JP2006316742A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排ガス浄化装置を再生するために未燃燃料を供給するとともにEGR装置を有する内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that supplies unburned fuel to regenerate an exhaust gas purification device and has an EGR device.
従来のこの種の内燃機関の制御装置として、例えば、特許文献1に開示されたものが知られている。この制御装置は、吸気系と排気系の間に接続されたEGR通路と、このEGR通路に設けられたEGR弁とを備えており、内燃機関(以下「エンジン」という)の運転状態に応じてEGR弁の開度を制御することによって、排ガスの一部を排気系から吸気系に還流させるEGR動作を実行する。
As a conventional control device for this type of internal combustion engine, for example, one disclosed in
また、排気系のEGR通路よりも下流側には、NOx吸蔵還元触媒が設けられており、内燃機関が理論空燃比よりもリーンな空燃比で運転されているときには、排ガス中のNOxがNOx吸蔵還元触媒に吸蔵されることによって、大気中へのNOxの排出が抑制される。また、吸蔵されたNOxの量が所定値よりも大きくなったときに、膨張行程または排気行程において気筒内に燃料をポスト噴射することによって排ガス中に未燃燃料を含ませ、それによりNOxをNOx吸蔵還元触媒から放出させるとともに還元し、NOx吸蔵還元触媒を再生する。 Further, a NOx occlusion reduction catalyst is provided downstream of the EGR passage of the exhaust system, and when the internal combustion engine is operated at an air / fuel ratio leaner than the stoichiometric air / fuel ratio, NOx in the exhaust gas is occluded by NOx. Occlusion in the reduction catalyst suppresses NOx emission into the atmosphere. Further, when the amount of stored NOx becomes larger than a predetermined value, unburned fuel is included in the exhaust gas by post-injecting the fuel into the cylinder in the expansion stroke or the exhaust stroke, whereby NOx is converted into NOx. The NOx storage reduction catalyst is regenerated by releasing and reducing from the storage reduction catalyst.
また、上記のようなポスト噴射の実行中は、未燃燃料を含む排ガスの吸気系への還流およびそれに起因する混合気の空燃比のリッチ化を防止するために、EGR弁が全閉状態に制御される。 Further, during the post-injection as described above, the EGR valve is fully closed in order to prevent recirculation of exhaust gas containing unburned fuel to the intake system and the resulting rich air-fuel ratio of the air-fuel mixture. Be controlled.
また、従来の排ガス浄化装置として、排ガス中のパティキュレートをフィルタで捕集することによって排ガスを浄化するものが知られており、例えば特許文献2に開示されている。この排ガス浄化装置では、フィルタへのパティキュレート(以下「PM」という)の堆積量が多くなったときの排圧の上昇によるエンジンの出力の低下や燃費の悪化を回避するために、以下のようにしてフィルタを再生する。
Further, as a conventional exhaust gas purifying apparatus, one that purifies exhaust gas by collecting particulates in the exhaust gas with a filter is known, and is disclosed in
すなわち、フィルタに堆積したPMの量を推定し、推定したPMの堆積量が所定のしきい値よりも大きくなったときに、フィルタを再生する。具体的には、エンジンの燃焼に必要な燃料に加えて、排気行程中に燃料を燃焼室に噴射するポスト噴射により未燃燃料を排ガス中に含ませ、この未燃燃料を排気管内のフィルタよりも上流側で燃焼させ、排気温度を強制的に高めることによって、フィルタに堆積したPMを燃焼させ、フィルタを再生する。 That is, the amount of PM deposited on the filter is estimated, and the filter is regenerated when the estimated amount of PM deposited is greater than a predetermined threshold. Specifically, in addition to the fuel required for engine combustion, unburned fuel is included in the exhaust gas by post injection that injects fuel into the combustion chamber during the exhaust stroke, and this unburned fuel is filtered from the filter in the exhaust pipe. Also, the PM is accumulated on the filter by burning it upstream and forcibly raising the exhaust gas temperature to regenerate the filter.
上述した特許文献1の制御装置では、NOx吸蔵還元触媒の再生のためのポスト噴射が終了した直後においては、排気系のNOx吸蔵還元触媒よりも上流側には、未燃燃料を含む排ガスがまだ残留している。したがって、ポスト噴射の終了に伴い、EGR動作の実行を開始すると、NOx吸蔵還元触媒よりも上流側に存在する未燃燃料が、EGRガスとともに吸気系に還流し、燃焼室に吸入される。このため、この未燃燃料の分、気筒内の混合気の空燃比が、適正値に対してリッチ化してしまい、その結果、トルク変動が発生するとともに排ガス特性が悪化するおそれがある。
In the control device of
また、EGRガスとともに還流する未燃燃料がEGR通路に付着することによって、EGR通路につまりが発生し、EGRガス量の制御に支障をきたすおそれがある。特に、EGR弁に未燃燃料が付着することによりEGR弁が固着した場合には、EGRガス量の制御が不可能となってしまうので、燃焼の不安定化や、排ガス特性の悪化を招くおそれがある。また、このような問題は、特許文献2の排ガス浄化装置においても同様に生じる。すなわち、フィルタ再生のためのポスト噴射の終了直後にEGR動作の実行を開始すると、未燃燃料が排ガスとともにEGR通路を通って吸気系に還流するため、トルク変動や排ガス特性の悪化などを招くおそれがある。
Further, the unburned fuel that recirculates together with the EGR gas adheres to the EGR passage, so that clogging occurs in the EGR passage, which may hinder the control of the EGR gas amount. In particular, when the EGR valve is fixed due to adhering unburned fuel to the EGR valve, it becomes impossible to control the amount of EGR gas, which may lead to instability of combustion and deterioration of exhaust gas characteristics. There is. Such a problem also occurs in the exhaust gas purifying apparatus of
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、未燃燃料の供給終了直後におけるトルク変動や排ガス特性の悪化を防止できるとともに、安定したEGR動作を確保できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an internal combustion engine that can prevent torque fluctuations and exhaust gas characteristics from deteriorating immediately after the supply of unburned fuel is completed, and can ensure stable EGR operation. An object is to provide a control device.
上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、内燃機関の排気系(排気管5)と吸気系(吸気管4)の間に接続され、排ガスの一部を、排気系から吸気系にEGRガスとして還流させるためのEGR通路(EGR管14a)と、EGR通路を介してEGRガスを還流させるEGR手段(EGR制御弁14b)と、排気系に設けられ、EGR通路との接続部よりも下流側に配置された排ガス浄化装置20と、排ガス浄化装置20を再生するために、未燃燃料を排ガス中に含まれるように供給する未燃燃料供給手段(インジェクタ6)と、未燃燃料供給手段による未燃燃料の供給の終了時から所定時間TMREFが経過するまで、EGR手段によるEGRの実行を禁止するEGR禁止手段(ECU2、図3のステップ7)と、を備えていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この内燃機関の制御装置によれば、EGR手段により、排ガスの一部が、EGR通路を介して排気系から吸気系にEGRガスとして還流する。それにより、燃焼温度が低下することによって排ガス中のNOxの量が低減される。また、排気系に設けられ、EGR通路との接続部よりも下流側に配置された排ガス浄化装置によって、排ガスが浄化される。また、未燃燃料供給手段によって未燃燃料が供給され、排ガス中に含められることによって、排ガス浄化装置が再生される。 According to this control apparatus for an internal combustion engine, a part of the exhaust gas is recirculated as EGR gas from the exhaust system to the intake system via the EGR passage by the EGR means. Thereby, the amount of NOx in the exhaust gas is reduced by lowering the combustion temperature. Further, the exhaust gas is purified by an exhaust gas purification device that is provided in the exhaust system and is disposed downstream of the connection portion with the EGR passage. Further, the unburned fuel is supplied by the unburned fuel supply means and included in the exhaust gas, whereby the exhaust gas purification device is regenerated.
また、未燃燃料の供給が終了した時から所定時間が経過するまで、EGR禁止手段によって、EGRガスの吸気系への還流が禁止される。このように、EGR動作の実行の開始を、少なくとも未燃燃料の供給の終了時から所定時間だけ遅らせるので、その所定時間が経過するまでに、未燃燃料を排気系の下流側に確実に流すことができ、その後、EGR動作の実行を開始した際に、未燃燃料がEGRガスとともに吸気系に還流するのを十分に抑制することができる。その結果、吸気系への未燃燃料の還流、および、それに起因する空燃比のリッチ化を抑制できるので、未燃燃料の供給終了直後におけるトルク変動や排ガス特性の悪化を防止することができる。 Further, the recirculation of the EGR gas to the intake system is prohibited by the EGR prohibiting means until a predetermined time has elapsed after the supply of unburned fuel is completed. As described above, since the start of the EGR operation is delayed at least by a predetermined time from the end of the supply of the unburned fuel, the unburned fuel is surely flowed downstream of the exhaust system until the predetermined time elapses. Thereafter, when the execution of the EGR operation is started, it is possible to sufficiently suppress the unburned fuel from returning to the intake system together with the EGR gas. As a result, the recirculation of the unburned fuel to the intake system and the rich air-fuel ratio resulting therefrom can be suppressed, so that it is possible to prevent torque fluctuations and exhaust gas characteristics from being deteriorated immediately after the supply of unburned fuel.
また、EGR通路を流れる未燃燃料量が低減されるので、未燃燃料の付着によるEGR通路のつまりや、EGR制御手段がEGR弁で構成される場合のEGR弁の固着を防止することができる。それにより、安定したEGR動作を確保でき、安定した燃焼および良好な排ガス特性を維持することができる。 In addition, since the amount of unburned fuel flowing through the EGR passage is reduced, it is possible to prevent the EGR valve from sticking when the EGR passage is formed by the adhesion of unburned fuel or when the EGR control means is constituted by an EGR valve. . Thereby, a stable EGR operation can be ensured, and stable combustion and good exhaust gas characteristics can be maintained.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、排ガス浄化装置は、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ18を有し、フィルタ18に捕集されたパティキュレートの量(PM堆積量積算値SDPFPMS)を検出するパティキュレート量検出手段(ECU2、クランク角センサ30、排ガス温度センサ33)をさらに備え、未燃燃料供給手段は、検出されたパティキュレート量が所定量(しきい値PMREF)よりも大きいときに、排ガス中に未燃燃料を供給することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect, the exhaust gas purifying device has a
この構成によれば、排ガス中のPMは、排気系のEGR通路よりも下流側に設けられたフィルタによって捕集される。また、パティキュレート量検出手段によって検出された捕集されたPMの量が所定量よりも大きくなったときに、未燃燃料供給手段によって排ガス中に未燃燃料が供給されることにより、フィルタが再生し、フィルタのPMの捕集能力が回復する。また、フィルタの再生が終了し、未燃燃料の供給を停止した時から所定時間が経過するまでの間、EGR動作が禁止される。 According to this configuration, PM in the exhaust gas is collected by the filter provided on the downstream side of the EGR passage of the exhaust system. Further, when the amount of the collected PM detected by the particulate amount detection means becomes larger than a predetermined amount, the unburned fuel is supplied into the exhaust gas by the unburned fuel supply means, so that the filter Regenerates and recovers the PM collection ability of the filter. Further, the EGR operation is prohibited until a predetermined time elapses after the regeneration of the filter is completed and the supply of unburned fuel is stopped.
以上のように、フィルタの再生動作を終了した時から少なくとも所定時間が経過するのを待って、EGR動作を開始するので、排ガス浄化装置がPMを捕集するフィルタを有する場合でも、未燃燃料の供給によるフィルタの再生を行えるとともに、上述した請求項1に係る発明による効果を適切に得ることができる。
As described above, the EGR operation is started after waiting for at least a predetermined time from the end of the regeneration operation of the filter. Therefore, even when the exhaust gas purification device has a filter for collecting PM, unburned fuel The filter can be regenerated by supplying the above and the effect of the invention according to
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置について説明する。図1は、本発明を適用した制御装置1を備える内燃機関(以下「エンジン」という)3、およびエンジン3を制御するECU2などを概略的に示している。このエンジン3は、車両Vに搭載された、例えば4気筒タイプのディーゼルエンジンである。
Hereinafter, an internal combustion engine control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 including a
エンジン3のピストン3aとシリンダヘッド3bの間には、燃焼室3cが形成されている。シリンダヘッド3bには、吸気管4(吸気系)および排気管5(排気系)がそれぞれ接続されるとともに、燃料噴射弁(以下「インジェクタ」という)6(未燃燃料供給手段)が、燃焼室3cに臨むように取り付けられている。
A combustion chamber 3c is formed between the piston 3a of the
インジェクタ6は、燃焼室3cの天壁中央部に配置されており、コモンレール(図示せず)を介して、高圧ポンプ6aおよび燃料タンク(図示せず)に順に接続されている。燃料タンクの燃料は、高圧ポンプ6aによって高圧に昇圧された後、コモンレールを介してインジェクタ6に送られ、インジェクタ6から燃焼室3cに噴射される。また、インジェクタ6の燃料噴射量QINJおよび噴射時期はECU2によって決定され、インジェクタ6の開弁時間および開弁タイミングは、ECU2からの駆動信号によって、決定した燃料噴射量QINJおよび噴射時期が得られるように制御される。
The
エンジン3のクランクシャフト3dには、マグネットロータ30aが取り付けられており、このマグネットロータ30aとMREピックアップ30bによって、クランク角センサ30(パティキュレート量検出手段)が構成されている。クランク角センサ30は、クランクシャフト3dの回転に伴い、パルス信号であるCRK信号およびTDC信号をECU2に出力する(図2参照)。
A
CRK信号は、所定のクランク角(例えば30゜)ごとに出力される。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを求める。TDC信号は、各気筒のピストン3aが吸気行程開始時のTDC(上死点)付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、4気筒タイプの本例では、クランク角180゜ごとに出力される。
The CRK signal is output every predetermined crank angle (for example, 30 °). The ECU 2 obtains the rotational speed NE (hereinafter referred to as “engine rotational speed”) NE of the
吸気管4には、過給装置7が設けられており、過給装置7は、ターボチャージャで構成された過給機8と、これに連結されたアクチュエータ9と、ベーン開度制御弁10を備えている。
The
過給機8は、吸気管4に設けられた回転自在のコンプレッサブレード8aと、排気管5に設けられた回転自在のタービンブレード8bおよび複数の回動自在の可変ベーン8c(2つのみ図示)と、これらのブレード8a,8bを一体に連結するシャフト8dとを有している。過給機8は、排気管5内の排ガスによりタービンブレード8bが回転駆動されるのに伴い、これと一体のコンプレッサブレード8aが回転駆動されることによって、吸気管4内の吸入空気を加圧する過給動作を行う。
The
アクチュエータ9は、負圧によって作動するダイアフラム式のものであり、各可変ベーン8cに機械的に連結されている。アクチュエータ9には、負圧ポンプから負圧供給通路(いずれも図示せず)を介して負圧が供給され、この負圧供給通路の途中にベーン開度制御弁10が設けられている。ベーン開度制御弁10は、電磁弁で構成されており、その開度がECU2からの駆動信号で制御されることにより、アクチュエータ9への供給負圧が変化し、それに伴い、可変ベーン8cの開度が変化することにより、過給圧が制御される。
The
吸気管4の過給機8よりも下流側には、上流側から順に、水冷式のインタークーラ11およびスロットル弁12が設けられている。インタークーラ11は、過給装置7の過給動作により吸入空気の温度が上昇したときなどに、吸入空気を冷却するものである。スロットル弁12には、例えば直流モータで構成されたアクチュエータ12aが接続されている。スロットル弁12の開度は、アクチュエータ12aに供給される電流のデューティ比をECU2で制御することによって、制御される。
A water-cooled
さらに、吸気管4の吸気マニホールド4aは、その集合部から分岐部にわたって、スワール通路4bとバイパス通路4cに仕切られており、これらの通路4b,4cはそれぞれ、吸気ポートを介して各燃焼室3cに連通している。バイパス通路4cには、スワール装置13が設けられており、このスワール装置13は、スワール弁13aと、これを開閉するアクチュエータ13bと、スワール制御弁13cを備えている。スワール制御弁13cの開度をECU2で制御することにより、スワール弁13aの開度を変化させることによって、燃焼室3c内に発生するスワールの強さが制御される。
Further, the
また、エンジン3には、EGR管14a(EGR通路)およびEGR制御弁14b(EGR手段)を有するEGR装置14が設けられている。EGR管14aは、吸気管4と排気管5の間に、具体的には、吸気マニホールド4aの集合部のスワール通路4bと排気管5の過給機8よりも上流側とをつなぐように接続されている。このEGR管14aを介して、エンジン3の排ガスの一部が吸気管4にEGRガスとして還流し、このようなEGR動作により、燃焼室3c内の燃焼温度が低下することによって、排ガス中のNOxが低減される。
The
EGR制御弁14bは、EGR管14aに取り付けられたリニア電磁弁で構成されており、そのバルブリフト量が、エンジン3の負荷に応じて、ECU2からの駆動信号によりリニアに制御されることによって、EGRガス量が制御される。
The
また、EGR装置14にはEGRガスを冷却するためのEGR冷却装置15が設けられており、EGR冷却装置15は、EGR通路切替弁15bと、EGR管14aのEGR制御弁14bよりも下流側に設けられたEGRクーラ15cを有している。EGR管14aのEGR制御弁14bよりも下流側には、EGRクーラ15cをバイパスするようにバイパス通路15aが設けられており、EGR通路切替弁15bはバイパス通路15aの分岐部に取り付けられている。EGR通路切替弁15bは、ECU2による制御によって、EGR管14aのEGR通路切替弁15bよりも下流側の部分を、EGRクーラ15c側とバイパス通路15a側に選択的に切り替える。
Further, the
以上により、EGR通路切替弁15bがバイパス通路15a側に切り替えられた場合には、EGRガスは、バイパス通路15aに通され、吸気管4に還流する。一方、逆側に切り替えられた場合には、EGRガスは、EGRクーラ15cで冷却された後、吸気管4に還流する。
As described above, when the EGR
また、排気管5の過給機8よりも下流側には、排ガス浄化装置20が設けられている。この排ガス浄化装置20は、上流側から順に、酸化触媒17およびフィルタ18を有している。酸化触媒17は、排ガス中のHCおよびCOを酸化し、排ガスを浄化する。フィルタ18は、排ガス中の煤などのパティキュレート(以下「PM」という)を捕集することによって、大気中に排出されるPMを低減する。また、フィルタ18の表面には、酸化触媒17と同様の触媒(図示せず)が担持されている。
Further, an exhaust
さらに、排気管5のフィルタ18のすぐ上流側には、排ガス温度センサ33(パティキュレート量検出手段)が設けられている。排ガス温度センサ33は、フィルタ18のすぐ上流側の排ガスの温度(以下「フィルタ前ガス温度」という)TDPFGを検出し、その検出信号をECU2に出力する。
Further, an exhaust gas temperature sensor 33 (particulate amount detection means) is provided immediately upstream of the
ECU2にはさらに、アクセル開度センサ34および車速センサ35から、アクセルペダル(図示せず)の操作量(以下「アクセル開度」という)APおよび車速VPを表す検出信号が、それぞれ出力される。
Further, the
ECU2は、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROMなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種センサ30、33〜35からの検出信号はそれぞれ、I/OインターフェースでA/D変換や整形がなされた後、CPUに入力される。
The
CPUは、これらの入力信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン3の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、フィルタ18を再生するための再生制御処理を実行する。また、本実施形態では、ECU2によって、EGR禁止手段およびパティキュレート量検出手段が構成されている。
In accordance with these input signals, the CPU determines the operating state of the
次に、図3を参照しながら、上記再生制御処理について説明する。本処理は、TDC信号の入力に同期して実行される。まず、ステップ1(「S1」と図示。以下同じ)では、フィルタ18に堆積した1TDC当たり、すなわち1燃焼ごとのPMの堆積量(以下「PM堆積量」という)DPFPMSを算出する。具体的には、まず、エンジン回転数NEおよび燃料噴射量QINJに応じ、PM排出量マップ(図示せず)を検索することによって、エンジン3から排出されたPMの排出量を算出する。このPM排出量マップは、エンジン3から排出されるPMの排出量を実験によって求め、その結果をエンジン回転数NEおよび燃料噴射量QINJに応じてマップ化したものである。燃料噴射量QINJは、エンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じ、マップ(図示せず)を検索することによって算出される。
Next, the reproduction control process will be described with reference to FIG. This process is executed in synchronization with the input of the TDC signal. First, in step 1 (shown as “S1”, the same applies hereinafter), a DPFPMS per 1 TDC deposited on the
次いで、フィルタ前ガス温度TDPFGに基づき、テーブル(図示せず)を検索することによって、フィルタ18で燃焼されたPMの燃焼量を算出する。このテーブルでは、PM燃焼量は、フィルタ前ガス温度TDPFGが高いほど、より大きな値に設定されている。そして、以上のようにして求めたPM排出量からPM燃焼量を減算することによって、1TDC当たりのPM堆積量DPFPMSを算出する。
Next, the amount of PM burned by the
次に、前回までに得られているPM堆積量積算値SDPFPMSに、算出したPM堆積量DPFPMSを加算することによって、今回のPM堆積量積算値SDPFPMS(フィルタに捕集されたパティキュレートの量)を算出する(ステップ2)。このPM堆積量積算値SDPFPMSは、後述するようにフィルタ18の再生が終了したときに値0にリセットされるものであり、したがって、その時点においてフィルタ18に堆積しているPMの堆積量を表す。
Next, by adding the calculated PM accumulation amount DPFPMS to the PM accumulation amount accumulated value SDPFPMS obtained up to the previous time, the current PM accumulation amount accumulated value SDPFPMS (the amount of particulates collected by the filter) Is calculated (step 2). This PM accumulation amount integrated value SDPFPMS is reset to a value of 0 when the regeneration of the
次に、フィルタ18を再生するための再生動作の実行中フラグF_REONが「1」であるか否かを判別する(ステップ3)。この答がNOで、再生動作の実行中でないときには、EGRディレイフラグF_EGRDLYが「1」であるか否かを判別する(ステップ4)。このEGRディレイフラグF_EGRDLYについては後述する。この答がNOのときには、前記ステップ2で算出したPM堆積量積算値SDPFPMSが、開始判定用の所定のしきい値PMREF(例えば9g)(所定量)よりも大きいか否かを判別する(ステップ5)。この答がNOで、SDPFPMS≦PMREFのときには、フィルタ18におけるPM堆積量がまだ少ないため、再生動作を実行しないものとして、本処理を終了する。
Next, it is determined whether or not a regeneration operation execution flag F_REON for regenerating the
一方、ステップ5の答がYESで、PM堆積量積算値SDPFPMSがしきい値PMREFよりも大きくなったときには、再生動作を実行するものとして、そのことを表すために、実行中フラグF_REONを「1」にセットする(ステップ6)。このようにF_REON=「1」にセットされることにより、再生動作が開始される。この再生動作は、エンジン3の膨張行程中や排気行程中に燃焼室3cに燃料を噴射するポスト噴射によって行われる。それにより、排ガス中に未燃燃料を供給し、フィルタ18を高温状態(例えば600℃)に制御することにより、フィルタ18に堆積したPMを燃焼させることによって、フィルタ18が再生される。なお、このポスト噴射と併せて、アクチュエータ12aの制御によるスロットル弁12の開度の減少制御や、ベーン開度制御弁10の制御による過給圧の増大制御などを行ってもよい。
On the other hand, when the answer to step 5 is YES and the PM accumulation amount integrated value SDPFPMS becomes larger than the threshold value PMREF, it is assumed that the regenerating operation is executed, and the in-execution flag F_REON is set to “1” to indicate that. (Step 6). Thus, the reproduction operation is started by setting F_REON = “1”. This regeneration operation is performed by post injection in which fuel is injected into the combustion chamber 3c during the expansion stroke or exhaust stroke of the
次いで、EGR禁止フラグF_EGRNGを「1」にセットする。(ステップ7)。これにより、再生動作の実行中にEGR動作が禁止され、EGR制御弁14bが全閉状態に制御されることによって、吸気管4へのEGRガスの還流が停止される。その結果、ポスト噴射された排ガス中の未燃燃料がEGRガスとともにEGR管14aを通って吸気管4に還流するのを、防止することができる。
Next, the EGR prohibition flag F_EGRNG is set to “1”. (Step 7). As a result, the EGR operation is prohibited during the regeneration operation, and the
ステップ7に続いて、または前記ステップ3の答がYESで、再生動作の実行中であるときには、ステップ8に進む。このステップ8では、PM堆積量積算値SDPFPMSが、終了判定用のしきい値PMSREFよりも小さいか否かを判定する。このしきい値は、値0に近い小さな所定値に設定されている。この答がNOで、SDPFPMS≧PMSREFのときには、フィルタ18に堆積したPMがまだ十分に燃焼しておらず、フィルタ18の再生が不十分であるため、再生動作を継続するものとして、そのまま本処理を終了する。
Subsequent to Step 7 or when the answer to Step 3 is YES and the reproduction operation is being executed, the process proceeds to
一方、ステップ8の答がYESで、SDPFPMS<PMSREFのときには、再生動作により、フィルタ18に堆積したPMが十分に燃焼し、フィルタ18の再生が完了したとして、再生動作を終了する。そして、そのことを表すために、実行中フラグF_REONを「0」にリセットする(ステップ9)とともに、PM堆積量積算値SDPFPMSを値0にリセットする(ステップ10)。
On the other hand, when the answer to step 8 is YES and SDPFPMS <PMSREF, the regeneration operation is terminated assuming that the PM accumulated on the
次に、ダウンカウント式のディレイタイマDLYTMのタイマ値を、所定時間TMREF(例えば3秒)にセットする(ステップ11)とともに、再生動作の終了後におけるEGR動作の開始のディレイ期間中であることを表すために、EGRディレイフラグF_EGRDLYを「1」にセットし(ステップ12)、本処理を終了する。このステップ12の実行により、前記ステップ4の答がYESになり、その場合には、ステップ13に進む。
Next, the timer value of the down-count delay timer DLYTM is set to a predetermined time TMREF (for example, 3 seconds) (step 11), and it is determined that the EGR operation start delay period after the end of the reproduction operation is in progress. In order to express this, the EGR delay flag F_EGRDLY is set to “1” (step 12), and this process is terminated. As a result of execution of
このステップ13では、上記ステップ11でセットしたディレイタイマDLYTMのタイマ値が、値0であるか否かを判別する。この答がNOで、再生動作の終了時から所定時間TMREFがまだ経過していないときには、前記ステップ5以降に進む。一方、ステップ13の答がYESで、再生動作の終了後、所定時間TMREFが経過したときには、EGR禁止フラグF_EGRNGを「0」にセットする(ステップ14)。これにより、EGR動作の禁止が解除され、エンジンの運転状態に応じてEGR動作が制御される。
In
次に、EGRディレイフラグF_EGRDLYを「0」にリセットし(ステップ15)、その後、前記ステップ5以降に進む。 Next, the EGR delay flag F_EGRDLY is reset to “0” (step 15), and then the process proceeds to step 5 and subsequent steps.
図5は、本実施形態の再生制御によって得られる動作例を、比較例とともに示している。同図(b)に示すように、再生動作の実行中(タイミングt1以前)においては、EGR制御弁14bが全閉状態に制御されているため、EGR管14a内には、未燃燃料がほとんど存在していない。
FIG. 5 shows an operation example obtained by the reproduction control of this embodiment together with a comparative example. As shown in FIG. 5B, during the regeneration operation (before timing t1), the
再生動作が終了すると(t1)、比較例では、同図(a)に破線で示すように、再生動作の終了と同時に、EGR制御弁14bが全閉状態から開状態に制御され、EGR動作が遅延なく開始される。このため、再生動作の終了時点で排気管5内に残留していた、ポスト噴射による未燃燃料が、EGRガスとともにEGR管14a内に流入することによって、同図(b)に破線で示すように、EGR管14a内の未燃燃料の量が急激に増大し、上限値UPLIMを超えている。その結果、多量の未燃燃料がEGRガスとともに吸気管4に還流し、燃焼室3cに吸入されてしまう。
When the regeneration operation ends (t1), in the comparative example, as indicated by a broken line in FIG. 5A, simultaneously with the end of the regeneration operation, the
これに対し、本実施形態では、同図(a)に実線で示すように、再生動作の終了後、所定時間TMREFが経過した時(t2)に、EGR制御弁14bが開状態に制御され、EGR動作が開始される。それにより、所定時間TMREFの間に、排気管5内に残留していた未燃燃料が、下流側の酸化触媒17などに送られる。したがって、同図(b)に実線で示すように、EGR動作の開始後、EGR管14a内の未燃燃料の量は、増大するものの、比較例の場合よりも大幅に抑制され、上限値UPLIMを十分に下回っている。
On the other hand, in the present embodiment, as indicated by a solid line in FIG. 5A, when the predetermined time TMREF has elapsed after the end of the regeneration operation (t2), the
以上のように、本実施形態によれば、再生動作の終了時に、EGR動作の開始を所定時間TMREFだけ遅らせるので、ポスト噴射によって供給された未燃燃料を、所定時間TMREFが経過するまでに、排気管5の下流側の酸化触媒17などに確実に送ることができ、その後、EGR動作を開始した際に、未燃燃料がEGRガスとともに吸気管4に還流するのを十分に抑制することができる。その結果、吸気管4への未燃燃料の還流、およびそれに起因する空燃比のリッチ化を抑制できるので、再生動作の終了直後におけるトルク変動や排ガス特性の悪化を防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, at the end of the regeneration operation, the start of the EGR operation is delayed by the predetermined time TMREF, so that the unburned fuel supplied by the post-injection is passed by the predetermined time TMREF. It can be reliably sent to the
また、EGR動作の開始の遅延により、EGR管14aを流れる未燃燃料の量が低減されるので、未燃燃料の付着によるEGR管14aのつまりやEGR制御弁14bの固着を防止することができる。また、同じ理由から、バイパス通路15aのつまりやEGR通路切替え弁15bの固着を防止することができる。以上により、安定したEGR動作を確保でき、安定した燃焼および良好な排ガス特性を維持することができる。
Further, since the amount of unburned fuel flowing through the
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、排ガス中への未燃燃料の供給を、インジェクタ6を用いた燃焼室3cへのポスト噴射によって行っているが、排気管5のフィルタ18よりも上流側にインジェクタを別個に設け、燃料を排気管5に直接、噴射するようにしてもよい。
In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, the unburned fuel is supplied into the exhaust gas by post-injection to the combustion chamber 3c using the
さらに、実施形態では、フィルタ18におけるPM堆積量を表すPM堆積量積算値SDPFPMSを、エンジン3の運転状態に基づいて算出したPMの排出量から、フィルタ前ガス温度TDPFGに基づいて算出したPMの燃焼量を減算し、さらにそれを積算することによって、算出しているが、PM堆積量を、他の任意の手法、例えば、フィルタ18の上流側と下流側の差圧を検出し、この差圧と排ガス流量に応じて算出してもよい。また、このようにして算出したPM堆積量と、実施形態のPM堆積量積算値SDPFPMSとを比較し、より大きい方をPM堆積量として用いてもよい。
Further, in the embodiment, the PM accumulation amount integrated value SDPFPMS representing the PM accumulation amount in the
さらに、実施形態は、未燃燃料の供給により再生される排ガス浄化装置としてフィルタを用いた例であるが、これに代えてNOx触媒を用いてもよい。また、実施形態は、本発明をディーゼルエンジンに適用した例であるが、これに限らず、ディーゼルエンジン以外の各種のエンジン、例えばガソリンエンジンやクランク軸を鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。 Furthermore, although the embodiment is an example in which a filter is used as an exhaust gas purification device regenerated by supplying unburned fuel, a NOx catalyst may be used instead. The embodiment is an example in which the present invention is applied to a diesel engine. However, the present invention is not limited to this, and various engines other than a diesel engine, such as an outboard motor in which a gasoline engine and a crankshaft are arranged in a vertical direction, are used. It can also be applied to a marine vessel propulsion engine. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.
1 制御装置
2 ECU(EGR禁止手段、パティキュレート量検出手段)
3 内燃機関
4 吸気管(吸気系)
5 排気管(排気系)
6 インジェクタ(未燃燃料供給手段)
14a EGR管(EGR通路)
14b EGR制御弁(EGR手段)
18 フィルタ
20 排ガス浄化装置
30 クランク角センサ(パティキュレート量検出手段)
33 排ガス温度センサ(パティキュレート量検出手段)
SDPFPMS PM堆積量積算値(フィルタに捕集されたパティキュレートの量)
PMREF しきい値(所定量)
DESCRIPTION OF
3
5 Exhaust pipe (exhaust system)
6 Injector (unburned fuel supply means)
14a EGR pipe (EGR passage)
14b EGR control valve (EGR means)
18
33 Exhaust gas temperature sensor (particulate amount detection means)
SDPFPMS PM accumulated amount integrated value (amount of particulates collected by the filter)
PMREF threshold (predetermined amount)
Claims (2)
当該EGR通路を介してEGRガスを還流させるEGR手段と、
前記排気系に設けられ、前記EGR通路との接続部よりも下流側に配置された排ガス浄化装置と、
当該排ガス浄化装置を再生するために、未燃燃料を排ガス中に含まれるように供給する未燃燃料供給手段と、
当該未燃燃料供給手段による未燃燃料の供給の終了時から所定時間が経過するまで、前記EGR手段によるEGRの実行を禁止するEGR禁止手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。 An EGR passage connected between the exhaust system and the intake system of the internal combustion engine, for recirculating a part of the exhaust gas from the exhaust system to the intake system as EGR gas;
EGR means for recirculating EGR gas via the EGR passage,
An exhaust gas purifying device provided in the exhaust system and disposed downstream of a connection portion with the EGR passage;
In order to regenerate the exhaust gas purification device, unburned fuel supply means for supplying unburned fuel so as to be included in the exhaust gas,
EGR prohibiting means for prohibiting execution of EGR by the EGR means until a predetermined time has elapsed from the end of the supply of unburned fuel by the unburned fuel supply means;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
当該フィルタに捕集されたパティキュレートの量を検出するパティキュレート量検出手段をさらに備え、
前記未燃燃料供給手段は、前記検出されたパティキュレート量が所定量よりも大きいときに、排ガス中に未燃燃料を供給することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The exhaust gas purification apparatus has a filter that collects particulates in the exhaust gas,
It further comprises a particulate amount detection means for detecting the amount of particulates collected by the filter,
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the unburned fuel supply means supplies unburned fuel into the exhaust gas when the detected particulate amount is larger than a predetermined amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005141894A JP2006316742A (en) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009180087A (en) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Honda Motor Co Ltd | Control system for internal combustion engine |
JP2017180273A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 三菱自動車工業株式会社 | Exhaust emission control device |
-
2005
- 2005-05-13 JP JP2005141894A patent/JP2006316742A/en not_active Withdrawn
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JP4536783B2 (en) * | 2008-01-29 | 2010-09-01 | 本田技研工業株式会社 | Control device for internal combustion engine |
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