JP2011241752A - Exhaust emission control system of internal combustion engine - Google Patents

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Akira Yamashita
晃 山下
Yukiko Matsubara
由紀子 松原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for reliably preventing combustion fluctuation, in an exhaust emission control system of an internal combustion engine that controls a low pressure EGR device not to generate the combustion fluctuation when a reducing agent is supplied to an exhaust emission control device from a supply device of the reducing agent.SOLUTION: The exhaust emission control system of the internal combustion engine performs an adjusting step of adjusting an EGR rate not to change oxygen concentration of a gas inhaled into a cylinder before or after supply of the reducing agent when the reducing agent is supplied from the supply device. When the combustion fluctuation is generated by performing the adjusting step, the system determines whether a factor of the combustion fluctuation is a performing timing of the adjusting step or controlled variable of the EGR rate at the adjusting step on the basis of a history of combustion state. The system further correct the performing timing of the adjusting step or the controlled variable of the EGR rate at the adjusting step, depending on the determined result.

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関し、特に排気通路内へ還元剤を供給する機構とEGR機構とを備えた排気浄化システムに関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purification system including a mechanism for supplying a reducing agent into an exhaust passage and an EGR mechanism.

ターボチャージャを備えた内燃機関において、ターボチャージャのタービンより下流の排気通路からターボチャージャのコンプレッサより上流の吸気通路へ排気(EGRガス)を戻す低圧EGR装置を備えたものが知られている。   2. Description of the Related Art An internal combustion engine equipped with a turbocharger is known that includes a low-pressure EGR device that returns exhaust gas (EGR gas) from an exhaust passage downstream of a turbocharger turbine to an intake passage upstream of a turbocharger compressor.

さらに、タービンより下流かつEGRガスの取り出し部より上流の排気通路に、還元剤供給装置と排気浄化装置(NO触媒やパティキュレートフィルタなど)を配置した排気浄化システムも知られている。このような排気浄化システムでは、還元剤供給装置から供給された還元剤が低圧EGR装置によって吸気通路へ導かれ、内燃機関の燃焼変動が誘発される可能性がある。 Furthermore, upstream of the exhaust passage from the extraction portion of the downstream and the EGR gas from the turbine is also known an exhaust purification system disposed with a reducing agent supply device of the exhaust purification device (NO X catalyst and the particulate filter, etc.). In such an exhaust purification system, there is a possibility that the reducing agent supplied from the reducing agent supply device is guided to the intake passage by the low pressure EGR device, and combustion fluctuations of the internal combustion engine are induced.

このような問題に対し、還元剤供給装置から還元剤が供給されるときに、還元剤の供給前後において気筒内へ吸入されるガスの酸素濃度が変化しないように低圧EGR装置を制御する技術が提案されている(たとえば、特許文献1を参照)。   With respect to such a problem, there is a technique for controlling the low pressure EGR device so that the oxygen concentration of the gas sucked into the cylinder does not change before and after the supply of the reducing agent when the reducing agent is supplied from the reducing agent supply device. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2008−208723号公報JP 2008-208723 A 特開平05−215004号公報JP 05-215044 A

本発明は、還元剤供給装置から排気浄化装置へ還元剤が供給されるときに、燃焼変動が発生しないように低圧EGR装置を制御する内燃機関の排気浄化システムにおいて、より確実に燃焼変動を抑制することができる技術の提供を課題とする。   The present invention suppresses combustion fluctuations more reliably in an exhaust gas purification system for an internal combustion engine that controls a low-pressure EGR device so that combustion fluctuations do not occur when reducing agent is supplied from the reducing agent supply device to the exhaust gas purification device. It is an issue to provide technology that can be used.

本発明は、上記した課題を解決するために、以下のような手段を採用した。すなわち、本発明に係わる内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路から排気の一部をEGRガスとして吸気通路へ導くEGR通路、及びEGR通路の通路断面積を変更するEGR弁を含むEGR機構と、
EGR通路の接続部位より上流の排気通路に配置された排気浄化装置と、
排気浄化装置へ還元剤を供給する供給装置と、
供給装置から還元剤が供給される場合に、気筒内へ吸入されるガスの酸素濃度が還元剤の供給前後において変化しないようにEGR率を調整する調整処理を行う制御手段と、
調整処理が実施されているときに気筒内の燃焼状態を検出する検出手段と、
検出手段の検出値から燃焼変動の発生を判定する判定手段と、
判定手段により燃焼変動が発生したと判定されたときに、検出手段により検出される燃焼状態の履歴に基づいて、燃焼変動の要因が前記調整処理の実行タイミングにあるか又は前記調整処理におけるEGR率の制御量にあるかを判別する判別手段と、
判別手段の判別結果に応じて前記調整処理の実行タイミング又は前記調整処理におけるEGR率の制御量を補正する補正手段と、
を備えるようにした。
The present invention employs the following means in order to solve the above-described problems. That is, the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention is:
An EGR mechanism including an EGR passage for leading a part of the exhaust gas from the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage as EGR gas, and an EGR valve for changing a passage cross-sectional area of the EGR passage;
An exhaust purification device disposed in the exhaust passage upstream of the connection portion of the EGR passage;
A supply device for supplying a reducing agent to the exhaust purification device;
Control means for performing adjustment processing for adjusting the EGR rate so that the oxygen concentration of the gas sucked into the cylinder does not change before and after the supply of the reducing agent when the reducing agent is supplied from the supply device;
Detecting means for detecting a combustion state in the cylinder when the adjustment process is being performed;
Determination means for determining the occurrence of combustion fluctuations from the detection value of the detection means;
Based on the combustion state history detected by the detection means when the determination means determines that combustion fluctuation has occurred, the cause of the combustion fluctuation is at the execution timing of the adjustment process or the EGR rate in the adjustment process Determining means for determining whether the amount is within the control amount;
Correction means for correcting the execution timing of the adjustment process or the control amount of the EGR rate in the adjustment process according to the determination result of the determination means;
I was prepared to.

本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果、調整処理の実行タイミングに起因して燃焼変動が発生する場合と、調整処理におけるEGR率の制御量に起因して燃焼変動が発生する場合とでは、燃焼状態が異なる挙動を示すことを見出した。   As a result of the inventor's earnest experiment and verification, a case where combustion fluctuation occurs due to the execution timing of the adjustment process and a case where combustion fluctuation occurs due to the control amount of the EGR rate in the adjustment process Then, it discovered that a combustion state showed a different behavior.

そこで、本発明の内燃機関の排気浄化システムは、燃焼変動が発生したときに検出手段により検出される燃焼状態の履歴に基づいて、燃焼変動の要因が調整処理の実行タイミングにあるか又は前記調整処理におけるEGR率の制御量にあるかを判別し、その判別結果に応じて調整処理の実行タイミング又は調整処理におけるEGR率の制御量を補正することにより、燃焼変動を解消することができるようにした。   Therefore, the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention is based on the combustion state history detected by the detecting means when the combustion fluctuation occurs, or whether the cause of the combustion fluctuation is at the execution timing of the adjustment process or the adjustment. It is determined whether or not the control amount of the EGR rate in the process is present, and the combustion fluctuation can be eliminated by correcting the execution timing of the adjustment process or the control amount of the EGR rate in the adjustment process according to the determination result. did.

本発明により燃焼変動が解消されると、内燃機関のトルク変動、排気エミッションの増加、及び燃料消費率の増加を抑制することが可能になる。   When combustion fluctuations are eliminated by the present invention, it is possible to suppress torque fluctuations in the internal combustion engine, an increase in exhaust emissions, and an increase in fuel consumption rate.

本発明に係わる検出手段として、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサを用いることができる。本願発明者の知見によれば、調整処理の実行タイミングが適正値からずれた場合は、筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象と正常値より低くなる現象とが交互に発生する。一方、調整処理におけるEGR率の制御量(たとえば、目標EGR率)が適正値からずれた場合は、ピーク値が正常値より高く又は低くなる現象が単発的に発生する。   As the detection means according to the present invention, an in-cylinder pressure sensor for detecting the pressure in the cylinder can be used. According to the knowledge of the present inventor, when the execution timing of the adjustment process deviates from an appropriate value, a phenomenon in which the peak value of the in-cylinder pressure is higher than the normal value and a phenomenon in which the peak value is lower than the normal value occur alternately. On the other hand, when the control amount (for example, target EGR rate) of the EGR rate in the adjustment process deviates from an appropriate value, a phenomenon in which the peak value is higher or lower than the normal value occurs once.

そこで、判別手段は、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象と正常値より低くなる現象とが交互に発生した場合は燃焼変動の要因が調整処理の実行タイミングにあると判定し、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高く又は低くなる現象が単発的に発生した場合は燃焼変動の要因が前記調整処理におけるEGR率の制御量にあると判定してもよい。   Therefore, if the phenomenon in which the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detection means alternately occurs and the phenomenon in which the peak value of the in-cylinder pressure is lower than the normal value occur alternately, the cause of combustion fluctuation is the timing of execution of the adjustment process. If the phenomenon that the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detection means is higher or lower than the normal value occurs once, the cause of the combustion fluctuation is the control amount of the EGR rate in the adjustment process. You may judge.

このような判別方法によれば、燃焼変動の要因が調整処理の実行タイミングにあるか、又は調整処理におけるEGR率の制御量にあるかを判別することができる。その結果、補正手段は、調整処理の実行タイミング又はEGR率の制御量を適正値に補正(修正)することができる。   According to such a determination method, it is possible to determine whether the cause of the combustion fluctuation is the execution timing of the adjustment process or the control amount of the EGR rate in the adjustment process. As a result, the correction unit can correct (correct) the adjustment processing execution timing or the control amount of the EGR rate to an appropriate value.

また、本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果によれば、調整処理の実行タイミングが適正タイミングに対して過早である場合は筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が発生した後に正常値より低くなる現象が発生し、調整処理の実行タイミングが適正タイミングに対して過遅である場合は筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が発生した後に正常値より高くなる現象が発生することがわかった。   In addition, according to the results of intensive experiments and verifications by the inventor of the present application, a phenomenon in which the peak value of the in-cylinder pressure becomes higher than the normal value occurs when the execution timing of the adjustment process is too early with respect to the appropriate timing. When the adjustment timing is too late with respect to the proper timing, the peak value of the in-cylinder pressure becomes higher than the normal value after the phenomenon that the peak value is lower than the normal value occurs. It was found that the phenomenon occurred.

そこで、判別手段は、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が発生した後に正常値より低くなる現象が発生した場合は調整処理の実行タイミングが適正タイミングに対して過早であると判別し、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が発生した後に正常値より高くなる現象が発生した場合は調整処理の実行タイミングが適正タイミングに対して過遅であると判別してもよい。その場合、補正手段は、調整処理の実行タイミングを適正なタイミングに補正することができる。その結果、燃焼変動をより確実に抑制することが可能になる。   Therefore, when the phenomenon that the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detection means becomes higher than the normal value and the phenomenon that becomes lower than the normal value occurs after the occurrence of the phenomenon that the peak value of the in-cylinder pressure is detected by the detection means, If the phenomenon that the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detection means becomes lower than the normal value after the phenomenon that becomes higher than the normal value occurs, the adjustment processing execution timing is set to an appropriate timing. On the other hand, it may be determined that it is too late. In this case, the correction unit can correct the execution timing of the adjustment process to an appropriate timing. As a result, combustion fluctuation can be more reliably suppressed.

また、本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果によれば、調整処理におけるEGR率の制御量が適正値に対して過大である場合は筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が単発的に発生し、調整処理におけるEGR率の制御量が適正値に対して過少である場合は筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が単発的に発生することもわかった。   In addition, according to the results of intensive experiments and verifications by the inventor of the present application, the peak value of the in-cylinder pressure becomes lower than the normal value when the control amount of the EGR rate in the adjustment process is excessive with respect to the appropriate value. It has also been found that when the control amount of the EGR rate in the adjustment process is too small relative to the appropriate value, a phenomenon that the peak value of the in-cylinder pressure becomes higher than the normal value occurs once.

そこで、判別手段は、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が単発的に発生した場合は調整処理におけるEGR率の制御量が適正値に対して過大であると判別し、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が単発的に発生した場合は調整処理におけるEGR率の制御量が適正値に対して過少であると判別してもよい。その場合、補正手段は、調整処理におけるEGR率の制御量を適正値に補正(修正)することができる。その結果、燃焼変動をより確実に抑制することが可能になる。   Therefore, when the phenomenon in which the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detection unit is lower than the normal value occurs once, the determination unit determines that the control amount of the EGR rate in the adjustment process is excessive with respect to the appropriate value. When the phenomenon in which the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detecting means is once higher than the normal value occurs, it is determined that the control amount of the EGR rate in the adjustment process is too small relative to the appropriate value. Also good. In this case, the correction unit can correct (correct) the control amount of the EGR rate in the adjustment process to an appropriate value. As a result, combustion fluctuation can be more reliably suppressed.

なお、調整処理におけるEGR率の制御量を補正(修正)する方法としては、EGR弁の開度を補正(修正)する方法を用いることができる。たとえば、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が単発的に発生した場合はEGR弁の制御量(目標開度)を減少させ、検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が単発的に発生した場合はEGR弁の制御量(目標開度)を増加させればよい。   As a method of correcting (correcting) the control amount of the EGR rate in the adjustment process, a method of correcting (correcting) the opening degree of the EGR valve can be used. For example, when a phenomenon occurs in which the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detection unit is lower than the normal value, the control amount (target opening degree) of the EGR valve is decreased and the in-cylinder pressure detected by the detection unit is reduced. When the phenomenon that the peak value of the valve becomes higher than the normal value occurs once, the control amount (target opening degree) of the EGR valve may be increased.

本発明によれば、還元剤供給装置から還元剤が供給されるときに、還元剤の供給前後において気筒内へ吸入されるガスの酸素濃度が変化しないように低圧EGR装置を制御する内燃機関の排気浄化システムにおいて、より確実に燃焼変動を抑制することができる。   According to the present invention, when the reducing agent is supplied from the reducing agent supply device, the internal combustion engine that controls the low pressure EGR device so that the oxygen concentration of the gas sucked into the cylinder does not change before and after the supply of the reducing agent. In the exhaust purification system, combustion fluctuations can be more reliably suppressed.

本発明を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied and its intake and exhaust system. 調整処理の実行手順を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the execution procedure of adjustment processing. 輸送遅れ時間が適正値より短い場合における筒内圧の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of in-cylinder pressure in case a transport delay time is shorter than an appropriate value. 輸送遅れ時間が適正値より長い場合における筒内圧の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the in-cylinder pressure when a transport delay time is longer than an appropriate value. 調整用目標開度が適正値より大きいときの筒内圧の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of in-cylinder pressure when the target opening for adjustment is larger than an appropriate value. 調整用目標開度が適正値より小さいときの筒内圧の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of in-cylinder pressure when the target opening for adjustment is smaller than an appropriate value. 調整処理の実行時にECUが実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control routine which ECU performs at the time of execution of adjustment processing.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を有する車両駆動用の圧縮着火式内燃機関(ディーゼルエンジン)である。内燃機関1の各気筒2には、該気筒2内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁3が設けられている。   An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a compression ignition internal combustion engine (diesel engine) for driving a vehicle having four cylinders 2. Each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is provided with a fuel injection valve 3 that directly injects fuel into the cylinder 2.

内燃機関1には、インテークマニフォルド5とエキゾーストマニフォルド7が接続されている。インテークマニフォルド5には吸気通路4が接続されている。エキゾーストマニフォルド7には排気通路6が接続されている。吸気通路4には遠心過給器(ターボチャージャ)8のコンプレッサ8aが設置されている。排気通路6にはターボチャージャ8のタービン8bが設置されている。   An intake manifold 5 and an exhaust manifold 7 are connected to the internal combustion engine 1. An intake passage 4 is connected to the intake manifold 5. An exhaust passage 6 is connected to the exhaust manifold 7. A compressor 8 a of a centrifugal supercharger (turbocharger) 8 is installed in the intake passage 4. A turbine 8 b of a turbocharger 8 is installed in the exhaust passage 6.

吸気通路4におけるコンプレッサ8aより下流側には第1スロットル弁9が設けられて
いる。吸気通路4におけるコンプレッサ8aより上流側には第2スロットル弁19が設けられている。吸気通路4におけるコンプレッサ8aより下流、かつ第1スロットル弁9より上流には、インタークーラ40が設けられている。
A first throttle valve 9 is provided in the intake passage 4 downstream of the compressor 8a. A second throttle valve 19 is provided upstream of the compressor 8 a in the intake passage 4. An intercooler 40 is provided in the intake passage 4 downstream of the compressor 8 a and upstream of the first throttle valve 9.

排気通路6におけるタービン8bよりも下流側には、酸化触媒23、及びパティキュレートフィルタ24が排気の流れ方向に沿って上流側から順に配置されている。酸化触媒23及びパティキュレートフィルタ24は、本発明に係わる排気浄化装置の一実施態様である。エキゾーストマニフォルド7には、排気中に還元剤としての燃料を添加する添加弁25が取り付けられている。添加弁25は、本発明に係わる供給装置の一実施態様である。   On the downstream side of the turbine 8b in the exhaust passage 6, an oxidation catalyst 23 and a particulate filter 24 are arranged in order from the upstream side along the exhaust flow direction. The oxidation catalyst 23 and the particulate filter 24 are one embodiment of the exhaust purification device according to the present invention. The exhaust manifold 7 is provided with an addition valve 25 for adding fuel as a reducing agent into the exhaust gas. The addition valve 25 is an embodiment of the supply device according to the present invention.

内燃機関1の吸排気系には高圧EGR装置11及び低圧EGR装置15が設けられている。高圧EGR装置11は、高圧EGR通路12、高圧EGR弁13及び高圧EGRクーラ14を備えている。高圧EGR通路12は、その一端がエキゾーストマニフォルド7に接続されており、その他端が吸気通路4における第1スロットル弁9よりも下流の部位(又はインテークマニフォルド5)に接続されている。   The intake / exhaust system of the internal combustion engine 1 is provided with a high pressure EGR device 11 and a low pressure EGR device 15. The high pressure EGR device 11 includes a high pressure EGR passage 12, a high pressure EGR valve 13, and a high pressure EGR cooler 14. One end of the high-pressure EGR passage 12 is connected to the exhaust manifold 7, and the other end is connected to a portion of the intake passage 4 downstream of the first throttle valve 9 (or the intake manifold 5).

高圧EGR弁13及び高圧EGRクーラ14は、高圧EGR通路12に設けられている。高圧EGR弁13は高圧EGR通路12の通路断面積を変更する弁機構であり、この高圧EGR弁13により高圧EGR通路12の通路断面積が変更されることによってエキゾーストマニフォルド7から吸気通路4へ導入される高圧EGRガスの流量が変更される。   The high pressure EGR valve 13 and the high pressure EGR cooler 14 are provided in the high pressure EGR passage 12. The high-pressure EGR valve 13 is a valve mechanism that changes the passage sectional area of the high-pressure EGR passage 12, and is introduced from the exhaust manifold 7 into the intake passage 4 by changing the passage sectional area of the high-pressure EGR passage 12 by the high-pressure EGR valve 13. The flow rate of the high pressure EGR gas to be changed is changed.

低圧EGR装置15は、低圧EGR通路16、低圧EGR弁17及び低圧EGRクーラ18を備えている。低圧EGR通路16は、その一端が排気通路6におけるパティキュレートフィルタ24より下流の部位に接続されており、その他端が吸気通路4における第2スロットル弁19より下流側且つコンプレッサ8aより上流の部位に接続されている。   The low pressure EGR device 15 includes a low pressure EGR passage 16, a low pressure EGR valve 17, and a low pressure EGR cooler 18. One end of the low pressure EGR passage 16 is connected to a portion of the exhaust passage 6 downstream of the particulate filter 24, and the other end of the low pressure EGR passage 16 is downstream of the second throttle valve 19 and upstream of the compressor 8a. It is connected.

低圧EGR弁17及び低圧EGRクーラ18は、低圧EGR通路16に設けられている。低圧EGR弁17は低圧EGR通路16の通路断面積を変更する弁機構であり、この低圧EGR弁17により低圧EGR通路16の通路断面積が変更されることによって排気通路6から吸気通路4に導入される低圧EGRガスの流量が制御される。   The low pressure EGR valve 17 and the low pressure EGR cooler 18 are provided in the low pressure EGR passage 16. The low-pressure EGR valve 17 is a valve mechanism that changes the passage sectional area of the low-pressure EGR passage 16, and is introduced from the exhaust passage 6 into the intake passage 4 by changing the passage sectional area of the low-pressure EGR passage 16 by the low-pressure EGR valve 17. The flow rate of the low pressure EGR gas is controlled.

以上述べたように構成された内燃機関1には電子制御ユニット(ECU)20が併設されている。ECU20には、クランクポジションセンサ21、アクセルポジションセンサ22、酸素濃度センサ26、及び筒内圧センサ27などの各種センサが電気的に接続されている。   The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 20. Various sensors such as a crank position sensor 21, an accelerator position sensor 22, an oxygen concentration sensor 26, and an in-cylinder pressure sensor 27 are electrically connected to the ECU 20.

クランクポジションセンサ21は、内燃機関1の出力軸(クランクシャフト)の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。アクセルポジションセンサ22は、アクセルペダルの操作量(アクセル開度)に相関する電気信号を出力するセンサである。酸素濃度センサ26は、排気通路6内の酸素(O)の濃度(排気中に含まれる酸素(O)の濃度)に相関する電気信号を出力するセンサである。図1に示す例では、酸素濃度センサ26は、低圧EGR通路16の接続部位近傍の排気通路6に配置されている。筒内圧センサ27は、気筒2内の圧力に相関した電気信号を出力するセンサである。図1に示す例では、筒内圧センサ27が全ての気筒2に各々取り付けられているが、一部の気筒2のみに筒内圧センサ27が取り付けられるようにしてもよい。 The crank position sensor 21 is a sensor that outputs an electrical signal correlated with the rotational position of the output shaft (crankshaft) of the internal combustion engine 1. The accelerator position sensor 22 is a sensor that outputs an electrical signal correlated with the amount of operation of the accelerator pedal (accelerator opening). The oxygen concentration sensor 26 is a sensor that outputs an electrical signal correlated to the concentration of oxygen in the exhaust passage 6 (O 2) (concentration of oxygen (O 2) contained in the exhaust gas). In the example shown in FIG. 1, the oxygen concentration sensor 26 is disposed in the exhaust passage 6 in the vicinity of the connection portion of the low pressure EGR passage 16. The in-cylinder pressure sensor 27 is a sensor that outputs an electrical signal correlated with the pressure in the cylinder 2. In the example shown in FIG. 1, the in-cylinder pressure sensor 27 is attached to all the cylinders 2, but the in-cylinder pressure sensor 27 may be attached to only some of the cylinders 2.

また、ECU20には、燃料噴射弁3、第1スロットル弁9、第2スロットル弁19、添加弁25、高圧EGR弁13、低圧EGR弁17、などの各種機器が電気的に接続されている。ECU20は、上記した各種センサの検出信号に基づいて各種機器を制御する。   The ECU 20 is electrically connected to various devices such as the fuel injection valve 3, the first throttle valve 9, the second throttle valve 19, the addition valve 25, the high pressure EGR valve 13, and the low pressure EGR valve 17. The ECU 20 controls various devices based on the detection signals of the various sensors described above.

たとえば、ECU20は、パティキュレートフィルタ24に捕集された粒子状物質(PM)を酸化及び除去させる必要があるときのように排気温度を昇温させる必要があるときに、添加弁25から燃料を供給させることにより、添加燃料を酸化触媒23において酸化させる添加処理を実行する。   For example, the ECU 20 supplies fuel from the addition valve 25 when it is necessary to raise the exhaust gas temperature, such as when it is necessary to oxidize and remove particulate matter (PM) collected by the particulate filter 24. By performing the supply, an addition process for oxidizing the added fuel in the oxidation catalyst 23 is executed.

ところで、低圧EGR弁17の開弁時に添加処理が実行されると、添加燃料が酸化触媒23で酸化され、又はパティキュレートフィルタ24においてPMが酸化することにより、排気中に含まれる二酸化炭素(CO)が増加する。それに伴い、低圧EGRガス中に含まれる二酸化炭素(CO)も増加する。 By the way, when the addition process is executed when the low-pressure EGR valve 17 is opened, the added fuel is oxidized by the oxidation catalyst 23 or the particulate filter 24 oxidizes PM, whereby carbon dioxide (CO 2 ) increases. Accordingly, carbon dioxide (CO 2 ) contained in the low pressure EGR gas also increases.

よって、添加処理の実行前後において吸入空気量及びEGR率が一定に維持された場合は、気筒2内へ吸入されるガス(空気と低圧EGRガスとの混合ガス、又は空気と低圧EGRガスと高圧EGRガスとの混合ガス)中の二酸化炭素(CO)の量が増加するとともに酸素(O)の量が減少することになる。このように二酸化炭素(CO)及び酸素(O)の量が変化すると、燃料の燃焼状態が変化(燃焼変動)する。その結果、トルク変動、排気エミッションの増加、又は燃料消費率の増加などが誘発される可能性がある。なお、ここでいう「EGR率」は、混合ガスの量に対する低圧EGRガス量の比率である。 Therefore, when the intake air amount and the EGR rate are kept constant before and after the execution of the addition process, the gas sucked into the cylinder 2 (a mixed gas of air and low pressure EGR gas, or air and low pressure EGR gas and high pressure) As the amount of carbon dioxide (CO 2 ) in the mixed gas with EGR gas increases, the amount of oxygen (O 2 ) decreases. Thus, when the amount of carbon dioxide (CO 2 ) and oxygen (O 2 ) changes, the combustion state of the fuel changes (combustion fluctuation). As a result, torque fluctuation, an increase in exhaust emission, or an increase in fuel consumption rate may be induced. The “EGR rate” here is the ratio of the amount of low-pressure EGR gas to the amount of mixed gas.

このような問題に対し、ECU20は、低圧EGR弁17の開弁中に添加処理が実施される場合は、混合ガスに含まれる酸素(O)の量(二酸化炭素(CO)の量)が添加処理の実行前後で略一定となるようにEGR率を低下(低圧EGRガス量を減量)させる処理(調整処理)を行う。 In response to such a problem, the ECU 20 determines the amount of oxygen (O 2 ) contained in the mixed gas (the amount of carbon dioxide (CO 2 )) when the addition process is performed while the low pressure EGR valve 17 is opened. Is performed (adjustment process) to reduce the EGR rate (decrease the amount of low-pressure EGR gas) so that it becomes substantially constant before and after the execution of the addition process.

調整処理では、ECU20は、酸素濃度センサ26の出力信号から排気中の酸素濃度の変化量ΔOを取得する。ECU20は、酸素濃度の変化量ΔOに応じて目標EGR率を変更し、変更後の目標EGR率に対応した低圧EGR弁17の目標開度を演算する。なお、ECU20は、酸素濃度の変化量ΔOから低圧EGR弁17の目標開度(又は目標開度の補正量)を直接演算してもよい。その際、酸素濃度の変化量ΔOと低圧EGR弁17の目標開度(又は目標開度の補正量)との関係を予め実験などを利用した適合処理によって求めておくようにしてもよい。以下では、このようにして求められた目標開度を「調整用目標開度」と記す。 In the adjustment process, the ECU 20 acquires the change amount ΔO 2 of the oxygen concentration in the exhaust gas from the output signal of the oxygen concentration sensor 26. The ECU 20 changes the target EGR rate according to the change amount ΔO 2 of the oxygen concentration, and calculates the target opening degree of the low pressure EGR valve 17 corresponding to the changed target EGR rate. Note that the ECU 20 may directly calculate the target opening degree (or the correction amount of the target opening degree) of the low pressure EGR valve 17 from the change amount ΔO 2 of the oxygen concentration. At that time, the relationship between the change amount ΔO 2 of the oxygen concentration and the target opening degree (or the correction amount of the target opening degree) of the low-pressure EGR valve 17 may be obtained in advance by an adaptation process using an experiment or the like. Hereinafter, the target opening obtained in this way is referred to as “adjustment target opening”.

また、添加弁25から添加された燃料を含むガス(以下、「制御対象ガス」と称する)が低圧EGR弁17に到達するまでにはガスの輸送遅れが発生する。そのため、ECU20は、制御対象ガスが低圧EGR弁17に到達するまでに要する時間(以下、「輸送遅れ時間」と記す)Δtを演算する。輸送遅れ時間Δtは、添加弁25から低圧EGR弁17までの経路の容積Vと、1サイクル当たりに内燃機関1から排出されるガス量Gexと、機関回転数Neと、をパラメータにして演算することができる。   Further, a gas transport delay occurs until the gas containing fuel added from the addition valve 25 (hereinafter referred to as “control target gas”) reaches the low-pressure EGR valve 17. Therefore, the ECU 20 calculates the time (hereinafter, referred to as “transport delay time”) Δt required for the control target gas to reach the low pressure EGR valve 17. The transport delay time Δt is calculated using as parameters the volume V of the path from the addition valve 25 to the low pressure EGR valve 17, the gas amount Gex discharged from the internal combustion engine 1 per cycle, and the engine speed Ne. be able to.

調整用目標開度及び輸送遅れ時間Δtが求められると、ECU20は、図2に示すように、添加処理の実行開始タイミングから輸送遅れ時間Δtが経過したときに低圧EGR弁17の開度を調整用目標開度へ変更する。その場合、添加処理の実行前後において気筒2内に吸入される二酸化炭素(CO)の量及び酸素(O)の量の変化が抑制される。その結果、添加処理の実行に起因した燃焼変動を回避することができ、以てトルク変動の発生、排気エミッションの増加、及び燃料消費率の増加を抑制することが可能になる。 When the target opening for adjustment and the transport delay time Δt are obtained, the ECU 20 adjusts the opening of the low pressure EGR valve 17 when the transport delay time Δt has elapsed from the execution start timing of the addition process, as shown in FIG. Change to target opening. In that case, changes in the amount of carbon dioxide (CO 2 ) and oxygen (O 2 ) sucked into the cylinder 2 before and after execution of the addition process are suppressed. As a result, it is possible to avoid combustion fluctuations resulting from the execution of the addition process, thereby suppressing the occurrence of torque fluctuations, an increase in exhaust emission, and an increase in fuel consumption rate.

なお、酸素濃度センサ26により検出された酸素濃度と低圧EGRガス中の酸素濃度が相異したり、空気中の酸素濃度や二酸化炭素濃度がばらついたり、輸送遅れ時間の計算値と実際の輸送遅れ時間との間に誤差が生じたりする場合が考えられる。そのような場合は
、調整用目標開度又は輸送遅れ時間が適正値からずれることになる。その結果、調整処理が実施されない場合に比べ燃焼変動が緩和されるものの、僅かな燃焼変動が発生する可能性がある。
The oxygen concentration detected by the oxygen concentration sensor 26 and the oxygen concentration in the low-pressure EGR gas are different, the oxygen concentration in the air or the carbon dioxide concentration varies, the calculated value of the transport delay time and the actual transport delay There may be a case where an error occurs with respect to time. In such a case, the target opening for adjustment or the transport delay time will deviate from the appropriate value. As a result, although the combustion fluctuation is reduced as compared with the case where the adjustment process is not performed, a slight combustion fluctuation may occur.

そこで、本実施例においては、調整処理実行時に燃焼変動が発生した場合は、その要因が輸送遅れ時間Δtのずれにあるか、又は調整用目標開度のずれにあるかを判別し、その判別結果に応じて輸送遅れ時間Δt又は調整用目標開度を補正するようにした。   Therefore, in the present embodiment, when combustion fluctuation occurs during the adjustment process, it is determined whether the cause is a shift in the transport delay time Δt or a shift in the target opening for adjustment. The transport delay time Δt or the target opening for adjustment is corrected according to the result.

ここで、本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果、輸送遅れ時間Δtのずれによって燃焼変動が発生する場合と、調整用目標開度のずれによって燃焼変動が発生する場合とでは、燃焼状態の挙動が相異することを見出した。   Here, as a result of diligent experimentation and verification by the present inventor, combustion fluctuation occurs due to a shift in transport delay time Δt and combustion fluctuation occurs due to a shift in adjustment target opening. We found that the behavior of the state was different.

図3は、輸送遅れ時間Δtが適正値に対して短い場合(調整処理の実行タイミングが適正なタイミングに対して過早である場合)の筒内圧の変化を示す図である。図3中の(a),(b),(c)は筒内圧の経時変化を示したものである。たとえば、図3中(a)は調整処理開始後に最初に燃焼時期を迎える気筒の筒内圧を示し、図3中(b)は調整処理開始後に2番目に燃焼時期を迎える気筒の筒内圧を示し、図3中(c)は調整処理開始後に3番目に燃焼時期を迎える気筒の筒内圧を示す。なお、筒内圧センサ27が1つの気筒のみに設けられる場合は、図3中(a)は調整処理開始後の最初のサイクルにおける筒内圧を示し、図3中(b)は調整処理開始後の2サイクル目における筒内圧を示し、図3中(c)は調整処理開始後の3サイクル目における筒内圧を示すと考えてもよい。また、図3中の実線は輸送遅れ時間Δtが適正値より短いときの筒内圧を示し、図3中の破線は輸送遅れ時間Δtが適正値であるときの筒内圧(正常時の筒内圧)を示している。   FIG. 3 is a diagram illustrating a change in the in-cylinder pressure when the transport delay time Δt is shorter than the appropriate value (when the execution timing of the adjustment process is too early with respect to the appropriate timing). (A), (b), and (c) in FIG. 3 show changes over time in the in-cylinder pressure. For example, FIG. 3A shows the in-cylinder pressure of the cylinder that first reaches the combustion timing after the start of the adjustment process, and FIG. 3B shows the in-cylinder pressure of the cylinder that reaches the second combustion time after the adjustment process starts. 3 (c) shows the in-cylinder pressure of the cylinder that reaches the third combustion timing after the start of the adjustment process. When the in-cylinder pressure sensor 27 is provided in only one cylinder, (a) in FIG. 3 shows the in-cylinder pressure in the first cycle after the start of the adjustment process, and (b) in FIG. The in-cylinder pressure in the second cycle is shown, and (c) in FIG. 3 may be considered to indicate the in-cylinder pressure in the third cycle after the start of the adjustment process. 3 indicates the in-cylinder pressure when the transport delay time Δt is shorter than the appropriate value, and the broken line in FIG. 3 indicates the in-cylinder pressure when the transport delay time Δt is the appropriate value (in-cylinder pressure at normal time). Is shown.

図3において、輸送遅れ時間Δtが適正値より短くなると、筒内圧のピーク値は、先ず正常時より高くなる(図3中(a)を参照)。続いて、筒内圧のピーク値は、正常時より低くなる(図3中(b)を参照)。このような現象が交互に発生した後、筒内圧のピーク値は正常時と同等の値に収束する(図3中(c)を参照)。   In FIG. 3, when the transport delay time Δt becomes shorter than the appropriate value, the peak value of the in-cylinder pressure first becomes higher than that at the normal time (see (a) in FIG. 3). Subsequently, the peak value of the in-cylinder pressure becomes lower than that in the normal state (see (b) in FIG. 3). After such a phenomenon occurs alternately, the peak value of the in-cylinder pressure converges to a value equivalent to that during normal operation (see (c) in FIG. 3).

図4は、輸送遅れ時間Δtが適正値に対して長い場合(調整処理の実行タイミングが適正なタイミングに対して過遅である場合)の筒内圧の変化を示す図である。図4中の(a),(b),(c)は、前述した図3と同様に筒内圧の経時変化を示したものである。また、図4中の実線は輸送遅れ時間Δtが適正値より長いときの筒内圧を示し、図4中の破線は輸送遅れ時間Δtが適正値であるときの筒内圧(正常時の筒内圧)を示している。   FIG. 4 is a diagram illustrating a change in the in-cylinder pressure when the transport delay time Δt is longer than the appropriate value (when the execution timing of the adjustment process is too late with respect to the appropriate timing). (A), (b), and (c) in FIG. 4 show changes over time in the in-cylinder pressure as in FIG. 3 described above. 4 indicates the in-cylinder pressure when the transport delay time Δt is longer than the appropriate value, and the broken line in FIG. 4 indicates the in-cylinder pressure when the transport delay time Δt is the appropriate value (in-cylinder pressure at normal time). Is shown.

図4において、輸送遅れ時間Δtが適正値より長くなると、筒内圧のピーク値は、先ず正常時より低くなる(図4中(a)を参照)。続いて、筒内圧のピーク値は、正常時より高くなる(図4中(b)を参照)。このような現象が交互に発生した後、筒内圧のピーク値が正常時と同等の値に収束する(図4中(c)を参照)。   In FIG. 4, when the transport delay time Δt becomes longer than the appropriate value, the peak value of the in-cylinder pressure first becomes lower than that at the normal time (see (a) in FIG. 4). Subsequently, the peak value of the in-cylinder pressure becomes higher than that at the normal time (see (b) in FIG. 4). After such a phenomenon occurs alternately, the peak value of the in-cylinder pressure converges to a value equivalent to that during normal operation (see (c) in FIG. 4).

図5は、調整用目標開度が適正値より大きい場合(EGR率の制御量が適正値に対して過大である場合)の筒内圧の変化を示す図である。図5中の(a),(b)は筒内圧の経時変化を示したものである。たとえば、図5中(a)は調整処理開始後に最初に燃焼時期を迎える気筒の筒内圧を示し、図5中(b)は調整処理開始後に2番目に燃焼時期を迎える気筒の筒内圧を示す。なお、筒内圧センサ27が1つの気筒のみに設けられる場合は、図5中(a)は調整処理開始後の最初のサイクルにおける筒内圧を示し、図5中(b)は調整処理開始後の2サイクル目における筒内圧を示すと考えてもよい。また、図5中の実線は調整用目標開度が適正値より大きいときの筒内圧を示し、図5中の破線は調整用目標開度が適正値であるときの筒内圧(正常時の筒内圧)を示している。   FIG. 5 is a diagram illustrating a change in the in-cylinder pressure when the adjustment target opening is larger than the appropriate value (when the control amount of the EGR rate is excessive with respect to the appropriate value). (A) and (b) in FIG. 5 show changes over time in the in-cylinder pressure. For example, (a) in FIG. 5 shows the in-cylinder pressure of the cylinder that reaches the combustion timing first after the start of the adjustment process, and (b) in FIG. 5 shows the in-cylinder pressure of the cylinder that reaches the combustion time second after the start of the adjustment process. . When the in-cylinder pressure sensor 27 is provided in only one cylinder, (a) in FIG. 5 shows the in-cylinder pressure in the first cycle after the start of the adjustment process, and (b) in FIG. It may be considered that the in-cylinder pressure in the second cycle is shown. 5 indicates the in-cylinder pressure when the adjustment target opening is larger than the appropriate value, and the broken line in FIG. 5 indicates the in-cylinder pressure when the adjustment target opening is the appropriate value (cylinder at normal time). (Internal pressure).

図5において、調整用目標開度が適正値より大きくなると、筒内圧のピーク値が正常時より低くなり(図5中(a)を参照)、その後に正常時と同等の値に収束する(図5中(b)を参照)。   In FIG. 5, when the adjustment target opening becomes larger than the appropriate value, the peak value of the in-cylinder pressure becomes lower than normal (see (a) in FIG. 5), and then converges to a value equivalent to that in normal ( (See (b) in FIG. 5).

図6は、調整用目標開度が適正値より小さい場合(EGR率の制御量が適正値に対して過少である場合)の筒内圧の変化を示す図である。図6中の(a),(b)は、前述した図5と同様に筒内圧の経時変化を示したものである。また、図6中の実線は調整用目標開度が適正値より小さいときの筒内圧を示し、図6中の破線は調整用目標開度が適正値であるときの筒内圧(正常時の筒内圧)を示している。   FIG. 6 is a diagram illustrating a change in the in-cylinder pressure when the adjustment target opening is smaller than the appropriate value (when the control amount of the EGR rate is too small with respect to the appropriate value). 6 (a) and 6 (b) show changes over time in the in-cylinder pressure as in FIG. 5 described above. 6 indicates the in-cylinder pressure when the adjustment target opening is smaller than the appropriate value, and the broken line in FIG. 6 indicates the in-cylinder pressure when the adjustment target opening is the appropriate value (cylinder at normal time). (Internal pressure).

図6において、調整用目標開度が適正値より小さくなると、筒内圧のピーク値が正常時より高くなり(図6中(a)を参照)、その後に正常時と同等の値に収束する(図6中(b)を参照)。   In FIG. 6, when the adjustment target opening becomes smaller than the appropriate value, the peak value of the in-cylinder pressure becomes higher than normal (see (a) in FIG. 6), and then converges to a value equivalent to that in normal ( (See (b) in FIG. 6).

上記したように、輸送遅れ時間Δtが適正値からずれた場合は図3及び図4に示すように筒内圧のピーク値が正常時より高くなる現象と正常時より低くなる現象とが交互に発生するのに対し、調整用目標開度が適正値からずれた場合は図5及び図6に示すように筒内圧のピーク値が正常時より高くなる現象又は正常時より低くなる現象が単発的に発生する。   As described above, when the transport delay time Δt deviates from an appropriate value, a phenomenon in which the peak value of the in-cylinder pressure is higher than normal and lower than normal is alternately generated as shown in FIGS. On the other hand, when the target opening for adjustment deviates from the appropriate value, a phenomenon in which the peak value of the in-cylinder pressure is higher than normal or lower than normal as shown in FIGS. appear.

したがって、ECU20は、筒内圧センサ27の検出信号をモニタリングすることにより、燃焼変動の要因が輸送遅れ時間Δtのずれにあるか又は調整用目標開度のずれにあるかを判別することができる。さらに、燃焼変動の要因が輸送遅れ時間Δtのずれにある場合には、輸送遅れ時間Δtが適正値より長いか又は短いかを判別することも可能となる。また、燃焼変動の要因が調整用目標開度のずれにある場合には、調整用目標開度が適正値より大きいか又は小さいかを判別することも可能となる。   Therefore, by monitoring the detection signal of the in-cylinder pressure sensor 27, the ECU 20 can determine whether the cause of the combustion fluctuation is a shift in the transport delay time Δt or a shift in the adjustment target opening. Furthermore, when the cause of combustion fluctuation is a shift in the transport delay time Δt, it is possible to determine whether the transport delay time Δt is longer or shorter than an appropriate value. In addition, when the cause of the combustion fluctuation is the deviation of the adjustment target opening, it is possible to determine whether the adjustment target opening is larger or smaller than the appropriate value.

このような方法により燃焼変動の要因が判別されると、ECU20は、判別された要因に応じて輸送遅れ時間Δt又は調整用目標開度を補正する。その際の補正量は、予め定められた固定値であってもよい。前記した固定値は、補正後のピーク値が正常時のピーク値に対してオーバーシュート又はアンダーシュートしない大きさに定められることが望ましい。また、前記した補正量は、筒内圧センサ27により検出されたピーク値と正常時のピーク値との差に応じて増減される可変値であってもよい。たとえば、筒内圧センサ27により検出されたピーク値と正常時のピーク値との差が大きいときは小さいときに比べ補正量が多くされるようにしてもよい。   When the cause of the combustion fluctuation is determined by such a method, the ECU 20 corrects the transport delay time Δt or the adjustment target opening according to the determined factor. The correction amount at that time may be a predetermined fixed value. It is desirable that the fixed value described above is determined such that the corrected peak value does not overshoot or undershoot the normal peak value. Further, the correction amount described above may be a variable value that is increased or decreased in accordance with the difference between the peak value detected by the in-cylinder pressure sensor 27 and the peak value at the normal time. For example, the correction amount may be increased when the difference between the peak value detected by the in-cylinder pressure sensor 27 and the peak value at normal time is large compared to when the difference is small.

以上述べた方法により輸送遅れ時間Δt又は調整用目標開度が補正されると、添加処理の実行に起因した燃焼変動の発生をより確実に抑制することが可能となる。その結果、トルク変動の発生、排気エミッションの増加、及び燃料消費率の増加などを抑制することができる。   When the transport delay time Δt or the adjustment target opening is corrected by the method described above, it is possible to more reliably suppress the occurrence of combustion fluctuations due to the execution of the addition process. As a result, it is possible to suppress the occurrence of torque fluctuations, an increase in exhaust emission, and an increase in fuel consumption rate.

以下、本実施例における調整処理の実行手順について図7に沿って説明する。図7は、調整処理が実施される際にECU20が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは、予めECU20のROMなどに記憶されており、ECU20によって周期的に実行される。   Hereinafter, the execution procedure of the adjustment process in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 20 when the adjustment process is performed. This control routine is stored in advance in the ROM or the like of the ECU 20, and is periodically executed by the ECU 20.

図7の制御ルーチンでは、ECU20は、先ずS101において各種データを読み込む。たとえば、ECU20は、上記した各種センサの検出信号に加え、パティキュレートフィルタ24のPM捕集量などを読み込み。PM捕集量は、別途のルーチンにより演算される。   In the control routine of FIG. 7, the ECU 20 first reads various data in S101. For example, the ECU 20 reads the PM collection amount of the particulate filter 24 in addition to the detection signals of the various sensors described above. The amount of collected PM is calculated by a separate routine.

S102では、ECU20は、添加処理の実行条件が成立しているか否かを判別する。たとえば、ECU20は、パティキュレートフィルタ24のPM捕集量が予め定められた上限値以上であるときに添加処理実行条件が成立していると判定する。前記S102において否定判定された場合は、ECU20は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記S102において肯定判定された場合は、ECU20は、S103へ進む。   In S102, the ECU 20 determines whether an execution condition for the addition process is satisfied. For example, the ECU 20 determines that the addition process execution condition is satisfied when the amount of PM trapped by the particulate filter 24 is equal to or greater than a predetermined upper limit value. If a negative determination is made in S102, the ECU 20 once ends the execution of this routine. On the other hand, if a positive determination is made in S102, the ECU 20 proceeds to S103.

S103では、ECU20は、低圧EGR処理が実行中であるか否かを判別する。すなわち、ECU20は、低圧EGR弁17が開弁状態にあるか否かを判別する。S103において否定判定された場合は、ECU20は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、S103において肯定判定された場合は、ECU20は、S104へ進む。   In S103, the ECU 20 determines whether or not the low pressure EGR process is being executed. That is, the ECU 20 determines whether or not the low pressure EGR valve 17 is in an open state. If a negative determination is made in S103, the ECU 20 once ends the execution of this routine. On the other hand, when a positive determination is made in S103, the ECU 20 proceeds to S104.

S104では、ECU20は、調整処理の実行を開始する。すなわち、ECU20は、前述した図2の説明で述べたように、輸送遅れ時間Δt及び調整用目標開度を演算し、添加処理の実行開始から輸送遅れ時間Δtが経過した時点で低圧EGR弁17の開度が調整用目標開度へ変更されるように低圧EGR弁17を制御する。なお、ECU20がS104の処理を実行することにより、本発明に係わる制御手段が実現される。   In S104, the ECU 20 starts executing the adjustment process. That is, as described in the description of FIG. 2 described above, the ECU 20 calculates the transport delay time Δt and the adjustment target opening, and when the transport delay time Δt has elapsed from the start of the addition process, the low pressure EGR valve 17 The low-pressure EGR valve 17 is controlled so that the opening degree is changed to the adjustment target opening degree. In addition, the control means concerning this invention is implement | achieved when ECU20 performs the process of S104.

S105では、ECU20は、筒内圧センサ27の検出信号の読み込みを開始する。すなわち、ECU20は、燃焼状態のモニタリングを開始する。   In S105, the ECU 20 starts reading the detection signal of the in-cylinder pressure sensor 27. That is, the ECU 20 starts monitoring the combustion state.

S106では、ECU20は、燃焼変動が発生したか否かを判別する。たとえば、ECU20は、クランクポジションセンサ21の検出信号から演算されるクランクシャフトの回転角速度に基づいて燃焼変動が発生したか否かを判別してもよく、若しくは筒内圧センサ27の検出値から筒内圧のピーク値を特定し、特定されたピーク値と以前のサイクルにおけるピーク値と比較することにより燃焼変動が発生したか否かを判別してもよい。なお、ECU20がS106の処理を実行することにより、本発明に係わる判定手段が実現される。   In S106, the ECU 20 determines whether or not a combustion fluctuation has occurred. For example, the ECU 20 may determine whether or not combustion fluctuation has occurred based on the rotational angular velocity of the crankshaft calculated from the detection signal of the crank position sensor 21, or the in-cylinder pressure from the detection value of the in-cylinder pressure sensor 27. It is also possible to determine whether or not combustion fluctuation has occurred by specifying the peak value of and comparing the specified peak value with the peak value in the previous cycle. Note that the ECU 20 executes the processing of S106, thereby realizing the determination means according to the present invention.

前記S106において否定判定された場合は、ECU20は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記S106において肯定判定された場合は、ECU20は、S107へ進む。S107では、ECU20は、筒内圧センサ27の検出信号を参照して、燃焼変動の発生要因が輸送遅れ時間Δtのずれ(タイミング異常)にあるか否かを判別する。その際の判別方法は、前述した図3乃至6の説明で述べた方法を用いるものとする。なお、ECU20がS107の処理を実行することにより本発明に係わる判別手段が実現される。   If a negative determination is made in S106, the ECU 20 once ends the execution of this routine. On the other hand, if a positive determination is made in S106, the ECU 20 proceeds to S107. In S107, the ECU 20 refers to the detection signal of the in-cylinder pressure sensor 27 and determines whether or not the cause of the combustion fluctuation is a shift (timing abnormality) in the transport delay time Δt. As a determination method at that time, the method described in the description of FIGS. 3 to 6 is used. The ECU 20 executes the processing of S107, thereby realizing the determination means according to the present invention.

前記S107において肯定判定された場合は、ECU20は、S108へ進む。一方、S107において否定判定された場合(燃焼変動の発生要因が調整用目標開度のずれにある場合)は、ECU20は、S109へ進む。   If an affirmative determination is made in S107, the ECU 20 proceeds to S108. On the other hand, when a negative determination is made in S107 (when the cause of combustion fluctuation is the deviation of the adjustment target opening), the ECU 20 proceeds to S109.

S108では、ECU20は、輸送遅れ時間Δtの補正を行う。その際、ECU20は、筒内圧センサ27の検出信号が前述した図3に示したような挙動を示していれば、輸送遅れ時間Δtを増量補正する。一方、筒内圧センサ27の検出信号が前述した図4に示したような挙動を示していれば、ECU20は、輸送遅れ時間Δtを減量補正する。このように輸送遅れ時間Δtが補正されると、輸送遅れ時間Δtのずれによる燃焼変動が解消される。   In S108, the ECU 20 corrects the transport delay time Δt. At this time, if the detection signal of the in-cylinder pressure sensor 27 shows the behavior as shown in FIG. 3, the ECU 20 corrects the transport delay time Δt by an increased amount. On the other hand, if the detection signal of the in-cylinder pressure sensor 27 shows the behavior as shown in FIG. 4 described above, the ECU 20 corrects the transport delay time Δt by a reduced amount. When the transport delay time Δt is corrected in this way, the combustion fluctuation due to the shift of the transport delay time Δt is eliminated.

また、S109では、ECU20は、調整用目標開度の補正を行う。その際、ECU20は、筒内圧センサ27の検出信号が前述した図5に示したような挙動を示していれば、
調整用目標開度を減量補正する。一方、筒内圧センサ27の検出信号が前述した図6に示したような挙動を示していれば、ECU20は、調整用目標開度を増量補正する。このように調整用目標開度が補正されると、調整用目標開度のずれによる燃焼変動が解消される。
In S109, the ECU 20 corrects the adjustment target opening. At that time, if the detection signal of the in-cylinder pressure sensor 27 shows the behavior as shown in FIG.
Correct the target opening for adjustment by decreasing. On the other hand, if the detection signal of the in-cylinder pressure sensor 27 shows the behavior as shown in FIG. 6 described above, the ECU 20 corrects the adjustment target opening by an increase. When the adjustment target opening is corrected in this way, the combustion fluctuation due to the deviation of the adjustment target opening is eliminated.

なお、ECU20がS108又はS109の処理を実行することにより、本発明に係わる補正手段が実現される。   It should be noted that the correction means according to the present invention is realized by the ECU 20 executing the processing of S108 or S109.

以上述べたようにECU20が図7の制御ルーチンを実行することにより、添加処理に起因した燃焼変動が発生した場合に、その発生要因が輸送遅れ時間Δtのずれにあるか又は調整用目標開度のずれにあるかを判別することができる。よって、輸送遅れ時間Δt又は調整用目標開度を適当に補正することが可能になり、燃焼変動をより確実に抑制することができる。その結果、トルク変動の発生、排気エミッションの増加、及び燃料消費率の増加が回避される。   As described above, when the ECU 20 executes the control routine of FIG. 7 and the combustion fluctuation caused by the addition process occurs, the cause of the fluctuation is the deviation of the transport delay time Δt or the adjustment target opening degree. It is possible to determine whether or not there is a deviation. Therefore, it becomes possible to correct | amend appropriately the transport delay time (DELTA) t or the adjustment target opening degree, and can suppress a combustion fluctuation | variation more reliably. As a result, occurrence of torque fluctuations, increase in exhaust emission, and increase in fuel consumption rate are avoided.

なお、本実施例では、排気通路6に酸化触媒23とパティキュレートフィルタ24が配置される構成を例に挙げたが、酸化触媒23とパティキュレートフィルタ24の代わりに吸蔵還元型NO触媒が配置されてもよい。その場合、ECU20は、前述した制御ルーチンのS102において吸蔵還元型NO触媒のNO吸蔵量が予め定められた上限量以上であるときに添加処理実行条件が成立していると判定してもよい。 In the present embodiment, the configuration in which the oxidation catalyst 23 and the particulate filter 24 are disposed in the exhaust passage 6 is described as an example. However, instead of the oxidation catalyst 23 and the particulate filter 24, an occlusion reduction type NO X catalyst is disposed. May be. In this case, ECU 20 can be determined that the added processing execution conditions when the NO X storage amount of storage reduction NO X catalyst in S102 in the control routine described above is predetermined upper limit amount or more is satisfied Good.

また、本発明では、筒内圧センサ27の検出信号の履歴(挙動)に基づいて燃焼変動の要因が輸送遅れ時間のずれにあるか又は調整用目標開度のずれにあるかを判別する方法を例に挙げたが、低圧EGR通路16の接続部位より下流の吸気通路4、又はインテークマニフォルド5に酸素濃度センサを取付け、該酸素濃度センサの検出信号から輸送遅れ時間のずれ又は調整用目標開度のずれを判別してもよい。   Further, in the present invention, a method for determining whether the cause of combustion fluctuation is a deviation in the transportation delay time or a deviation in the target opening for adjustment based on the history (behavior) of the detection signal of the in-cylinder pressure sensor 27. As an example, an oxygen concentration sensor is attached to the intake passage 4 or the intake manifold 5 downstream from the connection portion of the low pressure EGR passage 16, and a deviation in transport delay time from the detection signal of the oxygen concentration sensor or a target opening for adjustment The deviation may be determined.

1 内燃機関
2 気筒
3 燃料噴射弁
4 吸気通路
5 インテークマニフォルド
6 排気通路
7 エキゾーストマニフォルド
8 ターボチャージャ
8a コンプレッサ
8b タービン
9 第1スロットル弁
11 高圧EGR装置
12 高圧EGR通路
13 高圧EGR弁
14 高圧EGRクーラ
15 低圧EGR装置
16 低圧EGR通路
17 低圧EGR弁
18 低圧EGRクーラ
19 第2スロットル弁
20 ECU
21 クランクポジションセンサ
22 アクセルポジションセンサ
23 酸化触媒
24 パティキュレートフィルタ
25 添加弁
26 酸素濃度センサ
27 筒内圧センサ
40 インタークーラ
1 Internal combustion engine 2 Cylinder 3 Fuel injection valve 4 Intake passage 5 Intake manifold 6 Exhaust passage 7 Exhaust manifold 8 Turbocharger 8a Compressor 8b Turbine 9 First throttle valve 11 High pressure EGR device 12 High pressure EGR passage 13 High pressure EGR valve 14 High pressure EGR cooler 15 Low pressure EGR device 16 Low pressure EGR passage 17 Low pressure EGR valve 18 Low pressure EGR cooler 19 Second throttle valve 20 ECU
21 Crank position sensor 22 Accelerator position sensor 23 Oxidation catalyst 24 Particulate filter 25 Addition valve 26 Oxygen concentration sensor 27 In-cylinder pressure sensor 40 Intercooler

Claims (4)

内燃機関の排気通路から排気の一部をEGRガスとして吸気通路へ導くEGR通路、及び前記EGR通路の通路断面積を変更するEGR弁を含むEGR機構と、
前記EGR通路の接続部位より上流の排気通路に配置された排気浄化装置と、
前記排気浄化装置へ還元剤を供給する供給装置と、
前記供給装置から還元剤が供給される場合に、気筒内へ吸入されるガスの酸素濃度が還元剤の供給前後において変化しないようにEGR率を調整する調整処理を行う制御手段と、
前記調整処理が実施されているときに気筒内の燃焼状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値から燃焼変動の発生を判定する判定手段と、
前記判定手段により燃焼変動が発生したと判定されたときに前記検出手段により検出される燃焼状態の履歴に基づいて、燃焼変動の要因が前記調整処理の実行タイミングにあるか又は前記調整処理におけるEGR率の制御量にあるかを判別する判別手段と、
前記判別手段の判別結果に応じて前記調整処理の実行タイミング又は前記調整処理におけるEGR率の制御量を補正する補正手段と、
を備える内燃機関の排気浄化システム。
An EGR mechanism including an EGR passage for leading a part of the exhaust from the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage as EGR gas, and an EGR valve for changing a passage cross-sectional area of the EGR passage;
An exhaust purification device disposed in an exhaust passage upstream of a connection portion of the EGR passage;
A supply device for supplying a reducing agent to the exhaust gas purification device;
Control means for performing adjustment processing for adjusting the EGR rate so that the oxygen concentration of the gas sucked into the cylinder does not change before and after the supply of the reducing agent when the reducing agent is supplied from the supply device;
Detecting means for detecting a combustion state in the cylinder when the adjustment process is being performed;
Determination means for determining the occurrence of combustion fluctuations from the detection value of the detection means;
Based on the combustion state history detected by the detection means when the determination means determines that a combustion fluctuation has occurred, the cause of the combustion fluctuation is at the execution timing of the adjustment process or the EGR in the adjustment process A discriminating means for discriminating whether the rate is within a control amount;
Correction means for correcting the execution timing of the adjustment process or the control amount of the EGR rate in the adjustment process according to the determination result of the determination means;
An exhaust purification system for an internal combustion engine comprising:
請求項1において、前記検出手段は、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサであり、
前記判別手段は、前記検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象と正常値より低くなる現象とが繰り返し発生する場合は燃焼変動の要因が前記調整処理の実行タイミングにあると判定し、前記検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高く又は低くなる現象が単発的に発生する場合は燃焼変動の要因が前記調整処理におけるEGR弁の制御量にあると判定する内燃機関の排気浄化システム。
In Claim 1, the said detection means is a cylinder pressure sensor which detects the pressure in a cylinder,
When the phenomenon in which the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detecting means repeatedly exceeds the normal value and the phenomenon in which the peak value of the in-cylinder pressure is lower than the normal value repeatedly occurs, the determining means determines that the factor of combustion fluctuation is the execution timing of the adjustment process If the phenomenon that the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detecting means is higher or lower than the normal value occurs once, the cause of the combustion fluctuation is in the control amount of the EGR valve in the adjustment process. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine that judges
請求項2において、前記判別手段は、前記検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が発生した後に正常値より低くなる現象が発生した場合は前記調整処理の実行タイミングが過早であると判別し、前記検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が発生した後に正常値より高くなる現象が発生した場合は前記調整処理の実行タイミングが過遅であると判別する内燃機関の排気浄化システム。   3. The execution timing of the adjustment process according to claim 2, wherein when the phenomenon that the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detection means becomes higher than a normal value and the phenomenon that the peak value becomes lower than the normal value occurs is determined, If the phenomenon that the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detection means becomes lower than the normal value after the phenomenon that becomes higher than the normal value occurs, the execution timing of the adjustment process is An exhaust purification system for an internal combustion engine that is determined to be too late. 請求項2において、前記判別手段は、前記検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より低くなる現象が単発的に発生した場合は前記調整処理における前記EGR率の制御量が過大であると判別し、前記検出手段により検出された筒内圧のピーク値が正常値より高くなる現象が単発的に発生した場合は前記調整処理における前記EGR率の制御量が過少であると判別する内燃機関の排気浄化システム。   The determination unit according to claim 2, wherein the control amount of the EGR rate in the adjustment process is excessive when a phenomenon in which the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detection unit is lower than a normal value occurs once. When the phenomenon that the peak value of the in-cylinder pressure detected by the detecting means is higher than the normal value occurs once, it is determined that the control amount of the EGR rate in the adjustment process is too small. Engine exhaust purification system.
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