冷却能力下降。如果判定出冷却系统的冷却能力大于等于预定能力(S130)，则控制EGR阀，使得以基于吸入空气量Qa算出的目标EGR量R<sup>*</sup>向进气侧供应排气(S140～S160)。由此能够使发动机更恰当地运转。
文档编号F02D21/08GK101595289SQ200880003017
公开日2009年12月2日 申请日期2008年1月24日 优先权日2007年1月25日
发明者小岛正清 申请人:丰田自动车株式会社