JP2003083034A - 排気浄化装置 - Google Patents
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＥＧＲ装置を備えた内燃機関において、背圧
を変化させても適正なＥＧＲ量を確保できる排気浄化装
置を提供する。 【解決手段】 排気浄化装置１０は、ＥＧＲ装置１５
と、制御部１６と、吸気圧センサ３６と、排気絞り弁４
２と、パティキュレートフィルタ４４と、排気圧センサ
５０などを備えている。パティキュレートフィルタ４４
を再生するために昇温が要求される場合、排気絞り弁４
２を操作することにより、背圧を高める。この再生時
に、エンジン回転数と燃料噴射量に応じて、体積効率の
増減に関するパラメータの目標値が設定される。そして
吸気圧センサ３６と排気圧センサ５０とによって求まる
体積効率関連パラメータが上記目標値となるよう制御部
１６によって排気絞り弁４２の作動が制御される。
を変化させても適正なＥＧＲ量を確保できる排気浄化装
置を提供する。 【解決手段】 排気浄化装置１０は、ＥＧＲ装置１５
と、制御部１６と、吸気圧センサ３６と、排気絞り弁４
２と、パティキュレートフィルタ４４と、排気圧センサ
５０などを備えている。パティキュレートフィルタ４４
を再生するために昇温が要求される場合、排気絞り弁４
２を操作することにより、背圧を高める。この再生時
に、エンジン回転数と燃料噴射量に応じて、体積効率の
増減に関するパラメータの目標値が設定される。そして
吸気圧センサ３６と排気圧センサ５０とによって求まる
体積効率関連パラメータが上記目標値となるよう制御部
１６によって排気絞り弁４２の作動が制御される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジン等の内燃機関の排気を浄化するための排気浄化装置
に関する。
ジン等の内燃機関の排気を浄化するための排気浄化装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンにおいて、その排気
（排出ガス）を浄化するための装置として、酸化触媒と
パティキュレートフィルタを用いる連続再生式ＤＰＦ
（Dieselparticulate filter）が知られている。この種
の浄化装置は、排気中のＮＯｘを酸化触媒によって酸化
させてＮＯ２に変化させ、ＮＯ２によってパティキュレ
ートフィルタ中のスート（主として炭素）を燃焼させる
ことができる。
（排出ガス）を浄化するための装置として、酸化触媒と
パティキュレートフィルタを用いる連続再生式ＤＰＦ
（Dieselparticulate filter）が知られている。この種
の浄化装置は、排気中のＮＯｘを酸化触媒によって酸化
させてＮＯ２に変化させ、ＮＯ２によってパティキュレ
ートフィルタ中のスート（主として炭素）を燃焼させる
ことができる。
【０００３】上記連続再生式ＤＰＦにおいて、パティキ
ュレートフィルタにスートが過剰に堆積すると、エンジ
ン出力が低下するばかりか、スート燃焼時の異常高温に
よって、パティキュレートフィルタが溶損するおそれが
ある。このため、堆積したスートを何らかの昇温手段に
よって強制的に燃焼させることにより、再生を促す必要
がある。
ュレートフィルタにスートが過剰に堆積すると、エンジ
ン出力が低下するばかりか、スート燃焼時の異常高温に
よって、パティキュレートフィルタが溶損するおそれが
ある。このため、堆積したスートを何らかの昇温手段に
よって強制的に燃焼させることにより、再生を促す必要
がある。
【０００４】再生手段として、特公平３−５００９５号
公報に、パティキュレートフィルタの下流側に排気絞り
弁を設け、パティキュレートフィルタが再生時期になる
と排気絞り弁を閉作動させてパティキュレートフィルタ
を昇温させる技術が記載されている。また、特開２００
１−５９４２８号公報には、排気経路に排気絞り弁を設
け、機関の背圧をフィードバックすることにより、排気
絞り弁を制御する技術が記載されている。これらの先行
技術を考慮すると、パティキュレートフィルタ等の排気
後処理装置を昇温させる場合に、背圧をフィードバック
して排気絞り弁を制御することが考えられる。
公報に、パティキュレートフィルタの下流側に排気絞り
弁を設け、パティキュレートフィルタが再生時期になる
と排気絞り弁を閉作動させてパティキュレートフィルタ
を昇温させる技術が記載されている。また、特開２００
１−５９４２８号公報には、排気経路に排気絞り弁を設
け、機関の背圧をフィードバックすることにより、排気
絞り弁を制御する技術が記載されている。これらの先行
技術を考慮すると、パティキュレートフィルタ等の排気
後処理装置を昇温させる場合に、背圧をフィードバック
して排気絞り弁を制御することが考えられる。
【０００５】一方、排ガスの後処理とは別に、機関から
排出される排ガス自体を改善する技術も種々開発されて
おり、その一つして、燃焼を改善させるためにＥＧＲ量
を制御する技術がある。
排出される排ガス自体を改善する技術も種々開発されて
おり、その一つして、燃焼を改善させるためにＥＧＲ量
を制御する技術がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
３−５００９５号公報あるいは特開２００１−５９４２
８号公報に記載されているような背圧をフィードバック
して排気絞り弁を制御するシステムを、上記のＥＧＲ量
を制御する技術に適用した場合、以下に述べる理由によ
り、ＥＧＲ量を適正に制御できなくなるという問題が生
じる。
３−５００９５号公報あるいは特開２００１−５９４２
８号公報に記載されているような背圧をフィードバック
して排気絞り弁を制御するシステムを、上記のＥＧＲ量
を制御する技術に適用した場合、以下に述べる理由によ
り、ＥＧＲ量を適正に制御できなくなるという問題が生
じる。
【０００７】特開２００１−５９４２８号公報に記載さ
れている先行技術の場合、目標とする背圧を得るため
に、新気量が所定値となるように排気シャッタの開度を
制御している。しかしこの場合、ＥＧＲ量が多めのとき
に所定の吸気量を確保すると、背圧も高くなる。逆に、
ＥＧＲ量が少なめのときに所定の吸気量を確保すると、
背圧も低くなる。このため、新気量と背圧値が同時に所
定値が得られるように排気絞り弁を操作する必要があ
る。
れている先行技術の場合、目標とする背圧を得るため
に、新気量が所定値となるように排気シャッタの開度を
制御している。しかしこの場合、ＥＧＲ量が多めのとき
に所定の吸気量を確保すると、背圧も高くなる。逆に、
ＥＧＲ量が少なめのときに所定の吸気量を確保すると、
背圧も低くなる。このため、新気量と背圧値が同時に所
定値が得られるように排気絞り弁を操作する必要があ
る。
【０００８】しかし新気量と背圧値の２つのパラメータ
を排気絞り弁だけで制御することはできない。すなわち
背圧または吸気量だけ所定値を確保しても、ＥＧＲ量は
定まらない。このためＥＧＲ量に関して意図しない状況
が発生する可能性があり、その場合に機関の燃焼が悪化
する懸念がある。このような状況が生じる原因は、同じ
背圧でも機関の体積効率の増減によって、所定の吸入空
気量を確保できるＥＧＲ量が変動することにあると考え
られる。
を排気絞り弁だけで制御することはできない。すなわち
背圧または吸気量だけ所定値を確保しても、ＥＧＲ量は
定まらない。このためＥＧＲ量に関して意図しない状況
が発生する可能性があり、その場合に機関の燃焼が悪化
する懸念がある。このような状況が生じる原因は、同じ
背圧でも機関の体積効率の増減によって、所定の吸入空
気量を確保できるＥＧＲ量が変動することにあると考え
られる。
【０００９】従ってこの発明の目的は、ＥＧＲ装置を備
えた内燃機関において、背圧が変化しても適正なＥＧＲ
量を確保できる排気浄化装置を提供することにある。
えた内燃機関において、背圧が変化しても適正なＥＧＲ
量を確保できる排気浄化装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の排気浄化装置
は、請求項１に記載したように、例えばパティキュレー
トフィルタ等の排気後処理装置と、排気絞り弁と、ＥＧ
Ｒ弁と、ＥＧＲ制御手段と、体積効率関連パラメータ検
出手段と、排気絞り弁制御手段を備えている。体積効率
関連パラメータ検出手段は、体積効率の増減に関連する
パラメータ（例えば吸気圧と排気圧あるいはＥＧＲ量な
ど）を検出することによって、体積効率の変化を求め
る。体積効率は、吸気圧と排気圧の差、吸気圧と排気圧
の比、所望の吸気量にＥＧＲ弁を制御しているときのＥ
ＧＲ弁の開度あるいはＥＧＲ流量に基いて把握すること
ができる。機関の運転状態は、例えば機関の回転数と燃
料噴射量を検出する運転状態検出手段よって知ることが
できる。
は、請求項１に記載したように、例えばパティキュレー
トフィルタ等の排気後処理装置と、排気絞り弁と、ＥＧ
Ｒ弁と、ＥＧＲ制御手段と、体積効率関連パラメータ検
出手段と、排気絞り弁制御手段を備えている。体積効率
関連パラメータ検出手段は、体積効率の増減に関連する
パラメータ（例えば吸気圧と排気圧あるいはＥＧＲ量な
ど）を検出することによって、体積効率の変化を求め
る。体積効率は、吸気圧と排気圧の差、吸気圧と排気圧
の比、所望の吸気量にＥＧＲ弁を制御しているときのＥ
ＧＲ弁の開度あるいはＥＧＲ流量に基いて把握すること
ができる。機関の運転状態は、例えば機関の回転数と燃
料噴射量を検出する運転状態検出手段よって知ることが
できる。
【００１１】本発明における排気絞り弁制御手段は、排
気後処理装置の昇温が要求される場合、上記運転状態検
出手段により検出される運転状態に応じて上記パラメー
タの目標値を設定し、体積効率関連パラメータ検出手段
により検出されるパラメータが上記目標値となるよう排
気絞り弁の作動を制御する。
気後処理装置の昇温が要求される場合、上記運転状態検
出手段により検出される運転状態に応じて上記パラメー
タの目標値を設定し、体積効率関連パラメータ検出手段
により検出されるパラメータが上記目標値となるよう排
気絞り弁の作動を制御する。
【００１２】請求項２に記載したように、体積効率関連
パラメータ検出手段の一例は、排気圧センサ等の排圧検
出手段と、吸気圧センサ等の吸気圧検出手段を有してい
る。この場合、排気絞り弁制御手段は、吸気圧と排気圧
との関係が機関の運転状態に応じた目標値となるよう上
記排気絞り弁の作動を制御する。
パラメータ検出手段の一例は、排気圧センサ等の排圧検
出手段と、吸気圧センサ等の吸気圧検出手段を有してい
る。この場合、排気絞り弁制御手段は、吸気圧と排気圧
との関係が機関の運転状態に応じた目標値となるよう上
記排気絞り弁の作動を制御する。
【００１３】請求項３に記載したように、体積効率関連
パラメータ検出手段は、ＥＧＲ制御手段作動中における
ＥＧＲ弁の開度あるいはＥＧＲ流量を上記パラメータと
して検出してもよい。
パラメータ検出手段は、ＥＧＲ制御手段作動中における
ＥＧＲ弁の開度あるいはＥＧＲ流量を上記パラメータと
して検出してもよい。
【００１４】請求項４に記載した発明では、排気後処理
装置がパティキュレートフィルタであり、上記排気絞り
弁制御手段は、パティキュレートフィルタの捕集量が所
定量を超えたとき、すなわちフィルタの再生のために昇
温させる際に排気絞り弁の作動を制御する。
装置がパティキュレートフィルタであり、上記排気絞り
弁制御手段は、パティキュレートフィルタの捕集量が所
定量を超えたとき、すなわちフィルタの再生のために昇
温させる際に排気絞り弁の作動を制御する。
【００１５】請求項５に記載した発明では、排気後処理
装置の温度に相関するパラメータを検出する温度センサ
等の温度相関パラメータ検出手段を有し、その検出値が
所定基準より高温側である場合に、排気後処理装置の温
度を下げるべく第２目標値が設定される。上記排気絞り
弁制御手段は、上記体積効率関連パラメータ検出手段に
よって検出される体積効率関連パラメータが上記第２目
標値となるよう、排気絞り弁を制御する。
装置の温度に相関するパラメータを検出する温度センサ
等の温度相関パラメータ検出手段を有し、その検出値が
所定基準より高温側である場合に、排気後処理装置の温
度を下げるべく第２目標値が設定される。上記排気絞り
弁制御手段は、上記体積効率関連パラメータ検出手段に
よって検出される体積効率関連パラメータが上記第２目
標値となるよう、排気絞り弁を制御する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て、図１〜図３を参照して説明する。図１は、内燃機関
の一例として、排気浄化装置１０を備えたディーゼルエ
ンジン１１を模式的に示している。このエンジン１１
は、エンジン本体１２と、吸気系１３および排気系１４
と、ＥＧＲ装置１５と、マイクロコンピュータ等を用い
た制御部（コントロールユニット）１６などを備えてい
る。
て、図１〜図３を参照して説明する。図１は、内燃機関
の一例として、排気浄化装置１０を備えたディーゼルエ
ンジン１１を模式的に示している。このエンジン１１
は、エンジン本体１２と、吸気系１３および排気系１４
と、ＥＧＲ装置１５と、マイクロコンピュータ等を用い
た制御部（コントロールユニット）１６などを備えてい
る。
【００１７】エンジン本体１２は、ピストン２０と、燃
焼室２１と、燃料噴射弁２２などを含んでいる。ＥＧＲ
装置１５は、ＥＧＲ弁２３と、ＥＧＲクーラ２４と、ア
クチュエータ２５などを含んでいる。ＥＧＲ弁２３は、
制御部１６によって制御されるＤＣサーボモータを用い
たアクチュエータ２５によって、開度を正確かつ応答性
良く変化させることができる。ＥＧＲ弁２３は、下記吸
気通路３０と排気通路４０とを連通するＥＧＲ通路２６
に設けられている。
焼室２１と、燃料噴射弁２２などを含んでいる。ＥＧＲ
装置１５は、ＥＧＲ弁２３と、ＥＧＲクーラ２４と、ア
クチュエータ２５などを含んでいる。ＥＧＲ弁２３は、
制御部１６によって制御されるＤＣサーボモータを用い
たアクチュエータ２５によって、開度を正確かつ応答性
良く変化させることができる。ＥＧＲ弁２３は、下記吸
気通路３０と排気通路４０とを連通するＥＧＲ通路２６
に設けられている。
【００１８】吸気系１３は吸気通路３０と、コンプレッ
サ３１と、インタークーラ３２と、吸気絞り弁３３など
を含んでいる。吸気絞り弁３３は、アクチュエータ３４
によって開度を変化させることができる。コンプレッサ
３１の上流側にエアフローセンサ３５が設けられてい
る。吸気絞り弁３３の下流側に、この発明で言う吸気圧
検出手段（体積効率関連パラメータ検出手段）として機
能する吸気圧センサ３６が設けられている。
サ３１と、インタークーラ３２と、吸気絞り弁３３など
を含んでいる。吸気絞り弁３３は、アクチュエータ３４
によって開度を変化させることができる。コンプレッサ
３１の上流側にエアフローセンサ３５が設けられてい
る。吸気絞り弁３３の下流側に、この発明で言う吸気圧
検出手段（体積効率関連パラメータ検出手段）として機
能する吸気圧センサ３６が設けられている。
【００１９】排気系１４は、排気通路４０と、タービン
４１と、排気絞り弁４２と、酸化触媒４３と、パティキ
ュレートフィルタ４４と、外囲器４５などを含んでい
る。外囲器４５に、酸化触媒４３とパティキュレートフ
ィルタ４４が収納されている。パティキュレートフィル
タ４４はこの発明で言う排気後処理装置の一例であり、
排気中のパティキュレート（主としてスート）を捕集す
ることができる。排気絞り弁４２はアクチュエータ４６
によって開度を変化させることができる。図１に示す排
気絞り弁４２はフィルタ４４の下流側に設けられている
が、排気絞り弁４２を酸化触媒４３の上流側に設けても
よい。
４１と、排気絞り弁４２と、酸化触媒４３と、パティキ
ュレートフィルタ４４と、外囲器４５などを含んでい
る。外囲器４５に、酸化触媒４３とパティキュレートフ
ィルタ４４が収納されている。パティキュレートフィル
タ４４はこの発明で言う排気後処理装置の一例であり、
排気中のパティキュレート（主としてスート）を捕集す
ることができる。排気絞り弁４２はアクチュエータ４６
によって開度を変化させることができる。図１に示す排
気絞り弁４２はフィルタ４４の下流側に設けられている
が、排気絞り弁４２を酸化触媒４３の上流側に設けても
よい。
【００２０】パティキュレートフィルタ４４の前後差圧
を検出するために、フィルタ４４の上流側に第１の排気
圧センサ５０が設けられ、フィルタ４４の下流側に第２
の排気圧センサ５１が設けられている。排気圧センサ５
０は、この発明で言う排圧検出手段（体積効率関連パラ
メータ検出手段）の一例である。
を検出するために、フィルタ４４の上流側に第１の排気
圧センサ５０が設けられ、フィルタ４４の下流側に第２
の排気圧センサ５１が設けられている。排気圧センサ５
０は、この発明で言う排圧検出手段（体積効率関連パラ
メータ検出手段）の一例である。
【００２１】酸化触媒４３とパティキュレートフィルタ
４４との間に、パティキュレートフィルタ４４の入口温
度を検出する第１の温度センサ５２が設けられている。
パティキュレートフィルタ４４の出口側に、パティキュ
レートフィルタ４４の出口温度を検出する第２の温度セ
ンサ５３が設けられている。これら温度センサ５２，５
３の少なくとも一方の検出値に基いて、パティキュレー
トフィルタ４４の温度を推定することができる。温度セ
ンサ５３は、この発明で言う温度相関パラメータ検出手
段の一例である。
４４との間に、パティキュレートフィルタ４４の入口温
度を検出する第１の温度センサ５２が設けられている。
パティキュレートフィルタ４４の出口側に、パティキュ
レートフィルタ４４の出口温度を検出する第２の温度セ
ンサ５３が設けられている。これら温度センサ５２，５
３の少なくとも一方の検出値に基いて、パティキュレー
トフィルタ４４の温度を推定することができる。温度セ
ンサ５３は、この発明で言う温度相関パラメータ検出手
段の一例である。
【００２２】制御部１６は、マイクロプロセッサ等の演
算機能と各種マップを記憶するメモリ等を有する電子部
品等によって構成されている。この制御部１６には、こ
の発明で言う運転状態検出手段の一例であるエンジン回
転数センサ５４と、噴射量検出手段５５が接続されてい
る。運転状態検出手段として、エンジン回転数センサ５
４以外に、吸入空気量あるいは排出ガス空燃費のうち少
なくとも１つを検出するようにしてもよい。
算機能と各種マップを記憶するメモリ等を有する電子部
品等によって構成されている。この制御部１６には、こ
の発明で言う運転状態検出手段の一例であるエンジン回
転数センサ５４と、噴射量検出手段５５が接続されてい
る。運転状態検出手段として、エンジン回転数センサ５
４以外に、吸入空気量あるいは排出ガス空燃費のうち少
なくとも１つを検出するようにしてもよい。
【００２３】制御部１６は、排気圧センサ５０，５１に
よって検出されるフィルタ４４の前後差圧と、温度セン
サ５２の検出温度と、エンジン回転数センサ５４によっ
て検出されるエンジン回転数に基き、予め作成されたマ
ップにより、パティキュレートフィルタ４４のスートの
堆積量を推定するようになっている。
よって検出されるフィルタ４４の前後差圧と、温度セン
サ５２の検出温度と、エンジン回転数センサ５４によっ
て検出されるエンジン回転数に基き、予め作成されたマ
ップにより、パティキュレートフィルタ４４のスートの
堆積量を推定するようになっている。
【００２４】制御部１６は、ＥＧＲ弁２３のアクチュエ
ータ２５の作動を制御する機能を有しかつ、排気絞り弁
４２のアクチュエータ４６の作動を制御する機能も有し
ている。すなわち制御部１６は、この発明で言うＥＧＲ
制御手段として機能するとともに、この発明で言う排気
絞り弁制御手段としても機能する。またこの制御部１６
は、燃料噴射弁２２の噴射量および噴射時期を制御する
機能も有している。
ータ２５の作動を制御する機能を有しかつ、排気絞り弁
４２のアクチュエータ４６の作動を制御する機能も有し
ている。すなわち制御部１６は、この発明で言うＥＧＲ
制御手段として機能するとともに、この発明で言う排気
絞り弁制御手段としても機能する。またこの制御部１６
は、燃料噴射弁２２の噴射量および噴射時期を制御する
機能も有している。
【００２５】次に上記排気浄化装置１０の作用について
説明する。まず、ＥＧＲ装置１５について説明する。Ｅ
ＧＲ装置１５は、制御部１６によって図３に示すように
制御される。ステップＳ１１において、エンジン回転数
センサ５４によって検出されたエンジン回転数と、噴射
量検出手段５５によって検出された燃料噴射量をパラメ
ータとするマップから、目標空燃比が算出される。
説明する。まず、ＥＧＲ装置１５について説明する。Ｅ
ＧＲ装置１５は、制御部１６によって図３に示すように
制御される。ステップＳ１１において、エンジン回転数
センサ５４によって検出されたエンジン回転数と、噴射
量検出手段５５によって検出された燃料噴射量をパラメ
ータとするマップから、目標空燃比が算出される。
【００２６】次にステップＳ１２において、上記目標空
燃比と燃料噴射量に基き、目標吸入空気量が算出され
る。そしてステップＳ１３，Ｓ１４において、エアフロ
ーセンサ３５によって検出される実際の吸入空気量（Ａ
ＦＳ出力）と、上記目標吸入空気量とが比較される。こ
こでＡＦＳ出力が目標吸入空気量よりも大であれば、ス
テップＳ１５に移行し、ＥＧＲ弁２３の開度が大きくな
るようにアクチュエータ２５が制御される。
燃比と燃料噴射量に基き、目標吸入空気量が算出され
る。そしてステップＳ１３，Ｓ１４において、エアフロ
ーセンサ３５によって検出される実際の吸入空気量（Ａ
ＦＳ出力）と、上記目標吸入空気量とが比較される。こ
こでＡＦＳ出力が目標吸入空気量よりも大であれば、ス
テップＳ１５に移行し、ＥＧＲ弁２３の開度が大きくな
るようにアクチュエータ２５が制御される。
【００２７】ステップＳ１４において、ＡＦＳ出力が目
標吸入空気量よりも小さければ、ステップＳ１６に移行
し、ＥＧＲ弁２３の開度が小さくなるようにアクチュエ
ータ２５が制御される。ステップＳ１４において、ＡＦ
Ｓ出力と目標吸入空気量が等しければ、ステップＳ１７
に移行し、ＥＧＲ弁２３の開度が維持される。
標吸入空気量よりも小さければ、ステップＳ１６に移行
し、ＥＧＲ弁２３の開度が小さくなるようにアクチュエ
ータ２５が制御される。ステップＳ１４において、ＡＦ
Ｓ出力と目標吸入空気量が等しければ、ステップＳ１７
に移行し、ＥＧＲ弁２３の開度が維持される。
【００２８】エンジン１１が運転されると、排気中に含
まれるスートがパティキュレートフィルタ４４に捕捉さ
れる。パティキュレートフィルタ４４にスートが堆積
し、再生を促す時期に至ったとき、すなわち堆積量が許
容値を超えて再生開始条件が成立したとき、排気絞り弁
４２の開度を小さくすることにより、排気温度を上昇さ
せてパティキュレートフィルタ４４の昇温（再生）がな
される。
まれるスートがパティキュレートフィルタ４４に捕捉さ
れる。パティキュレートフィルタ４４にスートが堆積
し、再生を促す時期に至ったとき、すなわち堆積量が許
容値を超えて再生開始条件が成立したとき、排気絞り弁
４２の開度を小さくすることにより、排気温度を上昇さ
せてパティキュレートフィルタ４４の昇温（再生）がな
される。
【００２９】図２のフローチャートに示すように、再生
時に、排気絞り弁制御手段（制御部１６とアクチュエー
タ４６）によって排気絞り弁４２の開度制御が行われ
る。図２中のステップＳ１において、エンジン回転数セ
ンサ５４によって検出されたエンジン回転数と、噴射量
検出手段５５によって検出された燃料噴射量をパラメー
タとするマップから、排気絞り弁４２の基本デューティ
を求める。
時に、排気絞り弁制御手段（制御部１６とアクチュエー
タ４６）によって排気絞り弁４２の開度制御が行われ
る。図２中のステップＳ１において、エンジン回転数セ
ンサ５４によって検出されたエンジン回転数と、噴射量
検出手段５５によって検出された燃料噴射量をパラメー
タとするマップから、排気絞り弁４２の基本デューティ
を求める。
【００３０】次にステップＳ２において、温度センサ５
３によって検出されるパティキュレートフィルタ４４の
出口温度が所定値（例えば６５０℃）を超えているか否
かが判断される。すなわち温度センサ５３は、パティキ
ュレートフィルタ４４の温度に相関するパラメータを検
出するための温度相関パラメータ検出手段として機能す
る。
３によって検出されるパティキュレートフィルタ４４の
出口温度が所定値（例えば６５０℃）を超えているか否
かが判断される。すなわち温度センサ５３は、パティキ
ュレートフィルタ４４の温度に相関するパラメータを検
出するための温度相関パラメータ検出手段として機能す
る。
【００３１】ステップＳ２において、パティキュレート
フィルタ４４の出口温度が所定値を超えていなければ、
ステップＳ３に移行する。パティキュレートフィルタ４
４の出口温度が所定値を超えている場合、ステップＳ４
に移行する。
フィルタ４４の出口温度が所定値を超えていなければ、
ステップＳ３に移行する。パティキュレートフィルタ４
４の出口温度が所定値を超えている場合、ステップＳ４
に移行する。
【００３２】ステップＳ３では、エンジン回転数センサ
５４によって検出されたエンジン回転数と、噴射量検出
手段５５によって検出された燃料噴射量をパラメータと
するマップから、目標吸排圧比（第１目標値）を求め、
ステップＳ５に移る。
５４によって検出されたエンジン回転数と、噴射量検出
手段５５によって検出された燃料噴射量をパラメータと
するマップから、目標吸排圧比（第１目標値）を求め、
ステップＳ５に移る。
【００３３】ステップＳ２において、パティキュレート
フィルタ４４の出口温度が所定値を超えている場合、フ
ィルタ４４の溶損を防ぐためにフィルタ４４の温度を下
げる必要がある。この場合にはステップＳ４において、
フィルタ４４の温度を下げるために、制御部１６は、温
度センサ５３の検出値に応じて、目標吸排圧比（第２目
標値）を設定する。
フィルタ４４の出口温度が所定値を超えている場合、フ
ィルタ４４の溶損を防ぐためにフィルタ４４の温度を下
げる必要がある。この場合にはステップＳ４において、
フィルタ４４の温度を下げるために、制御部１６は、温
度センサ５３の検出値に応じて、目標吸排圧比（第２目
標値）を設定する。
【００３４】ステップＳ５では、吸気圧センサ３６と排
気圧センサ５０によって吸気圧と排気圧を検出し、エン
ジン運転時の実際の吸排圧比を算出する。ステップＳ６
では、目標吸排圧比（ステップＳ３で求めた第１目標値
またはステップＳ４で求めた第２目標値）と、ステップ
Ｓ５で算出した実際の吸排圧比との偏差を求める。
気圧センサ５０によって吸気圧と排気圧を検出し、エン
ジン運転時の実際の吸排圧比を算出する。ステップＳ６
では、目標吸排圧比（ステップＳ３で求めた第１目標値
またはステップＳ４で求めた第２目標値）と、ステップ
Ｓ５で算出した実際の吸排圧比との偏差を求める。
【００３５】ステップＳ７では、ＰＩＤ（Proportional
plus Integral plus Derivative）演算により、上記偏
差に応じたフィードバックデューティを算出する。ステ
ップＳ８において、ステップＳ１で求めた基本デューテ
ィとステップＳ７で求めたフィードバックデューティと
の和により、最終デューティを算出する。そしてステッ
プＳ９において、上記最終デューティに基いてアクチュ
エータ４６によって排気絞り弁４２を作動させる。
plus Integral plus Derivative）演算により、上記偏
差に応じたフィードバックデューティを算出する。ステ
ップＳ８において、ステップＳ１で求めた基本デューテ
ィとステップＳ７で求めたフィードバックデューティと
の和により、最終デューティを算出する。そしてステッ
プＳ９において、上記最終デューティに基いてアクチュ
エータ４６によって排気絞り弁４２を作動させる。
【００３６】上記実施形態では、体積効率関連パラメー
タとして、吸気圧センサ３６によって検出される吸気圧
と排気圧センサ５０によって検出される排気圧とを採用
し、吸排圧比によって体積効率の増減を表している。し
かし体積効率は吸気圧と排気圧の差によっても把握する
ことができるし、所望の吸気量にＥＧＲ弁２３を制御し
ているときのＥＧＲ弁２３の開度またはＥＧＲ流量に基
いて把握することができる。つまり体積効率関連パラメ
ータ検出手段として、ＥＧＲ装置１５の作動中における
ＥＧＲ弁２３の開度あるいはＥＧＲ通路２６の流量をパ
ラメータとして検出してもよい。
タとして、吸気圧センサ３６によって検出される吸気圧
と排気圧センサ５０によって検出される排気圧とを採用
し、吸排圧比によって体積効率の増減を表している。し
かし体積効率は吸気圧と排気圧の差によっても把握する
ことができるし、所望の吸気量にＥＧＲ弁２３を制御し
ているときのＥＧＲ弁２３の開度またはＥＧＲ流量に基
いて把握することができる。つまり体積効率関連パラメ
ータ検出手段として、ＥＧＲ装置１５の作動中における
ＥＧＲ弁２３の開度あるいはＥＧＲ通路２６の流量をパ
ラメータとして検出してもよい。
【００３７】ＥＧＲ流量は、例えば図４に示すマップに
基いて求めることができる。図４において、横軸は、Ｅ
ＧＲ弁２３の開度を検出するセンサの出力電圧であり、
縦軸がＥＧＲ流量である。図４において吸気圧と排気圧
との差（差圧ΔＰ）を表す線分ｍとＥＧＲ弁２３の開度
（センサ出力電圧）に基いて、ＥＧＲ流量を求めること
ができる。
基いて求めることができる。図４において、横軸は、Ｅ
ＧＲ弁２３の開度を検出するセンサの出力電圧であり、
縦軸がＥＧＲ流量である。図４において吸気圧と排気圧
との差（差圧ΔＰ）を表す線分ｍとＥＧＲ弁２３の開度
（センサ出力電圧）に基いて、ＥＧＲ流量を求めること
ができる。
【００３８】なお本発明を実施するに当たり、排気後処
理装置をはじめとして、排気絞り弁やＥＧＲ弁、ＥＧＲ
制御手段、体積効率関連パラメータ検出手段、運転状態
検出手段、排気絞り弁制御手段など、この発明の構成要
素を発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施
できることは言うまでもない。
理装置をはじめとして、排気絞り弁やＥＧＲ弁、ＥＧＲ
制御手段、体積効率関連パラメータ検出手段、運転状態
検出手段、排気絞り弁制御手段など、この発明の構成要
素を発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施
できることは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】請求項１に記載した排気浄化装置によれ
ば、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関において、機関の体積
効率の増減に関連するパラメータが機関の運転状態に応
じた目標値となるよう排気絞り弁の作動が制御される。
このため排気絞り弁の作動により排気圧を上昇させてパ
ティキュレートフィルタ等の排気後処理装置を昇温させ
ることができるとともに、体積効率を安定した状態に維
持できるため、ＥＧＲ制御手段による空燃比制御の結果
により得られるＥＧＲ量が不安定になることを防止で
き、機関の燃焼悪化を防止できる。
ば、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関において、機関の体積
効率の増減に関連するパラメータが機関の運転状態に応
じた目標値となるよう排気絞り弁の作動が制御される。
このため排気絞り弁の作動により排気圧を上昇させてパ
ティキュレートフィルタ等の排気後処理装置を昇温させ
ることができるとともに、体積効率を安定した状態に維
持できるため、ＥＧＲ制御手段による空燃比制御の結果
により得られるＥＧＲ量が不安定になることを防止で
き、機関の燃焼悪化を防止できる。
【００４０】請求項２に記載した発明によれば、吸気圧
と排気圧の関係を目標値に制御するので、ＥＧＲ制御に
適した範囲内で排気絞り弁の制御を行うことができ、Ｅ
ＧＲ制御による機関の燃焼悪化防止効果を効率良く発揮
させることができる。
と排気圧の関係を目標値に制御するので、ＥＧＲ制御に
適した範囲内で排気絞り弁の制御を行うことができ、Ｅ
ＧＲ制御による機関の燃焼悪化防止効果を効率良く発揮
させることができる。
【００４１】請求項３に記載した発明によれば、空燃比
制御中のＥＧＲ弁の開度または空燃比制御によるＥＧＲ
通路の流量が目標値になるよう排気絞り弁を制御するの
で、ＥＧＲの安定した作動をより確実にしながら排気後
処理装置の昇温を図ることができる。
制御中のＥＧＲ弁の開度または空燃比制御によるＥＧＲ
通路の流量が目標値になるよう排気絞り弁を制御するの
で、ＥＧＲの安定した作動をより確実にしながら排気後
処理装置の昇温を図ることができる。
【００４２】請求項４に記載した発明によれば、パティ
キュレートフィルタの捕集量が所定量を超えたときに体
積効率の増減に関連するパラメータが機関運転状態に応
じた目標値となるように排気絞り弁の作動を制御するの
で、パティキュレートフィルタを効率良く再生できると
同時に、機関の燃焼悪化も防止できる。
キュレートフィルタの捕集量が所定量を超えたときに体
積効率の増減に関連するパラメータが機関運転状態に応
じた目標値となるように排気絞り弁の作動を制御するの
で、パティキュレートフィルタを効率良く再生できると
同時に、機関の燃焼悪化も防止できる。
【００４３】請求項５に記載した発明によれば、排気後
処理装置が高温になったときに、ＥＧＲ制御を維持しな
がら排気後処理装置が過昇温することを効果的に防止す
ることができる。
処理装置が高温になったときに、ＥＧＲ制御を維持しな
がら排気後処理装置が過昇温することを効果的に防止す
ることができる。
【図１】 排気浄化装置を備えたエンジンの概略図。
【図２】 本発明の一実施形態の排気浄化装置の排気絞
り弁の制御内容を示すフローチャート。
り弁の制御内容を示すフローチャート。
【図３】 ＥＧＲ制御の内容を示す図フローチャート。
【図４】 ＥＧＲ弁の開度と流量との関係を示す図。
１５…ＥＧＲ装置
１６…制御部
２２…燃料噴射弁
２３…ＥＧＲ弁
３６…吸気圧センサ（吸気圧検出手段）
４２…排気絞り弁
４４…パティキュレートフィルタ（排気後処理装置）
５０…排気圧センサ（排圧検出手段）
５３…温度センサ（温度相関パラメータ検出手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｄ 9/04 Ｆ０２Ｄ 9/04 Ｅ ３Ｇ０９２
21/08 ３０１Ｄ ４Ｄ０４８
21/08 ３０１ 43/00 ３０１Ｋ ４Ｄ０５８
43/00 ３０１ ３０１Ｎ
３０１Ｔ
３０１Ｗ
Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｇ
Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ ５５０Ｒ
５７０Ｊ
５７０ Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ
// Ｂ０１Ｄ 46/42 53/36 １０３Ｃ
Ｆターム(参考） 3G004 AA01 BA06 BA09 CA05 DA01
EA01
3G062 AA01 AA05 BA02 BA04 BA05
BA06 CA06 DA01 DA02 EA11
ED08 ED10 FA02 FA05 FA23
GA01 GA02 GA06 GA09 GA15
GA17 GA21 GA22
3G065 AA01 AA03 AA09 AA10 CA12
DA04 EA07 EA10 FA12 GA00
GA01 GA05 GA06 GA08 GA10
GA14 GA18 HA06 KA03
3G084 AA01 BA09 BA13 BA19 BA20
BA24 EB12 FA07 FA10 FA11
FA13 FA26 FA37
3G090 AA01 BA02 CB23 DA04 DA13
DA18 EA02 EA06
3G092 AA02 AA17 AB03 BB01 DB03
DC01 DC09 DC12 EC01 FA17
FA18 HA01Z HA05Z HA06Z
HA15Z HD01Z HD07X HD08Z
HD09Z HE01Z
4D048 AA14 AB01 CC21 CC41 CC52
DA01 DA02 DA06 DA07
4D058 MA44 MA52 PA04 QA03 QA19
SA08
Claims (5)
- 【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられた排気後処
理装置と、 上記排気通路に設けられた排気絞り弁と、 上記排気絞り弁より上流側の排気通路と上記機関の吸気
通路とを連通するＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁と、 上記ＥＧＲ弁の作動を調整して空燃比を目標空燃比に制
御するＥＧＲ制御手段と、 上記機関の体積効率の増減に関連するパラメータを検出
する体積効率関連パラメータ検出手段と、 上記機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 上記排気後処理装置の昇温が要求される場合、上記運転
状態検出手段により検出される運転状態に応じて上記パ
ラメータの目標値を設定し、上記体積効率関連パラメー
タ検出手段により検出されるパラメータが上記目標値と
なるよう上記排気絞り弁の作動を制御する排気絞り弁制
御手段と、 を具備したことを特徴とする排気浄化装置。 - 【請求項２】上記体積効率関連パラメータ検出手段は、
上記ＥＧＲ通路との接続部位より下流側で上記排気絞り
弁より上流側の排気通路内の圧力を排気圧として検出す
る排圧検出手段と、上記ＥＧＲ通路との接続部位より上
流側の吸気通路内の圧力を吸気圧として検出する吸気圧
検出手段とを有し、 上記排気絞り弁制御手段は、上記吸気圧と排気圧との関
係が上記運転状態検出手段により検出される運転状態に
応じた目標値となるよう上記排気絞り弁の作動を制御す
ることを特徴とする請求項１記載の排気浄化装置。 - 【請求項３】上記体積効率関連パラメータ検出手段は、
上記ＥＧＲ制御手段作動中における上記ＥＧＲ弁の開度
あるいは上記ＥＧＲ通路の流量を上記パラメータとして
検出することを特徴とする請求項１記載の排気浄化装
置。 - 【請求項４】上記排気後処理装置は、排気中のパティキ
ュレートを捕集するパティキュレートフィルタであり、
上記排気絞り弁制御手段は、上記パティキュレートフィ
ルタのパティキュレート捕集量が所定量を超えると上記
目標値となるよう上記排気絞り弁の作動を制御すること
を特徴とする請求項１記載の排気浄化装置。 - 【請求項５】上記排気後処理装置の温度に相関するパラ
メータを検出する温度相関パラメータ検出手段をさらに
有し、上記排気絞り弁制御手段は、上記温度相関パラメ
ータ検出値が所定基準より高温側である場合には、上記
体積効率関連パラメータ検出手段により検出される体積
効率関連パラメータが、上記温度相関パラメータ検出値
に応じて設定される第２目標値となるよう、上記排気絞
り弁の作動を制御することを特徴とする請求項１記載の
排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001280804A JP2003083034A (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001280804A JP2003083034A (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003083034A true JP2003083034A (ja) | 2003-03-19 |
Family
ID=19104735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001280804A Withdrawn JP2003083034A (ja) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | 排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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2001
- 2001-09-14 JP JP2001280804A patent/JP2003083034A/ja not_active Withdrawn
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