JP2003206793A - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine

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JP2003206793A
JP2003206793A JP2002004367A JP2002004367A JP2003206793A JP 2003206793 A JP2003206793 A JP 2003206793A JP 2002004367 A JP2002004367 A JP 2002004367A JP 2002004367 A JP2002004367 A JP 2002004367A JP 2003206793 A JP2003206793 A JP 2003206793A
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Japan
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condensed water
internal combustion
combustion engine
exhaust gas
fuel injection
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Application number
JP2002004367A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Kobayashi
正明 小林
Hidenori Moriya
栄紀 守谷
Satoshi Nakamura
中村  聡
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Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control technology of an internal combustion engine capable of preventing a heater-heating type sensor from being splashed with water attributable to scattered condensed water and using the heater-heating type sensor even in a condition in which condensed water is generated. <P>SOLUTION: The internal combustion engine has an exhaust passage structure in which steam contained in exhaust gas is condensed in an exhaust passage of the internal combustion engine, the condensed water attributable to the condensation thereof forms a condensed water retention part in the exhaust passage, and an air-fuel ratio sensor is provided on a position at which the sensor is easily splashed with scattered condensed water retained in the retention part. The condensed water generated in the retention part is detected, and the fuel injection of the internal combustion engine is gradually controlled so as to suppress a sudden increase in the flow rate of the exhaust gas when the condensed water is detected, preventing the condensed water from being splashed to the air-fuel ratio sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に関し、
より詳細には、排気通路内の凝縮水に起因したヒータ加
熱型センサの素子割れを防止する内燃機関の制御技術に
関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an internal combustion engine,
More specifically, the present invention relates to a control technique for an internal combustion engine that prevents element breakage of a heater heating type sensor due to condensed water in an exhaust passage.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼル機関に代表される希薄燃焼式
内燃機関では、窒素酸化物(NOx)等の排出を抑制す
るため種々の対策が講じられている。この対策の一つ
に、排気ガス(不活性ガス)の一部をEGRガスとして
燃焼室に導入し、その不活性ガスたるEGRガスによっ
て燃焼温度を低下させ、窒素酸化物(NOx)の生成量
を減らす所謂「EGR制御」が一般に行われている。
2. Description of the Related Art In a lean-burn internal combustion engine represented by a diesel engine, various measures are taken to suppress the emission of nitrogen oxides (NOx). One of the countermeasures is to introduce a part of the exhaust gas (inert gas) into the combustion chamber as EGR gas, reduce the combustion temperature by the EGR gas as the inert gas, and generate the amount of nitrogen oxides (NOx). The so-called “EGR control” for reducing the power consumption is generally performed.

【0003】より詳しくは、排気通路と吸気通路をEG
R通路で接続し、さらに、そのEGR通路中にEGR弁
を設け、EGRガスを導入すべきときには、まず、現在
の運転状態に応じた開度でEGR弁を開弁し、続いて、
燃焼室に取り込まれる空気量(新気量)をエアフロメー
タの出力から算出し、その算出した空気量と目標空気量
との差分(誤差)を、排気通路に設けられた空燃比セン
サの出力(排気ガスの酸素濃度)に基づくEGR弁のフ
ィードバック制御で補正し、燃焼室に所定の割合(EG
R率)でEGRガスを導入する。なお、ここで目標空気
量とは、規定のEGRガスの還流によって算出される空
気量である。つまり、EGR制御時には、空燃比センサ
の出力に基づくEGR弁のフィードバック制御が実施さ
れ、その結果、EGRガスは、所定の割合で新気と共に
燃焼室に流れ込むこととなる。
More specifically, the exhaust passage and the intake passage are connected to the EG
When the RGR passage is connected and an EGR valve is provided in the EGR passage and EGR gas is to be introduced, first, the EGR valve is opened at an opening degree according to the current operating state, and then,
The air amount (fresh air amount) taken into the combustion chamber is calculated from the output of the air flow meter, and the difference (error) between the calculated air amount and the target air amount is output from the air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage ( This is corrected by feedback control of the EGR valve based on the oxygen concentration of the exhaust gas, and a predetermined ratio (EG
EGR gas is introduced at an R rate). Here, the target air amount is the air amount calculated by the recirculation of the specified EGR gas. That is, during EGR control, feedback control of the EGR valve is performed based on the output of the air-fuel ratio sensor, and as a result, EGR gas flows into the combustion chamber together with fresh air at a predetermined rate.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者等
によれば、上記したEGR制御に見られるように、空燃
比センサ等の出力を利用してフィードバック制御を実施
すべき状況において、EGR制御に起因した不具合が見
出された。
By the way, according to the present inventors, as seen in the above-mentioned EGR control, the EGR control is performed in a situation where the feedback control should be performed by utilizing the output of the air-fuel ratio sensor or the like. A defect caused by was found.

【0005】まず、冷間時など排気通路が冷えた状態で
は排気ガスが冷却され、その排気ガス中に含まれる水蒸
気が凝縮して、排気通路内にて凝縮水となる。また、そ
の状態でEGR制御が実施された場合には、排気ガスの
一部が吸気系に還流するため排気通路内を流れる排気ガ
スの流量は減り、排気ガスの冷却によって発生した凝縮
水は、排気下流に流れていかずに、例えば排気通路の屈
曲部等に溜まる。すなわち、EGR制御の実施によって
「凝縮水の滞留」が発生する。
First, when the exhaust passage is cold, such as during cold weather, the exhaust gas is cooled, and the water vapor contained in the exhaust gas is condensed and becomes condensed water in the exhaust passage. Further, when the EGR control is performed in that state, a part of the exhaust gas recirculates to the intake system, the flow rate of the exhaust gas flowing in the exhaust passage decreases, and the condensed water generated by cooling the exhaust gas is It does not flow to the downstream of the exhaust gas, but accumulates in, for example, a bent portion of the exhaust passage. That is, the "retention of condensed water" occurs due to the execution of the EGR control.

【0006】一方、フィードバック制御等に用いられる
空燃比センサ等にはヒータが内蔵されている。このヒー
タは、センサ素子が冷えている時などに通電されてセン
サ素子を加熱し、センサ素子を活性化させることでセン
サの使用を可能にする。つまり、センサ素子が冷えた状
態においてセンサを利用するには、センサ素子の加熱が
必要であり、センサ素子の加熱によって適切なフィード
バック制御が実施されるといえる。
On the other hand, a heater is built in the air-fuel ratio sensor used for feedback control and the like. The heater is energized when the sensor element is cold to heat the sensor element and activate the sensor element, thereby enabling the use of the sensor. In other words, it can be said that the heating of the sensor element is necessary to use the sensor when the sensor element is cold, and the appropriate feedback control is performed by the heating of the sensor element.

【0007】ところが、EGR制御中には、そのEGR
制御に起因して凝縮水が滞留するため、凝縮水の飛散に
伴うセンサの被水が懸念される。すなわち、加熱中のセ
ンサ素子に凝縮水が付着することで、センサ素子が割れ
るといった現象、すなわち「サーマルショック」が引き
起こされる虞がある。このため、凝縮水が滞留し易い状
況では、センサ素子を加熱したいにも拘わらずセンサ素
子を加熱できない状況が続き、センサ出力を利用したフ
ィードバック制御を実施できないといった不具合が生じ
る。
However, during EGR control, the EGR
Since the condensed water stays due to the control, there is a concern that the sensor may be exposed to water when the condensed water is scattered. That is, the condensed water may adhere to the sensor element during heating, which may cause a phenomenon such as cracking of the sensor element, that is, “thermal shock”. For this reason, in a situation where condensed water is likely to stay, a situation in which the sensor element cannot be heated even though it is desired to heat the sensor element continues, and a problem occurs in that feedback control using the sensor output cannot be performed.

【0008】本発明は、このような技術的背景を考慮し
なされたもので、凝縮水の飛散に起因したセンサの被水
を防止し、センサの早期使用を可能にする内燃機関の制
御技術を提供することを課題とする。
The present invention has been made in consideration of such a technical background, and provides a control technique for an internal combustion engine which prevents the sensor from being exposed to water due to splashing of condensed water and enables early use of the sensor. The challenge is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するため本発明では、以下の構成とした。すなわち、
内燃機関の排気通路において排気ガス中に含まれる水蒸
気が凝縮し、その凝縮に起因して発生する凝縮水が同排
気通路内にて凝縮水の滞留部を形成する排気通路構造を
備え、さらに、その滞留部に滞留した凝縮水の飛散によ
って被水し易い位置にヒータ加熱型センサを有する内燃
機関であって、前記滞留部に発生する凝縮水を検出する
凝縮水検出手段と、前記凝縮水検出手段にて凝縮水を検
出したとき、排気ガスの流速の急増を抑制するように内
燃機関の燃料噴射制御を変更して、ヒータ加熱型センサ
に対する凝縮水の飛散を防止する燃料噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above technical problems, the present invention has the following configuration. That is,
The water vapor contained in the exhaust gas is condensed in the exhaust passage of the internal combustion engine, and the condensed water generated due to the condensation is provided with an exhaust passage structure that forms a retention portion of the condensed water in the exhaust passage. An internal combustion engine having a heater heating type sensor at a position where it is easily exposed to water due to the scattering of condensed water that has accumulated in the accumulation portion, the condensed water detecting means detecting the condensed water generated in the accumulation portion, and the condensed water detection. When condensate is detected by the means, fuel injection control means for changing the fuel injection control of the internal combustion engine so as to suppress a rapid increase in the flow rate of the exhaust gas, and preventing the condensate from scattering to the heater heating type sensor,
It is characterized by including.

【0010】すなわち、排気ガス中に含まれる水蒸気の
凝縮によって排気通路内に凝縮水の滞留部が形成される
内燃機関では、その凝縮水の飛散に起因してヒータ加熱
型センサの被水が想定される。そこで本発明では、凝縮
水検出手段にて凝縮水を検出し、凝縮水を検出したとき
には、機関運転に伴い排出される排気ガスの流速の急増
を抑制するように燃料噴射制御を変更して凝縮水の飛散
を防止する。よって、凝縮水の飛散に伴うヒータ加熱型
センサの被水が防止され、凝縮水が滞留する状況におい
てもセンサの使用が可能になる。
That is, in an internal combustion engine in which condensed water is formed in the exhaust passage due to condensation of water vapor contained in the exhaust gas, it is assumed that the heater-heated sensor is exposed to water due to scattering of the condensed water. To be done. Therefore, in the present invention, the condensed water is detected by the condensed water detecting means, and when the condensed water is detected, the fuel injection control is changed so as to suppress the rapid increase in the flow velocity of the exhaust gas discharged along with the engine operation. Prevent water from splashing. Therefore, it is possible to prevent the heater heating type sensor from being covered with water when the condensed water is scattered, and the sensor can be used even in the situation where the condensed water stays.

【0011】なお、上記で凝縮水検出手段とは、凝縮水
の滞留を見込みで検出できる構成であれば足り、必ずし
も滞留した凝縮水を直に検出する手段を備えるといった
内容を示唆するものではない。また、上記で燃料噴射制
御を変更するとは、既存の燃料噴射制御の補正に加え、
例えば、排気ガスの流速の急増を防止するために準備さ
れた固有の燃料噴射制御に切り換える概念をも含むもの
である。
It should be noted that the above-mentioned condensed water detecting means is sufficient as long as it is possible to detect the stay of the condensed water, and does not necessarily mean that means for directly detecting the staying condensed water is provided. . Further, changing the fuel injection control in the above means adding to the correction of the existing fuel injection control,
For example, it also includes the concept of switching to specific fuel injection control prepared to prevent a rapid increase in the flow rate of exhaust gas.

【0012】また、前記燃料噴射制御手段は、内燃機関
の燃料噴射量の増量補正において徐変制御を加えつつ燃
料噴射量を増量し、排気ガスの流速の急増を抑制しても
よい。
Further, the fuel injection control means may increase the fuel injection amount while adding a gradual change control in the increase correction of the fuel injection amount of the internal combustion engine to suppress a rapid increase in the exhaust gas flow velocity.

【0013】すなわち、燃料噴射量の増量補正において
は、機関回転数の変動に伴い排気ガスの流速も急増する
ため、本構成では、その燃料噴射量の増量補正において
徐変制御を実施し、増量補正初期における機関回転の増
加率を減らして排気ガスの流速の急増を抑制する。
That is, in the correction of increasing the fuel injection amount, the flow velocity of the exhaust gas also rapidly increases as the engine speed fluctuates. Therefore, in this configuration, the gradual change control is executed in the correction of increasing the fuel injection amount to increase the fuel injection amount. The increase rate of the engine speed in the initial stage of correction is reduced to suppress a rapid increase in the flow rate of exhaust gas.

【0014】また、前記燃料噴射制御手段は、内燃機関
の燃料噴射制御に用いられる最大燃料噴射量の設定を、
これまでの設定に較べ少ない噴射量に変更して排気ガス
の流速の急増を抑制してもよい。
Further, the fuel injection control means sets the maximum fuel injection amount used for the fuel injection control of the internal combustion engine,
The injection amount may be changed to a smaller amount as compared with the setting so far to suppress a rapid increase in the flow rate of exhaust gas.

【0015】すなわち、最大燃料噴射量の設定値を小さ
い値に変更すれば、燃料噴射量の増量補正において目標
機関回転数に達するまでにかかる時間が長くなり、その
結果、排気ガスの流速の急増が抑制される。
That is, if the set value of the maximum fuel injection amount is changed to a small value, it takes a long time to reach the target engine speed in the correction of increasing the fuel injection amount, and as a result, the flow velocity of exhaust gas rapidly increases. Is suppressed.

【0016】また、内燃機関の運転状況を検出する運転
状況検出手段と、前記運転状況検出手段にて検出した運
転状況に基づき凝縮水が飛散する状況にあるか否かを判
定する飛散判定手段と、を、さらに備え、前記燃料噴射
制御手段は、凝縮水の滞留に加え、前記飛散判定手段に
て凝縮水が飛散する状況にあると判定したときに、内燃
機関の燃料噴射制御を変更して排気ガスの流速の急増を
抑制してもよい。
Further, an operating condition detecting means for detecting an operating condition of the internal combustion engine, and a scattering determining device for determining whether or not the condensed water is in a scattering condition based on the operating condition detected by the operating condition detecting means. The fuel injection control means changes the fuel injection control of the internal combustion engine when the scattering determination means determines that the condensed water is scattered in addition to the retention of the condensed water. A rapid increase in the flow rate of exhaust gas may be suppressed.

【0017】この構成では、凝縮水の滞留に加え、凝縮
水が飛散するか否かを判定した後に内燃機関の燃料噴射
制御を変更するため、凝縮水の飛散防止に伴う燃料噴射
制御の変更の頻度を減らすことができる。
In this configuration, the fuel injection control of the internal combustion engine is changed after it is determined whether or not the condensed water is scattered, in addition to the retention of the condensed water. The frequency can be reduced.

【0018】なお、上記で運転状況とは、排気ガスの流
速との間に相関関係を有する項目に相当し、例えば、内
燃機関の加速運転状態といった運転状態そのものを意図
するほか、アクセル開度、吸入空気量、燃料噴射量、要
求機関出力等、種々の項目を例示できる。
The above-mentioned operating condition corresponds to an item having a correlation with the flow velocity of exhaust gas. For example, the operating condition itself such as the accelerated operating condition of the internal combustion engine is intended, and the accelerator opening, Various items such as intake air amount, fuel injection amount, required engine output, etc. can be exemplified.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】続いて、本発明に係る内燃機関に
関し、その好適な実施形態について説明する。なお、以
下の説明では、希薄燃焼式内燃機関の一種であるディー
ゼル機関に本発明の制御装置を適用した例について説明
するが、内燃機関に係る装置構成等は、内燃機関の仕様
に応じて適宜変更可能なものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, preferred embodiments of an internal combustion engine according to the present invention will be described. In the following description, an example in which the control device of the present invention is applied to a diesel engine, which is a type of a lean-burn internal combustion engine, will be described. It can be changed.

【0020】まず、図1に示されるように、本実施の形
態に示す内燃機関1は、4つの気筒2(燃焼室)の他、
燃料供給系、吸気系、制御系、排気系などをその主要構
成要素として備えている。
First, as shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 shown in this embodiment has four cylinders 2 (combustion chambers),
A fuel supply system, an intake system, a control system, an exhaust system, etc. are provided as main constituent elements.

【0021】燃料供給系は、燃料噴射弁3、コモンレー
ル(蓄圧室)4、燃料供給管5、燃料ポンプ6、などを
備え、各気筒2に対して燃料供給を行っている。燃料噴
射弁3は、各気筒2に対して夫々設けられる電磁駆動式
の開閉弁であり、各燃料噴射弁3は、燃料の分配管とな
るコモンレール4に接続されている。また、コモンレー
ル4は、燃料供給管5を介して燃料ポンプ6に連結され
ている。燃料ポンプ6は、内燃機関1の出力軸たるクラ
ンクシャフト1aの回転を駆動源として回転駆動されて
いる。
The fuel supply system includes a fuel injection valve 3, a common rail (accumulation chamber) 4, a fuel supply pipe 5, a fuel pump 6, and the like, and supplies fuel to each cylinder 2. The fuel injection valve 3 is an electromagnetically driven on-off valve provided for each cylinder 2, and each fuel injection valve 3 is connected to a common rail 4 that serves as a fuel distribution pipe. Further, the common rail 4 is connected to the fuel pump 6 via the fuel supply pipe 5. The fuel pump 6 is rotationally driven using the rotation of the crankshaft 1a, which is the output shaft of the internal combustion engine 1, as a drive source.

【0022】このように構成された燃料供給系では、ま
ず、燃料ポンプ6によって燃料タンク(図示略)内の燃
料が汲み上げられる。汲み上げられた燃料は、燃料供給
管5を介してコモンレール4に供給される。コモンレー
ル4に供給された燃料は、コモンレール4内にて所定燃
圧まで高められ各燃料噴射弁3に分配される。そして、
燃料噴射弁3に駆動電圧が印可され燃料噴射弁3が開弁
すると、その燃料は、燃料噴射弁3を介して各気筒2内
に噴射される。
In the fuel supply system thus constructed, first, the fuel in the fuel tank (not shown) is pumped up by the fuel pump 6. The pumped fuel is supplied to the common rail 4 via the fuel supply pipe 5. The fuel supplied to the common rail 4 is increased to a predetermined fuel pressure in the common rail 4 and distributed to each fuel injection valve 3. And
When a drive voltage is applied to the fuel injection valve 3 and the fuel injection valve 3 opens, the fuel is injected into each cylinder 2 via the fuel injection valve 3.

【0023】一方、吸気系は、吸気管9、吸気絞り弁1
3、吸気枝管8、エアクリーナボックス10、インター
クーラ16などを備え、各気筒2に対して空気を供給す
る吸気通路を形成している。吸気管9は、エアクリーナ
ボックス10を介して吸入される空気を吸気枝管8に導
く通路を形成している。吸気枝管8は、吸気管9を経て
流入する空気を各気筒2に分配する通路を形成してい
る。また、吸気管9とエアクリーナボックス10との連
結部分近傍には、吸気管9に流れ込む空気の温度を測定
する吸気温センサ44aが設けられている。
On the other hand, the intake system includes an intake pipe 9 and an intake throttle valve 1.
3, an intake branch pipe 8, an air cleaner box 10, an intercooler 16 and the like are provided to form an intake passage for supplying air to each cylinder 2. The intake pipe 9 forms a passage for guiding the air taken in through the air cleaner box 10 to the intake branch pipe 8. The intake branch pipe 8 forms a passage for distributing the air flowing in through the intake pipe 9 to each cylinder 2. An intake air temperature sensor 44a for measuring the temperature of the air flowing into the intake pipe 9 is provided in the vicinity of the connecting portion between the intake pipe 9 and the air cleaner box 10.

【0024】また、エアクリーナボックス10から吸気
絞り弁13に至る吸気管9には、吸入した空気を圧縮す
るターボチャージャ15(コンプレッサハウジング15
a)、及びターボチャージャ15にて圧縮した空気を冷
却するインタークーラ16を備え、さらに、ターボチャ
ージャ15の上流には、吸気管9を通じて燃焼室2に流
れ込む空気の流量を計測するエアフロメータ45が設け
られている。
Further, a turbocharger 15 (compressor housing 15) for compressing the intake air is provided in the intake pipe 9 extending from the air cleaner box 10 to the intake throttle valve 13.
a) and an intercooler 16 for cooling the air compressed by the turbocharger 15, and an airflow meter 45 for measuring the flow rate of the air flowing into the combustion chamber 2 through the intake pipe 9 is provided upstream of the turbocharger 15. It is provided.

【0025】また、吸気枝管8の直上流には、吸気管9
を通じて各気筒2に流れ込む空気量を加減する吸気絞り
弁13を備え、吸気絞り弁13の開度は、ステッパモー
タなどにて構成されるアクチュエータ14によって制御
されている。また、吸気絞り弁13の直下流には、吸気
枝管8内の温度を測定する吸気温センサ44b、及び吸
気枝管8内の管内圧力を測定する吸気圧センサ46が設
けられている。
Further, immediately upstream of the intake branch pipe 8, the intake pipe 9 is provided.
The intake throttle valve 13 for adjusting the amount of air flowing into each cylinder 2 through the intake throttle valve 13 is controlled, and the opening degree of the intake throttle valve 13 is controlled by an actuator 14 including a stepper motor or the like. Immediately downstream of the intake throttle valve 13, an intake temperature sensor 44b that measures the temperature in the intake branch pipe 8 and an intake pressure sensor 46 that measures the pipe pressure in the intake branch pipe 8 are provided.

【0026】このように構成された吸気系では、まず、
機関運転に伴う負圧の発生およびターボチャージャ15
による空気の吸い込みにより各気筒2に供給されるべき
空気がエアクリーナボックス10内に流れ込む。エアク
リーナボックス10内に流入した空気は、塵や埃を除去
された後、吸気管9を経てターボチャージャ15に流れ
込む。ターボチャージャ15に流入した空気は、コンプ
レッサホイール15aにて圧縮された後、インタークー
ラ16によって冷却される。そして、必要に応じて吸気
絞り弁13での流量調節を受けた後、吸気枝管8内に流
入する。吸気枝管8に流入した空気は、各枝管を介して
各気筒2に分配され、燃料噴射弁3から噴射供給された
機関燃料と共に燃焼に供される。尚、各種センサの出力
は、後述の電子制御ユニット30に入力されており、例
えば、内燃機関の燃料噴射制御等にフィードバックされ
る。
In the intake system thus constructed, first,
Generation of negative pressure due to engine operation and turbocharger 15
The air to be supplied to each cylinder 2 flows into the air cleaner box 10 due to the intake of the air. The air that has flowed into the air cleaner box 10 is dedusted and then flows into the turbocharger 15 via the intake pipe 9. The air flowing into the turbocharger 15 is compressed by the compressor wheel 15a and then cooled by the intercooler 16. Then, after the flow rate is adjusted by the intake throttle valve 13 as necessary, the air flows into the intake branch pipe 8. The air flowing into the intake branch pipe 8 is distributed to each cylinder 2 via each branch pipe, and is used for combustion together with the engine fuel injected and supplied from the fuel injection valve 3. Outputs of various sensors are input to an electronic control unit 30 described later, and are fed back to, for example, fuel injection control of an internal combustion engine.

【0027】続いて、制御系について説明する。制御系
は、双方向性バス31によって互いに接続されたROM
(リードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセ
スメモリ)33、CPU(中央制御装置)34、入力ポ
ート35、出力ポート36を備えた、いわゆる電子制御
ユニット30(ECU)から構成されている。
Next, the control system will be described. The control system is a ROM connected to each other by a bidirectional bus 31.
It is composed of a so-called electronic control unit 30 (ECU) having a (read only memory) 32, a RAM (random access memory) 33, a CPU (central control unit) 34, an input port 35, and an output port 36.

【0028】入力ポート35には、上記した各種センサ
の出力信号の他、アクセルペダル40の踏込み量を検出
する負荷センサ41、クランクシャフト1aの回転数を
検知するクランク角センサ42等が対応したA/D変換
器37を介して、又は直接入力されている。一方、出力
ポート36には、対応する駆動回路38を介して燃料噴
射弁3、還元剤添加弁61、吸気絞り弁駆動用のアクチ
ュエータ14、EGR弁26、などが接続されている。
In addition to the output signals of the various sensors described above, a load sensor 41 for detecting the depression amount of the accelerator pedal 40, a crank angle sensor 42 for detecting the number of revolutions of the crankshaft 1a, etc. correspond to the input port 35. It is inputted via the / D converter 37 or directly. On the other hand, the fuel injection valve 3, the reducing agent addition valve 61, the intake throttle valve driving actuator 14, the EGR valve 26, and the like are connected to the output port 36 via a corresponding drive circuit 38.

【0029】また、ROM32には、各種装置の制御プ
ログラム、及びそのプログラムの処理において参照され
る制御マップ等が各装置に対応して記録されている。ま
た、RAM33には、入力ポート35に入力された各種
センサの出力信号、及び出力ポート36に出力した制御
信号などが内燃機関の運転履歴として記録されている。
CPU34は、RAM33上に記録された各種センサの
出力信号およびROM32上に展開された制御マップ等
を所望のプログラム上にて比較し、その処理過程で出力
される各種制御信号を前記の出力ポート36を介して対
応する装置に出力し、各種装置を集中管理している。
In the ROM 32, control programs for various devices, control maps referred to in the processing of the programs, and the like are recorded corresponding to each device. Further, in the RAM 33, output signals of various sensors input to the input port 35, control signals output to the output port 36, and the like are recorded as the operation history of the internal combustion engine.
The CPU 34 compares the output signals of the various sensors recorded on the RAM 33 with the control map developed on the ROM 32 on a desired program and compares the various control signals output during the processing with the output port 36. The data is output to the corresponding device via, and various devices are centrally managed.

【0030】排気系は、排気枝管18、排気管(排気通
路)19を備え、各気筒2から排出される排気ガスを機
関本体外に排出する排気通路を形成している。また、触
媒コンバータ50、還元剤添加装置60、EGR装置2
0、などを備え、排気ガス中に含まれる窒素酸化物(N
Ox)や微粒子(例えば、煤)を浄化せしめる排気浄化
装置としての機能を備えている。
The exhaust system is provided with an exhaust branch pipe 18 and an exhaust pipe (exhaust passage) 19 and forms an exhaust passage through which exhaust gas discharged from each cylinder 2 is discharged to the outside of the engine body. Further, the catalytic converter 50, the reducing agent addition device 60, the EGR device 2
0, etc., and nitrogen oxides (N
It has a function as an exhaust gas purification device that purifies Ox) and fine particles (for example, soot).

【0031】まず、排気枝管18は、各気筒2毎に設け
られた排気ポート18aに接続すると共にその排気ポー
ト18aから排出された排気ガスを集合してターボチャ
ージャ15のタービンハウジング15bに導く通路を形
成している。また、排気管19は、タービンハウジング
15bから図示しない消音器までの通路を形成してい
る。なお、図中59は、周知の酸化触媒コンバータであ
る。
First, the exhaust branch pipe 18 is connected to the exhaust port 18a provided for each cylinder 2 and collects the exhaust gas discharged from the exhaust port 18a to guide it to the turbine housing 15b of the turbocharger 15. Is formed. Further, the exhaust pipe 19 forms a passage from the turbine housing 15b to a silencer (not shown). In the figure, 59 is a known oxidation catalytic converter.

【0032】排気浄化装置の一つである触媒コンバータ
50は、ケーシング51、及びそのケーシング51内に
設けられる各種排気浄化触媒50a,50bを備え、機
関本体1から排出される排気ガス中の有害物質を浄化す
る排気浄化作用を備えている。
The catalytic converter 50, which is one of the exhaust gas purification devices, is provided with a casing 51 and various exhaust gas purification catalysts 50a and 50b provided in the casing 51, and contains harmful substances in the exhaust gas discharged from the engine body 1. It is equipped with an exhaust gas purification function that purifies the exhaust gas.

【0033】より詳しくは、タービンハウジング15b
の出口近傍にケーシング51が配置され、ケーシング5
1内には、上流側から吸蔵還元型NOx触媒50a、パ
ティキュレートフィルタ50bの順に排気浄化触媒が内
蔵されて触媒コンバータ50が構成されている。なお、
以下の説明では、吸蔵還元型NOx触媒50aを単にリ
ーンNOx触媒50aと称することもある。
More specifically, the turbine housing 15b
The casing 51 is arranged near the outlet of the casing 5 and
An exhaust purification catalyst is built in 1 in the order of the storage reduction type NOx catalyst 50a and the particulate filter 50b from the upstream side to form a catalytic converter 50. In addition,
In the following description, the NOx storage reduction catalyst 50a may be simply referred to as the lean NOx catalyst 50a.

【0034】排気浄化触媒の一つであるリーンNOx触
媒50aは、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を主と
して浄化する排気浄化作用を備えている。より詳しく
は、リーンNOx触媒50aに流れ込む排気ガスの酸素
濃度が高いときにその排気ガス中の窒素酸化物(NO
x)を吸収し、排気ガス中の酸素濃度が低いとき、すな
わちリーンNOx触媒50aに流れ込む排気ガスの空燃
比が低いときにその吸収していた窒素酸化物(NOx)
を二酸化窒素(NO2)や一酸化窒素(NO)の形で排
気ガス中に還元・放出し、同時にその二酸化窒素(NO
2)や一酸化窒素(NO)を排気ガス中に含まれている
未燃燃焼成分(CO、HC)と酸化反応せしめることで
無害な水蒸気(H2O)及び二酸化炭素(CO2)に浄化
する排気浄化能を有する。
The lean NOx catalyst 50a, which is one of the exhaust purification catalysts, has an exhaust purification action for mainly purifying nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas. More specifically, when the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the lean NOx catalyst 50a is high, the nitrogen oxides (NO
x) is absorbed and the oxygen concentration in the exhaust gas is low, that is, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the lean NOx catalyst 50a is low, the absorbed nitrogen oxides (NOx).
Are reduced and released into the exhaust gas in the form of nitrogen dioxide (NO 2 ) and nitric oxide (NO), and at the same time, the nitrogen dioxide (NO 2 )
2 ) and nitric oxide (NO) are converted into harmless water vapor (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) by oxidizing unburned combustion components (CO, HC) contained in the exhaust gas. It has the ability to purify exhaust gas.

【0035】また、その構成は、例えばアルミナ(Al
23)を担体とし、その担体上にカリウム(K)、ナト
リウム(Na)、リチウム(Li)、セシウム(Cs)
等のアルカリ金属、若しくはバリウム(Ba)、カルシ
ウム(Ca)等のアルカリ土類、又はランタン(L
a)、イットリウム(Y)等の希土類から選ばれた少な
くとも一つと、白金(Pt)のような貴金属とを担持し
てなる。
The structure is, for example, alumina (Al
2 O 3 ) as a carrier, and potassium (K), sodium (Na), lithium (Li), cesium (Cs) on the carrier.
Alkali metal such as, or alkaline earth such as barium (Ba), calcium (Ca) or lanthanum (L
a), at least one selected from rare earths such as yttrium (Y), and a noble metal such as platinum (Pt).

【0036】なお、ここで排気浄化作用の補足説明を行
うと、本実施の形態に示す希薄燃焼式内燃機関1では、
通常、酸素過剰雰囲気下で燃焼が行われている。このた
め機関燃焼に伴い排出される排気ガスの酸素濃度は、上
記の還元・放出作用を促す迄に低下することは殆どな
く、また、排気ガス中に含まれる未燃燃焼成分(CO,
HC)の量も極僅かである。
A supplementary explanation of the exhaust gas purification action will be given here. In the lean burn internal combustion engine 1 shown in this embodiment,
Usually, combustion is performed in an oxygen excess atmosphere. Therefore, the oxygen concentration of the exhaust gas discharged along with the combustion of the engine hardly decreases until the above-mentioned reducing / releasing action is promoted, and the unburned combustion component (CO,
The amount of HC) is also very small.

【0037】したがって、本実施の形態では、還元剤た
る機関燃料(HC)を排気ガス中に噴射供給することで
酸素濃度の低下を促すと共に、その噴射供給した機関燃
料にて未燃燃焼成分たる炭化水素(HC)を補い、上記
の排気浄化作用を促進させている。なお、還元剤の供給
は、後述の還元剤添加装置60によって行われている。
また、その詳細は後に説明する。
Therefore, in this embodiment, the engine fuel (HC), which is a reducing agent, is injected and supplied into the exhaust gas to promote the reduction of the oxygen concentration, and the injected and supplied engine fuel serves as an unburned combustion component. It supplements hydrocarbons (HC) and promotes the above-mentioned exhaust gas purification action. The supply of the reducing agent is performed by a reducing agent adding device 60 described later.
The details will be described later.

【0038】一方のパティキュレートフィルタ50b
は、排気ガス中に含まれる煤などの微粒子を酸化燃焼さ
せる排気浄化作用を備えている。より詳しくは、活性化
酸素放出剤を担持したフィルタ基材58を備え、そのフ
ィルタ基材58に捕集した微粒子を活性化酸素にて酸化
燃焼せしめることで浄化する排気浄化作用を備えてい
る。
One particulate filter 50b
Has an exhaust gas purification effect of oxidizing and burning fine particles such as soot contained in the exhaust gas. More specifically, it has a filter base material 58 carrying an activated oxygen releasing agent, and has an exhaust gas purifying action for purifying the fine particles collected on the filter base material 58 by oxidizing and burning with activated oxygen.

【0039】フィルタ基材58単体は、図2に示される
ようにコージライトのような多孔質材料から形成された
ハニカム形状をなし、互いに平行をなして延びる複数個
の流路55,56を具備している。より具体的には、下
流端が栓55aにより閉塞された排気ガス流入通路55
と、上流端が栓56aにより閉塞された排気ガス流出通
路56と、を備え、各排気ガス流入通路55及び排気ガ
ス流出通路56は薄肉の隔壁57を介して該フィルタ基
材58における縦方向及び横方向に並んで配置されてい
る。
As shown in FIG. 2, the filter substrate 58 alone has a honeycomb shape formed of a porous material such as cordierite, and has a plurality of channels 55 and 56 extending in parallel with each other. is doing. More specifically, the exhaust gas inflow passage 55 whose downstream end is closed by the plug 55a.
And an exhaust gas outflow passage 56 whose upstream end is closed by a plug 56a. The exhaust gas inflow passage 55 and the exhaust gas outflow passage 56 have a thin partition wall 57 in the longitudinal direction of the filter substrate 58. They are arranged side by side.

【0040】また、隔壁57の表面および内部の細孔に
は、アルミナ(Al23)等によって形成された担体の
層が設けられ、担体上には、白金(Pt)等の貴金属触
媒の他、周囲に過剰酸素が存在するとその過剰酸素を吸
蔵し、逆に酸素濃度が低下すると、その吸蔵した酸素を
活性酸素の形で放出する活性酸素放出剤が担持されてい
る。
Further, a layer of a carrier formed of alumina (Al 2 O 3 ) or the like is provided on the surface and inside pores of the partition wall 57, and a precious metal catalyst such as platinum (Pt) of a catalyst such as platinum (Pt) is provided on the carrier. In addition, an active oxygen-releasing agent that occludes the excess oxygen when it exists in the surroundings and conversely releases the occluded oxygen in the form of active oxygen when the oxygen concentration decreases is carried.

【0041】なお、活性酸素放出剤としては、カリウム
(K)、ナトリウム(Na)、リチウム(Li)、セシ
ウム(Cs)、ルビジウム(Rb)のようなアルカリ金
属、バリウム(Ba)、カルシウム(Ca)、ストロン
チウム(Sr)のようなアルカリ土類金属、ランタン
(La)、イットリウム(Y)のような希土類、および
セリウム(Ce)、錫(Sn)のような遷移金属から選
ばれた少なくとも一つを用いるとよい。
As the active oxygen releasing agent, alkali metals such as potassium (K), sodium (Na), lithium (Li), cesium (Cs) and rubidium (Rb), barium (Ba), calcium (Ca). ), At least one selected from alkaline earth metals such as strontium (Sr), rare earths such as lanthanum (La) and yttrium (Y), and transition metals such as cerium (Ce) and tin (Sn). Should be used.

【0042】また、好ましくは、カルシウム(Ca)よ
りもイオン化傾向の高いアルカリ金属又はアルカリ土類
金属、即ちカリウム(K)、リチウム(Li)、セシウ
ム(Cs)、ルビジウム(Rb)、バリウム(Ba)、
ストロンチウム(Sr)などを用いるとよい。
Further, preferably, an alkali metal or alkaline earth metal having a higher ionization tendency than calcium (Ca), that is, potassium (K), lithium (Li), cesium (Cs), rubidium (Rb), barium (Ba). ),
It is preferable to use strontium (Sr) or the like.

【0043】このように構成されたパティキュレートフ
ィルタ50bでは、まず、排気ガス流入通路55→隔壁
57→排気ガス流出通路56の順に排気ガスが流れ(図
2矢印a)、排気ガス中に含まれる煤などの微粒子は、
その隔壁57を通過する過程で、隔壁57の表面及び内
部に捕集される。そして、隔壁57に捕集された微粒子
は、隔壁57(フィルタ基材)に流れ込む排気ガスの酸
素濃度を複数回に亘り変化させることで増加する活性化
酸素によって酸化せしめられ、ついには輝炎を発するこ
となく燃え尽きてフィルタ基材58から除去される。
In the particulate filter 50b thus constructed, the exhaust gas first flows in the order of the exhaust gas inflow passage 55, the partition wall 57, and the exhaust gas outflow passage 56 (arrow a in FIG. 2), and is contained in the exhaust gas. Fine particles such as soot,
In the process of passing through the partition wall 57, it is collected on the surface and inside of the partition wall 57. Then, the fine particles collected in the partition wall 57 are oxidized by activated oxygen that increases by changing the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the partition wall 57 (filter base material) over a plurality of times, and finally a bright flame is generated. It is burned out without being emitted and is removed from the filter substrate 58.

【0044】このように本実施の形態では、排気通路に
吸蔵還元型NOx触媒50aおよびパティキュレートフ
ィルタ50bを配置することで排気ガス中に含まれる窒
素酸化物(NOx)および煤などの微粒子を浄化する。
As described above, in this embodiment, the NOx storage reduction catalyst 50a and the particulate filter 50b are arranged in the exhaust passage to purify nitrogen oxides (NOx) and soot and other fine particles contained in the exhaust gas. To do.

【0045】なお、本実施の形態では、上記したように
吸蔵還元型NOx触媒50aとパティキュレートフィル
タ50bとを直列に配置している。この理由としては、
吸蔵還元型NOx触媒50aでの酸化・還元反応に伴う
反応熱を利用してパティキュレートフィルタ50bを昇
温させる、および吸蔵還元型NOx触媒50aにおける
酸化・還元反応に起因して放出される吸蔵還元型NOx
触媒50aからの活性化酸素をパティキュレートフィル
タ50bの排気浄化作用に利用する、などの理由に基づ
く。なお、吸蔵還元型NOx触媒50aは、上記でも明
らかなように、活性化酸素放出剤と略同様の物質を担持
してなる。したがって、吸蔵還元型NOx触媒50a
は、活性化酸素放出剤としての機能を有すると言える。
In this embodiment, the NOx storage reduction catalyst 50a and the particulate filter 50b are arranged in series as described above. The reason for this is
The reaction heat associated with the oxidation / reduction reaction in the storage reduction NOx catalyst 50a is used to raise the temperature of the particulate filter 50b, and the storage reduction released due to the oxidation / reduction reaction in the storage reduction NOx catalyst 50a. Type NOx
This is based on the reason that the activated oxygen from the catalyst 50a is used for the exhaust gas purification action of the particulate filter 50b. The storage reduction type NOx catalyst 50a carries a substance substantially similar to the activated oxygen releasing agent, as is clear from the above. Therefore, the storage reduction type NOx catalyst 50a
Can be said to have a function as an activated oxygen releasing agent.

【0046】続いて、排気浄化触媒の排気浄化作用を促
す還元剤添加装置60について説明する。還元剤添加装
置60は、還元剤添加弁61、還元剤供給路62、燃圧
センサ63、緊急遮断弁66、などを備え、必要に応じ
て適切量の還元剤(機関燃料)を触媒コンバータ50上
流の排気通路に添加している。すなわち、触媒コンバー
タ50に流れ込む排気ガスの空燃比が目標空燃比となる
ように、還元剤たる機関燃料を排気ガス中に供給してい
る。
Next, the reducing agent addition device 60 for promoting the exhaust purification action of the exhaust purification catalyst will be explained. The reducing agent addition device 60 includes a reducing agent addition valve 61, a reducing agent supply passage 62, a fuel pressure sensor 63, an emergency shutoff valve 66, and the like, and supplies an appropriate amount of the reducing agent (engine fuel) upstream of the catalytic converter 50 as necessary. Is added to the exhaust passage. That is, the engine fuel as a reducing agent is supplied into the exhaust gas so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalytic converter 50 becomes the target air-fuel ratio.

【0047】還元剤添加弁61は、排気枝管18の集合
部分に設けられ、所定電圧が印可されたときに開弁する
電気式の開閉弁である。還元剤供給路62は、前記燃料
ポンプ6によって汲み上げられた燃料の一部を還元剤添
加弁61に導く通路を形成している。燃圧センサ63
は、還元剤供給路62内の燃圧を検出している。緊急遮
断弁66は、還元剤供給路62内の圧力に異常が生じた
とき、その還元剤供給路62内への燃料供給を停止す
る。
The reducing agent addition valve 61 is an electric on-off valve which is provided at the gathering portion of the exhaust branch pipes 18 and opens when a predetermined voltage is applied. The reducing agent supply passage 62 forms a passage for guiding a part of the fuel pumped up by the fuel pump 6 to the reducing agent addition valve 61. Fuel pressure sensor 63
Detects the fuel pressure in the reducing agent supply passage 62. The emergency cutoff valve 66 stops the fuel supply to the reducing agent supply passage 62 when the pressure in the reducing agent supply passage 62 becomes abnormal.

【0048】このように構成した還元剤添加装置60で
は、まず、燃料ポンプ6から吐出された燃料が還元剤供
給路62を通じて還元剤添加弁61に供給される。続い
て、還元剤添加弁61に所定電圧を印可すると還元剤添
加弁61が開弁状態となり、還元剤供給路62内の燃料
は還元剤添加弁61を通じて排気枝管18内に噴射供給
される。排気枝管18に供給された燃料(還元剤)は、
タービンハウジング15b内にて撹拌された後、排気管
19を経て触媒コンバータ50に流入する。したがっ
て、触媒コンバータ50には、酸素濃度が低く、また未
燃燃焼成分たる炭化水素(HC)混じりの排気ガスが流
れ込むこととなり、上記の排気浄化作用が促進されるこ
ととなる。
In the reducing agent addition device 60 thus configured, first, the fuel discharged from the fuel pump 6 is supplied to the reducing agent addition valve 61 through the reducing agent supply passage 62. Subsequently, when a predetermined voltage is applied to the reducing agent addition valve 61, the reducing agent addition valve 61 is opened, and the fuel in the reducing agent supply passage 62 is injected and supplied into the exhaust branch pipe 18 through the reducing agent addition valve 61. . The fuel (reducing agent) supplied to the exhaust branch pipe 18 is
After being stirred in the turbine housing 15b, it flows into the catalytic converter 50 through the exhaust pipe 19. Therefore, the exhaust gas having a low oxygen concentration and mixed with hydrocarbon (HC) which is an unburned combustion component flows into the catalytic converter 50, and the above-described exhaust gas purification action is promoted.

【0049】なお、還元剤の添加量及び添加タイミング
は、触媒コンバータ50下流に設けられたヒータ加熱型
センサの一種である空燃比センサ(A/Fセンサ)47
の出力や、パティキュレートフィルタ50bの上流およ
び下流に設けられた排気ガス温度センサ48a,48b
の出力、および後述の電子制御ユニット30に記録され
た運転履歴などを加味して決定している。
The amount and timing of addition of the reducing agent are the air-fuel ratio sensor (A / F sensor) 47 which is a kind of heater heating type sensor provided downstream of the catalytic converter 50.
Output, and exhaust gas temperature sensors 48a, 48b provided upstream and downstream of the particulate filter 50b.
And the operation history recorded in the electronic control unit 30, which will be described later, and the like.

【0050】続いて、EGR装置20について説明す
る。EGR装置20は、EGR通路25、EGR弁2
6、EGR装置20用の酸化触媒28、EGRクーラ2
7等を備え、燃焼室2にEGRガスたる排気ガスを導入
して窒素酸化物(NOx)の生成を抑制するEGR制御
の他、排気通路19に設けられる排気浄化触媒50a,
50bを昇温させる昇温制御等に使用される装置であ
る。
Next, the EGR device 20 will be described. The EGR device 20 includes an EGR passage 25 and an EGR valve 2
6, oxidation catalyst 28 for EGR device 20, EGR cooler 2
7 and the like, the exhaust gas purification catalyst 50a provided in the exhaust passage 19, in addition to the EGR control for suppressing the generation of nitrogen oxides (NOx) by introducing the exhaust gas which is the EGR gas into the combustion chamber 2.
This is a device used for temperature raising control for raising the temperature of 50b.

【0051】EGR通路25は、排気枝管18と吸気枝
管8とを接続する通路である。また、EGR弁26は、
EGR通路25と吸気枝管8との接続部分に設けられる
電気式の開閉弁であり、電子制御ユニット30に準備さ
れる制御プログラム等に基づき開弁量が制御される。ま
た、EGR装置用の酸化触媒28は、排気枝管18から
EGRクーラ27に至る経路中に配置され、排気枝管1
8から回り込むEGRガス(排気ガス)中の未燃燃焼成
分を浄化する。EGRクーラ27は、機関冷却水を熱媒
体として、EGR通路25内を流れる排気ガスの冷却を
行っている。
The EGR passage 25 is a passage connecting the exhaust branch pipe 18 and the intake branch pipe 8. Further, the EGR valve 26 is
It is an electric on-off valve provided at a connection portion between the EGR passage 25 and the intake branch pipe 8, and the valve opening amount is controlled based on a control program prepared in the electronic control unit 30. Further, the oxidation catalyst 28 for the EGR device is arranged in the path from the exhaust branch pipe 18 to the EGR cooler 27, and the exhaust branch pipe 1
The unburned combustion components in the EGR gas (exhaust gas) flowing from 8 are purified. The EGR cooler 27 uses the engine cooling water as a heat medium to cool the exhaust gas flowing in the EGR passage 25.

【0052】なお、EGR弁26の開度制御すなわち
「EGR制御」について説明すると、EGRガスを導入
すべきときには、まず、現在の運転状態に応じた開度で
EGR弁26を開弁し、続いて、燃焼室2に取り込まれ
る空気量(新気量)をエアフロメータ45の出力から算
出し、その算出した空気量と目標空気量との差分(誤
差)を、空燃比センサ47の出力(排気ガスの酸素濃
度)に基づくEGR弁26のフィードバック制御で補正
し、燃焼室2に所定の割合(EGR率)でEGRガスを
導入する。なお、ここで目標空気量とは、規定のEGR
ガスの還流によって算出される空気量である。つまり、
EGR制御時には、空燃比センサ47の出力に基づくE
GR弁26のフィードバック制御が実施され、その結
果、EGRガスは、所定の割合で新気と共に燃焼室2に
流れ込むこととなる。
The opening control of the EGR valve 26, that is, "EGR control" will be described. When the EGR gas is to be introduced, first, the EGR valve 26 is opened at an opening according to the current operating state, and then the EGR valve 26 is opened. Then, the air amount (fresh air amount) taken into the combustion chamber 2 is calculated from the output of the air flow meter 45, and the difference (error) between the calculated air amount and the target air amount is output from the air-fuel ratio sensor 47 (exhaust gas). The EGR gas is introduced into the combustion chamber 2 at a predetermined rate (EGR rate) by performing feedback control of the EGR valve 26 based on the oxygen concentration of the gas). Here, the target air amount is the specified EGR.
It is the amount of air calculated by the recirculation of gas. That is,
During EGR control, E based on the output of the air-fuel ratio sensor 47
The feedback control of the GR valve 26 is performed, and as a result, the EGR gas flows into the combustion chamber 2 together with the fresh air at a predetermined rate.

【0053】ところで、冷間時など排気通路19が冷え
た状態では排気ガスが冷却され、その排気ガス中に含ま
れる水蒸気が凝縮して凝縮水となる。また、その状態で
EGR制御が実施された場合には、上述の如く排気ガス
の一部が吸気系に還流するため排気通路19内を流れる
排気ガスの流量は減り、排気ガスの冷却によって発生し
た凝縮水は、排気下流に流れていかずに、例えば、排気
通路19の屈曲部等に溜まる。すなわち、EGR制御の
実施によって「凝縮水の滞留」が発生する。
By the way, when the exhaust passage 19 is cold, such as during cold, the exhaust gas is cooled, and the water vapor contained in the exhaust gas is condensed into condensed water. Further, when the EGR control is performed in this state, a part of the exhaust gas recirculates to the intake system as described above, so that the flow rate of the exhaust gas flowing in the exhaust passage 19 decreases and is generated by cooling the exhaust gas. The condensed water does not flow downstream of the exhaust gas, but accumulates in, for example, a bent portion of the exhaust passage 19. That is, the "retention of condensed water" occurs due to the execution of the EGR control.

【0054】また一方で、排気通路19には、EGR制
御や触媒制御(排気ガスの空燃比制御)等に使用される
空燃比センサ47が設けられている。空燃比センサ47
は「ヒータ加熱型センサ」の一種であり、センサの出力
精度を確保すべくそのセンサ内にはヒータを内蔵してい
る。このヒータは、センサ素子が冷えている時などに通
電されてセンサ素子を加熱し、センサ素子を早期に活性
化させることでセンサの使用を可能にする。つまり、セ
ンサ素子が冷えた状態においてセンサを利用するには、
センサ素子の加熱が必要であり、センサ素子の加熱によ
って適切なフィードバック制御が実施されるといえる。
On the other hand, the exhaust passage 19 is provided with an air-fuel ratio sensor 47 used for EGR control, catalyst control (air-fuel ratio control of exhaust gas) and the like. Air-fuel ratio sensor 47
Is a kind of "heater heating type sensor", and a heater is built in the sensor in order to secure the output accuracy of the sensor. When the sensor element is cold, the heater is energized to heat the sensor element and activate the sensor element early to enable the sensor to be used. In other words, to use the sensor when the sensor element is cold,
It can be said that the heating of the sensor element is necessary, and appropriate feedback control is performed by heating the sensor element.

【0055】ところが、上記したようにEGR制御中に
は、そのEGR制御に起因して凝縮水が滞留し易いた
め、凝縮水の飛散に伴う空燃比センサ47の被水が懸念
される。すなわち、加熱中のセンサ素子に凝縮水が付着
することで、センサ素子が割れるといった現象すなわち
「サーマルショック」の発生が懸念される。このため、
凝縮水が滞留し易い状況では、センサ素子を加熱したい
にも拘わらずセンサ素子を加熱できないといった状況が
続き、センサ出力を利用したEGR制御等を実施できな
いといった不具合が生じる。
However, as described above, during the EGR control, the condensed water tends to stay due to the EGR control, so that there is a concern that the air-fuel ratio sensor 47 may get wet due to the scattering of the condensed water. That is, there is a concern that the sensor element is cracked due to the condensed water adhering to the sensor element during heating, that is, the occurrence of “thermal shock”. For this reason,
In the situation where the condensed water is likely to stay, the situation in which the sensor element cannot be heated even though the sensor element is desired to be heated continues, which causes a problem that the EGR control or the like using the sensor output cannot be performed.

【0056】そこで本実施の形態に示す内燃機関1で
は、凝縮水の飛散に起因した空燃比センサ47の被水を
防止するため、以下に示す被水防止制御を実施し、空燃
比センサ47の被水を防止している。以下、図3に示す
フローチャートを参照しながら、本発明に係る被水防止
制御について説明する。
Therefore, in the internal combustion engine 1 according to the present embodiment, in order to prevent the air-fuel ratio sensor 47 from getting wet due to the scattering of condensed water, the following water-prevention control is carried out and the air-fuel ratio sensor 47 is controlled. Prevents water from getting in. Hereinafter, the water-prevention control according to the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0057】まず、電子制御ユニット30では、各種セ
ンサから排気通路19や排気ガスの状態を検出し(ステ
ップ101)、排気通路19内における凝縮水の滞留を
検出する(ステップ102)。
First, the electronic control unit 30 detects the states of the exhaust passage 19 and the exhaust gas from various sensors (step 101), and detects the accumulation of condensed water in the exhaust passage 19 (step 102).

【0058】すなわち、ステップ101では、排気ガス
温度センサ48a,48bにて排気ガスの温度を検出
し、外気温度センサ(図示略)や内燃機関1の冷却系
(図示略)に設けられた水温センサから排気通路19の
壁面温度を推定する。また、続くステップ102では、
ステップ101にて推定した排気通路19の壁面温度
や、排気ガスの温度を、各種予備実験にて算出した飽和
水蒸気曲線に照らし合わせて凝縮水の滞留を検出する。
That is, at step 101, the temperature of the exhaust gas is detected by the exhaust gas temperature sensors 48a and 48b, and the water temperature sensor provided in the outside air temperature sensor (not shown) or the cooling system (not shown) of the internal combustion engine 1 is detected. From this, the wall temperature of the exhaust passage 19 is estimated. Also, in the following step 102,
The residence temperature of the condensed water is detected by comparing the wall surface temperature of the exhaust passage 19 and the temperature of the exhaust gas estimated in step 101 with the saturated steam curve calculated in various preliminary experiments.

【0059】続いて、電子制御ユニット30では、ステ
ップ102において凝縮水の滞留が想定される場合に
は、空燃比センサ47の被水を防止すべく次なるステッ
プに進む。なお、ステップ102において否定判定され
た場合には、空燃比センサ47の被水は生じないと判断
して本制御を終了する。また、本実施の形態では、ステ
ップ101及びステップ102の処理に用いられる制御
プログラム及びその制御プログラムを処理する上で必要
とされるセンサ類および電子制御ユニット30にて本発
明に係る凝縮水検出手段が構成される。
Subsequently, in step S102, the electronic control unit 30 proceeds to the next step in order to prevent the air-fuel ratio sensor 47 from being covered with water when it is assumed that the condensed water is retained. In addition, when a negative determination is made in step 102, it is determined that the air-fuel ratio sensor 47 is not flooded, and this control is ended. Further, in the present embodiment, the condensed water detecting means according to the present invention is used in the control program used in the processing of step 101 and step 102, the sensors and the electronic control unit 30 required for processing the control program. Is configured.

【0060】続いて、電子制御ユニット30では、各種
センサの出力変化から内燃機関の運転状況を把握し(ス
テップ103)、把握した運転状況に基づき凝縮水が飛
散する状況にあるか否かを判定する(ステップ10
4)。
Subsequently, the electronic control unit 30 grasps the operating condition of the internal combustion engine from the output changes of various sensors (step 103), and judges based on the grasped operating condition whether or not condensed water is scattered. Yes (Step 10
4).

【0061】なお、図4は、凝縮水の飛散を把握するた
めに準備された飛散判定マップの一例であり、図4に示
す飛散判定マップを参照して説明すれば、以下の制御内
容にて飛散の有無が判定される。なお、飛散の判定方法
は、勿論、下記の説明に限定されるものではない。
Note that FIG. 4 is an example of a scattering determination map prepared for grasping the scattering of condensed water. Explaining with reference to the scattering determination map shown in FIG. The presence or absence of scattering is determined. It should be noted that the scattering determination method is, of course, not limited to the following description.

【0062】まず、図4に示す飛散判定マップを説明す
れば、縦軸に凝縮水の飛散量、横軸に単位時間当たりに
おける排気ガスの流量変化量すなわち排気ガスの流速変
化量がとられ、さらに、マップ上には飛散判定用の閾値
たる飛散判定曲線が設定されている。なお、以下の説明
で排気ガスの流量の大小は、本発明で言う「排気ガスの
流速」の大小に比例する。すなわち、実施形態では排気
通路19の管径が一定であるため、排気ガスの流量が増
大すれば排気ガスの流速も増大するので、排気ガスの流
量から排気ガスの流速が求められる。
First, the scattering determination map shown in FIG. 4 will be described. The vertical axis represents the amount of condensed water scattered, and the horizontal axis represents the flow rate change amount of exhaust gas per unit time, that is, the flow velocity change amount of exhaust gas. Further, a scattering determination curve which is a threshold for scattering determination is set on the map. In the following description, the magnitude of the exhaust gas flow rate is proportional to the magnitude of the “exhaust gas flow velocity” in the present invention. That is, in the embodiment, since the pipe diameter of the exhaust passage 19 is constant, the flow velocity of the exhaust gas increases as the flow amount of the exhaust gas increases, so the flow velocity of the exhaust gas can be obtained from the flow amount of the exhaust gas.

【0063】続いて、図4に基づき飛散の判定方法を説
明すると、ステップ103にてアクセル開度の増加量、
吸入空気量の増加量、機関回転数の増加量から単位時間
当たりに変化する排気ガスの流量(流速)を推定し、推
定した流量の変化量を飛散判定マップに照らし合わせて
飛散の有無を判定する。
Next, the scattering determination method will be described with reference to FIG. 4. In step 103, the amount of increase in the accelerator opening,
Estimate the exhaust gas flow rate (velocity) that changes per unit time from the increase in intake air volume and engine speed, and compare the estimated flow rate change with the dispersion determination map to determine the presence or absence of dispersion. To do.

【0064】すなわち、図4中a点に示されるように、
排気ガスの流量変化量(流速変化量)が少ない時には凝
縮水は飛散せず、排気通路19内に溜まった凝縮水は排
気通路19の壁面を通じて排気通路19の下流へと流れ
る。また、図4中b点に示される状況では、排気ガスの
流量変化量(流速変化量)が大きく凝縮水の飛散が想定
される。つまり、排気通路19内に溜まった凝縮水は、
排気ガスの流量の急増によって飛散し、空燃比センサ4
7に付着することとなる。また、本実施の形態では、ス
テップ103の処理にて運転状況検出手段が構成され、
ステップ104で飛散判定手段が構成される。
That is, as shown at point a in FIG.
When the flow rate change amount (flow rate change amount) of the exhaust gas is small, the condensed water does not scatter, and the condensed water accumulated in the exhaust passage 19 flows downstream of the exhaust passage 19 through the wall surface of the exhaust passage 19. Further, in the situation shown by point b in FIG. 4, the flow rate change amount of the exhaust gas (flow rate change amount) is large, and it is assumed that the condensed water is scattered. That is, the condensed water accumulated in the exhaust passage 19 is
The air-fuel ratio sensor 4 is scattered by the rapid increase in the flow rate of exhaust gas.
7 will be attached. Further, in the present embodiment, the operation status detecting means is configured by the processing of step 103,
The scattering determination means is configured in step 104.

【0065】続いて、電子制御ユニット30では、凝縮
水の飛散が想定される状況において、凝縮水の飛散を防
止すべく排気ガスの流量(流速)の急増を抑制するよう
に内燃機関の燃料噴射制御を変更する(ステップ10
5)。すなわち、ステップ104にて凝縮水の飛散が想
定された場合には、本ステップ105に進む。また、ス
テップ104にて否定判定された場合には、ステップ1
01に戻り引き続き凝縮水の飛散を監視する。
Next, in the electronic control unit 30, in the situation where the condensed water is supposed to be scattered, the fuel injection of the internal combustion engine is suppressed so as to prevent the rapid increase of the flow rate (flow velocity) of the exhaust gas in order to prevent the condensed water from being scattered. Change control (step 10)
5). That is, if it is assumed that the condensed water is scattered in step 104, the process proceeds to step 105. If a negative determination is made in step 104, step 1
Returning to 01, the dispersion of condensed water is continuously monitored.

【0066】ステップ105にて処理する燃料噴射制御
の変更では、例えば、以下の制御内容に従い内燃機関の
燃料噴射制御を変更する。まず、ステップ103で把握
した運転状況に基づき、例えば、内燃機関の加速運転に
伴う排気ガス流量の急増が想定される場合、本被水防止
制御では、その加速運転に伴う燃料噴射量の増量補正に
おいて、徐変制御を加えつつ燃料噴射量を増量させる。
In the change of the fuel injection control processed in step 105, for example, the fuel injection control of the internal combustion engine is changed according to the following control contents. First, on the basis of the operating condition grasped in step 103, for example, when a rapid increase in the exhaust gas flow rate due to the acceleration operation of the internal combustion engine is assumed, in the present water prevention control, the increase correction of the fuel injection amount accompanying the acceleration operation is performed. In, the fuel injection amount is increased while the gradual change control is added.

【0067】すなわち、図5に示されるように、アクセ
ル操作に対する燃料噴射量の増量補正において、その増
量補正初期における補正幅(補正ゲイン)を減らし、増
量補正初期においては、本来の噴射量に較べて少ない噴
射量で燃料噴射を行う。つまり、増量補正初期では、燃
料噴射量が本来の噴射量に対して減少するため機関回転
数の増加率が小さくなり、結果として単位時間当たりに
おける排気ガス流量の急増すなわち排気ガスの流速の急
増が抑制される。よって、凝縮水は、加速運転時におい
ても排気通路19の壁面を伝って排気下流に流れるた
め、凝縮水の飛散に伴う空燃比センサ47(センサ素
子)の被水が防止される。また、本実施の形態では、ス
テップ105によって燃料噴射制御手段が構成される。
That is, as shown in FIG. 5, in the increase correction of the fuel injection amount with respect to the accelerator operation, the correction width (correction gain) in the initial stage of the increase correction is reduced, and in the initial stage of the increase correction, compared with the original injection amount. Fuel injection with a small injection amount. That is, in the initial stage of the increase correction, the fuel injection amount decreases with respect to the original injection amount, so the increase rate of the engine speed becomes small, and as a result, the exhaust gas flow rate per unit time increases rapidly, that is, the exhaust gas flow velocity increases rapidly. Suppressed. Therefore, the condensed water flows to the downstream side of the exhaust along the wall surface of the exhaust passage 19 even during the acceleration operation, so that the air-fuel ratio sensor 47 (sensor element) is prevented from being flooded with the scattered condensed water. Further, in the present embodiment, step 105 constitutes the fuel injection control means.

【0068】なお、上記したステップ105の処理以降
は、再度ステップ101に戻り、引き続き凝縮水の滞留
を監視する。そして、ステップ102にて凝縮水が無く
なったことを受け、本処理ルーチンは終了する。
After the above-described processing of step 105, the process returns to step 101 again to continuously monitor the retention of condensed water. Then, upon receipt of the condensed water in step 102, this processing routine ends.

【0069】このように本実施の形態に示す内燃機関で
は、凝縮水の飛散が想定される状況において、排気ガス
の流速の急増を抑制して凝縮水の飛散を防止する被水防
止制御を実施するため、凝縮水の飛散に伴う空燃比セン
サ47の被水が防止される。このため凝縮水が発生する
状況においてもヒータによる空燃比センサ47の加熱が
可能であり、以て、空燃比センサ47の出力に基づくフ
ィードバック制御が可能になる。
As described above, in the internal combustion engine according to the present embodiment, when the condensed water is assumed to be scattered, the water splash prevention control is performed to suppress the rapid increase of the flow velocity of the exhaust gas and prevent the condensed water from scattering. Therefore, it is possible to prevent the air-fuel ratio sensor 47 from getting wet due to the scattering of the condensed water. Therefore, even in the situation where condensed water is generated, the air-fuel ratio sensor 47 can be heated by the heater, and thus feedback control based on the output of the air-fuel ratio sensor 47 becomes possible.

【0070】すなわち、上記した昇温制御のように、排
気通路19の壁面温度が低く、凝縮水の滞留が想定され
る状況においても空燃比センサ47(ヒータ加熱型セン
サ)の加熱が可能となり、その結果、空燃比センサ47
の出力を利用して適切なEGR制御が可能となる。
That is, the air-fuel ratio sensor 47 (heater heating type sensor) can be heated even in a situation where the wall surface temperature of the exhaust passage 19 is low and the condensed water is expected to stay, as in the temperature raising control described above. As a result, the air-fuel ratio sensor 47
It is possible to perform an appropriate EGR control by using the output of.

【0071】また、上記した被水防止制御では、凝縮水
の飛散を防止するにあたり、内燃機関の燃料噴射制御を
変更して排気ガスの流速の急増を抑制するため、例え
ば、アクセル開度に対する内燃機関の応答特性(ドライ
バビィリティー)は若干低下するものの、要求される機
関出力は十分に確保できる。
Further, in the above-described water-prevention control, in order to prevent the condensation water from scattering, the fuel injection control of the internal combustion engine is changed to suppress a rapid increase in the flow rate of exhaust gas. Although the response characteristics (driver viability) of the engine are slightly lowered, the required engine output can be sufficiently secured.

【0072】すなわち、排気ガスの流速の急増を抑制す
る手段としては、例えば、排気通路に設けた排気絞り弁
の閉弁制御等が考えられるが、この場合には、排気系に
て圧損が生じ、要求される機関出力を満たすことができ
ないといった不具合が生じる。この点、本被水防止制御
では、燃料噴射量を変更して排気ガスの流速の急増を抑
制するため、上述の如く要求される機関出力の確保が可
能となる。さらに、本被水防止制御では、全運転領域に
おいて流速を一律に減らす制御内容に較べ、被水の防止
に伴う燃料噴射制御の補正の頻度を減らすことができ
る。したがって、全運転領域において考えれば、燃料噴
射制御の補正に伴うドライバビィリティーの低下は必要
最小限に抑えられている。
That is, as means for suppressing the rapid increase in the flow rate of exhaust gas, for example, closing control of the exhaust throttle valve provided in the exhaust passage, etc. can be considered. In this case, pressure loss occurs in the exhaust system. However, a problem occurs that the required engine output cannot be satisfied. In this respect, in the present water-prevention control, the fuel injection amount is changed to suppress a rapid increase in the flow velocity of exhaust gas, so that the required engine output can be secured as described above. Further, in the present water prevention control, it is possible to reduce the frequency of correction of the fuel injection control accompanying the prevention of water exposure, as compared with the control content that uniformly reduces the flow velocity in the entire operation region. Therefore, in the entire operating range, the reduction of the driver's ability due to the correction of the fuel injection control is suppressed to the necessary minimum.

【0073】なお、上記した実施形態は、あくまでも本
発明の一実施形態であり、その詳細は、特許請求の範囲
を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記
した燃料噴射量の変更では、その燃料噴射の増量補正に
おいて徐変制御を加えつつ燃料噴射量を増量させている
が、燃料噴射制御に用いられる最大燃料噴射量の設定
を、これまでの設定に較べ少ない噴射量に変更して排気
ガスの流量の増加を抑制することも可能である。
The above-described embodiment is merely an embodiment of the present invention, and its details can be appropriately changed without departing from the scope of the claims. For example, in the above-mentioned change of the fuel injection amount, the fuel injection amount is increased while adding the gradual change control in the increase correction of the fuel injection, but the maximum fuel injection amount used for the fuel injection control is set up to now. It is also possible to suppress the increase in the exhaust gas flow rate by changing the injection amount to a smaller value than the setting of.

【0074】すなわち、最大燃料噴射量の設定を、凝縮
水の発生に応じて低い値に変更すれば、目標機関回転数
に達するまでにかかる時間が長くなり、結果として排気
ガスの流速が低下する。よって凝縮水の飛散が防止され
空燃比センサの被水が回避される。
That is, if the setting of the maximum fuel injection amount is changed to a low value in accordance with the generation of condensed water, it takes a long time to reach the target engine speed, and as a result, the flow velocity of exhaust gas decreases. . Therefore, the condensate is prevented from scattering and the air-fuel ratio sensor is prevented from getting wet.

【0075】また、上記した処理ルーチンでは、凝縮水
の発生に加え、凝縮水が飛散する運転状況にあるか否か
を判断して凝縮水の飛散を防止するが、空燃比センサの
被水防止のみを考慮すれば、凝縮水の飛散の有無に拘わ
らず凝縮水の発生が想定される状況において、排気ガス
の流速の急増を抑制するように燃料噴射制御を変更して
もよい。
Further, in the above-mentioned processing routine, in addition to the generation of condensed water, it is judged whether or not the condensed water is scattered to prevent the condensed water from scattering. If only this is taken into consideration, the fuel injection control may be changed so as to suppress a rapid increase in the flow velocity of the exhaust gas in a situation where condensed water is expected to be generated regardless of whether or not the condensed water is scattered.

【0076】より具体的には、内燃機関の始動開始を凝
縮水の発生条件とみなし、以降、所定時間は、排気ガス
の流量を減らすように燃料噴射制御を実施するなど、そ
の制御体系は種々変更可能である。
More specifically, the start of the internal combustion engine is regarded as a condition for generating condensed water, and thereafter, the fuel injection control is carried out so as to reduce the flow rate of exhaust gas for a predetermined time. It can be changed.

【0077】また、本実施の形態では、空燃比センサを
例に説明したが、勿論、NOxセンサ、酸素濃度セン
サ、HCセンサ等のヒータ加熱型センサであれば上記同
様の効果が言える。すなわち、本発明の制御装置は、空
燃比センサの被水防止以外にも適用可能である。
Further, although the air-fuel ratio sensor has been described as an example in the present embodiment, the same effect as described above can be obtained if it is a heater heating type sensor such as a NOx sensor, an oxygen concentration sensor and an HC sensor. That is, the control device of the present invention can be applied to other than preventing the air-fuel ratio sensor from getting wet.

【0078】また、上記ではディーゼル機関を例に説明
したが、本発明の適用範囲は、勿論、ディーゼル機関に
限定されるものではなく、排気通路において凝縮水の発
生が想定される内燃機関全般に広く適用可能なものであ
る。
In the above description, the diesel engine is taken as an example, but the scope of application of the present invention is not limited to the diesel engine, and is applicable to all internal combustion engines in which condensed water is assumed to be generated in the exhaust passage. It is widely applicable.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、凝縮水の
飛散に起因したヒータ加熱型センサの被水を防止し、凝
縮水が発生する状況においてもセンサを使用可能にする
内燃機関の制御技術を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the heater heating type sensor from being covered with water due to the scattering of condensed water and to use the sensor even in the situation where condensed water is generated. Can provide control technology.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施の形態の示す内燃機関の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine according to the present embodiment.

【図2】排気浄化触媒の一種であるパティキュレートフ
ィルタの内部構造を説明するための図。
FIG. 2 is a diagram for explaining the internal structure of a particulate filter which is a type of exhaust purification catalyst.

【図3】本実施の形態に係る被水防止制御の処理ルーチ
ンを説明するためのフローチャート。
FIG. 3 is a flowchart for explaining a processing routine for water exposure prevention control according to the present embodiment.

【図4】被水防止制御にて用いられる飛散判定マップの
一例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a scattering determination map used in the water exposure prevention control.

【図5】被水防止制御によって補正された内燃機関の燃
料噴射制御の噴射量変化状態を説明するための図。
FIG. 5 is a diagram for explaining an injection amount change state of the fuel injection control of the internal combustion engine corrected by the water prevention control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内燃機関(ディーゼル機関) 1a クランクシャフト 2 気筒(燃焼室) 3 燃料噴射弁 4 コモンレール 5 燃料供給管 6 燃料ポンプ 8 吸気枝管 9 吸気管 10 エアクリーナボックス 12 吸気温センサ 13 吸気絞り弁 14 アクチュエータ 15 ターボチャージャ 15a コンプレッサハウジング 15b タービンハウジング 16 インタークーラ 18 排気枝管 18a 排気ポート 19 排気通路(排気管) 20 EGR装置 25 EGR通路 26 EGR弁 27 EGRクーラ 28 EGR装置の酸化触媒 30 電子制御ユニット 31 双方向性バス 35 入力ポート 36 出力ポート 37 A/D変換器 38 駆動回路 40 アクセルペダル 41 負荷センサ 42 クランク角センサ 44a 吸気温センサ 44b 吸気温センサ 45 エアフロメータ 46 吸気圧センサ 47 空燃比センサ 48a 排気ガス温度センサ 48b 排気ガス温度センサ 52 触媒コンバータ 50a 吸蔵還元型NOx触媒 50b パティキュレートフィルタ 51 ケーシング 55 排気ガス流入通路 55a 栓 56 排気ガス流出通路 56a 栓 57 隔壁 58 フィルタ 59 酸化触媒コンバータ 60 還元剤添加装置 61 還元剤添加弁 62 還元剤供給路 63 燃圧センサ 66 緊急遮断弁 1 Internal combustion engine (diesel engine) 1a crankshaft 2 cylinders (combustion chamber) 3 Fuel injection valve 4 common rail 5 Fuel supply pipe 6 Fuel pump 8 intake branch pipe 9 Intake pipe 10 air cleaner box 12 Intake air temperature sensor 13 Intake throttle valve 14 Actuator 15 Turbocharger 15a Compressor housing 15b turbine housing 16 Intercooler 18 Exhaust branch pipe 18a exhaust port 19 Exhaust passage (exhaust pipe) 20 EGR device 25 EGR passage 26 EGR valve 27 EGR cooler 28 Oxidation catalyst for EGR device 30 electronic control unit 31 bidirectional bus 35 input ports 36 output ports 37 A / D converter 38 Drive circuit 40 accelerator pedal 41 Load sensor 42 crank angle sensor 44a Intake air temperature sensor 44b Intake air temperature sensor 45 Air flow meter 46 Intake pressure sensor 47 Air-fuel ratio sensor 48a Exhaust gas temperature sensor 48b Exhaust gas temperature sensor 52 catalytic converter 50a Storage reduction type NOx catalyst 50b particulate filter 51 casing 55 Exhaust gas inflow passage 55a stopper 56 Exhaust gas outflow passage 56a stopper 57 partitions 58 Filter 59 Oxidation catalytic converter 60 Reductant addition device 61 Reductant addition valve 62 Reductant supply path 63 Fuel pressure sensor 66 Emergency shutoff valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守谷 栄紀 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 中村 聡 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 Fターム(参考) 3G084 AA01 BA08 BA13 BA20 BA24 CA02 DA00 DA12 DA19 DA28 DA30 EA11 EB06 EB08 FA02 FA07 FA10 FA11 FA20 FA26 FA27 FA28 FA29 FA38 3G301 HA02 HA11 HA13 JA00 JA13 JA16 JA21 JB01 KA02 LB01 LB11 MA01 MA15 MA27 NA07 NC02 ND42 NE08 NE20 PA01Z PA07Z PA10Z PA11Z PB08Z PD02Z PD11Z PD13Z PE03Z PE08Z    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Ekinori Moriya             1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Auto             Car Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Nakamura             14 Iwatani Shimohakaku-cho, Nishio-shi, Aichi Stock Association             Company Japan Auto Parts Research Institute F-term (reference) 3G084 AA01 BA08 BA13 BA20 BA24                       CA02 DA00 DA12 DA19 DA28                       DA30 EA11 EB06 EB08 FA02                       FA07 FA10 FA11 FA20 FA26                       FA27 FA28 FA29 FA38                 3G301 HA02 HA11 HA13 JA00 JA13                       JA16 JA21 JB01 KA02 LB01                       LB11 MA01 MA15 MA27 NA07                       NC02 ND42 NE08 NE20 PA01Z                       PA07Z PA10Z PA11Z PB08Z                       PD02Z PD11Z PD13Z PE03Z                       PE08Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内燃機関の排気通路において排気ガス中に
含まれる水蒸気が凝縮し、その凝縮に起因して発生する
凝縮水が同排気通路内にて凝縮水の滞留部を形成する排
気通路構造を備え、さらに、その滞留部に滞留した凝縮
水の飛散によって被水し易い位置にヒータ加熱型センサ
を有する内燃機関であって、 前記滞留部に発生する凝縮水を検出する凝縮水検出手段
と、 前記凝縮水検出手段にて凝縮水を検出したとき、排気ガ
スの流速の急増を抑制するように内燃機関の燃料噴射制
御を変更して、ヒータ加熱型センサに対する凝縮水の飛
散を防止する燃料噴射制御手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関。
1. An exhaust passage structure in which water vapor contained in exhaust gas is condensed in an exhaust passage of an internal combustion engine, and condensed water generated due to the condensation forms a retention portion of the condensed water in the exhaust passage. And an internal combustion engine having a heater heating type sensor at a position where it is easily exposed to water due to splashing of condensed water that has accumulated in the accumulation part, and condensed water detection means for detecting condensed water generated in the accumulation part. When the condensed water is detected by the condensed water detecting means, the fuel for controlling the fuel injection of the internal combustion engine is changed so as to suppress the rapid increase in the flow velocity of the exhaust gas, and the fuel for preventing the condensed water from being scattered to the heater heating type sensor. An internal combustion engine comprising: an injection control unit;
【請求項2】前記燃料噴射制御手段は、内燃機関の燃料
噴射量の増量補正において徐変制御を加えつつ燃料噴射
量を増量し、排気ガスの流速の急増を抑制することを特
徴とする請求項1に記載の内燃機関。
2. The fuel injection control means increases the fuel injection amount while adding a gradual change control in the increase correction of the fuel injection amount of the internal combustion engine to suppress a rapid increase in the flow velocity of the exhaust gas. Item 1. The internal combustion engine according to item 1.
【請求項3】前記燃料噴射制御手段は、内燃機関の燃料
噴射制御に用いられる最大燃料噴射量の設定を、これま
での設定に較べ少ない噴射量に変更して排気ガスの流速
の急増を抑制することを特徴とする請求項1又は2に記
載の内燃機関。
3. The fuel injection control means changes a setting of a maximum fuel injection amount used for fuel injection control of an internal combustion engine to an injection amount smaller than the setting so far, and suppresses a rapid increase in exhaust gas flow velocity. The internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that.
【請求項4】内燃機関の運転状況を検出する運転状況検
出手段と、 前記運転状況検出手段にて検出した運転状況に基づき凝
縮水が飛散する状況にあるか否かを判定する飛散判定手
段と、 を、さらに備え、 前記燃料噴射制御手段は、凝縮水の滞留に加え、前記飛
散判定手段にて凝縮水が飛散する状況にあると判定した
ときに、内燃機関の燃料噴射制御を変更して排気ガスの
流速の急増を抑制することを特徴とする請求項1から3
の何れかに記載の内燃機関。
4. An operating condition detecting means for detecting an operating condition of the internal combustion engine, and a scattering determining means for determining whether or not condensed water is in a scattering condition based on the operating condition detected by the operating condition detecting means. The fuel injection control means changes the fuel injection control of the internal combustion engine when the dispersion determination means determines that the condensed water is scattered, in addition to the retention of the condensed water. 4. The method according to claim 1, wherein a rapid increase in exhaust gas flow velocity is suppressed.
Internal combustion engine according to any one of 1.
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