JP2006342788A - 内燃機関の出力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＰＦ（フィルタ）の目詰まりによる排気系の高温化および高圧化をより直接的に把握して機関出力を抑制することで、過度の昇温による排気系部品の劣化を確実に防止すると共に、過度の昇圧による排気系部品の接合部からの排気漏れを抑制する内燃機関の出力制御装置を提供する。
【解決手段】排気系に排気中の微粒子物質を捕集するＤＰＦを備えたエンジン（内燃機関）の出力制御装置において、ＤＰＦの前の排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦを検出し（Ｓ１００からＳ１０４）、少なくとも検出された排気圧力（より具体的にはその一次遅れ値ＰＰＲＥＤＰＦＦ）に応じ、エンジンの出力の上限値（トルクリミットＴＬＭＴ１）を、排気圧力が増加するにつれて減少するように算出し（Ｓ１０６）、算出された出力の上限値に基づいてエンジンの出力を制御する（Ｓ１０８からＳ１１６）。
【選択図】図３

Description

この発明は内燃機関の出力制御装置に関し、より具体的には微粒子物質（ParticulateあるいはParticulate Matter）を捕集するフィルタ（ＤＰＦ; Diesel Particulate Filter）を備えた内燃機関において、内燃機関の出力（トルク）を抑制して排気系の過度の昇温による排気系部品の劣化を防止すると共に、過度の昇圧による排気系部品の接合部からの排気漏れを抑制するようにした装置に関する。

ディーゼル機関の排気系には、上記したように、ＤＰＦが設けられ、排気中の微粒子物質を微細な孔で捕集している。ＤＰＦに捕集された微粒子物質の堆積が増加するにつれて目詰まりを起こすことから、下記の特許文献１に示すように、ＤＰＦ前後の差圧から微粒子物質の捕集量を推定し、推定値が判定値以上のとき、燃焼させて（酸化除去して）ＤＰＦを再生している。

特許文献１記載の技術にあっては、微粒子物質の堆積量が限界近くに達した場合、ＤＰＦ前後の差圧が大幅に上昇してＤＰＦの劣化を促進すると共に、排気圧力自体も高くなって燃費の悪化を招くことから、微粒子物質の捕集量が判定値以上のとき、最大燃料噴射量を制限し、排気量（流量）の大幅な増加を回避してＤＰＦの劣化を防止するようにしている。

尚、ＤＰＦの目詰まりを起こす物質としては、他にアッシュ（オイルの金属成分などの燃え残り）があるが、ＤＰＦで捕集されたアッシュは燃焼によっても除去されないことから、ＤＰＦの劣化は、微粒子物質を除去しても、アッシュの堆積によって緩慢に進行する。
特開２００４−１０８２０７号公報

上記した如く、ＤＰＦは、微粒子物質あるいはアッシュの堆積に伴って目詰まりを生じる。その結果、排気圧力が上昇して排気の流速が低下するため、排気系の温度が上昇して排気系部品の劣化を促進すると共に、排気圧力の上昇によって排気系部品の接合部からの排気漏れが生じる恐れがある。

特許文献１記載の技術にあっても、ＤＰＦの劣化を防止するために、ＤＰＦ前後の差圧から再生時期を判断し、再生に際して燃料噴射量を制限するように構成しているが、排気系の状態をＤＰＦ前後の差圧を通じて検出するに止まるため、ＤＰＦの目詰まりによる排気系の高温化および高圧化を正確に把握することができず、よって上記した不都合を十分に回避することができなかった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、ＤＰＦ（フィルタ）の目詰まりによる排気系の高温化および高圧化をより直接的に把握して内燃機関の出力を抑制することで、排気系の過度の昇温による排気系部品の劣化を確実に防止すると共に、排気圧力の過度の上昇による排気系部品の接合部からの排気漏れを抑制するようにした内燃機関の出力制御装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、排気系に排気中の微粒子物質を捕集するフィルタを備えた内燃機関の出力制御装置において、前記フィルタの前の排気圧力を検出する排気圧力検出手段、少なくとも前記検出された排気圧力に応じ、前記内燃機関の出力の上限値を、前記排気圧力が増加するにつれて減少するように算出する機関出力上限値算出手段、および前記算出された出力の上限値に基づいて前記内燃機関の出力を制御する機関出力制御手段を備える如く構成した。

請求項２に係る内燃機関の出力制御装置にあっては、さらに、前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段を備えると共に、前記機関出力上限値算出手段は、前記出力の上限値を、前記排気圧力と前記機関回転数が増加するにつれて減少するように算出する如く構成した。

請求項３に係る内燃機関の出力制御装置にあっては、さらに、前記内燃機関の要求出力を算出する要求出力算出手段、および前記機関出力制御手段により前記内燃機関の出力が前記上限値に制限されて前記算出された要求出力以下になったとき、前記フィルタの再生を実行するフィルタ再生実行手段を備える如く構成した。

請求項１にあっては、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタの前の排気圧力を検出し、少なくとも検出された排気圧力に応じ、内燃機関の出力（トルク）の上限値を、排気圧力が増加するにつれて減少するように算出し、算出された出力の上限値に基づいて機関の出力を制御する如く構成、換言すればフィルタ（ＤＰＦ）の目詰まりによる排気系の高温化および高圧化をより直接的に把握して内燃機関の出力を抑制するように構成したので、排気系の過度の昇温を回避して排気系部品の劣化を確実に防止できると共に、排気圧力の過度の上昇による排気系部品の接合部からの排気漏れを確実に抑制することができる。

また、内燃機関の出力の上限値を、排気圧力が増加するにつれて減少するように算出する如くしたので、内燃機関の出力の抑制を必要最小限に止めつつ、排気系の過度の昇温と排気圧力の過度の上昇を確実に防止することができる。即ち、排気圧力が増加するにつれて排気系の温度も上昇することから、その増加に応じて内燃機関の出力を抑制することで、排気系のさらなる昇温および昇圧を確実に防止することができ、内燃機関の出力の抑制を必要最小限に止めつつ、排気温度の過度の上昇による排気系部品の劣化を確実に防止できると共に、排気圧力の過度の上昇による排気系部品の接合部からの排気漏れを抑制することができる。

請求項２に係る内燃機関の出力制御装置にあっては、さらに、出力の上限値を、排気圧力と機関回転数が増加するにつれて減少するように算出する如く構成したので、内燃機関の出力の抑制を必要最小限に止めつつ、排気系のさらなる昇温および昇圧を一層確実に防止することができる。即ち、排気圧力が増加するにつれて排気系の温度が上昇すると共に、機関回転数の増加につれて単位時間当たりの排気流量が増加し、それによっても排気系の温度が上昇することから、それらの増加に応じて内燃機関の出力を抑制することで、排気系のさらなる昇温および昇圧を確実に防止することができ、内燃機関の出力の抑制を必要最小限に止めつつ、排気温度の過度の上昇による排気系部品の劣化を確実に防止できると共に、排気圧力の過度の上昇による排気系部品の接合部からの排気漏れを抑制することができる。

請求項３に係る内燃機関の出力制御装置にあっては、さらに、内燃機関の要求出力を算出し、内燃機関の出力が上限値に制限されて算出された要求出力以下になったとき、フィルタの再生を実行する如く構成したので、上限値に制限された内燃機関の出力が要求出力以下になったときにフィルタの再生を実行することで、内燃機関の要求出力、より具体的にはユーザが期待する商品性を確保してユーザの期待に応えることができる。

他方、フィルタ再生は、上限値に制限された内燃機関の出力が要求出力以下になったときにのみ実行されるように構成したので、渋滞路を走行するときなど負荷の低い運転状態にあっては、内燃機関の出力が上限値に制限されず、フィルタの再生を必要最小限に止めることができる。その結果、フィルタの再生をポスト噴射で行う場合、再生が必要最小限にされることで燃費性能の低下を必要最小限に止めることができると共に、オイルダイリューションも低減させることができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る内燃機関の出力制御装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係る内燃機関の出力制御装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符号１０は４気筒の内燃機関（ディーゼルエンジン。以下「エンジン」という）を、１０ａはその本体を示す。エンジン１０において、エアクリーナ１２から吸入された空気は吸気管（吸気路）１４を流れる。

吸気管１４の適宜位置にはインテークシャッタ（吸気絞り装置）１６が配置される。インテークシャッタ１６はバルブ１６ａと、それに接続される電動モータなどのアクチュエータ１６ｂを備える。インテークシャッタ１６において、駆動回路（図示せず）を介してアクチュエータ１６ｂが駆動されるとき、それに応じてバルブ１６ａが閉鎖方向に駆動されて吸気管１４の開度を絞り方向に調整し、そこを通過する吸気量を減少させる。

吸気管１４を流れる空気はその下流の吸気マニホルド２０を通ってそれぞれの気筒に至り、吸気バルブ（図示せず）が開弁すると共に、ピストン（図示せず）が下降するとき、燃焼室（図示せず）に吸入される。吸入された空気はピストンが上昇するとき圧縮されて高温となる。

燃料タンク（図示せず）に貯留された燃料（軽油）はポンプおよびコモンレール（共に図示せず）を介してそれぞれの気筒の燃焼室を臨む位置に配置されたインジェクタ２２に供給され、インジェクタ２２が駆動回路（図示せず）を介して駆動（開弁）されるとき、燃焼室に噴射され、圧縮されて高温となった吸入空気に触れて自然着火して燃焼する。それによってピストンは下方に駆動された後、再び上昇し、排気バルブ（図示せず）が開弁するとき、排気（排ガス）を排気マニホルド（排気系）２４に排出する。排気は、次いでその下流の排気管（排気系）２６を流れる。

排気管２６には、吸気管１４に接続されるＥＧＲ管（ＥＧＲ通路）３０が設けられると共に、ＥＧＲ管３０にはＥＧＲバルブ３０ａが設けられる。ＥＧＲバルブ３０ａは駆動回路（図示せず）を介して作動させられるとき、ＥＧＲ管３０を開放して排気の一部を吸気系に還流させる。

また、排気管２６において、ＥＧＲ管３０の接続位置の下流にはターボチャージャ（図に「Ｔ／Ｃ」と示す）３２のタービン（図示せず）が設けられ、排気によって回転させられ、それに機械的に接続されたコンプレッサ３２ａを駆動し、エアクリーナ１２から吸入される空気を過給する。

また、排気管２６において、ターボチャージャ３２の配置位置の下流には、白金などからなる酸化触媒装置（図に「ＣＡＴ」と示す）３４が配置される。酸化触媒装置３４は、排気中の未燃ＨＣを酸化して除去する。また、その酸化プロセスにおいて排気温度を上昇させる。

酸化触媒装置３４の下流にはＤＰＦ（Diesel Particulate Filter。フィルタ）３６が配置され、排気中の微粒子物質（Particulate）を捕集する。ＤＰＦ３６はセラミック製のハニカムフィルタからなり、その内部には上流側端部が閉塞されて下流側端部が開放された排気通路と、上流側端部が開放されて下流側端部が閉塞された排気通路とが交互に配列されると共に、隣接する通路間には１０μｍ程度の孔径の多くの孔が穿設された多孔質の壁面が形成され、排気中の微粒子物質をその孔で捕集する。

ＤＰＦ３６にあっては、かく捕集された微粒子物質が徐々に堆積することで、目詰まりを生じさせる。尚、ＤＰＦ３６は、具体的には、フィルタに担持させた酸化触媒の作用によって微粒子物質の燃焼可能温度を低下させ、排気によって堆積された微粒子物質を焼却するＣＳＦ（Catalyzed Soot Filter）型として構成される。

尚、排気中には微粒子物質の他に、アッシュ（オイルの金属成分などの燃え残り）があり、同様にＤＰＦ３６で捕集される。ただし、捕集されてＤＰＦ３６に堆積したアッシュは焼却によっても除去されないことから、ＤＰＦ３６の劣化は、微粒子物質を除去しても、アッシュの堆積によって緩慢に進行する。

排気はＤＰＦ３６を通った後、サイレンサ、テールパイプなど（全て図示せず）を流れてエンジン１０の外部に放出される。

エンジン１０のクランク軸（図示せず）の付近には複数組の電磁ピックアップからなるクランク角センサ４０が配置され、気筒判別信号を出力すると共に、４気筒のそれぞれのＴＤＣあるいはその付近でＴＤＣ信号を出力し、さらに所定クランク角度ごとにクランク角度信号を出力する。

さらに、エンジン１０の冷却水通路（図示せず）の付近には水温センサ４２が配置され、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力すると共に、吸気管１４においてエアクリーナ１２の付近には温度検出素子を備えたエアフローメータ４４が配置され、エアクリーナ１２から吸入される空気（吸気）量（エンジン負荷を示す）と温度（吸気温あるいは外気温）ＴＡに応じた信号を出力する。

また、エンジン１０が搭載される車両の運転席（図示せず）の床面に配置されたアクセルペダル４６の付近にはアクセル開度センサ５０が配置され、アクセル開度（エンジン負荷を示す）θＡＰに応じた信号を出力すると共に、車輪（図示せず）の適宜位置には車輪速センサ５２が配置され、車輪の所定角度当たりの回転ごとに信号を出力する。

また、エンジン１０の排気系において、ターボチャージャ３２の下流で酸化触媒装置３４の上流の適宜位置には第１の排気温度センサ５４が配置され、酸化触媒装置３４に流入する排気の温度、即ち、排気温度ＴＥＸ１に応じた出力を生じると共に、酸化触媒装置３４の下流で、ＤＰＦ３６の前、より具体的にはＤＰＦ３６の直前には第２の排気温度センサ５６が配置され、ＤＰＦ３６に流入する排気の温度、即ち、排気温度ＴＥＸ２に応じた出力を生じる。

さらに、ＤＰＦ３６には差圧センサ６０が配置され、ＤＰＦ３６に流入する排気の圧力とＤＰＦ３６から流出する排気の圧力の差圧ＰＤＩＦ、換言すれば、ＤＰＦ３６の入口側の圧力と出口側の圧力の差圧ＰＤＩＦに応じた出力を生じる。

上記したセンサ群の出力は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）６２に送られる。

ＥＣＵ６２はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよび入出力回路からなるマイクロコンピュータから構成される。ＥＣＵ６２は、センサ群の出力の中、クランク角センサ４０から出力されるクランク角度信号をカウンタでカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出（算出）すると共に、車輪速センサ５２の出力をカウンタでカウントして車速を検出する。

尚、ＥＣＵ６２はケース（図示せず）に格納されて車両の運転席付近の適宜位置に格納されるが、そのケース内には大気圧センサ６４が配置され、エンジン１０が位置する場所の大気圧ＰＡに応じた出力を生じてＥＣＵ６２に送出する。

次いで、図１に示す装置の動作を説明する。

図２は、その動作の内の燃料噴射量Ｑの算出処理を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、ＥＣＵ６２においてそれぞれの気筒のＴＤＣ付近で実行される。

以下説明すると、Ｓ１０において上記したセンサ群で検出されたアクセル開度θＡＰなどの運転パラメータを読み出し、Ｓ１２に進み、検出されたアクセル開度θＡＰからＲＯＭに格納されているテーブルを検索して基本燃料噴射量を算出し、Ｓ１４に進み、他の運転パラメータに応じて算出された基本燃料噴射量の補正値を算出し、Ｓ１６に進み、算出された基本燃料噴射量とその補正値に基づいて燃料噴射量Ｑを算出し、Ｓ１８に進み、算出された燃料噴射量Ｑに基づき、適宜な燃料噴射時期にインジェクタ２２を介して燃料噴射を実行する（機関出力を制御する）。

図３は、図１に示す装置の動作の内のエンジン１０の出力の抑制処理を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、ＥＣＵ６２において所定時間、例えば２０ｍｓｅｃごとに実行される。

以下説明すると、Ｓ１００において上記したセンサ群で検出されたエンジン回転数ＮＥ、吸気温ＴＡ、エンジン冷却水温ＴＷ、大気圧ＰＡ、排気温度ＴＥＸ２および差圧ＰＤＩＦを読み出す。

次いでＳ１０２に進み、ＤＰＦ３６の前の排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦを絶対圧で算出する（ＤＰＦ３６の前の排気圧力を絶対圧で間接的に検出する）。排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦは具体的には、検出された差圧ＰＤＩＦと排気温度ＴＥＸ２とエンジン回転数ＮＥと、図２フロー・チャートで算出された燃料噴射量Ｑに基づいて算出する。

より具体的には、排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦは、検出された差圧ＰＤＩＦからＤＰＦ３６の圧損を算出し、次いでその下流（ＤＰＦ３６からテールパイプまで、主としてサイレンサ）の圧損を算出する。即ち、検出されたエンジン回転数ＮＥと吸入空気量とから適宜な特性に従って排気流量を算出する。

次いで、算出された排気流量と検出された排気温度ＴＥＸ２（より詳しくは排気温度ＴＥＸ２から推定されるＤＰＦ３６の内部温度）とから予め実験により求められてＲＯＭに格納されているマップを検索し、検索値をＤＰＦ３６の下流の圧損とする（算出する）。尚、マップにおいて圧損は、排気流量と排気温度ＴＥＸ２（より詳しくは排気温度ＴＥＸ２から推定されるＤＰＦ３６の内部温度）とが増加するに従って増加するように設定される。

テールパイプの下流はエンジン１０の外部となり、大気圧であることから、上記した２種の圧損を算出して合算すれば、その和がＤＰＦ３６の前の排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦを示すことになる。尚、このような演算によって間接的に検出することに代え、図１に想像線で示す如く、ＤＰＦ３６の前にその部位の圧力を絶対圧で示す圧力センサ６６を設け、そのセンサ６６の出力からＤＰＦ３６の前の排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦを直接的に検出しても良い。

次いでＳ１０４に進み、適宜なフィルタを用いて算出（検出）した排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦの一次遅れ値ＰＰＲＥＤＰＦＦを算出する。これは、ノイズを除去するためである。

次いでＳ１０６に進み、検出されたエンジン回転数ＮＥと算出された排気圧力の一次遅れ値ＰＰＲＥＤＰＦＦとから、予め実験により求められてＲＯＭ内に格納されているマップを検索し、トルクリミット値（エンジン１０の出力の上限値）ＴＬＭＴ１を算出する。

図４はそのマップの特性を示す説明グラフである。図示の如く、トルクリミット値ＴＬＭＴ１は、排気圧力の一次遅れ値ＰＰＲＥＤＰＦＦが増加するにつれて減少、より正確には排気圧力の一次遅れ値ＰＰＲＥＤＰＦＦとエンジン回転数ＮＥが増加するにつれて減少するように設定される。

これは、排気圧力の一次遅れ値ＰＰＲＥＤＰＦＦが増大するにつれて排気系の温度も上昇すると共に、エンジン回転数ＮＥの増加につれて単位時間当たりの排気流量が増加し、それによっても排気系の温度が上昇することから、その増加に応じてエンジン１０の出力を抑制することで、排気系のさらなる昇温を確実に防止するためである。

尚、トルクリミット値ＴＬＭＴ１は、同図に破線ａで示す付近で急減するように設定される。これは、発明者達が知見した限り、排気圧力がこの付近（例えば２０００ｈＰａ）まで上昇したとき、排気系部品の接合部（例えば排気マニホルド２４と排気管２６の接合部）から排気漏れが生じる可能性が高まることから、トルクリミット値ＴＬＭＴ１は、排気圧力（正確にはその一次遅れ値ＰＰＲＥＤＰＦＦ）が破線ａを超えるとき、急減するように設定される。

次いでＳ１０８に進み、検出されたエンジン回転数ＮＥ、吸気温ＴＡ、エンジン冷却水温ＴＷ、大気圧ＰＡから、エンジン１０の過回転を回避するためのトルクリミット値ＴＬＭＴ２、エンジン１０のオーバーヒートを回避するためのトルクリミット値ＴＬＭＴ３、および高地補償のためのトルクリミット値ＴＬＭＴ４を適宜な特性に従って算出する。

次いでＳ１１０に進み、算出された４種のトルクリミット値ＴＬＭＴ１，ＴＬＭＴ２，ＴＬＭＴ３，ＴＬＭＴ４の中の最小値を選択し、Ｓ１１２に進み、選択されたトルクリミット値を適宜な特性に従って燃料噴射量リミット値ＱＬＭＴ（エンジン１０の出力の上限値）に変換（換算）する。

次いでＳ１１４に進み、図２フロー・チャートで算出された燃料噴射量Ｑが変換（換算）された燃料噴射量リミット値ＱＬＭＴを超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ１１６に進み、算出された燃料噴射量Ｑを燃料噴射量リミット値ＱＬＭＴに置き換える（燃料噴射量リミット値ＱＬＭＴを燃料噴射量Ｑとする）。尚、Ｓ１１４で否定されるときは、Ｓ１１６をスキップする。

図２フロー・チャートのＳ１８においては、先に述べたように、算出された燃料噴射量Ｑに基づいて適宜な燃料噴射時期に燃料が噴射される、即ち、エンジン１０の出力（トルク）が制御されるが、このとき、トルクリミット値ＴＬＭＴ１が最小値として選択され、それが燃料噴射量リミット値ＱＬＭＴに変換（換算）されていれば、燃料噴射量はその燃料噴射量リミット以下となるように決定され、それに基づいて燃料噴射が実行される（算出された出力の上限値に基づいてエンジン１０の出力が制御される）。

第１実施例にあっては、上記の如く、排気系に排気中の微粒子物質を捕集するＤＰＦ（フィルタ）３６を備えたエンジン（内燃機関）１０の出力制御装置において、前記ＤＰＦ（フィルタ）３６の前の排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦ（より具体的にはその一次遅れ値ＰＰＲＥＤＰＦＦ）を検出する排気圧力検出手段（ＥＣＵ６２，Ｓ１００からＳ１０４）、少なくとも前記検出された排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦ（より具体的にはその一次遅れ値ＰＰＲＥＤＰＦＦ）に応じ、前記エンジン（内燃機関）１０の出力の上限値（トルクリミットＴＬＭＴ１）を、前記排気圧力が増加するにつれて減少するように算出する機関出力上限値算出手段（ＥＣＵ６２，Ｓ１０６）、および前記算出された出力（トルク）の上限値に基づいて前記エンジン（内燃機関）１０の出力を制御する機関出力制御手段（ＥＣＵ６２，Ｓ１０８からＳ１１６，Ｓ１８）を備える如く構成した。

このように、排気中の微粒子物質を捕集するＤＰＦ（フィルタ）３６の前の排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦを検出し、少なくとも検出された排気圧力に応じ、エンジン１０の出力の上限値（ＴＬＭＴ１）を、排気圧力が増加するにつれて減少するように算出し、算出された出力の上限値に基づいてエンジン１０の出力を制御する如く構成、換言すればＤＰＦ３６の目詰まりによる排気系の高温化および高圧化をより直接的に把握してエンジン１０の出力を抑制するように構成したので、排気系の過度の昇温を回避して排気系部品の劣化を確実に防止できると共に、排気圧力の過度の上昇による排気系部品の接合部（例えば排気マニホルド２４と排気管２６の接合部）からの排気漏れを確実に抑制することができる。

具体的には、エンジン１０の出力の上限値を、排気圧力が増加するにつれて減少するように算出するようにしたので、エンジン１０の出力の抑制を必要最小限に止めつつ、排気系の過度の昇温と排気圧力の過度の上昇を確実に防止することができる。即ち、排気圧力が増加するにつれて排気系の温度も上昇することから、その増加に応じてエンジン１０の出力を抑制することで、排気系のさらなる昇温および昇圧を確実に防止することができ、エンジン１０の出力の抑制を必要最小限に止めつつ、排気温度の過度の上昇による排気系部品の劣化を確実に防止できると共に、排気圧力の過度の上昇による排気系部品の接合部からの排気漏れを抑制することができる。

さらに、エンジン（内燃機関）１０のエンジン（機関）回転数ＮＥを検出する機関回転数検出手段（クランク角センサ４０，ＥＣＵ６２）を備えると共に、機関出力上限値算出手段は、前記出力の上限値を、前記排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦと前記機関回転数ＮＥが増加するにつれて減少するように算出する如く構成した。

このように、エンジン１０の出力の上限値を、排気圧力とエンジン回転数ＮＥが増加するにつれて減少するように算出する如く構成したので、エンジン１０の出力の抑制を必要最小限に止めつつ、排気系のさらなる昇温および昇圧を一層確実に防止することができる。即ち、排気圧力が増加するにつれて排気系の温度が上昇すると共に、エンジン回転数ＮＥの増加につれて単位時間当たりの排気流量が増加し、それによっても排気系の温度が上昇することから、それらの増加に応じてエンジン１０の出力を抑制することで、排気系のさらなる昇温および昇圧を確実に防止することができ、エンジン１０の出力の抑制を必要最小限に止めつつ、排気温度の過度の上昇による排気系部品の劣化を確実に防止できると共に、排気圧力の過度の上昇による排気系部品の接合部からの排気漏れを抑制することができる。

図５はこの発明の第２実施例に係る内燃機関の出力制御装置の動作を示す、図３と同様のフロー・チャートである。

図５を参照して説明すると、第１実施例と同様、Ｓ１００からＳ１１６までの処理を行った後、Ｓ１１８に進み、エンジン回転数ＮＥから、予め実験により求められてＲＯＭ内に格納されるテーブルを検索し、エンジン１０の要求トルク（出力）ＴＣＵＲを算出する。

図６は、そのテーブルの特性を示す説明グラフである。微粒子物質およびアッシュが堆積するにつれ、Ｓ１００からＳ１１６までの処理において算出されるトルクリミット値ＴＬＭＴ１が徐々に減少し、それに伴って燃料噴射量の上限も徐々に減少させられるため、エンジン１０の最大出力トルクも徐々に低下する。その結果、エンジン１０の最大出力トルクが要求トルクＴＣＵＲを下回ることも起こり得る。この要求トルクＴＣＵＲは、具体的には、ユーザが期待するエンジン１０の商品性を確保するのに必要なトルク（出力）を意味するが、エンジン１０の出力トルクがその要求トルクを下回るのは、ユーザの期待に応えられないこととなって好ましくない。

その点を鑑み、第２実施例にあっては、エンジン１０の出力トルクがトルクリミット値に制限されて要求トルク以下になったとき、より具体的には、エンジン１０の出力トルクがトルクリミット値ＴＬＭＴ１以下となるように燃料噴射量Ｑが制限され、制限された燃料噴射量Ｑが要求トルクの燃料噴射量変換（換算）値ＱＣＵＲ以下になったとき、ＤＰＦ３６の再生を実行するようにした。

尚、エンジン１０の出力トルクはエンジン回転数ＮＥに応じて変化することから、図６に示す如く、要求トルクもエンジン回転数ＮＥから検索自在にテーブル値として設定される。

図５の説明に戻ると、次いでＳ１２０に進み、算出された要求トルクＴＣＵＲを燃料噴射量ＱＣＵＲに変換（換算）し、Ｓ１２２に進み、トルクリミット値以下となるように制限された燃料噴射量Ｑが、変換（換算）値ＱＣＵＲ以下か否か判断する。

Ｓ１２２で肯定されるときはＳ１２４に進み、フラグＦ．ＤＰＦのビットを１にセットする一方、否定されるときはＳ１２６に進み、フラグＦ．ＤＰＦのビットを０にリセットする。フラグＦ．ＤＰＦのビットを１にセットすることはＤＰＦ３６の再生が許可されたことを、０にリセットされることはその再生が許可されないことを意味する。尚、Ｓ１１４で否定されるときは以降の処理をスキップする。

ＤＰＦ３６の再生処理は図５の処理と平行して実行されるルーチンで行われるが、それについて簡単に説明すると、フラグＦ．ＤＰＦのビットが１にセットされているとき、所定時間の経過を待ってポスト噴射を実行してＤＰＦ３６の再生を実行する。

ポスト噴射は、図２フロー・チャートのＳ１８で説明した通常の燃料噴射が実行されて燃焼が生じた後、爆発行程から排気行程に移行したとき、ポスト噴射量に基づいて燃料を噴射することで実行される。尚、ポスト噴射量は、エンジン回転数ＮＥと通常の燃料噴射量Ｑから基本値を算出し、その基本値を他のパラメータで適宜補正して決定する。

ポスト噴射においては圧縮空気が存在しないことから、噴射された燃料の多くは燃焼することなく、排気系を流れ、酸化触媒装置３４に至って酸化反応（燃焼）を生じる。その燃焼によって加熱された排気が下流のＤＰＦ３６に流れ、そこに捕集されて堆積されていた微粒子物質を焼却・除去する。それによってＤＰＦ３６の目詰まりが解消され、ＤＰＦ３６が再生される。

他方、検出された差圧ＰＤＩＦを所定値と比較するなどして堆積されていた微粒子物質が焼却・除去されたか否か判定し、肯定されるときＤＰＦ３６の再生が終了したと判断してフラグＦ．ＤＰＦのビットを０にリセットする。

第２実施例にあっては、上記の如く、第１実施例の構成に加え、さらに、エンジン（内燃機関）１０の要求トルクＴＣＵＲを算出する要求出力算出手段（ＥＣＵ６２，Ｓ１１８，Ｓ１２０）、および機関出力制御手段（ＥＣＵ６２，Ｓ１０８からＳ１１６，Ｓ１８）によりエンジン（内燃機関）１０の出力が上限値（トルクリミットＴＬＭＴ１）に制限されて算出された要求出力以下になったとき、より具体的には上限値（トルクリミット値ＴＬＭＴ１から変換（換算）される燃料噴射量リミット値ＱＬＭＴ）以下となるように制限される燃料噴射量Ｑが、算出された要求トルクＴＣＵＲ、より具体的にはその燃料噴射量変換（換算）値ＱＣＵＲ以下になったとき、ＤＰＦ（フィルタ）３６の再生を実行するフィルタ再生実行手段（ＥＣＵ６２，Ｓ１２２，Ｓ１２４）を備える如く構成した。

このように、上限値に制限された燃料噴射量Ｑが要求トルクＴＣＵＲの燃料噴射量変換（換算）値ＱＣＵＲ以下になったとき、ＤＰＦ３６の再生を実行するように構成したので、要求トルクＴＣＵＲ、即ち、ユーザが期待する商品性を確保するトルクを実現することができ、ユーザの期待に応えることができる。

他方、ＤＰＦ３６の再生は、上限値に制限された燃料噴射量Ｑが燃料噴射量変換（換算）値ＱＣＵＲ以下になったときにのみ実行されるように構成することで、渋滞路を走行するときなど負荷の低い運転状態にあっては、上限値に制限されることがないので、ＤＰＦ３６の再生を必要最小限に止めることができる。その結果、ＤＰＦ３６の再生をポスト噴射で行う場合、燃費性能の低下を必要最小限に止めることができると共に、オイルダイリューションも低減させることができる。

尚、上記において、燃料噴射量Ｑを燃料噴射量リミット値ＱＬＭＴ以下にすることでエンジン１０の出力を抑制するようにしたが、コモンレール圧力（燃料圧力）を低下させることでエンジン１０の出力を抑制しても良く、さらには噴射時期を遅角させることでエンジン１０の出力を抑制しても良い。

また、排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦの一次遅れ値ＰＰＲＥＤＰＦＦを用いたが、排気圧力ＰＰＲＥＤＰＦを使用しても良いことはいうまでもない。

また、ＤＰＦ３６の再生をポスト噴射で行ったが、通常の燃料噴射のタイミングを遅角させる、あるいはインテークシャッタ１６を閉じるなどして行っても良い。

尚、上記において、この発明を車両用のエンジンを例にとって説明したが、この発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶用推進機関用エンジンにも適用が可能である。

この発明の第１実施例に係る内燃機関の出力制御装置を全体的に示す概略図である。 図１に示す装置の動作の内の燃料噴射量の算出処理を示すフロー・チャートである。 図１に示す装置の動作の内の内燃機関（エンジン）の出力の抑制処理を示すフロー・チャートである。 図３フロー・チャートで使用される、トルクリミット値（エンジン出力の上限値）の特性を示す説明グラフである。 この発明の第２実施例に係る内燃機関の出力制御装置の動作を示す、図３と同様のフロー・チャートである。 図５フロー・チャートで使用される要求トルク（出力）ＴＣＵＲの特性を示す説明グラフである。

符号の説明

１０ ディーゼルエンジン（内燃機関。エンジン）、１４ 吸気管、２２ インジェクタ、２６ 排気管（排気系）、３４ 酸化触媒装置、３６ ＤＰＦ（フィルタ）、４０ クランク角センサ、５４ 第１の排気温度センサ、５６ 第２の排気温度センサ、６０ 差圧センサ、６２ ＥＣＵ（電子制御ユニット）

Claims (3)

1. 排気系に排気中の微粒子物質を捕集するフィルタを備えた内燃機関の出力制御装置において、
   ａ．前記フィルタの前の排気圧力を検出する排気圧力検出手段、
   ｂ．少なくとも前記検出された排気圧力に応じ、前記内燃機関の出力の上限値を、前記排気圧力が増加するにつれて減少するように算出する機関出力上限値算出手段、
   および
   ｃ．前記算出された出力の上限値に基づいて前記内燃機関の出力を制御する機関出力制御手段、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の出力制御装置。
2. さらに、
   ｄ．前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段、
   を備えると共に、前記機関出力上限値算出手段は、前記出力の上限値を、前記排気圧力と前記機関回転数が増加するにつれて減少するように算出することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の出力制御装置。
3. さらに、
   ｅ．前記内燃機関の要求出力を算出する要求出力算出手段、
   および
   ｆ．前記機関出力制御手段により前記内燃機関の出力が前記上限値に制限されて前記算出された要求出力以下になったとき、前記フィルタの再生を実行するフィルタ再生実行手段、
   を備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の出力制御装置。

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