JP2009121433A - エンジンの減速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの減速時に燃料カットを行い、ＥＧＲ弁を開作動し、吸気制御弁を閉作動するエンジンにおいて、減速時に排気通路内で排圧が相対的に低下している状態でも、排気通路から吸気通路へのガス還流量を確実に増大し、排気浄化装置の冷却を回避する。
【解決手段】エンジン１の減速状態がアクセル開度センサ３４で検出されたとき、コントロールユニット３０は、燃料カットを行い、ＥＧＲ弁１９を開作動し、吸気制御弁１５を閉作動し、かつ、ＥＧＲ通路８との接続部より下流の排気通路３に配設された可変容量式過給機１１のタービン部１３に備えられた可動ベーン１３ｂで形成されるノズルの開度を閉方向に制御することにより、排気通路３において少なくともＥＧＲ通路８との接続部における排圧を上昇させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの減速制御装置、特に減速時に燃料カットが行われるエンジンの減速制御装置に関し、減速時におけるエンジン制御の技術分野に属する。

一般に、自動車のエンジンの排気通路には、例えば排気ガス中に含まれる炭化水素や一酸化炭素を酸化し、あるいは窒素酸化物を還元して、排気ガスを浄化するための排気浄化装置が配設されている。このような排気浄化装置は、貴金属類を主成分とする触媒を利用するので、排気浄化装置が活性状態になるためには、排気浄化装置がエンジンから排出される排気ガスで暖められ、触媒作用が開始する活性化温度まで昇温する必要がある。

一方、運転者が加速を要求せず、アクセルペダルの踏込みを中止するエンジンの減速時には、エンジンの燃料噴射を停止する燃料カットを行うことが知られている。この燃料カット時には、エンジンで燃焼が起きていないがエンジンは回転しているので、比較的低温の新気が排気浄化装置にそのまま流入して排気浄化装置が冷却されてしまう。その結果、排気浄化装置が未だ活性状態になっていない場合は、排気浄化装置が活性状態になるまでの時間が長くなるという不具合が生じ、あるいは、排気浄化装置が活性状態であった場合は、排気浄化装置が冷えて活性状態でなくなるという不具合が生じる。

そこで、このような問題に対処するために、特許文献１には、エンジンの吸気通路と排気通路とを連通するＥＧＲ通路と、排気通路から吸気通路へのガス還流量を調量するためのＥＧＲ弁とが備えられているエンジンにおいて、燃料カット時には、ＥＧＲ弁を全開とし、かつ、吸入空気量を調量するために吸気通路に配設された吸気制御弁を全閉とする技術が開示されている。

このようにすれば、新気の吸入量が減少し、かつ、排気浄化装置に流入するガス量が減少するから、排気浄化装置の冷却が遅延されることとなる。加えて、排気通路から吸気通路へのガス還流量が増大するから、ガスが（燃焼は起きていないけれども）熱源であるエンジン本体を通過する割合が増え（一方で、排気浄化装置に流入するガスの割合が減り）、ガス自身の冷却が遅延されて、ガスが排気浄化装置に流入した場合でも、排気浄化装置を冷却する度合いが低下することとなる。

特開２００７−１６６１１（段落００２４）

しかしながら、そもそも減速時は吸入空気量の減少やエンジン回転数の低下（自動変速機の場合のギヤ段の自動シフトアップによる）等に起因して排気通路内での排圧が相対的に低下しているから、たとえＥＧＲ弁を前記技術のように全開としても、排気通路から吸気通路へのガス還流量がそれほど増大せず（排気浄化装置に流入するガス量がそれほど減少せず）、その結果、ガスが熱源であるエンジン本体を通過する割合がそれほど増えず、ガス自身の冷却遅延効果がそれほど得られず、ガスが排気浄化装置に流入した場合における排気浄化装置の冷却度合いの低下効果がそれほど得られないこととなる。

本発明は、エンジンの減速時に燃料カットが行われ、かつ、ＥＧＲ弁を開作動し、吸気制御弁を閉作動するエンジンにおける前記のような不具合に対処するもので、たとえ減速時に排気通路内での排圧が相対的に低下している状態でも、排気通路から吸気通路へのガス還流量を確実に増大し、もって排気浄化装置の冷却を回避することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明では次のような手段を用いる。

すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、エンジンの吸気通路と排気通路とを連通するＥＧＲ通路に配設され、排気通路から吸気通路へのガス還流量を調量するためのＥＧＲ弁と、前記ＥＧＲ通路との接続部より上流の吸気通路に配設され、吸入空気量を調量するための吸気制御弁と、前記ＥＧＲ通路との接続部より下流の排気通路に配設され、排気ガスを浄化するための排気浄化装置と、エンジンの減速状態を検出する減速検出手段と、この減速検出手段でエンジンの減速状態が検出されたとき、エンジンの燃料供給を停止する燃料供給停止手段と、この燃料供給停止手段で燃料供給が停止されたとき、前記ＥＧＲ弁を開作動し、前記吸気制御弁を閉作動する減速制御手段とを有するエンジンの減速制御装置であって、前記減速検出手段でエンジンの減速状態が検出されたとき、排気通路において少なくとも前記ＥＧＲ通路との接続部における排圧を上昇させる排圧上昇手段が備えられていることを特徴とする。

ここで、ＥＧＲ弁について「開作動」とは、ＥＧＲ弁の開度を全閉以外の開度とすることをいい、好ましくは、ＥＧＲ弁を通常制御していたならば設定されたであろう開度以上に大きい開度とすることをいう。同様に、吸気制御弁について「閉作動」とは、吸気制御弁の開度を全開以外の開度とすることをいい、好ましくは、吸気制御弁を通常制御していたならば設定されたであろう開度以下に小さい開度とすることをいう。

次に、本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンの減速制御装置であって、前記排圧上昇手段は、前記ＥＧＲ通路との接続部より下流の排気通路に配設された可変容量式過給機のタービン部に備えられた可動ベーンで形成されるノズルの開度を閉方向に制御するものであることを特徴とする。

次に、本願の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンの減速制御装置であって、前記排気浄化装置の温度を検出する温度検出手段が備えられ、前記減速制御手段は、前記温度検出手段で検出された温度が所定温度よりも低いときに限り、前記ＥＧＲ弁を開作動し、前記吸気制御弁を閉作動することを特徴とする。

次に、本願の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンの減速制御装置であって、前記排気浄化装置の温度を検出する温度検出手段が備えられ、前記減速制御手段は、前記吸気制御弁の閉作動時の開度を、前記温度検出手段で検出された温度に応じて設定することを特徴とする。

次に、本願の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンの減速制御装置であって、前記減速制御手段は、前記吸気制御弁の閉作動時の開度を、該吸気制御弁より下流の吸気圧力が所定の目標圧力になる開度に設定することを特徴とする。

次に、本願の請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のエンジンの減速制御装置であって、前記排気浄化装置の温度を検出する温度検出手段が備えられ、前記減速制御手段は、前記目標圧力を、前記温度検出手段で検出された温度に応じて設定することを特徴とする。

次に、本願の請求項７に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンの減速制御装置であって、前記減速制御手段は、前記ＥＧＲ弁の開作動時の開度を、該ＥＧＲ弁の開度の増大に対するガス還流量の増加率が所定値よりも小さくなり始める開度に設定することを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、エンジンの減速時（エンジンの減速状態が検出されたとき）に燃料カット（エンジンの燃料供給の停止）が行われ、かつ、ＥＧＲ弁を開作動し、吸気制御弁を閉作動するエンジンにおいて、減速時には、排気通路において少なくともＥＧＲ通路との接続部における排圧を上昇させるようにしたから、たとえ減速時に排気通路内での排圧が相対的に低下している状態でも、少なくとも排気通路とＥＧＲ通路との接続部では排圧が上昇することとなり、その結果、ＥＧＲ通路を介しての排気通路から吸気通路へのガス還流量が確実に増大することとなる。

その結果、ガスが（燃焼は起きていないけれども）熱源であるエンジン本体を通過する割合が増え（一方で、排気浄化装置に流入するガスの割合が減り）、ガス自身の冷却が遅延されて、ガスが排気浄化装置に流入した場合でも、排気浄化装置を冷却する度合いが確実に低下することとなる。すなわち、排気浄化装置の冷却が回避されることとなる。

次に、請求項２に記載の発明によれば、既存の可変容量式過給機のタービン部を利用して、減速時における前記排圧の上昇を実行することができる。つまり、減速時における前記排圧の上昇を達成するための専用の機器を別途排気通路に設ける必要がなくなる。

なお、これと同様に、前記排圧上昇手段は、前記ＥＧＲ通路との接続部より下流の排気通路に配設された排気シャッタ弁の開度を閉方向に制御するものであってもよい。

これらにおいて、前記可変容量式過給機のタービン部又は前記排気シャッタ弁は、排気浄化装置の上流側、下流側のいずれに配設されていても構わない。

次に、請求項３に記載の発明によれば、排気浄化装置の温度が所定温度よりも低いときに限り、ＥＧＲ弁の開作動、吸気制御弁の閉作動を行うようにしたから、ＥＧＲ弁を強制的に開く方向に制御することの弊害（すなわち、次に運転者が加速を要求してアクセルペダルの踏込みを行った場合は、ＥＧＲ弁を閉じる方向に制御することになるが、そのＥＧＲ弁の閉動作遅れに伴うガス還流量の減少遅れが生じるという問題）が減少し、また、吸気制御弁を強制的に閉じる方向に制御することの弊害（すなわち、次に運転者が加速を要求してアクセルペダルの踏込みを行った場合は、吸気制御弁を開く方向に制御することになるが、その吸気制御弁の開動作遅れに伴う新気量の増加遅れが生じるという問題）が減少することとなる。つまり、加速応答性の低下が抑制されることとなる。

ここで、前記所定温度は、例えば、排気浄化装置の活性化温度、あるいはそれより高い温度等とする。そうすれば、排気浄化装置が十分に活性状態にあるときは、ＥＧＲ弁及び吸気制御弁は通常制御されることになるが、排気浄化装置が十分に活性状態にあるから、比較的低温の新気が排気浄化装置にそのまま流入しても、排気浄化装置が活性状態でなくなるまで冷えるという可能性は低いものである。

また、排気浄化装置の温度は、例えば、エンジンの冷却水の温度や、排気浄化装置に流入する直前又は排気浄化装置から流出した直後の排気ガスの温度等に関連付けて検出することができる。すなわち、前記温度検出手段は、排気浄化装置の温度を直接検出するものの他、前記のような関連する他の温度を検出するものを含む。

次に、請求項４に記載の発明によれば、吸気制御弁を閉作動するときの開度を、排気浄化装置の温度に応じて設定するようにしたから、吸気制御弁は様々な開度をとることとなり、吸気制御弁を常に全閉に固定することの弊害（すなわち、次の加速時における新気量の増加遅れの問題が著しくなるという問題）が減少することとなる。つまり、加速応答性の著しい低下が抑制されることとなる。

そして、例えば、排気浄化装置の温度が高いほど吸気制御弁の開度を大きくすれば、排気浄化装置の冷却の問題と、加速応答性の低下の問題とがバランスよく解決されることとなる。

次に、請求項５に記載の発明によれば、吸気制御弁を閉作動するときの開度を、吸気制御弁より下流の吸気圧力が所定の目標圧力になる開度に設定するようにしたから、これによっても、吸気制御弁は様々な開度をとることとなり、吸気制御弁を常に全閉に固定することの弊害（すなわち、次の加速時における新気量の増加遅れの問題が著しくなるという問題）が減少することとなる。つまり、加速応答性の著しい低下が抑制されることとなる。

ここで、前記目標圧力は、例えば、大気圧（１気圧＝１０１．３２５ｋＰａ）等とする。そうすれば、排気浄化装置の冷却の問題と、加速応答性の低下の問題とがバランスよく解決されることとなる。

次に、請求項６に記載の発明によれば、前記目標圧力を、排気浄化装置の温度に応じて設定するようにしたから、例えば、排気浄化装置の温度が高いほど前記目標圧力を高くすれば、結局、排気浄化装置の温度が高いほど吸気制御弁の開度を大きくすることとなり、これによっても、排気浄化装置の冷却の問題と、加速応答性の低下の問題とがバランスよく解決されることとなる。

次に、請求項７に記載の発明によれば、ＥＧＲ弁を開作動するときの開度を、該ＥＧＲ弁の開度の増大に対するガス還流量の増加率が所定値よりも小さくなり始める開度に設定するようにしたから、ＥＧＲ弁は様々な開度をとることとなり、ＥＧＲ弁を常に全開に固定することの弊害（すなわち、次の加速時におけるガス還流量の減少遅れの問題が著しくなるという問題）が減少することとなる。つまり、加速応答性の著しい低下が抑制されることとなる。

しかも、少なくとも排気通路とＥＧＲ通路との接続部では排圧が上昇しているから、ＥＧＲ弁を全開としなくても、ＥＧＲ通路を介しての排気通路から吸気通路へのガス還流量が相当量増大しており、したがって、ガス自身の冷却遅延効果は十分に得られる状況にあるのである。以下、発明の最良の実施形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。

図１は、本発明の最良の実施形態に係るエンジン１の減速制御装置１０の制御システムを含む全体構成図である。ディーゼルエンジン１は、吸気通路２及び排気通路３を有し、吸気通路２の終端部である吸気ポートには吸気弁４が、排気通路３の始端部である排気ポートには排気弁５がそれぞれ備えられていると共に、燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁６及びシリンダボア内を上下動するピストン７が気筒毎に設けられている。ディーゼルエンジン１は、さらに、吸気通路２と排気通路３とを連通するＥＧＲ通路８を具備している。

吸気通路２には、上流側から、過給機１１のブロア部１２、このブロア部１２で圧縮昇温された吸気を冷却するインタークーラ１４、及び、吸入空気量を調量するための吸気制御弁１５がこの順に配設されている。

排気通路３には、上流側から、過給機１１のタービン部１３、排気ガス中に含まれる炭化水素や一酸化炭素を酸化（燃焼）して排気ガスを浄化するための酸化触媒（ＤＯＣ：排気浄化装置）１６、及び、排気ガス中に含まれる煤等の排気微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）１７がこの順に配設されている。

ＥＧＲ通路８には、排気通路３側から、排気通路３から吸気通路２へ還流されるガスを冷却するＥＧＲクーラ１８、及び、排気通路３から吸気通路２へのガス還流量を調量するためのＥＧＲ弁１９がこの順に配設されている。

その場合に、前記吸気制御弁１５は、吸気通路２とＥＧＲ通路８との接続部より上流に配設されている。また、前記酸化触媒１６は、排気通路３とＥＧＲ通路８との接続部より下流に配設されている。

このエンジン１のコントロールユニット３０は、エンジン１の冷却水の温度を検出する水温センサ（温度検出手段）３１からの信号、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ３２からの信号、酸化触媒１６から流出した直後の排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサ（温度検出手段）３３からの信号、及び、運転者により踏込み操作されるアクセルペダル２０の踏込み量を検出するアクセル開度センサ（減速検出手段）３４からの信号等を入力する。

そして、コントロールユニット３０は、前記各種信号が示すエンジン１の運転状態に応じて、燃料噴射弁６、吸気制御弁１５、ＥＧＲ弁１９、及び、過給機１１のタービン部１３に備えられた可動ベーン１３ｂ等に制御信号を入力する。

図２は、前記過給機１１のタービン部１３の構成を拡大して示す断面図である。本実施形態においては、前記過給機１１は、タービン部１３に備えられた可動ベーン１３ｂ…１３ｂで形成されるノズルの開度を調節することにより過給効率が制御可能とされた周知の可変容量式過給機（ＶＧＴ）である。

すなわち、排気通路３に配設されたＶＧＴ１１のタービン部１３には、図中の矢印方向に流動してくる排気ガスの圧力で回転するタービン翼１３ａが備えられ、このタービン翼１３ａの周囲に複数の可動ベーン１３ｂ…１３ｂが設けられて、隣接するベーン１３ｂ，１３ｂ同士でタービン翼１３ａに向けて排気ガスを噴出するためのノズル１３ｄが形成されている。

各可動ベーン１３ｂ…１３ｂは軸１３ｃ…１３ｃ回りに回動可能であり、これらベーン１３ｂ…１３ｂの回動によりノズル１３ｄ…１３ｄの開度が変化するようになっている。

例えば、図２に実線で示すように、隣接するベーン１３ｂ，１３ｂ同士を近接するように回動すれば、ノズル１３ｄの開度が小さく閉じられる。すなわち、ノズル１３ｄの開度は閉方向に制御される。特に、エンジン１の回転数が小さいときにノズル１３ｄの開度を小さくすると、タービン翼１３ａに向けて噴出する排気ガスの流速が高まり、かつ、その流れがタービン翼１３ａの接線方向に向くので、過給効率が高まることとなる。そして、これと引き換えに、排気通路３内では、排気弁５が備えられた排気ポートからこのタービン部１３までの範囲で排圧が上昇することとなる。

その場合に、このタービン部１３は、排気通路３とＥＧＲ通路８との接続部より下流に配設されている（なお、酸化触媒１６に対しては、上流に配設されている）。したがって、ノズル１３ｄの開度を小さくしたときには、排気通路３において少なくともＥＧＲ通路８との接続部における排圧が上昇することとなる。

一方、図２に鎖線で示すように、隣接するベーン１３ｂ，１３ｂ同士を離反するように回動すれば、ノズル１３ｄの開度が大きく開かれる。すなわち、ノズル１３ｄの開度は開方向に制御される。特に、エンジン１の回転数が大きいときにノズル１３ｄの開度を大きくすると、タービン翼１３ａに向けて噴出する排気ガスの流量が高まるので、過給効率が高まることとなる。

コントロールユニット３０は、これらの可動ベーン１３ｂ…１３ｂで形成されるノズル１３ｄ…１３ｄの開度を全閉（実線の状態）から全開（鎖線の状態）まで制御するようになっている（図４参照：後述する）。

図３は、この排気浄化装置１０のコントロールユニット３０が行う具体的制御動作の１例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１で、各種信号を読み込んだうえで、ステップＳ２で、酸化触媒１６が活性状態か否かを判定する。この判定には、水温センサ３１からの信号又は排気ガス温度センサ３３からの信号が用いられ、例えば、エンジン１の冷却水の温度が７０℃以上、又は酸化触媒１６から流出した直後の排気ガスの温度が２００℃以上であれば、酸化触媒１６が活性状態であると判定する。

その結果、酸化触媒１６が活性状態であるときは、ステップＳ３〜Ｓ５で、吸気制御弁１５、ＥＧＲ弁１９、及びＶＧＴ１１の可動ベーン１３ｂに対して、それぞれ通常制御を実行し、リターンする。

ここで、図４に例示するように、ＶＧＴ１１の可動ベーン１３ｂに対しては、エンジン回転数が大きくなるほど、また、エンジン負荷（吸入空気量や燃料噴射量で代表される）が大きくなるほど、その開度（詳しくはノズル１３ｄの開度）が大きくなるように制御される（最大開状態は全開、最大閉状態は全閉）。これにより得られる効果は前述した通りである。

一方、ステップＳ２で酸化触媒１６が活性状態でないときは、ステップＳ６で、アクセル開度センサ３４で検出されるアクセル開度（アクセルペダル２０の踏込み量）が全閉（ゼロ）か否かを判定する。

その結果、アクセル開度が全閉でないとき、つまりエンジン１が減速状態でないときは、ステップＳ３〜Ｓ５で、吸気制御弁１５、ＥＧＲ弁１９、及びＶＧＴ１１の可動ベーン１３ｂに対して、それぞれ通常制御を実行し、リターンする。

これに対し、アクセル開度が全閉であるとき、つまりエンジン１が減速状態であるときは、ステップＳ７で、燃料噴射弁６を制御してエンジン１の燃料噴射を停止する。つまり燃料カットを行う（燃料供給停止手段）。

次いで、ステップＳ８〜Ｓ１０で、吸気制御弁１５、ＥＧＲ弁１９、及びＶＧＴ１１の可動ベーン１３ｂに対して、それぞれ減速時の制御を実行し、リターンする。

具体的には、ステップＳ８では、まず、エンジン回転数及び排気ガス温度に応じて目標吸気圧を設定する。ここで、図５に例示するように、目標吸気圧は、エンジン回転数が大きくなるほど、また、排気ガス温度が大きくなるほど、大きくなるように設定される。

あるいは、目標吸気圧を、例えば、大気圧（１気圧＝１０１．３２５ｋＰａ）に固定してもよい（図３のステップＳ８にはこの場合の動作を表示している）。

そして、吸気制御弁１５の開度を、吸気制御弁１５より下流の吸気圧力が設定された目標吸気圧（あるいは大気圧固定）になる開度（βとする：例えば３０％）に設定し、吸気制御弁１５にそのような制御信号を出力する（閉動作：減速制御手段）。

また、ステップＳ９では、ＥＧＲ弁１９の開度を、ＥＧＲ弁１９の開度の増大に対するガス還流量の増加率が所定値よりも小さくなり始める開度に設定し、ＥＧＲ弁１９にそのような制御信号を出力する。

例えば、図６に例示するように、本実施形態に係るエンジン１においては、ＥＧＲ弁１９の開度がゼロ（全閉）から増大していくに従って、ガス還流量が線形に増加していくが、ＥＧＲ弁１９の開度がα（例えば５０％）を過ぎると、ガス還流量の増加率が減り始め、それ以降はＥＧＲ弁１９の開度を増大してもガス還流量はそれほど増加しない。

そこで、本実施形態においては、ステップＳ９で、ＥＧＲ弁１９の開度をαに固定し、ＥＧＲ弁１９にそのような制御信号を出力する（開動作：減速制御手段）。

また、ステップＳ１０では、ＶＧＴ１１の可動ベーン１３ｂの開度を、最大閉状態（全閉：図２の実線の状態）に固定し、可動ベーン１３ｂにそのような制御信号を出力する（閉動作：排圧上昇手段）。

以上のような制御動作で得られる作用を図７のタイムチャートを参照して説明する。

いま、運転者がアクセルペダル２０の踏込みを中止して減速が開始すると（ステップＳ６でＹＥＳ）、通常制御（ステップＳ３〜Ｓ５）から減速時制御（ステップＳ８〜Ｓ１０）に移行する。

その結果、吸気制御弁１５の開度は、符号アで示すように、全閉ではないβに制御（閉作動）される。また、ＥＧＲ弁１９の開度は、符号イで示すように、全開ではないαに制御（開作動）される。さらに、ＶＧＴ１１のベーン１３ｂの開度は、符号ウで示すように、全閉に固定（閉作動）される。

この状態から、次に運転者がアクセルペダル２０の踏込みを再開して加速が開始すると（ステップＳ６でＮＯ）、減速時制御（ステップＳ８〜Ｓ１０）から通常制御（ステップＳ３〜Ｓ５）に移行する。

その結果、吸気制御弁１５の開度は、新気量を増加させるために大きくされる。また、ＥＧＲ弁１９の開度は、ガス還流量を減少させるために小さくされる。さらに、ＶＧＴ１１のベーン１３ｂの開度は、過給効率を高めるために大きくされる（図４参照）。

このとき、減速時に、吸気制御弁１５の開度を全閉としていないから、吸気制御弁１５の開動作遅れに伴う新気量の増加遅れの問題が減少することとなる。また、ＥＧＲ弁１９の開度を全開としていないから、ＥＧＲ弁１９の閉動作遅れに伴うガス還流量の減少遅れの問題が減少することとなる。

このように、本実施形態に係るエンジン１の減速制御装置１０においては、エンジン１の減速時（エンジン１の減速状態が検出されたとき）に（ステップＳ６でＹＥＳ）燃料カット（エンジン１の燃料供給の停止）が行われ（ステップＳ７）、かつ、ＥＧＲ弁１９が開作動され（ステップＳ９）、吸気制御弁１５が閉作動される（ステップＳ８）。

しかも、減速時には、排気通路３において少なくともＥＧＲ通路８との接続部における排圧を上昇させるようにしたから（ステップＳ１０）、たとえ減速時に排気通路３内での排圧が相対的に低下している状態でも、少なくとも排気通路３とＥＧＲ通路８との接続部では排圧が上昇することとなり、その結果、ＥＧＲ通路８を介しての排気通路３から吸気通路２へのガス還流量が確実に増大することとなる。

その結果、ガスが（燃焼は起きていないけれども）熱源であるエンジン１本体を通過する割合が増え（一方で、酸化触媒１６に流入するガスの割合が減り）、ガス自身の冷却が遅延されて、ガスが酸化触媒１６に流入した場合でも、酸化触媒１６を冷却する度合いが確実に低下することとなる。すなわち、酸化触媒１６の冷却が回避されることとなる。

また、ＶＧＴ１１のタービン部１３を利用して、減速時における前記排圧の上昇を実行するようにしたから（図２参照）、減速時における前記排圧の上昇を達成するための専用の機器を排気通路３に新設する必要がなくなる。

また、酸化触媒１６の温度が所定温度（水温センサ３１の場合の７０℃、又は排気ガス温度センサ３３の場合の２００℃）よりも低いときに限り（ステップＳ２でＮＯ）、ＥＧＲ弁１９の開作動（ステップＳ９）、吸気制御弁１５の閉作動（ステップＳ８）を行うようにしたから、ＥＧＲ弁１９を強制的に開く方向に制御することの弊害（すなわち、次に運転者が加速を要求してアクセルペダル２０の踏込みを行った場合は、ＥＧＲ弁１９を閉じる方向に制御することになるが、そのＥＧＲ弁１９の閉動作遅れに伴うガス還流量の減少遅れが生じるという問題）が減少し、また、吸気制御弁１５を強制的に閉じる方向に制御することの弊害（すなわち、次に運転者が加速を要求してアクセルペダル２０の踏込みを行った場合は、吸気制御弁１５を開く方向に制御することになるが、その吸気制御弁１５の開動作遅れに伴う新気量の増加遅れが生じるという問題）が減少することとなる。つまり、加速応答性の低下が抑制されることとなる。

しかも、ステップＳ２では酸化触媒１６が活性状態か否かを判定するようにしたから、酸化触媒１６が十分に活性状態にあるときは（ステップＳ２でＹＥＳ）、ＥＧＲ弁１９及び吸気制御弁１５は通常制御されることになるが（ステップＳ３，Ｓ４）、酸化触媒１６が十分に活性状態にあるから、比較的低温の新気が酸化触媒１６にそのまま流入しても、酸化触媒１６が活性状態でなくなるまで冷えるという可能性は低いものである。

また、減速時に吸気制御弁１５を閉作動するときの開度を、吸気制御弁１５より下流の吸気圧力が所定の目標圧力になる開度βに設定するようにしたから（ステップＳ８）、吸気制御弁１５は様々な開度をとることとなり、吸気制御弁１５を常に全閉に固定することの弊害（すなわち、次の加速時における新気量の増加遅れの問題が著しくなるという問題）が減少することとなる。つまり、加速応答性の著しい低下が抑制されることとなる。

その場合に、前記目標圧力として、大気圧（１気圧＝１０１．３２５ｋＰａ）に固定した場合には、酸化触媒１６の冷却の問題と、加速応答性の低下の問題とがバランスよく解決されることとなる。

また、前記目標圧力を、酸化触媒１６の温度に応じて設定するようにしたから（図５参照）、例えば、酸化触媒１６の温度が高いほど前記目標圧力を高くすれば、結局、酸化触媒１６の温度が高いほど吸気制御弁１５の開度を大きくすることとなり、この場合においても、酸化触媒１６の冷却の問題と、加速応答性の低下の問題とがバランスよく解決されることとなる。

また、減速時にＥＧＲ弁１９を開作動するときの開度を、該ＥＧＲ弁１９の開度の増大に対するガス還流量の増加率が所定値よりも小さくなり始める開度αに設定するようにしたから（ステップ９）、ＥＧＲ弁１９は様々な開度をとることとなり、ＥＧＲ弁１９を常に全開に固定することの弊害（すなわち、次の加速時におけるガス還流量の減少遅れの問題が著しくなるという問題）が減少することとなる。つまり、加速応答性の著しい低下が抑制されることとなる。

しかも、減速時にはＶＧＴ１１の可動ベーン１３ｂの開度を全閉にしているから（ステップＳ１０）、少なくとも排気通路３とＥＧＲ通路８との接続部では排圧が上昇しており、ＥＧＲ弁１９を全開としなくても、ＥＧＲ通路８を介しての排気通路３から吸気通路２へのガス還流量が相当量増大しており、したがって、ガス自身の冷却遅延効果は十分に得られる状況にある。

前記実施形態は、本発明の最良の実施形態ではあるが、特許請求の範囲を逸脱しない限り、さらに種々の修正や変更を施してよいことはいうまでもない。

例えば、前記ステップＳ８においては、吸気制御弁１５を閉作動するときの開度を、吸気制御弁１５より下流の吸気圧力が所定の目標圧力になる開度に設定するようにしたが、これに代えて、図８に例示するように、吸気制御弁１５を閉作動するときの開度を、酸化触媒１６の温度に応じて設定するようにしてもよい。

このようにしても、吸気制御弁１５は様々な開度をとることとなり、吸気制御弁１５を常に全閉に固定することの弊害（すなわち、次の加速時における新気量の増加遅れの問題が著しくなるという問題）が減少することとなる。つまり、加速応答性の著しい低下が抑制されることとなる。

そして、図例のように、酸化触媒１６の温度が高いほど吸気制御弁１５の開度を大きくすれば、酸化触媒１６の冷却の問題と、加速応答性の低下の問題とがバランスよく解決されることとなる。

また、前記実施形態においては、ＶＧＴ１１のタービン部１３に備えられた可動ベーン１３ｂの開度を閉方向に制御することにより排圧を上昇するようにしたが、これに代えて、ＥＧＲ通路８との接続部より下流の排気通路３に配設された排気シャッタ弁（図示せず）の開度を閉方向に制御するようにしてもよい。

ただし、いずれの場合も、ＶＧＴ１１のタービン部１３又は排気シャッタ弁は、酸化触媒１６の上流側、下流側のいずれに配設されていても構わない。

以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明は、エンジンの減速時に燃料カットが行われ、かつ、ＥＧＲ弁を開作動し、吸気制御弁を閉作動するエンジンにおいて、たとえ減速時に排気通路内での排圧が相対的に低下している状態でも、排気通路から吸気通路へのガス還流量を確実に増大し、もって排気浄化装置の冷却を回避することが可能な技術であるから、エンジンの減速制御装置、特に減速時に燃料カットが行われるエンジンの減速制御装置の技術分野において広範な産業上の利用可能性が期待される。

本発明の最良の実施形態に係るエンジンの減速制御装置の制御システムを含む全体構成図である。 前記減速制御装置に含まれる可変容量式過給機（ＶＧＴ）のタービン部の構成を拡大して示す断面図である。 前記減速制御装置の制御動作の１例を示すフローチャートである。 前記制御動作で用いられるＶＧＴの可動ベーンの制御の特性を示す概念図である。 前記制御動作で用いられる目標吸気圧の設定の特性を示す概念図である。 前記減速制御装置に含まれるＥＧＲ弁の開度とガス還流量との関係を示す概念図である。 前記制御動作で得られる作用を示すタイムチャートである。 第２の実施形態の制御動作で用いられる吸気制御弁の開度の設定の特性を示す概念図である。

符号の説明

１ ディーゼルエンジン
２ 吸気通路
３ 排気通路
６ 燃料噴射弁
８ ＥＧＲ通路
１０ 減速制御装置
１１ 可変容量式過給機（ＶＧＴ）
１３ タービン部
１３ｂ 可動ベーン
１３ｄ ノズル
１５ 吸気制御弁
１６ 酸化触媒（ＤＯＣ：排気浄化装置）
１７ パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
１９ ＥＧＲ弁
３０ コントロールユニット（燃料供給停止手段、減速制御手段、排圧上昇手段）
３１ 水温センサ（温度検出手段）
３３ 排気ガス温度センサ（温度検出手段）
３４ アクセル開度センサ（減速検出手段）

Claims (7)

1. エンジンの吸気通路と排気通路とを連通するＥＧＲ通路に配設され、排気通路から吸気通路へのガス還流量を調量するためのＥＧＲ弁と、
   前記ＥＧＲ通路との接続部より上流の吸気通路に配設され、吸入空気量を調量するための吸気制御弁と、
   前記ＥＧＲ通路との接続部より下流の排気通路に配設され、排気ガスを浄化するための排気浄化装置と、
   エンジンの減速状態を検出する減速検出手段と、
   この減速検出手段でエンジンの減速状態が検出されたとき、エンジンの燃料供給を停止する燃料供給停止手段と、
   この燃料供給停止手段で燃料供給が停止されたとき、前記ＥＧＲ弁を開作動し、前記吸気制御弁を閉作動する減速制御手段とを有するエンジンの減速制御装置であって、
   前記減速検出手段でエンジンの減速状態が検出されたとき、排気通路において少なくとも前記ＥＧＲ通路との接続部における排圧を上昇させる排圧上昇手段が備えられていることを特徴とするエンジンの減速制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの減速制御装置であって、
   前記排圧上昇手段は、前記ＥＧＲ通路との接続部より下流の排気通路に配設された可変容量式過給機のタービン部に備えられた可動ベーンで形成されるノズルの開度を閉方向に制御するものであることを特徴とするエンジンの減速制御装置。
3. 請求項１に記載のエンジンの減速制御装置であって、
   前記排気浄化装置の温度を検出する温度検出手段が備えられ、
   前記減速制御手段は、前記温度検出手段で検出された温度が所定温度よりも低いときに限り、前記ＥＧＲ弁を開作動し、前記吸気制御弁を閉作動することを特徴とするエンジンの減速制御装置。
4. 請求項１に記載のエンジンの減速制御装置であって、
   前記排気浄化装置の温度を検出する温度検出手段が備えられ、
   前記減速制御手段は、前記吸気制御弁の閉作動時の開度を、前記温度検出手段で検出された温度に応じて設定することを特徴とするエンジンの減速制御装置。
5. 請求項１に記載のエンジンの減速制御装置であって、
   前記減速制御手段は、前記吸気制御弁の閉作動時の開度を、該吸気制御弁より下流の吸気圧力が所定の目標圧力になる開度に設定することを特徴とするエンジンの減速制御装置。
6. 請求項５に記載のエンジンの減速制御装置であって、
   前記排気浄化装置の温度を検出する温度検出手段が備えられ、
   前記減速制御手段は、前記目標圧力を、前記温度検出手段で検出された温度に応じて設定することを特徴とするエンジンの減速制御装置。
7. 請求項１に記載のエンジンの減速制御装置であって、
   前記減速制御手段は、前記ＥＧＲ弁の開作動時の開度を、該ＥＧＲ弁の開度の増大に対するガス還流量の増加率が所定値よりも小さくなり始める開度に設定することを特徴とするエンジンの減速制御装置。

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