用于内燃机的控制装置

摘要

一种控制装置，其基于内燃机的运行状况来确定调节进气量的致动器的操作量。所述控制装置被配置为：计算所述内燃机的活塞温度的指标值；并且在所述内燃机的发动机转速降低的减速时，当计算的所述指标值是与对应于所述活塞温度的上限阈值的所述指标值的阈值相比对应于所述活塞温度的更高温度的值时，将所述操作量校正为增加所述进气量的操作量。例如，可以使用由活塞的输入的热量和放热量之间的偏差所估计的活塞温度作为所述指标值。

权利要求

1.一种用于内燃机的控制装置，所述内燃机具有调节进气量的致动器并且基于所述内燃机的运行状况来确定所述致动器的操作量，所述控制装置被配置为：

计算所述内燃机的活塞温度的指标值；和

在从所述内燃机以高转速执行连续运行的状态进行所述内燃机的发动机转速降低的减速时，当所述指标值是与对应于所述活塞温度的上限阈值的所述指标值的阈值相比对应于所述活塞温度的更高温度的值时，将所述操作量校正为增加所述进气量的操作量，其中，所述活塞温度的上限阈值是预先确定为能够确保所述内燃机的可靠性的所述活塞温度的上限温度的值，在所述减速时，当所述指标值是与所述指标值的所述阈值相比对应于所述活塞温度的更低温度的值并且所述内燃机的催化剂的温度低于预定的活化温度时，所述控制装置被配置为将所述操作量校正为减小所述进气量的操作量。

2.根据权利要求1所述的用于内燃机的控制装置，其中，随着所述指标值是与所述指标值的所述阈值相比对应于所述活塞温度的越高温度的值，所述控制装置被配置为校正所述操作量从而越增大所述进气量的增加程度。

3.根据权利要求1或2所述的用于内燃机的控制装置，其中，所述内燃机的活塞是钢制的活塞。

4.根据权利要求1或2所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制装置被配置为在所述减速时执行燃料切断。

5.根据权利要求3所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制装置被配置为在所述减速时执行燃料切断。

6.根据权利要求1或2所述的用于内燃机的控制装置，其中，所述控制装置被配置为计算根据所述内燃机的所述活塞的输入的热量和放热量之间的偏差所估计的所述活塞温度作为所述指标值。

7.根据权利要求3所述的用于内燃机的控制装置，其中，所述控制装置被配置为计算根据所述内燃机的所述活塞的输入的热量和放热量之间的偏差所估计的所述活塞温度作为所述指标值。

8.根据权利要求4所述的用于内燃机的控制装置，其中，所述控制装置被配置为计算根据所述内燃机的所述活塞的输入的热量和放热量之间的偏差所估计的所述活塞温度作为所述指标值。

9.根据权利要求5所述的用于内燃机的控制装置，其中，所述控制装置被配置为计算根据所述内燃机的所述活塞的输入的热量和放热量之间的偏差所估计的所述活塞温度作为所述指标值。

10.根据权利要求1或2所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制装置被配置为计算所述内燃机的容积效率作为所述指标值。

11.根据权利要求3所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制装置被配置为计算所述内燃机的容积效率作为所述指标值。

12.根据权利要求4所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制装置被配置为计算所述内燃机的容积效率作为所述指标值。

13.根据权利要求5所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制装置被配置为计算所述内燃机的容积效率作为所述指标值。

说明书

用于内燃机的控制装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于内燃机的控制装置。

背景技术

[0002] 专利文献1公开了一种用于燃烧以去除排气净化催化剂中的排气中所含的颗粒物质(PM)的内燃机的排放物控制装置。在排气中所含的空气在通过排气净化催化剂的过程中起到将催化剂中的热量带走并且抑制催化剂温度的升高的作用。因此，存在这样的忧虑：在发动机减速时，排气量减少，排气净化催化剂的温度过度升高。在专利文献1的装置中，作为针对上述问题的对策，当发动机在PM的积累量大的状态下进行减速时，执行抑制进气量增加的控制。

[0003] 以下是申请人已经注意到的作为本发明的实施例的相关技术的专利文献列表。

[0004] 专利文献1：JP 2005-155500 A

[0005] 专利文献2：JP 2003-83067 A

发明内容

[0006] 附带一提的是，发动机油在发动机内部循环。发动机油起到润滑发动机内的部件并冷却活塞等内部部件的作用。通常，在发动机油的循环中，使用利用发动机的旋转力的机械式油泵。在这样的机械式油泵中，排出量取决于发动机转速，因此，在发动机转速低的状态下，来自油泵的排出量减少。因此，在发动机转速急剧降低的减速时，发动机油的冷却能力可能急剧降低，活塞温度的升高可能变得显著。

[0007] 在上述专利文献1的技术中，为了抑制排气净化催化剂的过度的温度升高，在发动机减速时进气量减少。然而，当进气量减少时，从气缸内带走的热量也减少，因此，活塞的冷却能力降低。因此，在上述专利文献1的技术中，即使在活塞温度高的情况下，有时进气量也减少，活塞温度有可能过度升高。

[0008] 本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种在内燃机减速时能够抑制活塞温度的过度升高的用于内燃机的控制装置。

[0009] 为了实现上述目的，本发明的第一实施例为，在具有调节进气量的致动器并且基于内燃机的运行状况来确定致动器的操作量的用于内燃机的控制装置中，[0010] 所述控制装置被配置为：

[0011] 计算所述内燃机的活塞温度的指标值；和

[0012] 在所述内燃机的发动机转速降低的减速时，当所述指标值是与对应于所述活塞温度的上限阈值的所述指标值的阈值相比对应于所述活塞温度的更高温度的值时，将所述操作量校正为增加所述进气量的操作量。

[0013] 本发明的第二实施例为，在第一实施例中，

[0014] 随着所述指标值是与所述指标值的所述阈值相比对应于所述活塞温度的越高温度的值，所述控制装置被配置为校正所述操作量从而越增大所述进气量的增加程度。

[0015] 本发明的第三实施例为，在第一实施例中，

[0016] 所述内燃机的活塞是钢制的活塞。

[0017] 本发明的第四实施例为，在第一实施例中，

[0018] 所述控制装置被配置为在所述减速时执行燃料切断。

[0019] 本发明的第五实施例为，在第一实施例中，

[0020] 所述控制装置被配置为计算根据所述内燃机的所述活塞的输入的热量和放热量之间的偏差所估计的所述活塞温度作为所述指标值。

[0021] 本发明的第六实施例为，在第一实施例中，

[0022] 所述控制装置被配置为计算所述内燃机的容积效率作为所述指标值。

[0023] 本发明的第七实施例还包括，在第一实施例中，

[0024] 在所述减速时，当所述指标值是与所述指标值的所述阈值相比对应于所述活塞温度的更低温度的值并且所述内燃机的催化剂的温度低于预定的活化温度时，所述控制装置被配置为将所述操作量校正为减小所述进气量的操作量。

[0025] 根据本发明的第一实施例，在内燃机减速时，当活塞温度被判定为高于上限阈值时，致动器的操作量被校正为增加进气量的操作量。在内燃机减速期间，发动机油的冷却性能暂时降低。在这种情况下，活塞温度暂时过度升高，并且发动机性能可能降低。另一方面，如果执行不必要的活塞冷却，则增加了由于冷却损失的增大而导致输出性能降低的忧虑。根据本实施例，在通过使用活塞温度的指标值来判定活塞温度是否过度升高之后，确定是否增加进气量，因此，能够在防止冷却损失增加的同时抑制活塞温度的过度升温。

[0026] 根据本发明的第二实施例，控制装置被配置为随着活塞温度越高而越增大进气量的增加程度。因此，根据本实施例，能够进行与活塞温度的过度程度对应的活塞冷却控制。

[0027] 根据本发明的第三实施例，在内燃机中，使用钢制的活塞。钢制的活塞具有低的导热性，因此具有活塞的温度容易增加但难以降低的特性。因此，根据本实施例，能够抑制活塞温度容易过度升高的钢制的活塞的温度过度升高。

[0028] 根据本发明的第四实施例，当在内燃机的减速期间执行燃料切断的期间内活塞温度被判定为高于上限阈值时，致动器的操作量被校正为增加进气量的操作量。在内燃机减速期间执行燃料切断的运行状况下，有时通过降低目标进气量来提高发动机制动的效果，活塞温度容易升高。根据本实施例，即使在容易发生活塞温度的过度升高的运行状况的情况下，也能够有效地抑制活塞温度的过度的升温。此外，由于在燃料切断期间新鲜空气吹过气缸内部，所以可以通过增加燃料切断期间的进气量来更大地提高活塞的冷却性能。

[0029] 根据本发明的第五实施例，可以基于活塞的输入的热量和放热量之间的偏差来准确地估计活塞温度。

[0030] 根据本发明的第六实施例，使用内燃机的容积效率作为活塞温度的指标值。内燃机减速时的容积效率与活塞温度具有相关性。因此，根据该实施例，可以基于容积效率准确地判定活塞温度。

[0031] 根据本发明的第七实施例，当在减速时所述活塞温度被判定为低于所述上限阈值并且所述内燃机的催化剂的温度低于预定的活化温度时，将所述制动器的操作量校正为减小所述进气量的操作量。因此，根据本实施例，能够在不发生活塞温度的过度升高的状况下有效地抑制催化剂的温度下降。

附图说明

[0032] 图1是表示本发明的第一实施例的系统的配置的图；

[0033] 图2是用于说明活塞温度的变化因素的图；

[0034] 图3是表示根据活塞材料，活塞温度相对于发动机负荷的变化的图；

[0035] 图4是表示车辆减速时的各种状态量的变化的时间图；

[0036] 图5是表示在执行活塞冷却控制的情况下的各状态量的变化的时间图；

[0037] 图6是在执行活塞冷却控制时本发明的第一实施例的系统实行的例程的流程图；

[0038] 图7是表示活塞温度与容积效率ηV之间的关系的图；和

[0039] 图8是在执行活塞冷却控制时本发明的第二实施例的系统实行的例程的流程图。具体实施例

[0040] 在下文中，将参照附图描述本发明的实施例。注意的是，当在如下所示的实施例中提及各个元件的个数、数量、量、范围等的数时，除非另有明确说明，或者除非本发明在理论上由该数明确指定，本发明并不限于所提及的数字。此外，在以下所示的实施例中所描述的结构、步骤等对于本发明并不总是不可缺少的，除非另外明确地示出，或者除非本发明在理论上由这些结构、步骤等明确地指定。

[0041] 第一实施例

[0042] [系统的构造]

[0043] 图1是表示本发明的第一实施例的系统的构造的图。图1所示的系统包括内燃机10。内燃机10是柴油机，其安装在车辆上并且用作车辆的动力装置。进气通道14和排气通道
16连接到内燃机10的发动机主体12。尽管在图1中发动机主体12中绘有四个气缸，但这仅仅是示例，并且根据本发明的内燃机的气缸数量不受限制。钢制的活塞(未示出)设置在各气缸内。

[0044] 空气滤清器18设置在进气通道14的入口处。用于对进气进行涡轮增压的涡轮增压器22的压缩机22a设置在进气通道14中并位于空气滤清器18的下游侧。涡轮增压器22包括排气通道16中的涡轮22b。压缩机22a经由连接轴与涡轮机22b一体地连接，并且由流动到涡轮机22b的排气驱动。

[0045] 用于冷却压缩机22a的中间冷却器28或由压缩机22a压缩的空气设置在进气通道14中压缩机22a的下游侧。在进气通道14中于中间冷却器28的下游侧处设置有用于打开和关闭进气通道14的电子控制式节气门30。节气门30起到调节进气量的致动器的作用。位于节气门30的下游侧的进气通道14被配置为进气歧管14a，并且进气经由进气歧管14a被分配到各个气缸。

[0046] 来自各个气缸的排气由排气通道16的排气歧管16a收集，并且被供给到涡轮机22b。排气歧管16a通过EGR通道50连接到节气门30和进气歧管14a之间的进气通道14。在EGR通道50中，布置有用于冷却EGR气体的EGR冷却器52。在EGR通道50中EGR冷却器52的下游侧，设置有打开和关闭EGR通道50的EGR阀54。排气净化催化剂24设置在排气通道16中涡轮机的下游侧。

[0047] 用于获得关于内燃机10的操作状态的信息的传感器被附接到内燃机10中的各个位置。用于测量被吸入进气通道14中的新鲜空气的流量的空气流量计60被附接到进气通道14中空气滤清器18的下游。此外，还设置有检测曲轴的旋转的曲轴转角传感器62、输出对应于加速踏板的开度的信号的加速器开度传感器64等。

[0048] 图1所示的系统包括控制内燃机10的控制装置100。控制装置100是ECU。控制装置100至少具有输入/输出接口、存储器和CPU。输入/输出接口被设置成从附接到内燃机10或车辆的各种传感器取得传感器信号，并且向内燃机10所包括的致动器输出操作信号。在存储器中存储用于控制内燃机10的各种控制程序和特性图。CPU从存储器读取控制例程，实行控制例程，并且基于所取得的传感器信号来生成操作信号。

[0049] [实施例的系统操作]

[0050] (活塞温度)

[0051] 活塞设置在内燃机10的气缸中，因此不能由冷却水直接冷却。因此，使用发动机油来冷却活塞。更具体地，发动机油在内燃机10的发动机主体12内循环。发动机油由油泵抽上来，并且从喷油嘴朝向活塞的背面上的冷却通道喷射。由此，活塞被冷却，并且发动机主体12的各个部件被润滑。

[0052] 当活塞温度过度升高时，发动机油碳化并粘附到活塞，其结果是，发动机性能可能降低。另一方面，当活塞温度过度降低时，冷却损失增加，发动机性能降低。因此，确定内燃机10的诸如活塞材料和油泵能力的各种规格，使得活塞温度在正常操作状态下处于适当的温度范围内。

[0053] 这里，当油泵是使用内燃机10的旋转力的机械式油泵时，活塞温度根据内燃机10的运行状态而显着变化。图2是用于说明活塞温度的变化因素的图。在图中，第一图表示油泵的排出量(喷油口的流出量)对于发动机负荷的变化，第二图表示油泵的排出量对于发动机转速的变化，第三图表示活塞温度对于发动机转速的变化，以及第四图表示进气量对于发动机转速的变化。

[0054] 如图2的第一图所示，油泵的排出量不取决于发动机负荷。因此，在发动机转速恒定的状况下，油泵的排出量对于发动机负荷的变化是恒定的。同时，如图2的第二图所示，油泵的排出量取决于发动机转速。因此，在发动机负荷恒定的状况下，随着发动机转速越大，油泵的排出量越大。

[0055] 此外，如图2的第四图所示，进气量取决于发动机转速。更具体地，进气量取决于发动机转速和发动机负荷，并且在减速时对发动机转速的依赖性变大。因此，当发动机转速降低时，进气量跟着减少。

[0056] 这样，当发动机转速降低时，油泵的排出量和进气量跟着减少。也就是说，在发动机转速降低的内燃机10的减速时，油泵的排出量(喷油嘴流量)减少，因此活塞的冷却性能也降低。此外，当进气量减少时，来自气缸的放热量也减少，因此活塞的冷却性能降低。因此，如图2的第三图所示，在发动机负荷恒定的状况下发动机转速下降期间，活塞温度升高。

[0057] 此外，活塞温度的变化也取决于活塞材料而变化。图3是示出根据活塞材料，活塞温度对于发动机负荷的变化的图。如图3所示，与铝制的活塞相比，在钢(铁)制的活塞中的整个区域中对于发动机负荷的活塞温度更高。这是因为钢的导热性低于铝。因此，在使用钢(铁)制的活塞的内燃机10中，在发动机转速降低时的活塞温度的增加显得更加显著。图4是表示车辆减速时各种状态量的变化的时间图。第一图示出车速的时间图，第二图示出发动机转速的时间图，第三图示出喷射量的时间图，以及第四图示出活塞温度的时间图。

[0058] 在各时间图中，在从时间t1到时间t2期间车速降低，并且由此，发动机转速也降低。此外，在从时间t1到时间t2的减速期间，执行停止燃料喷射的燃料切断(F/C)。以下，将从时间t1到时间t2的期间称为“减速F/C期间”。第四图示出钢制的活塞和铝制的活塞的活塞温度之间的差。如第四图所示，钢制的活塞在整个区域中具有比铝制的活塞更高的温度绝对值。此外，与减速F/C期间所开始的时间t1相比，在减速F/C期间所结束的时间t2处，钢制的活塞和由铝制的活塞的活塞温度之间的差更大。这表明钢制的活塞的散热能力(更难以冷却)低于铝制的活塞。如上所述，当内燃机10减速时发动机油的冷却能力降低时，钢制的活塞的活塞温度过度升高的可能性更高。

[0059] (第一实施例的系统的特性操作)

[0060] 由控制装置100实行的控制包括进气量控制。进气量控制是基于内燃机10的运行状况来确定节气门30的操作量的控制，并且更具体地，是操作节气门30使得通过节气门30的实际进气量成为目标进气量的控制。目标进气量是基于由曲轴转角传感器62、加速器开度传感器64等的传感器信号计算出的内燃机10的运行状况(燃料喷射量和发动机转速)根据特性图来确定的。在进气量控制中，确定使得用空气流量计60的传感器信号等检测到的通过节气门30的实际进气量成为目标进气量的节气门30的操作量。节气门30的操作量是节气门30的关闭程度，更具体地说，在完全打开位置被设定为基本位置的情况下，相对于完全打开位置的关闭程度。

[0061] 这里，如上所述，在减速F/C期间，活塞温度有时过度升高。具体地，在内燃机10从内燃机10以高负荷高转速执行连续运行的状态进行减速的运行状况下，活塞温度容易过度升高。因此，在本实施例的系统中，实行用于在活塞温度过度升高时增加活塞的冷却量的进气量增加控制。图5是表示实行活塞冷却控制的情况下的各种状态量的变化的时间图。在图5中，第一图示出车速的时间图，第二图示出发动机转速的时间图，第三图示出喷射量的时间图，第四图示出节气门关闭程度的时间图，第五图示出进气量的时间图，第六图示出催化剂温度的时间图，以及第七图示出活塞温度的时间图。此外，图5中的点划线L1示出在实行普通进气量控制的情况下的图表，实线L2示出在实行进气量增加控制的情况下的图表。

[0062] 图5中的点划线L1示出实行普通进气量控制的情况的图。在这种情况下，控制装置100在时间t1和时间t2之间的减速F/C期间将节气门30操作到关闭侧。由此，进气量减少，因此催化剂温度保持在高温。然而，当进气量减少时，活塞的冷却性能降低，因此活塞温度过度升高而超过上限阈值。

[0063] 与上述相反，图5中的实线L2示出实行进气量增加控制的情况的图。在进气量增加控制中，控制装置100接受在内燃机10减速时活塞温度超过上限阈值的事实，并且将节气门30的关闭程度校正到增加进气量的程度(即，向打开侧)。更具体地，控制装置100将根据特性图确定的目标进气量校正为更大的量。使用预先确定为能够确保内燃机10的可靠性的活塞温度的上限温度的值作为活塞温度的上限阈值。当目标进气量增加时，与不增加目标进气量的情况相比，节气门30被操作为打开得更大。由于进气量增加，因此通过进气实现的冷却性能增加，并且抑制活塞温度的升高。

[0064] 当进气量增加时，排气净化催化剂24的催化剂温度通过排气量的增加而减小。因此，在进气量增加控制中，优选地在催化剂温度不变为低于活化温度的范围内增加进气量。此外，在进气量增加控制中，优选地进行控制使得当活塞温度较高时进气量的增加程度变得更大。因此，当活塞温度较高时，可以进一步增强通过进气实现的冷却性能，并因此可以有效地抑制活塞温度的过度升高。

[0065] (第一实施例的系统的具体处理)

[0066] 接着，对在第一实施例的系统中实行的活塞冷却控制的具体处理进行说明。图6是本实施例的系统在执行活塞冷却控制时实行的例程的流程图。图6所示的例程由控制装置100以预定的控制周期重复实行。

[0067] 在图6所示的例程中，检测内燃机10的运行状态(步骤S1)。这里，具体地，作为活塞冷却控制所需的各种数据，获取发动机转速、燃料喷射量、进气量等。接下来，估计当前的活塞温度(步骤S2)。这里，具体地，基于活塞的输入的热量和放热量来估计活塞温度。例如，可以通过使用发动机转速、燃料喷射量和进气量来估计活塞的输入的热量。此外，可以通过使用发动机油的油量、油温等来估计活塞的放热量。由于通过从输入的热量减去放热量而获得的偏差是由活塞所保持的热量，因此可以由该热量估计活塞温度。

[0068] 接下来，判定内燃机10是否处于减速中(步骤S3)。通过判定发动机转速的变化率是否小于预定值(负值)，能够判定内燃机10是否处于减速中。在这种情况下的预定值是用于判定活塞温度是否可能过度地增加的发动机转速的变化率的阈值，并且使用根据构造内燃机10的各个部件的规格等而设定的值。当作为结果没有识别出步骤S3中的状况的成立时，判定活塞温度不太可能过度地增加，并且当前例程迅速结束。

[0069] 当识别出上述步骤S3中的状况的成立时，判定活塞温度可能过度地升高，流程进行到下一步骤，并且判定在上述步骤S2中计算的活塞温度是否为比上述活塞温度的上限阈值更高的温度的值(步骤S4)。当作为结果未识别出步骤S4中的状况的成立时，判定活塞温度没有过度地升高，并且当前例程快速结束。

[0070] 当识别出上述步骤S4中的状况的成立时，判定活塞温度过度升高，流程进行到下一步骤，并且执行进气量增加控制(步骤S5)。这里，具体地，目标进气量增加，使得随着步骤S2中所估计的活塞温度越高，增加程度越大。由此，与不执行进气量增加控制的情况相比，节气门30被操作为打开得更大。

[0071] 如上所述，根据第一实施例的系统，当活塞温度可能过度升高时，进气量增加，因此，通过增强由进气实现的冷却性能来抑制活塞的过度升温。此外，由于通过使用活塞温度来准确地确定活塞温度是否过度地增加，所以当不需要提高活塞冷却性能时，作为执行进气量增加控制的结果，可以抑制冷却损失的增加。

[0072] 尽管在上述第一实施例的系统中描述了采用柴油发动机作为内燃机10的示例，但是本发明也可以应用于其它往复式发动机，例如汽油发动机。类似地，这适用于稍后将描述的第二实施例的系统。

[0073] 此外，在上述第一实施例的系统中，通过将目标进气量校正为更大的量，节气门30的关闭程度被操作到增大进气量的程度。然而，用于将节气门30的关闭程度操作到增加进气量的程度的方法不限于以上所述，而是可以将作为节气门30的操作量的节气门关闭程度校正为增加进气量的预定关闭程度(例如，全开)，从而。类似地，这适用于稍后将描述的第二实施例的系统。

[0074] 另外，尽管在上述第一实施例的系统中，以使用钢制的活塞的内燃机10为例进行了说明，但是本发明也可以应用于铝制的活塞等其他材料的活塞。类似地，这适用于稍后将描述的第二实施例的系统。

[0075] 另外，虽然在上述第一实施例的系统中节气门30被用作进气量控制用的致动器，但是可用的致动器不限于此。也就是说，只要致动器可以改变进气量，代替节气门30或者除了节气门30之外，还可以使用诸如EGR阀54的其它致动器。当EGR阀54用作进气量增加控制的控制目标致动器时，随着活塞温度越高，EGR阀54的开度可以被操作为更多地关闭EGR阀54的开度。类似地，这适用于稍后将描述的第二实施例的系统。

[0076] 另外，在上述第一实施例的系统中，通过使用活塞的输入的热量和放热量来估计活塞温度，并且通过使用估计的活塞温度来判定是否实行进气量增加控制。然而，上述判定不限于直接估计活塞温度的情况，而是可以被配置为使用与活塞温度具有相关性并且可以是活塞温度的指标的指标值。这样的指标值包括上述活塞温度的估计值，以及例如，可以举出容积效率ηV作为另一指标值。图7是表示活塞温度与容积效率ηV之间的关系的图。如图所示，容积效率ηV与活塞温度相关，并且具有如下关系：当活塞温度较高时，容积效率ηV具有较低的值。因此，如果将与活塞温度的上限阈值相对应的容积效率ηV的值作为指标值的阈值来掌握，则能够通过判定计算出的容积效率ηV是否为与指标值的阈值相比对应于活塞温度的更高温度的值来判定是否实行进气量增加控制。类似地，这应用于稍后将描述的第二实施例的系统。

[0077] 当使用容积效率ηV作为活塞温度的指标值时，在图6所示的流程图中，在步骤S2中计算容积效率ηV，并且在步骤S4中可以判定所计算的容积效率ηV是否小于对应于活塞温度的上限阈值的容积效率ηV的值(指标值的阈值)。在这种情况下，容积效率ηV对应于本发明的第一实施例的“指标值”，并且通过控制装置100实行上述步骤S2的处理来实现本发明的第一实施例的“控制装置”。

[0078] 另外，虽然在上述的第一实施例的系统中，在判定是否实行进气量增加控制时，判定是否为内燃机10的减速时，但可以采用判定是否为伴随燃料切断的减速时间的配置。也就是说，在伴随燃料切断的减速时，进气量的增加对燃料效率性能和排气排放性能的影响可以很小。此外，由于在燃料切断期间新鲜空气吹过气缸的内部，所以更大地促进热从活塞的释放。因此，如果在伴随燃料切断的减速时执行进气量增加控制，则能够在抑制对燃料效率和排气排放性能的影响的同时更多地提高活塞的冷却性能。在这种情况下，在图6所示的流程图的步骤S3中，如图6所示，可以判定是否为减速F/C期间。类似地，这适用于稍后将描述的第二实施例的系统。

[0079] 另外，虽然在上述第一实施例的系统中，当不在内燃机10减速时，或者当在如图6的流程图所示的进气量增加控制的实行期间活塞温度变为上限阈值或更低的情况下，结束进气量增加控制的实行，进气量增加控制的结束时间不限于此。也就是说，只要能够抑制活塞温度的过度升高，例如，就可以采用通过将内燃机的活塞温度和减速程度与另一个阈值进行比较来确定结束时间的配置，或者可以采用其中控制从初始开始持续预定时间段的配置。类似地，这适用于稍后将描述的第二实施例的系统。

[0080] 在上述第一实施例的系统中，估计的活塞温度对应于本发明的第一实施例的“指标值”，本发明的第一实施例的“控制装置”由实行上述步骤S2的处理的控制装置100来实现，并且本发明第一实施例的“控制装置”通过实行上述步骤S3、S4和S5的处理的控制装置100来实现。

[0081] 第二实施例

[0082] [第二实施例的特征]

[0083] 接下来，将描述本发明的第二实施例。第二实施例的系统可以通过使控制装置100实行下面将通过使用图1所示的硬件配置来描述的图8中的流程图来实现。

[0084] 第二实施例的系统具有除了活塞冷却控制之外还执行催化剂温度保持控制的特征。催化剂温度保持控制是当内燃机10减速时催化剂温度低于预定温度时用于抑制排气净化催化剂24的温度降低的控制。更具体地，在催化剂温度保持控制中，减少目标进气量以减少排气量，抑制热被从排气净化催化剂24带走。另外，活塞冷却控制在预定状况成立时执行使目标进气量增加的进气量增加控制，催化剂温度保持控制执行使目标进气量减少的进气量减少控制。由于不能同时执行进气量增加控制和进气量减少控制，因此需要对实行这些控制的状况进行划分。

[0085] 在第二实施例的系统中，在内燃机10减速时当活塞温度高于上限阈值时执行进气量增加控制。由此，活塞的冷却性能可以快速地增强。另外，在内燃机10的减速时，当活塞温度为上限阈值或以下时，不需要提高活塞的冷却性能。因此，在这种情况下，执行催化剂温度保持控制。在催化剂温度保持控制中，当催化剂温度低于预定值时，执行将节气门30的关闭程度校正到减少进气量的程度(即，关闭侧)的进气量减少控制。在进气量减少控制中，控制装置100将根据特性图所确定的目标进气量校正为更小的量。在进气量减少控制中的目标进气量的减少程度在活塞温度不超过上限阈值的范围内被确定。更具体地，例如，计算活塞温度和上限阈值的偏差程度，并且基于所计算的偏差程度可以计算用于使活塞温度不超过上限阈值的目标进气量的减小程度。由此，能够在抑制活塞温度的过度升高的同时，在内燃机10减速时抑制排气净化催化剂24的温度下降。

[0086] 接下来，将描述第二实施例的系统中执行的活塞冷却控制的具体处理。图8是本实施例的系统在执行活塞冷却控制时实行的例程的流程图。图8中所示的例程由控制装置100以预定的控制周期重复执行。

[0087] 在图8所示的例程的步骤S10至步骤S14中，实行与图6所示的例程的步骤S1至步骤S5中的处理相类似的处理。当在上述步骤S12的判定中判定内燃机10没有处于减速时，实行普通进气量控制(步骤S15)。这里，具体地，目标进气量被设定为根据特性图获得的值。另外，在上述步骤S13的判定中，当活塞温度被判定为预定的上限阈值或以下时，判定为活塞温度没有过度升高，流程进行到下一个步骤，判定催化剂温度是否低于预定的活化温度(步骤S16)。关于预定的活化温度，读取预先设定的值作为保持排气净化催化剂24的活性的下限温度。当作为步骤S16中的处理的结果，催化剂温度被判定为预定的活化温度或更高时，用于抑制催化剂温度的降低的特定控制被判定为不必要的，并且流程进行到步骤S15，其中实行普通进气量控制。当作为步骤S16中的处理的结果，催化剂温度被判定为低于预定活化温度时，用于抑制催化剂温度的降低的特定控制被判定为必要的，并且流程进行到下一步骤，其中实行进气量减小控制(步骤S17)。这里，具体地，根据特性图获得的目标进气量的值减小。由此，与不进行进气量减少控制的情况相比，节气门30被操作为关闭更多。

[0088] 这样，根据第二实施例的系统，当活塞温度可能过度升高时，进气量增加，因此通过由进气实现的冷却性能的提高来抑制活塞的过度的温度升高。此外，根据第二实施例的系统，当活塞温度不太可能过度升高时，可以抑制排气净化催化剂24的温度降低。

[0089] 附带一提的是，在上述第二实施例的系统中，通过将目标进气量校正到更小的量，节气门30的关闭程度被操作到减小进气量的程度。然而，用于将节气门30的关闭程度操作到减小进气量的程度的方法不限于此，而是可以将作为节气门30的操作量的节气门关闭程度校正到减小进气量的预定关闭程度(例如全闭)。

[0090] 在上述第二实施例的系统中，估计的活塞温度对应于本发明的第一实施例的“指标值”，本发明的第一实施例的“控制装置”通过执行上述步骤S11中的处理的控制装置100来实现，并且本发明的第一实施例的“控制装置”通过执行上述步骤S12、S13和S14中的处理的控制装置100来实现。此外，本发明的第七实施例的“控制装置”通过执行上述步骤S12、S13、S16和S17中的处理的控制装置100来实现。