JP2003120353A - 内燃機関の過給圧制御装置 - Google Patents
内燃機関の過給圧制御装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
- F02M26/10—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過給圧上昇の応答性を高める。
【解決手段】 排気浄化触媒の温度が低く、加速要求が
無いときにターボ過給機のタービンをバイパスさせて高
温に維持された排気を触媒に導いて昇温活性を促進し
（ステップ１〜４）、この状態から触媒が活性しあるい
は加速要求が発生したときに、前記タービンの排気バイ
パスを禁止し、かつ、過給圧が所定以下のときは、ポス
ト噴射を行って排気温度を高め、タービン回転及び連動
するコンプレッサの回転上昇を早めて過給圧の上昇遅れ
を抑制する。また、ポスト噴射量に応じた空気過剰率の
制御を行い、ＨＣ、ＣＯ等の悪化を抑制する（ステップ
７〜１２）。
無いときにターボ過給機のタービンをバイパスさせて高
温に維持された排気を触媒に導いて昇温活性を促進し
（ステップ１〜４）、この状態から触媒が活性しあるい
は加速要求が発生したときに、前記タービンの排気バイ
パスを禁止し、かつ、過給圧が所定以下のときは、ポス
ト噴射を行って排気温度を高め、タービン回転及び連動
するコンプレッサの回転上昇を早めて過給圧の上昇遅れ
を抑制する。また、ポスト噴射量に応じた空気過剰率の
制御を行い、ＨＣ、ＣＯ等の悪化を抑制する（ステップ
７〜１２）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ターボ過給機を搭
載した内燃機関の過給圧制御に関する。
載した内燃機関の過給圧制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用ディーゼルエンジンでは、一般に
出力向上のため過給機を備えており、また、ＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘを浄化する触媒やＰＭ（排気微粒子）を捕集
するトラップ装置などの排気浄化手段の装着が実現され
はじめている。特開平５−４４４４８号には、ターボ過
給機のタービン下流に備えられた排気浄化触媒が活性し
ていないときは、タービンをバイパスしてタービンによ
る冷却を抑制した排気を触媒に導き、触媒活性後は前記
排気のバイパスを停止して過給を行うようにした技術が
開示されている。
出力向上のため過給機を備えており、また、ＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘを浄化する触媒やＰＭ（排気微粒子）を捕集
するトラップ装置などの排気浄化手段の装着が実現され
はじめている。特開平５−４４４４８号には、ターボ過
給機のタービン下流に備えられた排気浄化触媒が活性し
ていないときは、タービンをバイパスしてタービンによ
る冷却を抑制した排気を触媒に導き、触媒活性後は前記
排気のバイパスを停止して過給を行うようにした技術が
開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排気バ
イパス中は過給機の回転速度が低いため、触媒が活性し
て排気バイパスを中止した直後に加速要求がある場合、
すなわち、要求噴射量が増加する場合、過給機の応答遅
れ（過給圧の上昇遅れ）が大きく、燃料噴射量の増加に
吸入空気量の増加が追いつかず、空燃比が低下し、スモ
ークの増加や運転性の悪化を招くおそれがある。
イパス中は過給機の回転速度が低いため、触媒が活性し
て排気バイパスを中止した直後に加速要求がある場合、
すなわち、要求噴射量が増加する場合、過給機の応答遅
れ（過給圧の上昇遅れ）が大きく、燃料噴射量の増加に
吸入空気量の増加が追いつかず、空燃比が低下し、スモ
ークの増加や運転性の悪化を招くおそれがある。
【０００４】本発明は、このような従来の課題に着目し
てなされたもので、過給圧の上昇遅れを抑制し、排気浄
化性能も良好に維持できるようにすることを目的とす
る。
てなされたもので、過給圧の上昇遅れを抑制し、排気浄
化性能も良好に維持できるようにすることを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、排気流で駆動されるタービンと共に回転する
コンプレッサにより吸気過給を行うターボ過給機を搭載
した内燃機関の過給圧制御装置であって、前記ターボ過
給機の過給圧を上昇させるとき、燃料のメイン噴射後の
ポスト噴射を行うことを特徴とする。
る発明は、排気流で駆動されるタービンと共に回転する
コンプレッサにより吸気過給を行うターボ過給機を搭載
した内燃機関の過給圧制御装置であって、前記ターボ過
給機の過給圧を上昇させるとき、燃料のメイン噴射後の
ポスト噴射を行うことを特徴とする。
【０００６】請求項１に係る発明によると、ポスト噴射
によって排気温度を応答良くかつ十分高温に高めて、タ
ービン入口の排気のエンタルピを速やかに増大すること
ができるので、タービン回転が急速に上昇し、該タービ
ンと一体回転するコンプレッサによって過給圧を速やか
に上昇させることができる。
によって排気温度を応答良くかつ十分高温に高めて、タ
ービン入口の排気のエンタルピを速やかに増大すること
ができるので、タービン回転が急速に上昇し、該タービ
ンと一体回転するコンプレッサによって過給圧を速やか
に上昇させることができる。
【０００７】これにより、燃料を増加する加速時や過給
圧が所定以下に低下したときなどに、吸入空気量が応答
良く増量されるので、スモークの増加を防止でき、良好
な運転性を得られる。また、請求項２に係る発明は、前
記メイン噴射とポスト噴射とを、電磁弁により燃料の噴
射をＯＮ−ＯＦＦするインジェクタにより行うことを特
徴とする。
圧が所定以下に低下したときなどに、吸入空気量が応答
良く増量されるので、スモークの増加を防止でき、良好
な運転性を得られる。また、請求項２に係る発明は、前
記メイン噴射とポスト噴射とを、電磁弁により燃料の噴
射をＯＮ−ＯＦＦするインジェクタにより行うことを特
徴とする。
【０００８】請求項２に係る発明によると、電磁弁によ
る燃料噴射のＯＮ−ＯＦＦで、メイン噴射とポスト噴射
とを高精度に制御することができる。また、請求項３に
係る発明は、前記ターボ過給機のタービン下流の排気通
路に配置されて流入する排気成分を浄化する排気浄化手
段の活性状態を判断し、該排気浄化手段が活性していな
いときは前記タービンをバイパスして前記排気浄化手段
に導く排気のバイパス流量を大きくし、前記排気浄化手
段が活性したときは前記バイパス流量を小さくするバイ
パス流量制御を行うと共に、前記バイパス流量を大から
小に切り換えるときに前記ポスト噴射を行うことを特徴
とする。
る燃料噴射のＯＮ−ＯＦＦで、メイン噴射とポスト噴射
とを高精度に制御することができる。また、請求項３に
係る発明は、前記ターボ過給機のタービン下流の排気通
路に配置されて流入する排気成分を浄化する排気浄化手
段の活性状態を判断し、該排気浄化手段が活性していな
いときは前記タービンをバイパスして前記排気浄化手段
に導く排気のバイパス流量を大きくし、前記排気浄化手
段が活性したときは前記バイパス流量を小さくするバイ
パス流量制御を行うと共に、前記バイパス流量を大から
小に切り換えるときに前記ポスト噴射を行うことを特徴
とする。
【０００９】請求項３に係る発明によると、排気浄化手
段［ＮＯｘトラップ触媒、酸化触媒、ＤＰＦ（ディーゼ
ルパティキュレートフィルタ）など］が、低温で活性し
ていないときは、排気バイパス流量を大きくすることに
より、タービンへの放熱による排気の冷却を抑制して排
気温度を高めることにより、排気浄化手段の活性が促進
される。
段［ＮＯｘトラップ触媒、酸化触媒、ＤＰＦ（ディーゼ
ルパティキュレートフィルタ）など］が、低温で活性し
ていないときは、排気バイパス流量を大きくすることに
より、タービンへの放熱による排気の冷却を抑制して排
気温度を高めることにより、排気浄化手段の活性が促進
される。
【００１０】そして、排気浄化手段が活性すると、前記
バイパス流量を大から小（０を含む）に切り換えて前記
ターボ過給機の過給圧を上昇させる。このとき、前記ポ
スト噴射を行うことで、スモークの増加を防止しつつ速
やかに過給圧を上昇させることができる。また、請求項
４に係る発明は、前記タービンをバイパスするバイパス
通路に介装された排気バイパス弁の開度を制御して、前
記バイパス流量を制御することを特徴とする。
バイパス流量を大から小（０を含む）に切り換えて前記
ターボ過給機の過給圧を上昇させる。このとき、前記ポ
スト噴射を行うことで、スモークの増加を防止しつつ速
やかに過給圧を上昇させることができる。また、請求項
４に係る発明は、前記タービンをバイパスするバイパス
通路に介装された排気バイパス弁の開度を制御して、前
記バイパス流量を制御することを特徴とする。
【００１１】請求項４に係る発明によると、排気バイパ
ス弁の開度を小とすることで前記バイパス流量を小さく
し、排気バイパス弁の開度を大とすることで前記バイパ
ス流量を大きくすることができる。なお、ポスト噴射
は、排気バイパス弁の開度を大から小に切り換えてバイ
パス流量を増大するときに行うが、排気バイパス弁の開
度を小とした直後の過給圧がまだ低い状態のときも継続
して行う。あるいは、ポスト噴射を排気バイパス弁の開
度を大から小への切り換え前に行って、切り換え終了時
に既に過給圧が高められているようにすることもでき
る。
ス弁の開度を小とすることで前記バイパス流量を小さく
し、排気バイパス弁の開度を大とすることで前記バイパ
ス流量を大きくすることができる。なお、ポスト噴射
は、排気バイパス弁の開度を大から小に切り換えてバイ
パス流量を増大するときに行うが、排気バイパス弁の開
度を小とした直後の過給圧がまだ低い状態のときも継続
して行う。あるいは、ポスト噴射を排気バイパス弁の開
度を大から小への切り換え前に行って、切り換え終了時
に既に過給圧が高められているようにすることもでき
る。
【００１２】また、請求項５に係る発明は、前記過給圧
あるいは吸入空気量を検出し、該検出値が所定値を下回
るとき、前記ポスト噴射を行うことを特徴とする。請求
項５に係る発明によると、過給圧あるいは吸入空気量が
所定値に達するまでの間のみ、ポスト噴射を実施するの
で、燃費が悪化するポスト噴射を実施する期間を必要最
小限にとどめられ、スモーク低減および運転性向上と、
燃費性能とを両立することができる。
あるいは吸入空気量を検出し、該検出値が所定値を下回
るとき、前記ポスト噴射を行うことを特徴とする。請求
項５に係る発明によると、過給圧あるいは吸入空気量が
所定値に達するまでの間のみ、ポスト噴射を実施するの
で、燃費が悪化するポスト噴射を実施する期間を必要最
小限にとどめられ、スモーク低減および運転性向上と、
燃費性能とを両立することができる。
【００１３】また、請求項６に係る発明は、前記過給圧
あるいは吸入空気量が目標値に対して低いほどポスト噴
射量を多く設定することを特徴とする。請求項６に係る
発明によると、過給圧あるいは吸入空気量が目標値に対
して低いほどポスト噴射量を多く設定するので、加速初
期で過給圧の遅れが大きなときにはポスト噴射量を多く
設定し、過給圧が上昇してくると徐々にポスト噴射量を
減量できるので、ポスト噴射による燃費悪化を最小限に
抑制しつつ、スモーク低減と運転性の向上が可能とな
る。
あるいは吸入空気量が目標値に対して低いほどポスト噴
射量を多く設定することを特徴とする。請求項６に係る
発明によると、過給圧あるいは吸入空気量が目標値に対
して低いほどポスト噴射量を多く設定するので、加速初
期で過給圧の遅れが大きなときにはポスト噴射量を多く
設定し、過給圧が上昇してくると徐々にポスト噴射量を
減量できるので、ポスト噴射による燃費悪化を最小限に
抑制しつつ、スモーク低減と運転性の向上が可能とな
る。
【００１４】また、請求項７に係る発明は、排気の一部
を吸気に還流させるＥＧＲ制御と、吸気通路の絞り制御
との少なくとも一方を用いて空気過剰率を制御し、前記
排気浄化手段が活性していないときは、空気過剰率を低
く制御し、排気浄化手段が活性後に前記ポスト噴射を実
施しているときは、ポスト噴射量が多いほど空気過剰率
を高く制御することを特徴とする。
を吸気に還流させるＥＧＲ制御と、吸気通路の絞り制御
との少なくとも一方を用いて空気過剰率を制御し、前記
排気浄化手段が活性していないときは、空気過剰率を低
く制御し、排気浄化手段が活性後に前記ポスト噴射を実
施しているときは、ポスト噴射量が多いほど空気過剰率
を高く制御することを特徴とする。
【００１５】請求項７に係る発明によると、排気浄化手
段が低温で活性していないときは、ポスト噴射を行わず
空気過剰率を低く制御することで排気温度を上昇させる
ことができ、排気のバイパスによる昇温効果と併せて排
気浄化手段を速やかに昇温して活性することができる。
また、ポスト噴射を実施中のときは、空気過剰率を高く
制御することで、ポスト噴射時のＨＣ，ＣＯの悪化を抑
制することができる。
段が低温で活性していないときは、ポスト噴射を行わず
空気過剰率を低く制御することで排気温度を上昇させる
ことができ、排気のバイパスによる昇温効果と併せて排
気浄化手段を速やかに昇温して活性することができる。
また、ポスト噴射を実施中のときは、空気過剰率を高く
制御することで、ポスト噴射時のＨＣ，ＣＯの悪化を抑
制することができる。
【００１６】また、請求項８に係る発明は、運転者のア
クセル操作に基づく加速要求がある場合は、前記排気浄
化手段が活性していない場合であっても前記排気のバイ
パス流量を小さくするとともに、前記過給圧あるいは吸
入空気量が所定値を下回る間は、ポスト噴射を実施する
ことを特徴とする。
クセル操作に基づく加速要求がある場合は、前記排気浄
化手段が活性していない場合であっても前記排気のバイ
パス流量を小さくするとともに、前記過給圧あるいは吸
入空気量が所定値を下回る間は、ポスト噴射を実施する
ことを特徴とする。
【００１７】請求項８に係る発明によると、運転者のア
クセル操作に基づく加速要求があるときは、排気浄化手
段が活性していない場合であっても、排気バイパス流量
を小さくする（０を含む）とともに、過給圧あるいは吸
入空気量が所定値に達するまでの間、ポスト噴射を実施
するので、加速要求を優先して満たすことができる。
クセル操作に基づく加速要求があるときは、排気浄化手
段が活性していない場合であっても、排気バイパス流量
を小さくする（０を含む）とともに、過給圧あるいは吸
入空気量が所定値に達するまでの間、ポスト噴射を実施
するので、加速要求を優先して満たすことができる。
【００１８】また、請求項９に係る発明は、加速要求が
大きいときほど前記排気のバイパス流量を小さくするこ
とを特徴とする。請求項９に係る発明によると、加速要
求が大きいときほど前記排気のバイパス流量を小さくす
ることで過給圧の上昇を早めて要求に見合った加速性を
得ることができる。
大きいときほど前記排気のバイパス流量を小さくするこ
とを特徴とする。請求項９に係る発明によると、加速要
求が大きいときほど前記排気のバイパス流量を小さくす
ることで過給圧の上昇を早めて要求に見合った加速性を
得ることができる。
【００１９】また、請求項１０に係る発明は、加速要求
が大きいときほど前記所定値を大きく設定することを特
徴とする。請求項１０に係る発明によると、加速要求が
大きいときほど前記所定値を大きく設定することで、ポ
スト噴射を実施する期間を引き伸ばすことにより過給圧
の上昇を維持し、要求に見合った加速性を得ることがで
きる。
が大きいときほど前記所定値を大きく設定することを特
徴とする。請求項１０に係る発明によると、加速要求が
大きいときほど前記所定値を大きく設定することで、ポ
スト噴射を実施する期間を引き伸ばすことにより過給圧
の上昇を維持し、要求に見合った加速性を得ることがで
きる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図に
基づいて説明する。図１において、エンジン（ディーゼ
ルエンジン等の内燃機関）１の燃料噴射システムは、コ
モンレール２、電磁弁により燃料の噴射をＯＮ−ＯＦＦ
するインジェクタ３、及び、図示しないサプライポンプ
から構成されるコモンレール式燃料噴射システムを採用
している。
基づいて説明する。図１において、エンジン（ディーゼ
ルエンジン等の内燃機関）１の燃料噴射システムは、コ
モンレール２、電磁弁により燃料の噴射をＯＮ−ＯＦＦ
するインジェクタ３、及び、図示しないサプライポンプ
から構成されるコモンレール式燃料噴射システムを採用
している。
【００２１】排気マニホールド４の下流には、ターボ過
給機５のタービン５Ｔが設けられ、該タービン５Ｔと同
軸上にコンプレッサ５Ｃが装着されている。吸気はコン
プレッサ５Ｃで圧縮加圧された後、吸気通路６を通り、
コレクタ７を介してエンジン１のシリンダ内に吸入され
る。吸気通路６の途中には吸気量を絞るために吸気絞り
弁８が取り付けられている。また、コレクタ７には、過
給圧（吸気圧）を検出する過給圧センサ９が取り付けら
れている。
給機５のタービン５Ｔが設けられ、該タービン５Ｔと同
軸上にコンプレッサ５Ｃが装着されている。吸気はコン
プレッサ５Ｃで圧縮加圧された後、吸気通路６を通り、
コレクタ７を介してエンジン１のシリンダ内に吸入され
る。吸気通路６の途中には吸気量を絞るために吸気絞り
弁８が取り付けられている。また、コレクタ７には、過
給圧（吸気圧）を検出する過給圧センサ９が取り付けら
れている。
【００２２】前記排気マニホールド４と吸気通路６とは
ＥＧＲ通路１０によって連通され、前記ＥＧＲ通路１０
に介装されたＥＧＲ弁１１の開度によってＥＧＲガス量
が制御される。タービン５Ｔ下流の排気通路１２には、
触媒（排気浄化手段）１３が装着され、該触媒１３の温
度を検出するため、触媒温度センサ１４が装着されてい
る。の上流側の排気マニホールド４と下流側の排気通路
１２とは、バイパス通路１５によって連通され、バイパ
ス通路１５の開口面積は排気バイパス弁１６によって制
御される。
ＥＧＲ通路１０によって連通され、前記ＥＧＲ通路１０
に介装されたＥＧＲ弁１１の開度によってＥＧＲガス量
が制御される。タービン５Ｔ下流の排気通路１２には、
触媒（排気浄化手段）１３が装着され、該触媒１３の温
度を検出するため、触媒温度センサ１４が装着されてい
る。の上流側の排気マニホールド４と下流側の排気通路
１２とは、バイパス通路１５によって連通され、バイパ
ス通路１５の開口面積は排気バイパス弁１６によって制
御される。
【００２３】エンジンコントロールユニット１７には、
回転速度センサ３１で検出されたエンジン回転速度信
号、アクセル開度センサ３２で検出されたアクセル開度
信号、触媒温度センサ１４で検出された触媒温度信号、
および、過給圧センサ９で検出された過給圧信号が入力
され、各信号に基づいて、インジェクタ３、吸気絞り弁
８、ＥＧＲ弁１１、および、排気バイパス弁１６への作
動指令信号を出力する。
回転速度センサ３１で検出されたエンジン回転速度信
号、アクセル開度センサ３２で検出されたアクセル開度
信号、触媒温度センサ１４で検出された触媒温度信号、
および、過給圧センサ９で検出された過給圧信号が入力
され、各信号に基づいて、インジェクタ３、吸気絞り弁
８、ＥＧＲ弁１１、および、排気バイパス弁１６への作
動指令信号を出力する。
【００２４】次に、図２のフローチャートにしたがっ
て、本実施形態の制御を説明する。ステップ１では、上
記各センサから、エンジン回転速度Ｎｅ、アクセル開度
Ａｃｃ、触媒温度Ｔｃａｔ、過給圧Ｂｏｏｓｔを読み込
む。ステップ２では、触媒温度Ｔｃａｔが所定値Ｔ０未
満であるかを判定する。ここで所定値Ｔ０は、触媒の活
性化温度（一般的には、排気成分を浄化する効率が５０
％となる温度）に相当する値（例えば、２００°Ｃ）と
する。
て、本実施形態の制御を説明する。ステップ１では、上
記各センサから、エンジン回転速度Ｎｅ、アクセル開度
Ａｃｃ、触媒温度Ｔｃａｔ、過給圧Ｂｏｏｓｔを読み込
む。ステップ２では、触媒温度Ｔｃａｔが所定値Ｔ０未
満であるかを判定する。ここで所定値Ｔ０は、触媒の活
性化温度（一般的には、排気成分を浄化する効率が５０
％となる温度）に相当する値（例えば、２００°Ｃ）と
する。
【００２５】触媒温度Ｔｃａｔが所定値Ｔ０未満である
場合、ステップ３へ進んで、アクセル開度Ａｃｃが所定
値Ａ０未満であるかを判定する。つまり、運転者の加速
要求の有無を判定する。ここで、アクセル開度の変化率
ΔＡｃｃが所定値ΔＡ０未満かどうかで判定してもよ
い。アクセル開度Ａｃｃが所定値Ａ０未満の場合、つま
り加速要求が無いと判断された場合は、ステップ４以降
へ進んで触媒１３の暖機を促進する制御を行う。
場合、ステップ３へ進んで、アクセル開度Ａｃｃが所定
値Ａ０未満であるかを判定する。つまり、運転者の加速
要求の有無を判定する。ここで、アクセル開度の変化率
ΔＡｃｃが所定値ΔＡ０未満かどうかで判定してもよ
い。アクセル開度Ａｃｃが所定値Ａ０未満の場合、つま
り加速要求が無いと判断された場合は、ステップ４以降
へ進んで触媒１３の暖機を促進する制御を行う。
【００２６】ステップ４では、排気バイパス弁１６の開
度を全開とし、タービン５Ｔのバイパス量を増加させ
る。これにより、タービン５Ｔへの排気の放熱を抑制で
き、触媒に導かれる排気の温度低下が抑制される。ステ
ップ５では、ポスト噴射量Ｑｐ＝０とする。触媒暖機時
には長時間のポスト噴射を禁止して燃費悪化、排気性能
の低下を抑制する。
度を全開とし、タービン５Ｔのバイパス量を増加させ
る。これにより、タービン５Ｔへの排気の放熱を抑制で
き、触媒に導かれる排気の温度低下が抑制される。ステ
ップ５では、ポスト噴射量Ｑｐ＝０とする。触媒暖機時
には長時間のポスト噴射を禁止して燃費悪化、排気性能
の低下を抑制する。
【００２７】ステップ６では、以下の手順で目標ＥＧＲ
率を設定する。まず、図４のテーブルからエンジン回転
速度Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃに基づき、基本目標ＥＧ
Ｒ率ＭＥＧＲ０を設定する。次に、図４のテーブルから
触媒温度Ｔｃａｔに基づき、ＥＧＲ率第１補正係数αを
求める。ＥＧＲ率第１補正係数αは、図示のように触媒
温度Ｔｃａｔが低いほど大きい値に設定されている。最
後に、基本目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲ０とＥＧＲ率第１補正
係数αの積を目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲとする。
率を設定する。まず、図４のテーブルからエンジン回転
速度Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃに基づき、基本目標ＥＧ
Ｒ率ＭＥＧＲ０を設定する。次に、図４のテーブルから
触媒温度Ｔｃａｔに基づき、ＥＧＲ率第１補正係数αを
求める。ＥＧＲ率第１補正係数αは、図示のように触媒
温度Ｔｃａｔが低いほど大きい値に設定されている。最
後に、基本目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲ０とＥＧＲ率第１補正
係数αの積を目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲとする。
【００２８】同一過給圧の条件で、ＥＧＲ率を増加させ
ると、シリンダへ吸入する空気量が減少し、燃料噴射量
との割合、すなわち、空気過剰率が低下する。上記の動
作によると、触媒温度Ｔｃａｔが低いほど目標ＥＧＲ率
が高く補正されるため、空気過剰率は低下する。このよ
うに、空気過剰率を低下させることにより、吸気中の低
温な空気（新気）の量が少なくなり、高温なＥＧＲガス
の増量による吸気温度上昇とも相まって排気温度を高め
ることができ、触媒の昇温効果を高めることができる。
ると、シリンダへ吸入する空気量が減少し、燃料噴射量
との割合、すなわち、空気過剰率が低下する。上記の動
作によると、触媒温度Ｔｃａｔが低いほど目標ＥＧＲ率
が高く補正されるため、空気過剰率は低下する。このよ
うに、空気過剰率を低下させることにより、吸気中の低
温な空気（新気）の量が少なくなり、高温なＥＧＲガス
の増量による吸気温度上昇とも相まって排気温度を高め
ることができ、触媒の昇温効果を高めることができる。
【００２９】ステップ２で、触媒温度Ｔｃａｔが所定値
Ｔ０以上で触媒が活性していると判断された場合、ある
いは、ステップ３でアクセル開度Ａｃｃが所定値Ａ０以
上の加速要求があると判断された場合は、過給を優先し
て加速性能を確保するようにステップ７へ進み、排気バ
イパス弁１６の開度を全閉とし、タービン５Ｔへのバイ
パスを禁止する。なお、ステップ３からステップ７に進
んだ場合は、加速要求に応じて排気バイパス弁１６の開
度を設定するようにしてもよい。すなわち、全閉とする
のではなく、Ａｃｃ−Ａ０（あるいはΔＡｃｃ−ΔＡ
０）が大きいときほど全閉に近づけるようにして、バイ
パスする割合を減少させるようにしてもよい。
Ｔ０以上で触媒が活性していると判断された場合、ある
いは、ステップ３でアクセル開度Ａｃｃが所定値Ａ０以
上の加速要求があると判断された場合は、過給を優先し
て加速性能を確保するようにステップ７へ進み、排気バ
イパス弁１６の開度を全閉とし、タービン５Ｔへのバイ
パスを禁止する。なお、ステップ３からステップ７に進
んだ場合は、加速要求に応じて排気バイパス弁１６の開
度を設定するようにしてもよい。すなわち、全閉とする
のではなく、Ａｃｃ−Ａ０（あるいはΔＡｃｃ−ΔＡ
０）が大きいときほど全閉に近づけるようにして、バイ
パスする割合を減少させるようにしてもよい。
【００３０】ステップ８では、検出した過給圧Ｂｏｏｓ
ｔが所定値Ｂ０未満であるかを判定し、所定値Ｂ０未満
の場合は、ステップ９で、図５のマップに基づきポスト
噴射量Ｑｐを設定する。ここで、ポスト噴射量Ｑｐは、
過給圧Ｂｏｏｓｔが低いほど大きい値に設定されてい
る。すなわち、過給圧Ｂｏｏｓｔが低いほどポスト噴射
量Ｑｐを多くして排気温度を十分に高めることにより、
タービン入口のエンタルピを大きくし、タービンによる
排気エネルギ回収効率を高め、コンプレッサによる吸気
圧縮仕事を増加させて、過給圧を速やかに上昇させるこ
とができる。ここで、ステップ３から進んできた場合
は、所定値Ｂ０は運転条件（加速要求）に応じて設定し
てもよい。すなわち、Ａｃｃ−Ａ０（あるいはΔＡｃｃ
−ΔＡ０）が大きいときは所定値Ｂ０を大きく設定する
ようにしてもよい。また、過給圧の代わりに、吸入空気
量に基づいて判定してもよい。すなわち、吸入空気量Ｑ
ａｃ＜目標値Ｑａｃ０のとき、ステップ９へ進む。
ｔが所定値Ｂ０未満であるかを判定し、所定値Ｂ０未満
の場合は、ステップ９で、図５のマップに基づきポスト
噴射量Ｑｐを設定する。ここで、ポスト噴射量Ｑｐは、
過給圧Ｂｏｏｓｔが低いほど大きい値に設定されてい
る。すなわち、過給圧Ｂｏｏｓｔが低いほどポスト噴射
量Ｑｐを多くして排気温度を十分に高めることにより、
タービン入口のエンタルピを大きくし、タービンによる
排気エネルギ回収効率を高め、コンプレッサによる吸気
圧縮仕事を増加させて、過給圧を速やかに上昇させるこ
とができる。ここで、ステップ３から進んできた場合
は、所定値Ｂ０は運転条件（加速要求）に応じて設定し
てもよい。すなわち、Ａｃｃ−Ａ０（あるいはΔＡｃｃ
−ΔＡ０）が大きいときは所定値Ｂ０を大きく設定する
ようにしてもよい。また、過給圧の代わりに、吸入空気
量に基づいて判定してもよい。すなわち、吸入空気量Ｑ
ａｃ＜目標値Ｑａｃ０のとき、ステップ９へ進む。
【００３１】次のステップ１０では、以下の手順により
目標ＥＧＲ率を設定する。まず、ステップ６と同様に図
３のマップからエンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度Ａ
ｃｃとに基づいて、基本目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲ０を設定
する。次に、図６のテーブルからポスト噴射量Ｑｐに基
づいてＥＧＲ率第２補正係数βを求める。ＥＧＲ率第２
補正係数βは、図示のようにポスト噴射量Ｑｐが多いほ
ど小さい値に設定されている。最後に、基本目標ＥＧＲ
率ＭＥＧＲ０とＥＧＲ率第２補正係数βの積を目標ＥＧ
Ｒ率ＭＥＧＲとする。これにより、ポスト噴射量Ｑｐが
多いほど、目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲを低くするため、空気
過剰率を高く設定することになる。すなわち、過剰ＥＧ
Ｒによってポスト噴射された燃料が失火することを防止
しつつＥＧＲによる昇温効果を得られるように、目標Ｅ
ＧＲ率を設定する。
目標ＥＧＲ率を設定する。まず、ステップ６と同様に図
３のマップからエンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度Ａ
ｃｃとに基づいて、基本目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲ０を設定
する。次に、図６のテーブルからポスト噴射量Ｑｐに基
づいてＥＧＲ率第２補正係数βを求める。ＥＧＲ率第２
補正係数βは、図示のようにポスト噴射量Ｑｐが多いほ
ど小さい値に設定されている。最後に、基本目標ＥＧＲ
率ＭＥＧＲ０とＥＧＲ率第２補正係数βの積を目標ＥＧ
Ｒ率ＭＥＧＲとする。これにより、ポスト噴射量Ｑｐが
多いほど、目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲを低くするため、空気
過剰率を高く設定することになる。すなわち、過剰ＥＧ
Ｒによってポスト噴射された燃料が失火することを防止
しつつＥＧＲによる昇温効果を得られるように、目標Ｅ
ＧＲ率を設定する。
【００３２】ステップ８で過給圧Ｂｏｏｓｔが所定値Ｂ
０以上と判定された場合は、ステップ１１へ進み、ポス
ト噴射量Ｑｐ＝０とする。また、次のステップ１２で、
図３のマップからエンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度
Ａｃｃに基づいて、基本目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲ０を読み
取り、これを目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲとする。つまりポス
ト噴射量Ｑｐによる目標ＥＧＲ率の減少補正を行わな
い。すなわち、ポスト噴射は排気温度を応答良くかつ十
分に高められるが、燃費やＨＣ，ＣＯの悪化につながる
ため、過給圧が小さいときだけ短時間行い、ある程度上
昇した後はＥＧＲによる昇温に移行させて過給圧が目標
値まで速やかに達するように十分高い昇温効果を維持で
きるようにする。
０以上と判定された場合は、ステップ１１へ進み、ポス
ト噴射量Ｑｐ＝０とする。また、次のステップ１２で、
図３のマップからエンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度
Ａｃｃに基づいて、基本目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲ０を読み
取り、これを目標ＥＧＲ率ＭＥＧＲとする。つまりポス
ト噴射量Ｑｐによる目標ＥＧＲ率の減少補正を行わな
い。すなわち、ポスト噴射は排気温度を応答良くかつ十
分に高められるが、燃費やＨＣ，ＣＯの悪化につながる
ため、過給圧が小さいときだけ短時間行い、ある程度上
昇した後はＥＧＲによる昇温に移行させて過給圧が目標
値まで速やかに達するように十分高い昇温効果を維持で
きるようにする。
【００３３】最後に、ステップ１３で上記ステップ６，
１０，１２で設定された目標ＥＧＲ率に基づいて吸気絞
り弁１０およびＥＧＲ弁１４の開度信号を演算し、出力
する。なお、上記実施形態では、空気過剰率を制御する
際にＥＧＲ制御のみ行う場合について説明したが、吸気
絞り弁１０を併用して制御してもよい。すなわち、吸気
絞り弁１０を絞り制御して直接空気量を減少させること
で、ＥＧＲ制御単独の場合より応答良く、かつ、十分に
空気過剰率を小さくすることができる。
１０，１２で設定された目標ＥＧＲ率に基づいて吸気絞
り弁１０およびＥＧＲ弁１４の開度信号を演算し、出力
する。なお、上記実施形態では、空気過剰率を制御する
際にＥＧＲ制御のみ行う場合について説明したが、吸気
絞り弁１０を併用して制御してもよい。すなわち、吸気
絞り弁１０を絞り制御して直接空気量を減少させること
で、ＥＧＲ制御単独の場合より応答良く、かつ、十分に
空気過剰率を小さくすることができる。
【００３４】また、本実施形態では、排気バイパス弁１
６を閉じてからポスト噴射を行っているが、ポスト噴射
の開始時期を排気バイパス弁１６の閉弁時期より前、も
しくは同時に設定してもよい。
６を閉じてからポスト噴射を行っているが、ポスト噴射
の開始時期を排気バイパス弁１６の閉弁時期より前、も
しくは同時に設定してもよい。
【図１】本発明の実施形態のシステム構成を示す図。
【図２】上記実施形態の制御ルーチンを示すフローチャ
ート。
ート。
【図３】上記実施形態で用いる基本目標ＥＧＲ率を求め
るマップ。
るマップ。
【図４】同じくＥＧＲ率第１補正係数αを設定するマッ
プ。
プ。
【図５】同じくポスト噴射量Ｑｐを設定するテーブル。
【図６】同じくＥＧＲ率第２補正係数βを設定するマッ
プ。
プ。
１ エンジン
３ インジェクタ
５ ターボ過給機
５Ｔ タービン
５Ｃ コンプレッサ
８ 吸気絞り弁
９ 過給圧センサ
１０ ＥＧＲ通路
１１ ＥＧＲ弁
１３ 触媒
１４ 触媒温度センサ
１５ バイパス通路
１６ 排気バイパス弁
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０２ Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０２Ｂ
37/18 Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｂ
Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１ ３０１Ｄ
23/02 Ｆ
23/02 41/04 ３８５Ｂ
41/04 ３８５ 41/10 ３７５
41/10 ３７５ 43/00 ３０１Ｇ
43/00 ３０１ ３０１Ｎ
３０１Ｒ
３０１Ｔ
Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｆ
Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ ５７０Ｊ
５７０Ｐ
Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０１Ａ
Ｆターム(参考） 3G005 DA02 EA16 FA04 GB28 GD02
HA05 HA12 JA16 JA24 JA36
JA39 JA41 JA45 JB02
3G062 AA01 AA05 BA02 BA04 BA05
BA06 CA04 GA04 GA06 GA09
GA14 GA15 GA17 GA21
3G084 AA01 BA07 BA11 BA20 BA24
CA04 DA05 DA10 FA10 FA12
FA27
3G092 AA02 AA17 AA18 AB03 BA02
BA04 BB01 BB03 BB06 BB13
DB03 DC01 DC09 DC12 DC15
DE06S DF02 DF07 DF09
DG09 EA01 EA09 EA14 FA03
FA06 FA18 FA24 HA16X
HA16Z HB01X HB02X HD01X
HD02X HD02Z HD07X HD09X
HE01Z HF09Z
3G301 HA02 HA11 HA13 JA02 JA03
JA24 JA26 KA12 LA01 LB11
LC01 MA01 MA11 MA19 MA23
MA26 NE01 NE19 PA16Z
PB03Z PB05Z PD12Z PD15Z
PE01Z PF04Z
Claims (10)
- 【請求項１】排気流で駆動されるタービンと共に回転す
るコンプレッサにより吸気過給を行うターボ過給機を搭
載した内燃機関の過給圧制御装置であって、前記ターボ
過給機の過給圧を上昇させるとき、燃料のメイン噴射後
のポスト噴射を行うことを特徴とする内燃機関の過給圧
制御装置。 - 【請求項２】前記メイン噴射とポスト噴射とを、電磁弁
により燃料の噴射をＯＮ−ＯＦＦするインジェクタによ
り行うことを特徴とする内燃機関の過給圧制御装置。 - 【請求項３】前記ターボ過給機のタービン下流の排気通
路に配置されて流入する排気成分を浄化する排気浄化手
段の活性状態を判断し、該排気浄化手段が活性していな
いときは前記タービンをバイパスして前記排気浄化手段
に導く排気のバイパス流量を大きくし、前記排気浄化手
段が活性したときは前記バイパス流量を小さくするバイ
パス流量制御を行うと共に、前記バイパス流量を大から
小に切り換えるときに前記ポスト噴射を行うことを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の過給
圧制御装置。 - 【請求項４】前記タービンをバイパスするバイパス通路
に介装された排気バイパス弁の開度を制御して、前記バ
イパス流量を制御することを特徴とする請求項３に記載
の内燃機関の過給圧制御装置。 - 【請求項５】前記過給圧あるいは吸入空気量を検出し、
該検出値が所定値を下回るとき、前記ポスト噴射を行う
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに
記載の内燃機関の過給圧制御装置。 - 【請求項６】前記過給圧あるいは吸入空気量が目標値に
対して低いほどポスト噴射量を多く設定することを特徴
とする請求項５に記載の内燃機関の過給圧制御装置。 - 【請求項７】排気の一部を吸気に還流させるＥＧＲ制御
と、吸気通路の絞り制御との少なくとも一方を用いて空
気過剰率を制御し、 前記排気浄化手段が活性していないときは、空気過剰率
を低く制御し、排気浄化手段が活性後に前記ポスト噴射
を実施しているときは、ポスト噴射量が多いほど空気過
剰率を高く制御することを特徴とする請求項３〜請求項
６のいずれか１つに記載の内燃機関の過給圧制御装置。 - 【請求項８】運転者のアクセル操作に基づく加速要求が
ある場合は、前記排気浄化手段が活性していない場合で
あっても前記排気のバイパス流量を小さくするととも
に、前記過給圧あるいは吸入空気量が所定値を下回る間
は、ポスト噴射を実施することを特徴とする請求項３〜
請求項７のいずれか１つに記載の内燃機関の過給圧制御
装置。 - 【請求項９】加速要求が大きいときほど前記排気のバイ
パス流量を小さくすることを特徴とする請求項８に記載
の内燃機関の過給圧制御装置。 - 【請求項１０】加速要求が大きいときほど前記所定値を
大きく設定することを特徴とする請求項８または請求項
９に記載の内燃機関の過給圧制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001315179A JP2003120353A (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | 内燃機関の過給圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001315179A JP2003120353A (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | 内燃機関の過給圧制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003120353A true JP2003120353A (ja) | 2003-04-23 |
Family
ID=19133384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001315179A Pending JP2003120353A (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | 内燃機関の過給圧制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003120353A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101418741A (zh) * | 2007-10-26 | 2009-04-29 | 福特环球技术公司 | 发动机怠速转速和涡轮增压器转速控制 |
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-
2001
- 2001-10-12 JP JP2001315179A patent/JP2003120353A/ja active Pending
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