JP2013127262A - 内燃機関のegr制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】排気の空燃比を測定する空燃比測定手段と、排気通路における低圧EGR通路の接続部より上流且つ空燃比測定手段より上流の排気に燃料を供給する燃料供給手段と、低圧EGR通路を介した排気の再循環が行われる条件下で、燃料供給手段により排気に燃料が供給された場合に、当該排気への燃料供給に起因して吸気の酸素濃度が変動しないように、低圧EGRガス量調節手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、燃料供給手段により燃料が供給される位置が、排気通路における高圧EGR通路の接続部より上流側であるか下流側であるかに応じて、低圧EGRガス量調節手段の制御に係る目標値を変更する。
【選択図】図3
Description
内燃機関の排気通路に設けられたタービン及び前記内燃機関の吸気通路に設けられたコンプレッサを有する過給機と、
前記タービンより上流側の排気通路と前記コンプレッサより下流側の吸気通路とを連通する高圧EGR通路と、
前記タービンより下流側の排気通路と前記コンプレッサより上流側の吸気通路とを連通する低圧EGR通路と、
前記高圧EGR通路から前記吸気通路に流入する排気の流量を調節する高圧EGRガス量調節手段と、
前記低圧EGR通路から前記吸気通路に流入する排気の流量を調節する低圧EGRガス量調節手段と、
排気の所定の特性を測定する測定手段と、
前記排気通路における前記低圧EGR通路の接続部より上流且つ前記測定手段より上流の排気の前記特性を変化させる変化手段と、
前記低圧EGR通路を介した排気の再循環が行われる条件下で、前記変化手段により前記排気の特性に変化がもたらされた場合に、
(1)当該排気の特性の変化に起因して前記低圧EGRガス量調節手段を通過する排気の特性に生じる変化を推定し、当該推定値に基づいて、当該特性の変化した排気が前記低圧EGR通路から前記吸気通路に流入して吸気に合流した場合の吸気の酸素濃度が、前記内燃機関に吸入される吸気の酸素濃度の目標値よりリーンになるように、前記低圧EGRガス量調節手段を制御し、
(2)前記排気の特性の変化が前記測定手段によって測定された後、当該測定値に基づいて、前記目標値よりリーンの酸素濃度に制御された前記吸気が前記高圧EGR通路から前記吸気通路に流入する排気と合流した場合の吸気の酸素濃度が、前記目標値になるように、前記高圧EGRガス量調節手段を制御する
制御手段と、
を備えることを特徴とする。
ける前記高圧EGR通路の接続部に到達するまでの時間差(以下、「吸気還流遅れ」という)が、所定値以上である場合に、上述した前記低圧EGRガス量調節手段及び前記高圧EGRガス量調節手段の制御を行うようにしても良い。
前記測定手段は、排気の空燃比を測定する空燃比測定手段を有し、
前記変化手段は、前記排気通路における前記低圧EGR通路の接続部より上流且つ前記空燃比測定手段より上流の排気に燃料を供給する燃料供給手段を有し、
前記制御手段は、前記低圧EGR通路を介した排気の再循環が行われる条件下で、前記燃料供給手段により前記排気に燃料が供給された場合に、
(1)当該排気への燃料供給に伴って生じる前記低圧EGRガス量調節手段を通過する排気の空燃比の変化を推定値、当該推定値に基づいて、当該空燃比の変化した排気が前記低圧EGR通路から前記吸気通路に流入して吸気に合流した場合の吸気の酸素濃度が、前記内燃機関に吸入される吸気の酸素濃度の目標値よりリーンになるように、前記低圧EGRガス量調節手段を制御し、
(2)前記空燃比の変化が前記空燃比測定手段により測定された後、当該測定値に基づいて、前記目標値よりリーンの酸素濃度に制御された前記吸気が前記高圧EGR通路から前記吸気通路に流入する排気と合流した場合の吸気の酸素濃度が、前記目標値になるように、前記高圧EGRガス量調節手段を制御する
ようにしても良い。
抑制することができる。また、上述したように、排気への燃料供給によりリッチ化した排気が空燃比測定手段に到達するよりも先に低圧EGRガス量調節手段に到達する場合や、リッチ化した排気が空燃比測定手段に到達してから低圧EGRガス量調節手段に到達するまでの時間差が閾値より短い場合においても、空燃比測定手段による測定値に基づいて、精度良く吸気の酸素濃度の変動を抑制することができる。
低圧EGR通路12を介して吸気通路3に再循環する排気(以下、「低圧EGRガス」という)の流量を調節することができる。本実施例の低圧EGR弁14は、本発明の「低圧EGRガス量調節手段」に相当する。低圧EGR弁より上流側(すなわち、排気通路4側)の低圧EGR通路12には、低圧EGRガスを冷却する低圧EGRクーラ13が備えられている。
高い運転領域(図2で「HPL+LPL」と表示された領域)では高圧EGR通路9及び低圧EGR通路12を併用して排気の再循環が行われ、それよりさらに負荷及び/又は回転数の高い運転領域(図2で「LPL」と表示された領域)では低圧EGR通路12を介した排気の再循環が行われる。各領域において高圧EGRガス量及び低圧EGRガス量の目標値が設定され、高圧EGRガス量及び低圧EGRガス量が当該目標値となるように、高圧EGR弁10及び低圧EGR弁14の開度制御が行われる。
そして、燃料添加に伴う排気の空燃比の変化が空燃比センサ20によって測定された後、当該測定値に基づく高圧EGRガス量の制御を行う。この場合、低圧EGRガス量の制御は予測に基づく制御であるため、上記のように高精度の制御ができない場合もあり得るが、高圧EGRガス量の制御は測定値に基づく制御であるため、高精度の制御をすることができる。
定値に基づく高圧EGRガス量制御により、精密な吸気の酸素濃度の制御が行われるので、合流部31において実際に実現される吸気の酸素濃度Rl’が想定した目標値Rlから多少ずれていたとしても、エンジン1に吸入される吸気の酸素濃度の目標値Rsよりリーンという条件さえ満たしていれば問題はない。合流部31における酸素濃度Rl’が、目標値Rsよりリーンという条件を満たす必要がある理由については後述する。低圧EGRガスの空燃比の予測値A/Feに含まれる誤差によらず、合流部31において実際に実現される吸気の酸素濃度Rl’が確実に目標酸素濃度Rsよりリーンになるように、低圧EGRガス量制御に係る吸気の酸素濃度の目標値Rlは、目標酸素濃度Rsから一定以上離れたリーンの値とすることが好ましい。
値GHPLsに変化する。これにより、吸気通路3に流入する高圧EGRガス量が増加するので、図3(J)に示すように、時刻t4において、高圧EGR通路9の合流部32における吸気の酸素濃度が、上記低圧EGRガス量制御の結果実現された酸素濃度Rl’からリッチ側に調整され、目標酸素濃度Rsに一致する。
が行われる条件については、ステップS101で取得したエンジン1の運転状態と、図2に示したEGR制御マップとを参照して判定する。ステップS103において、低圧EGR通路12を介した排気の再循環の実行条件が成立していると判定された場合(Yes)、ECU28はステップS104の処理に進む。一方、ステップS103において、低圧EGR通路12を介した排気の再循環の実行条件が成立していないと判定された場合(No)、燃料添加に伴ってリッチ化した排気が低圧EGR通路12を介して吸気通路3に流入しないため、リッチスパイク対応制御を行う必要はない。よってこの場合ECU28はステップS110の処理に進み、リッチスパイク対応制御を行うことなく、通常の排気燃料添加を行う。
に伴ってリッチ化した排気が空燃比センサ20に到達した後に低圧EGR弁14に到達する構成のシステムにおいても、本実施例に係るリッチスパイク対応制御を適用することによって、吸気の酸素濃度の変動を好適に抑制することができるようになる場合がある。
が供給される場合に吸気の酸素濃度が変動しないようにするために必要な空気量よりも、少なくて良い。
4で説明したステップS101及びステップS102の処理と同一であるから、説明を省略する。
排気通路における高圧EGR通路の接続部よりも上流の排気に燃料を供給する手段と、下流の排気に燃料を供給する手段と、の2種類の燃料供給手段を有し、燃料供給時の吸気の酸素濃度の変動を抑制すべくリッチスパイク対応制御を行うシステムであれば、実施例1で例示したEGRシステムに限らず、どのようなシステムのリッチスパイク対応制御に対しても適用することができる。
2 気筒
3 吸気通路
4 排気通路
5 吸気マニホールド
6 排気マニホールド
7 コンプレッサ
8 タービン
9 高圧EGR通路
10 高圧EGR弁
11 インタークーラ
12 低圧EGR通路
13 低圧EGRクーラ
14 低圧EGR弁
17 排気浄化装置
18 フィルタ
19 吸蔵還元型NOx触媒
20 空燃比センサ
21 燃料添加弁
22 クランク角度センサ
23 第1スロットル弁
24 第2スロットル弁
25 エアフローメータ
26 エアクリーナ
27 アクセル開度センサ
28 ECU
29 燃料噴射弁
30 分岐部
31 合流部
32 合流部
Claims (2)
- 内燃機関の排気通路に設けられたタービン及び前記内燃機関の吸気通路に設けられたコンプレッサを有する過給機と、
前記タービンより上流側の排気通路と前記コンプレッサより下流側の吸気通路とを連通する高圧EGR通路と、
前記タービンより下流側の排気通路と前記コンプレッサより上流側の吸気通路とを連通する低圧EGR通路と、
前記高圧EGR通路から前記吸気通路に流入する排気の流量を調節する高圧EGRガス量調節手段と、
前記低圧EGR通路から前記吸気通路に流入する排気の流量を調節する低圧EGRガス量調節手段と、
排気の空燃比を測定する空燃比測定手段と、
前記排気通路における前記低圧EGR通路の接続部より上流且つ前記空燃比測定手段より上流の排気に燃料を供給する燃料供給手段と、
前記低圧EGR通路を介した排気の再循環が行われる条件下で、前記燃料供給手段により前記排気に燃料が供給された場合に、当該排気への燃料供給に起因して吸気の酸素濃度が変動しないように、前記低圧EGRガス量調節手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記燃料供給手段により燃料が供給される位置が、前記排気通路における前記高圧EGR通路の接続部より上流側であるか下流側であるかに応じて、前記低圧EGRガス量調節手段の制御に係る目標値を変更することを特徴とする内燃機関のEGR制御システム。 - 請求項1において、
前記制御手段は、前記燃料供給手段により、前記排気通路における前記高圧EGR通路の接続部より上流側の排気に燃料が供給される場合、該接続部より下流側の排気に燃料が供給される場合よりも、前記吸気通路に流入する空気量が多くなるように、前記低圧EGRガス量調節手段の制御に係る目標値を定めることを特徴とする内燃機関のEGR制御システム。
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