JP2013245646A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】排気浄化装置の再生時における燃費の悪化を抑制する。
【解決手段】筒内圧検出手段と、排気浄化装置と、燃料噴射装置とを備えた内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置は、前記排気浄化装置の再生要求が生じた場合において、前記ポスト噴射がなされるように前記燃料噴射装置を制御する噴射制御手段と、前記内燃機関における不完全燃焼時の発熱量に基づいて、前記ポスト噴射の実行時における発熱量の目標値を設定する目標値設定手段と、前記検出された筒内圧と前記内燃機関のクランク角とに基づいて、前記ポスト噴射の実行時における発熱量を推定する推定手段と、前記推定された発熱量が前記設定された目標値に近付くように、少なくとも噴射時期を含む前記ポスト噴射の噴射特性を決定する決定手段とを具備し、前記噴射制御手段は、前記決定された噴射特性に従って前記燃料噴射装置を制御する。
【選択図】図5
【解決手段】筒内圧検出手段と、排気浄化装置と、燃料噴射装置とを備えた内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置は、前記排気浄化装置の再生要求が生じた場合において、前記ポスト噴射がなされるように前記燃料噴射装置を制御する噴射制御手段と、前記内燃機関における不完全燃焼時の発熱量に基づいて、前記ポスト噴射の実行時における発熱量の目標値を設定する目標値設定手段と、前記検出された筒内圧と前記内燃機関のクランク角とに基づいて、前記ポスト噴射の実行時における発熱量を推定する推定手段と、前記推定された発熱量が前記設定された目標値に近付くように、少なくとも噴射時期を含む前記ポスト噴射の噴射特性を決定する決定手段とを具備し、前記噴射制御手段は、前記決定された噴射特性に従って前記燃料噴射装置を制御する。
【選択図】図5
Description
本発明は、燃料の分割噴射が可能な内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
排気浄化装置として触媒を備える内燃機関において、排気中のCO(一酸化炭素)を増加させる制御を行うものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された筒内噴射エンジンの排気制御装置によれば、触媒においてCOがHC(炭化水素)よりも低い温度から反応することと、COの触媒反応が発熱反応であることとを利用して、触媒温度が低い場合にCOを増量し、COの反応熱を利用して触媒を早期暖機することができるとされている。
尚、触媒温度が低い場合にCOを供給し触媒の昇温を促進する構成については、特許文献2及び3にも開示されている。
また、COの生成方法として、特許文献4にはプラズマ改質器でCOを生成する構成が、また特許文献5には、排気系の燃料添加弁とバーナとを用いてCOを生成する構成が夫々開示されている。更に、特許文献6には、予混合気として供給された還元剤が燃焼室内の酸素を有効に消費してCOを発生させるとの記載がある。
また、特許文献7には、触媒温度に基づいてCOの発生目標値を設定する技術思想が開示されている。
一方、特許文献8には、排気浄化装置としてNSR(NOx吸蔵還元触媒)を備える内燃機関に関し、当該NSRの温度に基づいてCOを排出させるかHCを排出させるかを切り替える構成が開示されている。また、NSRを浄化する場合に空燃比制御や燃料噴射時期の変更によりCO発生量を制御する技術が特許文献9に開示されている。
更に、特許文献10には、マルチ噴射可能なCPS(筒内圧センサ)付きディーゼル噴射機構において、発熱量が最適値となるように噴射量や噴射時期をF/B制御する構成が開示されている。
燃料の分割噴射が可能な、例えばディーゼルエンジン等の圧縮自着火式内燃機関においては、メイン噴射以降、例えば膨張行程から排気行程にかけて、ポスト噴射を行うことができる。ポスト噴射により供給された燃料は気筒内部(筒内)で十分な燃焼反応を生じ難いため、不完全燃焼成分としてのCOや未燃成分としてのHCを排気経路に供給することができる。
従って、DPFやNOx吸蔵還元触媒等、捕捉或いは吸蔵した物質の再生措置を適宜必要とする排気浄化装置の再生要求時において、排気経路におけるHCの後燃えや、例えばDPF前段(排気上流側)に設けられた酸化触媒(DOC)における、発熱を伴う酸化反応を促進することができる。
即ち、ポスト噴射は、再生要求時におけるDPFの昇温に効果的である。また、ポスト噴射は、NOx吸蔵還元触媒における、COやHCを還元剤としたNOxの還元反応を促進することもでき、NOx吸蔵還元触媒におけるNOx浄化(即ち、一種の再生である)にも効果的である。
ここで、触媒における浄化効率(反応率)の面からHCとCOとを比較すると、COの方がより低温で反応することが知られている。従って、DPFの再生要求時にDPF床温及び排気温度が低い場合等においてポスト噴射により触媒の昇温を図る場合、COを選択的に発生させることが望まれる。
しかしながら、COは不完全燃焼物質であるから、従来、内燃機関の制御装置の技術分野において、その発生量を制御する技術思想は存在しない。従って、従来、COの供給が所望される状況において、必要にして十分のCOを供給することは極めて困難である。ポスト噴射は、熱効率の低下を伴う措置であるから、COの供給量を十分に制御できない場合、必然的に内燃機関の燃費が悪化する。或いは、このような触媒でのCOの反応を諦めて排気経路でのHCの後燃え等により排気温の上昇を促す場合も、内燃機関の燃費が悪化する点においては変わらない。
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、排気浄化装置の再生時における燃費の悪化を抑制し得る内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の制御装置は、筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、排気浄化装置と、燃料を少なくともメイン噴射と該メイン噴射以降のポスト噴射とに分割して噴射可能な燃料噴射装置とを備えた内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置であって、前記排気浄化装置の再生要求が生じた場合において、前記ポスト噴射がなされるように前記燃料噴射装置を制御する噴射制御手段と、前記内燃機関における不完全燃焼時の発熱量に基づいて、前記ポスト噴射の実行時における発熱量の目標値を設定する目標値設定手段と、前記検出された筒内圧と前記内燃機関のクランク角とに基づいて、前記ポスト噴射の実行時における発熱量を推定する推定手段と、前記推定された発熱量が前記設定された目標値に近付くように、少なくとも噴射時期を含む前記ポスト噴射の噴射特性を決定する決定手段とを具備し、前記噴射制御手段は、前記決定された噴射特性に従って前記燃料噴射装置を制御することを特徴とする(請求項1)。
本発明に係る内燃機関は、機関内部で燃料を燃焼させた際に生じる熱エネルギを運動エネルギに変換し動力として取り出すことが可能な機関を包括する概念であり、好適には、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射装置を介した燃料の分割噴射が可能な、例えばディーゼルエンジン等の圧縮自着火式内燃機関を意味する。尚、この分割噴射は、概念上は少なくともメイン噴射と当該メイン噴射よりも遅角側でなされるポスト噴射とにより構築されるが、メイン噴射よりも進角側の噴射時期においてなされるパイロット噴射も要素として好適に含み得る。本発明に係る内燃機関には、筒内圧(気筒内部の圧力を意味する)を検出可能な、例えばCPS(Cylinder Pressure Sensor:筒内圧センサ)等の筒内圧検出手段が備わる。
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、排気浄化装置の再生要求時にポスト噴射が行われ、CO或いはHCが排気浄化装置に供給される。尚、「再生要求」とは、排気浄化装置の少なくとも一部が、浄化対象物質を捕捉或いは吸蔵する機能を有することを意味する。再生要求とは、例えば、DPFにおけるPMの再生要求や、NOx吸蔵還元触媒(NSR触媒)におけるNOxの還元要求であってもよい。
尚、排気浄化装置の構成は、再生要求に対して燃料のポスト噴射が実践上有益なる作用効果を奏し得る限りにおいて一義に限定されない趣旨である。例えば、排気浄化装置は、DPFと酸化触媒(DOC)とを含んで構成されてもよいし、DPFとNOx吸蔵還元触媒とを含んで構成されてもよいし、DPFと酸化触媒とNOx吸蔵還元触媒とを含んで構成されてもよい。
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、推定手段により推定されたポスト噴射の実行時における発熱量(ポスト噴射の実行に起因して生じる発熱反応に係る発熱量)が、目標値設定手段により設定された発熱量の目標値に近付くように、ポスト噴射の実行態様を規定する各種制御量を包括する概念としての噴射特性が決定される。また、噴射制御手段がこの決定された噴射特性に従って燃料噴射装置を制御する。決定手段と噴射制御手段とによりなされるこの種の制御は、一種のF/B(フィードバック)制御である。
ここで、目標値設定手段により設定される発熱量の目標値とは、内燃機関において不完全燃焼反応が生じた場合の発熱量を基準とした発熱量であり、不完全燃焼物質であるCOの発生量に対応付けられた発熱量である。
従って、この設定された目標値に近付くようにポスト噴射の噴射特性を決定し、適宜ポスト噴射に反映させることにより、ポスト噴射におけるCOの発生量に一種の可制御性を付与することができる。
既に述べたように、COは、未燃成分たるHCと較べると排気浄化装置における反応がより低温側から発生する。このため、排気温が十分に高くない状況においても排気浄化装置において効果的に熱を発生させることができる。この発生した熱は、浄化対象物質の再生(例えば、PMの燃焼やNOxの還元等)を直接的又は間接的に促進し得る。
ここで特に、発熱量に何ら想到することなくなされる制御や、発熱量とCO発生量或いはCO発生率との関係性を考慮しない制御等、COを効率的に生成する術を有さぬ制御では、ポスト噴射の噴射時期及び噴射量は当然ながら最適化されない。
従って実践的には、排気温の昇温を促進すべくメイン噴射を遅角させたり、排気経路でのHCの後燃えに最適化したポスト噴射を行ったりする必要がある。これらの制御は、内燃機関の熱効率を低下させる措置である。即ち、これらの措置は結果的に内燃機関の燃費の悪化を招く要因となる。
これに対して本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、COの発生量に一種の可制御性を与え、COを効率的に発生させ得ることから、排気浄化装置の再生要求に応えるための排気温の無駄な上昇措置を必要としない。従って、排気浄化装置の再生時における燃費の悪化を抑制することができるのである。
尚、推定手段は、検出される筒内圧とクランク角とに基づいて発熱量を推定する。クランク角が定まれば気筒毎の行程容積が定まる。行程容積と筒内圧とが既知であれば、公知の各種方法に従って、単位時間当たりの発熱量(即ち、熱発生率)を求めることができ、その積算値或いは時間積分値は、ある定められた期間における発熱量と等価な意味を持つ。
尚、決定手段と噴射制御手段との協調により一種のF/B制御としてなされるポスト噴射において、推定される発熱量は必ずしも目標値と一致せずともよい。実践的には、推定される発熱量が最も目標値に近付く条件に噴射特性を維持したり、或いは、推定される発熱量と目標値との偏差が所定以内に収まる条件に噴射特性を維持したりされてもよい。
尚、噴射特性とは、噴射時期と噴射量とのうち少なくとも一方を含むのが好適であり、より好適には少なくとも噴射時期を含む。ポスト噴射の噴射時期は、COの発生率と大きく関係しており、燃料消費を節減しつつCOを発生するためには、予め実験的に、経験的に又は理論的に、噴射時期とCOの発生率との関係性を定めておき、当該関係性に従って、所定以上の発生率が見込める噴射時期の範囲で噴射特性を定めてもよい。
本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記ポスト噴射により供給される燃料が全てCOの生成反応に供された場合の発熱量を算出する算出手段を更に具備し、前記目標値設定手段は、前記算出された発熱量に基づいて前記目標値を設定する(請求項2)。
この態様によれば、ポスト噴射により供給される燃料が全てCOの生成反応に供されたと仮定した場合の発熱量に基づいて発熱量の目標値が設定される。従って、COの発生量がより正確に制御され得る。また、この態様によれば、この算出された発熱量を例えば100(%)として、COの発生量を多段階に制御することもでき好適である。
尚、この態様では、前記目標値設定手段は、前記算出された発熱量を前記目標値として設定してもよい(請求項3)。
算出された発熱量を目標値とすれば、推定された発熱量をこの目標値に近付けることによって、COの発生量を最大とすることができ、排気浄化装置の再生を効率的に行うことができる。
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記排気浄化装置はDPFと酸化触媒とを含み、前記再生要求は、前記DPFに捕捉されたPMの強制再生要求であり、前記噴射制御手段は、前記内燃機関の排気温が所定値未満である場合に、前記決定された噴射特性に従って前記燃料噴射装置を制御する(請求項4)。
排気浄化装置としてDPFと酸化触媒とを備える構成においては、DPFに捕捉されたPMを燃焼させるPM再生が適宜に要求される。
この態様によれば、PM再生要求時にDPF床温及び排気温が低い場合であっても、COを効率的に発生させることによって、排気温の過度な上昇を招くことなくDPF床温を上昇させることができる。従って、燃費の悪化を抑制しつつ排気浄化装置の再生要求に応えることができる。
尚、PM再生要求時にDPF床温が十分であれば、PMは自然再生されるため格別の制御を要しない。また、DPF床温が不十分であっても、排気温が酸化触媒においてHCの反応が十分に進行する程度に高ければ特別な噴射特性の最適化は必要とされない。
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記排気浄化装置はNOx吸蔵還元触媒を含み、前記再生要求は、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxの還元要求であり、前記決定手段は、前記内燃機関の排気温が所定値未満である場合には、前記排気温が前記所定値以上である場合と較べて排気中のCOが多くなるように前記噴射特性を決定する(請求項5)。
排気浄化装置としてNOx吸蔵還元触媒を備える構成においては、吸蔵されたNOxを還元させるNOx再生が適宜に要求される。
この態様によれば、NOx再生要求時にポスト噴射によりCO或いはHCの発生が促され、NOxの還元反応を生じさせることができる。
ここで、NOx吸蔵還元触媒においてはHCよりもCOの方がより低温で反応を開始する。この態様によれば、排気温が所定値未満である場合に、排気温が所定値以上である場合と較べてCOの発生量を増やすことにより、燃費の悪化を抑制しつつ排気浄化装置の再生要求に応えることができる。
尚、NOx吸蔵還元触媒においては、排気温が所定値以上である場合において、還元剤としてHCもCOも好適に使用可能であるが、HCの発生率が最大となる噴射時期はCOのそれと較べて遅角側にある。燃料の噴射時期が過剰に遅角側に偏ると、燃料によるオイル希釈が生じる可能性がある。一方、排気温が十分に高い状況において反応率の高いCOを供給すると、排気温が過剰に上昇する可能性がある。
係る点に鑑みると、排気温が所定値以上である場合には、必要なHCが担保される範囲で噴射時期を可及的に進角側に設定するのが望ましい。そのような設定も、クランク角に対するCOの発生率とHCの発生率との関係を予め求めておけば、不完全燃焼時の(即ち、CO発生時の)発熱量に基づいた噴射特性の制御により容易に実現することができる。
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
<発明の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の各種実施形態について説明する。
以下、図面を参照して、本発明の各種実施形態について説明する。
<第1実施形態>
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照し、本発明の第1実施形態に係るエンジンシステム10の構成について説明する。ここに、図1は、エンジンシステム10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
<実施形態の構成>
始めに、図1を参照し、本発明の第1実施形態に係るエンジンシステム10の構成について説明する。ここに、図1は、エンジンシステム10の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
図1において、エンジンシステム10は、図示せぬ車両に搭載され、ECU(Electronic Control Unit)100及びエンジン200を備える。
ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備え、エンジン200の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例である。ECU100は、ROMに格納される制御プログラムに従って、後述する各種制御を実行可能に構成されている。
尚、ECU100は、本発明に係る「噴射制御手段」、「目標値設定手段」、「推定手段」、「決定手段」及び「算出手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てECU100によって実行される構成となっている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のECU、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
エンジン200は、軽油を燃料とする、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列4気筒ディーゼルエンジンである。エンジン200の概略について説明すると、エンジン200は、シリンダブロック201に4本の気筒202が並列配置された構成を有している。そして、各気筒内において燃料を含む混合気が圧縮自着火した際に生じる力が、不図示のピストンを紙面と垂直な方向に往復運動させ、更にコネクティングロッドを介してピストンに連結されるクランクシャフト(いずれも不図示)の回転運動に変換される構成となっている。
以下に、エンジン200の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。尚、本実施形態に係るエンジン200は、気筒202が紙面左右方向に4本並列配置されてなる直列4気筒ディーゼルエンジンであるが、個々の気筒202の構成は相互に等しいため、ここでは一の気筒202についてのみ説明することとする。
気筒202内における混合気の燃焼に際し、エアフィルタを介して外部から吸入された空気たる吸入空気は、吸気管203に導かれる。吸気管203には、吸入空気の量を調節可能なディーゼルスロットルバルブ204が配設されている。このディーゼルスロットルバルブ204は、ECU100と電気的に接続され且つECU100により制御されるスロットルバルブモータ(不図示)から供給される駆動力により回転可能に構成された回転弁であり、ディーゼルスロットルバルブ204を境にした吸気管203の上流部分と下流部分とをほぼ遮断する全閉位置から、ほぼ全面的に連通させる全開位置まで、その回転位置が連続的に制御される構成となっている。
尚、エンジン200は、ディーゼルエンジンであり、その出力は、ガソリン等を燃料とするエンジンにおける空燃比制御(吸入空気量に応じた制御)と異なり、噴射量の増減制御を介してコントロールされる。従って、ディーゼルスロットルバルブ204は、エンジン200の動作期間において、基本的には全開位置(図示するディーゼルスロットルバルブ204の位置が全開位置に相当する)に制御される。
吸気管203は、ディーゼルスロットルバルブ204の下流側において、吸気マニホールド205と接続され、その内部において連通している。吸気マニホールド205は更に、各気筒に設けられた吸気ポート206に連通している。
吸気管203に導かれる吸入空気は、吸気マニホールド205の入り口付近の合流位置において、後述するEGRガスと混合され、吸気ポート206と気筒内部とを連通可能に構成された不図示の吸気バルブの開弁時に気筒202内に吸気ガスとして吸入される。気筒202内には、本発明に係る「燃料噴射装置」の一例たる筒内直噴型のユニットインジェクタ207から燃料たる軽油が噴射される構成となっており、噴射された燃料が各気筒内部で、当該吸気ガスと混合され、上述した混合気となる。
尚、詳細は省略するが、燃料は、不図示の燃料タンクに貯留されている。この燃料タンクに貯留される燃料は、不図示のフィードポンプの作用により燃料タンクから汲み出され、不図示の低圧配管を介して公知の各種態様を採り得高圧ポンプ(不図示)に圧送される構成となっている。この高圧ポンプは、コモンレール208に対し、燃料を供給可能に構成されている。
コモンレール208は、ECU100と電気的に接続され、上流側(即ち、高圧ポンプ側)から供給される高圧燃料をECU100により設定される目標レール圧まで蓄積可能に構成された高圧貯留手段である。尚、コモンレール208には、レール圧を検出可能なレール圧センサ及びレール圧が上限値を超えないように蓄積される燃料量を制限するプレッシャリミッタ等が配設されるが、ここではその図示を省略することとする。前述したユニットインジェクタ207は、気筒202毎に搭載されており、夫々が高圧デリバリ209を介してコモンレール208に接続されている。
ここで、ユニットインジェクタ207の構成について補足すると、ユニットインジェクタ207は、ECU100から供給される指令に基づいて作動する電磁弁と、この電磁弁への通電時に燃料を噴射するノズル(いずれも不図示)とを備える。当該電磁弁は、コモンレール208の高圧燃料が印加される圧力室と、当該圧力室に接続された低圧側の低圧通路との間の連通状態を制御可能に構成されており、通電時に当該加圧室と低圧通路とを連通させると共に、通電停止時に当該加圧室と低圧通路とを相互に遮断する。
一方、ノズルは、噴孔を開閉するニードルを内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向(噴孔を閉じる方向)に付勢している。従って、電磁弁への通電により加圧室と低圧通路とが連通し、圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル内を上昇して開弁する(噴孔を開く)ことにより、コモンレール208より供給された高圧燃料が噴孔より噴射される。また、電磁弁への通電停止により加圧室と低圧通路とが相互に遮断されて圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する構成となっている。
尚、燃料は、個々の気筒202において、ユニットインジェクタ207を介し、目標噴射量に相当する燃料が、燃焼室内の急激な温度上昇を防止するための、或いは燃料と吸気ガスとを十分に予混合するためのパイロット噴射と、目標噴射量とパイロット噴射量との差分に相当するメイン噴射とに分割して噴射される構成となっている。また、後述するように、ユニットインジェクタ207では、このメイン噴射よりも遅角側のタイミングで、排気浄化装置の再生を行うためのポスト噴射も行われる。
エンジン200において、気筒内壁と気筒内部に往復運動可能に収容されたピストンの上面とにより形成される燃焼室には、気筒201の筒内圧Pcylを検出可能な筒内圧センサ210のセンサ端子が露出している。筒内圧センサ210は、ECU100と電気的に接続されており、検出された筒内圧Pcylは、ECU100により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。尚、筒内圧Pcylは、ピストン202が往復運動する過程で変化するが、このピストン202の往復運動はクランク角θcrkと連動する。ECU100は、クランク角θcrkと筒内圧Pcylとを相互に対応付けてRAM等の記憶装置に一定量保持する構成となっている。尚、クランク角θcrkは、不図示のクランク軸の近傍に設けられたクランク角センサにより一定周期で検出されており、クランク角センサと電気的に接続されたECU100により常時把握されている。
上述した混合気は、圧縮行程において自着火して燃焼し、燃焼済みガスとして、或いは一部未燃の混合気として、吸気バルブの開閉に連動して開閉する排気バルブ(不図示)の開弁時に排気ポート211を介して排気マニホールド212に導かれる構成となっている。この排気マニホールド212は、排気管213に連通しており、排気の大部分は、この排気管213に導かれる構成となっている。
排気管213には、タービンハウジング214に収容される形でタービン215が設置されている。タービン215は、排気管213に導かれた排気の圧力(即ち、排気圧)により所定の回転軸を中心として回転可能に構成されている。このタービン215の回転軸は、コンプレッサハウジング217に収容される形で吸気管203に設置されたコンプレッサ216と共有されており、タービン215が排気圧により回転すると、コンプレッサ216も当該回転軸を中心として回転する構成となっている。
コンプレッサ216は、吸気管203に導かれる吸入空気を、その回転に伴う圧力により上述した吸気マニホールド206へ圧送供給可能に構成されており、このコンプレッサ216による吸入空気の圧送効果により、所謂過給が実現される構成となっている。即ち、タービン215とコンプレッサ216とにより、一種のターボチャージャが構成されている。また、コンプレッサ216と吸気マニホールド205との間には、インタークーラ218が設置され、過給された吸入空気を冷却することによって過給効率の向上が図られる構成となっている。
排気マニホールド212には、EGR管219の一端部が連結されている。EGR管219は、排気マニホールド212と吸気管203とを連通させる金属製且つ中空の管状部材であり、他端部が、上述した吸気マニホールド205上流の合流位置において吸気管203と連通する構成となっている。EGR通路219に導かれた排気は、EGRガスとして、係る合流位置に還流される。
EGRクーラ220は、EGR管219に設けられた冷却装置である。EGRクーラ220は、外周部にエンジン200の冷却水配管が張り巡らされた金属製且つ中空の管状部材であり、EGR管219に導かれるEGRガスは、この冷却水との熱交換により冷却され、下流側(即ち、吸気管203側)へ導かれる構成となっている。EGRクーラ220には、夫々が上述したウォータジャケットに連通するインレットパイプ及びアウトレットパイプ接続されている。この際、冷却水は、インレットパイプから当該冷却水配管に流入し、アウトレットパイプを介して当該冷却水配管の外に排出される。排出された冷却水は、エンジン200の冷却水循環系に還流され、所定の経路を経て再びインレットパイプから供給される。
EGRバルブ221は、EGRクーラ220の下流側においてEGR管219に設置された開閉可能な弁と、当該弁を駆動する駆動装置を含むバルブ機構である。EGRバルブ221の弁は、当該駆動装置により開閉状態が連続的に変化するように構成されており、当該開閉状態に応じて、EGR管219を流れるEGRガスの流量、即ち、EGR量を制御可能に構成されている。EGRバルブ221の駆動装置は、ECU100と電気的に接続されており、EGRバルブ221の弁の開閉状態は、ECU100により上位に制御される構成となっている。
排気管213には、酸化触媒(DOC)222及びDPF223が配設されている。酸化触媒222及びDPF223により、本発明に係る「排気浄化装置」の一例が構成される。
酸化触媒222は、アルミナ等の多孔質塩基性担体に白金等の貴金属を担持してなり、排気中のCO及びHC(主としてSOF)を酸化可能に構成された触媒である。
DPF223は、排気中のPM(Particulate Matter:粒子状物質)を捕捉可能に構成されたフィルタである。DPF223は、金属製の筐体にコージェライトやSiC等のセラミック担体によって構成されたフィルタが収容された構造を有する。このフィルタは、排気の流れる方向に伸長し且つ排気の流れる方向と垂直な断面がハニカム状をなす複数の排気通路を形成している。この排気通路は、排気の入口側と出口側とのうち一方が、相互に隣接しないように互い違いに目封じされており、DPF223は、所謂セラミックウォールフロー型のフィルタ構造を有している。
排気管213には、DPF223を挟むように圧力センサ224及び225が設置されている。圧力センサ224は、DPF223の上流側の排気圧である上流側排気圧Pex1を検出可能なセンサであり、圧力センサ225は、DPF223の下流側の排気圧である下流側排気圧Pex2を検出可能なセンサである。各センサはECU100と電気的に接続されており、検出された上流側排気圧Pex1及び下流側排気圧Pex2は、夫々ECU100により適宜参照される構成となっている。
尚、ECU100は、上流側排気圧Pex1と下流側排気圧Pex2との差分を演算し、DPF差圧ΔPdpfを取得することができる。取得されたDPF差圧ΔPdpfは、RAM等の記憶装置に格納される。本実施形態では、このように二つの圧力センサの出力値の差分からDPF差圧を求める構成としたが、このような構成に替えて、DPF223の上下流の圧力差を直接検出可能な差圧センサが備えられていてもよい。
排気管213におけるDPF223の下流側には、排気温Texを検出可能な排気温センサ226が設置されている。排気温センサ226は、ECU100と電気的に接続されており、検出された排気温Texは適宜ECU100に参照される構成となっている。
<実施形態の動作>
次に、本実施形態の動作として、ECU100により実行されるDPF再生制御について説明する。始めに、図2を参照し、DPF再生制御の流れについて説明する。ここに、図2は、DPF再生制御のフローチャートである。
次に、本実施形態の動作として、ECU100により実行されるDPF再生制御について説明する。始めに、図2を参照し、DPF再生制御の流れについて説明する。ここに、図2は、DPF再生制御のフローチャートである。
図2において、ECU100は、DPF差圧ΔPdpfが基準値P1よりも大きいか否かを判定する(ステップS110)。DPF223はエンジン200の運転過程において、排気中のPMを捕捉するが、PMの捕捉量が増えると、徐々にフィルタ部の目詰まりが生じ、上流側排気圧Pex1と下流側排気圧Pex2との差が大きくなる。従って、DPF差圧ΔPdpfに基づいてDPF223におけるPM再生要求の有無を判定することができる。
DPF差圧ΔPdpfが基準値P1以下である場合(ステップS110:NO)、即ち、PM再生要求(即ち、本発明に係る「排気浄化装置の再生要求」の一例)がない場合、DPF再生制御は終了する。尚、DPF再生制御は、所定周期で繰り返し実行される制御である。
DPF差圧ΔPdpfが基準値P1よりも大きい場合(ステップS110:YES)、ECU100は、DPF223においてPM再生要求が生じたものと判定し、処理をステップS120に移行する。
ステップS120では、排気温Texが500℃未満であるか否かが判定される。排気温Texが500℃以上である場合(ステップS120:NO)、ECU100は、DPF224においてPMが自然に再生されるものと判断し(ステップS130)、DPF再生制御を終了する。
一方、排気温Texが500℃未満である場合(ステップS120:YES)、ECU100は、DPF223で自然にPMが再生される状況にないと判断し、DPF強制再生モードを開始する(ステップS140)。DPF強制再生モードとは、燃料のポスト噴射によりDPF223の温度たるDPF床温を上昇させ、強制的にPMを再生する制御モードである。
DPF強制再生モードを開始すると、ECU100は、先ず排気温Texが240℃(本発明に係る「所定値」の一例)未満であるか否かを判定する(ステップS150)。排気温Texが240℃以上ある場合(ステップS150:NO)、ECU100は、酸化触媒222においてHCの燃焼反応が問題なく生じ得るものと判断し、通常の強制再生を実行する(ステップS160)。尚、通常の強制再生とは、公知の強制再生措置に準じるポスト噴射制御を意味し、排気管213にHCが供給されるようにメイン噴射以降に燃料を噴射する制御を意味する。このような通常の強制再生措置に関しては公知の各種態様が適用可能である。通常の強制再生措置が実行されると、DPF再生制御は終了する。
一方、排気温Texが240℃未満である場合(ステップS150:YES)、ECU100は、酸化触媒222においてHCが十分に燃焼反応を示さないものと判断し、サブルーチンとしてのCO排出促進制御を実行する(ステップS200)。CO排出促進制御が実行されると、DPF再生制御は終了する。
ここで、CO排出促進制御の詳細について説明する前に、CO排出促進制御の概念について説明する。
始めに、図3を参照し、ポスト噴射時期Tpstと気筒内部のCO発生率との関係について説明する。ここに、図3は、ポスト噴射時期とCO発生率との関係を概念的に表す図である。
図3において、縦軸にCO発生率(%)が、横軸にポスト噴射時期Tpst(°CA)が表される。
図3から明らかなように、ポスト噴射時期Tpstを変化させると、気筒内部のCO発生率も変化する。このCO発生率は、CO最大発生時期Tpstcoにおいて最大となる。従って、ポスト噴射時期Tpstを最適化すれば、効率良くCOを発生させることができる。
一方、酸化触媒222においては、HCよりもCOの方が反応し易い。即ち、酸化触媒222においては、COの方がより低温側から反応を開始する。従って、HCの燃焼反応が好適に進行しない低温度領域においても、COを選択的に供給することができれば、酸化触媒222におけるCOの燃焼により、DPF223をより早期に昇温することができる。その結果、DPF223におけるPM再生における燃料消費を抑制し、燃費を向上させることができる。CO排出促進制御とはこのような見地に立った制御である。
ところで、図3に例示する特性はあくまで概念的なものであり、実際のCO発生率は、エンジン200の運転条件に応じて必ずしも一義的でなく、多くの場合安定的でもない。例えば、CO最大発生時期Tpstcoは、より狭小はクランク角範囲の場合もあれば、より広範なクランク角範囲の場合もある。従って、ポスト噴射の実行時において、CO最大発生時期Tpstを明確に特定することは難しい。
そこで、本実施形態では、COの発生量を気筒内部の発熱量により制御する構成となっている。ここで、図4を参照し、ポスト噴射の発熱量について説明する。ここに、図4は、発熱量の時間推移を例示する図である。
図4において、横軸はクランク角θcrkを表しており、縦軸は、上段が発熱量(J)を、下段が噴射パルスを表している。尚、噴射パルスは、ユニットインジェクタ207の駆動パルスであり、凸部において燃料が噴射されることを意味する。
図4において、クランク角θcrkがC1、C2,C3及びC4の時点で夫々噴射パルスP1、P2、P3及びP4が発生したとする。噴射パルスP1及びP2はパイロット噴射に相当し、噴射パルスP3はメイン噴射に、噴射パルスP4がポスト噴射に相当する。
ここで、ポスト噴射に相当する噴射パルスP4が発生し、それに従ってユニットインジェクタ207から燃料がポスト噴射されると、クランク角C4よりも遅角側のある時間領域において気筒内部に熱が発生する。
この熱は、メイン噴射によるエンジン動力に相当する熱とは異なり、発熱反応たるCOの生成反応による熱である。即ち、図示ハッチング表示部分が、ポスト噴射による発熱量であるポスト噴射発熱量Qpstに相当する。
このポスト噴射発熱量Qpstは、筒内圧センサ210により検出される筒内圧Pcylと、クランク角θcrkに対応付けられた行程容積Vcylとに基づいて、公知の方法で推定することができる。CO排出促進制御では、この推定されたポスト噴射発熱量Qpstが利用される。
ここで、図5を参照し、CO排出促進制御の詳細について説明する。ここに、図5は、CO排出促進制御のフローチャートである。
図5において、ECU100は、ポスト噴射発熱量Qpstを算出する(ステップS210)。ここで算出されるポスト噴射発熱量Qpstは、ある一ポスト噴射行程における発熱量であり、上述したように筒内圧Pcyl及び行程容積Vcylに基づいて公知の方法で算出される。尚、ポスト噴射発熱量Qpstは、本発明に係る「ポスト噴射の実行時における発熱量」の一例である。
次に、ECU100は、目標ポスト噴射発熱量Qpsttgを算出する(ステップS220)。目標ポスト噴射発熱量Qpsttgは、ポスト噴射発熱量Qpstの目標値であり、ここでは、ポスト噴射に供された燃料の全てがCOの生成反応に供されたと仮定した場合の発熱量である。目標ポスト噴射発熱量Qpsttgは、下記(1)式及び(2)式に従って算出される。
CHn+(1/2+n/4)O2→CO+n/2*H2O+315kJ/mol−C・・・(1)
Qpsttg=315*(qpst*DF)/(12+1*n)・・・(2)
尚、上記(1)式中の「n」は、燃料のH/Cモル比率である。上記(1)式は、COの生成反応、即ち、不完全燃焼反応の基本式である。また、上記(2)式における「DF」は、燃料密度(g/cm3)であり、「qpst」は、ポスト噴射の燃料噴射量(mm3/st)である。
Qpsttg=315*(qpst*DF)/(12+1*n)・・・(2)
尚、上記(1)式中の「n」は、燃料のH/Cモル比率である。上記(1)式は、COの生成反応、即ち、不完全燃焼反応の基本式である。また、上記(2)式における「DF」は、燃料密度(g/cm3)であり、「qpst」は、ポスト噴射の燃料噴射量(mm3/st)である。
目標ポスト噴射発熱量Qpsttgが算出されると、ECU100は、発熱量F/B制御を実行する(ステップS230)。発熱量F/B制御とは、ステップS210で算出されたポスト噴射発熱量QpstがステップS220で算出された目標ポスト噴射発熱量Qpsttgに近付くように、ポスト噴射発熱量Qpstと目標ポスト噴射発熱量Qpsttgとの偏差に基づいてなされるポスト噴射の噴射特性の制御である。
ここで、本実施形態では、噴射特性として噴射時期Tpstと噴射量qpstとの双方が予め設定されたF/Bアルゴリズムに従って算出されるF/B制御量に基づいて補正され、次回の気筒(次気筒或いはそれ以降の所定気筒)の噴射特性として設定される。尚、F/Bアルゴリズムの詳細(F/B制御量の算出方法)については、公知の各種態様を採ることができ、また本発明の要旨から外れるため、ここでは説明しない。発熱量F/B制御が終了すると、CO排出促進制御は終了する。
このように、本発明に係るDPF再生制御によれば、ポスト噴射におけるCOの生成反応が発熱反応であることを利用し、ポスト噴射発熱量QpstをCO発生量の代替的指標として利用することにより、ポスト噴射により効率的にCOを発生させることが可能となっている。またポスト噴射により所望量のCOを発生させることが可能となっている。
このため、確実にDPF223が昇温するように過剰なポスト噴射を行う必要はなく、酸化触媒222において効率的にCOを反応させて、過剰な排気温度の上昇を招くことなくDPF223を確実に昇温することが可能となっている。即ち、ポスト噴射における燃料消費を可及的に節減し、効率的且つ効果的にDPF223におけるPM再生を行うことが可能となっているのである。
<第2実施形態>
次に、より正確にDPF再生制御を実現し得る本発明の第2実施形態について説明する。
次に、より正確にDPF再生制御を実現し得る本発明の第2実施形態について説明する。
第2実施形態に係るエンジンシステムは、図1に例示したものとユニットインジェクタ207の構成が異なっている。より具体的には、第2実施形態に係るユニットインジェクタは、燃料圧力を検出する燃圧センサを内蔵している。尚、燃圧センサを内蔵したユニットインジェクタの構成については、公知のものを適用可能であるため、ここでは触れないこととする。
ここで、図6を参照し、このような燃圧センサを内蔵するユニットインジェクタを使用する利得について説明する。ここに、図6は、ユニットインジェクタの噴射率補正の概念図である。
図6において、上段はユニットインジェクタの噴射率(時間当たりの噴射量)の時間推移を例示しており、下段は燃圧センサにより検出されるインジェクタ内圧Pinjの時間推移を例示している。
図6において、ユニットインジェクタの噴射率が、図示白丸m1→m2→m3→m4と変化したとする。この場合、インジェクタ内圧Pinjは、白丸m1に相当する時刻t1から白丸m2に相当する時刻t2にかけ、差圧ΔPinjで急激に減少する。一方、白丸m3に相当する時刻t3から白丸m4に相当する時刻t4にかけ、差圧ΔPinjで急激に増加する。即ち、大略的な傾向として、インジェクタ内圧Pinjが高い状態と燃料が噴射されない状態とが対応しており、インジェクタ内圧Pinjが低い状態と燃料が噴射された状態とが対応する。従って、インジェクタ内圧Pinjは、ユニットインジェクタの実際の噴射率を推定するための有効な指標となる。
ここで、ユニットインジェクタの実際の噴射率は、一時的な異常や経時的な変化等により、必ずしも事前に策定された駆動条件と噴射率との関係と整合しない。即ち、実践的には、ユニットインジェクタの立ち上がり(例えば、図示m1からm2にかけての傾き)や、噴射パルスに対する応答速度(例えば、図示m1の時間軸上の位置)は必ずしも安定しない。
このようなユニットインジェクタ毎の個体差や経時変化を考慮しないまま第1実施形態のようなCO排出促進制御を実行してしまうと、F/B制御の収束精度が低下して、効率的なCO供給が難しくなる。
そこで、第2実施形態では、インジェクタ内圧Pinjにより、その時点のユニットインジェクタの実際の噴射率が把握され、駆動条件と噴射率との関係がF/B的に補正される。尚、このような噴射率の補正態様は、公知の各種態様が適用可能であるため、ここでは割愛する。
このように噴射率を適宜補正し得る構成とすれば、CO排出促進制御をより高精度に運用することができ、より好適な燃費悪化抑制効果を得ることができる。
<第3実施形態>
次に、第1実施形態とは異なるエンジン構成に本発明の概念を適用した第3実施形態について説明する。
次に、第1実施形態とは異なるエンジン構成に本発明の概念を適用した第3実施形態について説明する。
始めに、図7を参照し、第3実施形態に係るエンジンシステム11の構成について説明する。ここに、図7は、エンジンシステム11の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図1と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
図7において、エンジンシステム11は、酸化触媒222に替えてNSR触媒227を備える点においてエンジンシステム10と相違している。
NSR触媒227は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属等のNOx吸蔵材と貴金属をアルミナ等の多孔質担体に担持してなるNOx吸蔵還元触媒である。NSR触媒227は、リーン雰囲気において排気中のNOを貴金属上でNOxに酸化し、塩基性物質であるNOx吸蔵材がNOxと中和反応して硝酸塩や亜硝酸塩を形成することによりNOxを吸蔵可能に構成される。またリッチ雰囲気中で、吸蔵されていた硝酸塩や亜硝酸塩がNOxに分解されて放出されると共に、貴金属の触媒作用によりHCやCO等の還元剤と反応してN2に浄化される構成となっている。
エンジン200はディーゼルエンジンであり、混合気は基本的に空気過剰のリーン雰囲気である。一方、燃料のポスト噴射は局所的にリッチ雰囲気(CO及びHCが潤沢である雰囲気)を作り出す制御となる。NSR触媒227におけるNOx還元要求は、一種の再生要求であり、第1実施形態におけるDPF再生制御と同様にCOの選択的生成作用を効果的に利用することができる。
ここで、図8を参照し、第3実施形態に係るNOx還元制御の詳細について説明する。ここに、図8は、NOx還元制御のフローチャートである。尚、同図において、図2と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
図8において、ECU100は、NSR触媒227におけるNOx吸蔵量SAnoxが基準値Bよりも多く、且つ、NSR触媒227の触媒床温Tnsrが250℃よりも高いか否かを判定する(ステップS310)。
ここで、NOx吸蔵量SAnoxは、エンジン200の運転条件(燃料噴射量、機関回転数及び吸入空気量等)から公知の各種手法により推定される単位時間当たりのNOx吸蔵量の積算値である。また、基準値Bは、予め実験的に設定された閾値である。
尚、ステップS310においては、NOx吸蔵量SAnoxと基準値Bとを比較する代わりに、前回NSR触媒227におけるNOxの還元(NSR触媒の再生)がなされてから所定以上の時間が経過したか否かが判定されてもよい。
一方、触媒床温Tnsrとの比較に供される「250℃」とは、NSR触媒227におけるCOを還元剤としたNOx還元率が概ね90%以上となる温度値であり、予め実験的に適合された値である。従って、この値は、諸事情により他の値と容易に置換され得る。尚、図7には、触媒床温Tnsrを検出するセンサ等は例示されないが、エンジンシステム11は、NSR触媒227にこの種の温度センサを有するものとする。但し、触媒床温Tnsrは、エンジン200の運転条件に基づいて公知の手法により推定されてもよいし、より簡素には、排気温Texにより代替されてもよい。
NOx吸蔵量SAnoxが基準値B以下、又は触媒床温Tnsrが250℃以下である場合(ステップS310:NO)、NOx還元制御は終了する。
NOx吸蔵量SAnoxが基準値Bより大きく、且つ触媒床温Tnsrが250℃よりも高温である場合(ステップS310:YES)、ECU100は、NOx還元処理を開始する(ステップS320)。
NOx還元処理において、ECU100は、ディーゼルスロットルバルブ204の開度を絞り、吸入空気量を調整する(ステップS330)。これは、NSR触媒227におけるNOxの還元反応を好適に進捗せしめるために排気をリッチ雰囲気にするために行われる。但し、ステップS330に係る吸気絞り措置がなくとも本実施形態に係る効果は担保される。
ECU100は次に、触媒床温Tnsrが400℃よりも高温であるか否かを判定する(ステップS340)。ここで「400℃」とは、上述した「250℃」と対応する値である。具体的には、NSR触媒227が250℃において、還元剤としてCOを使用して実現し得るNOx浄化効率(例えば90%)と同等のNOx浄化効率を還元剤をHCとして実現するための温度である。即ち、NSR触媒227では、COを還元剤とする方が、より低温側からNOxの浄化反応を生じさせることができる。
触媒床温Tnsrが400℃以下である場合(ステップS340:NO)、ECU100は、第1実施形態と同様のCO排出促進制御を実行する(ステップS200)。CO排出促進制御により、好適にCOが排出され、NSR触媒227におけるNOx浄化反応は好適に進行する。
一方、触媒床温Tnsrが400℃よりも高温側にある場合(ステップS340:YES)、還元剤としてHCを用いてもNSR触媒227で十分なNOx浄化効率を期待することができる。そのため、ECU100は、サブルーチンとしてHC排出促進制御を実行する(ステップS400)。HC排出促進制御は、CO排出促進制御におけるCOをHCに置き換えた制御である。
ここで、図9を参照し、HC排出促進制御の詳細について説明する。ここに、図9は、HC排出促進制御のフローチャートである。尚、同図において、図5と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
図9において、ポスト噴射発熱量Qpstを算出する(ステップS210)と、ECU100は、目標ポスト噴射発熱量Qpsttgを算出する(ステップS420)。ステップS420が第1実施形態に係るステップS220と異なる点は、ステップS420で算出される目標ポスト噴射発熱量Qpsttgが、第1実施形態の目標ポスト噴射発熱量Qpsttgの10%程度の値に設定される点である。
ここで、図10を参照して、このような目標ポスト噴射発熱量Qpsttgの設定の理由について説明する。ここに、図10は、ポスト噴射時期とCO及びHCの発生率との関係を概念的に表す図である。尚、同図において、図3と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
図10において、図3に例示した、ポスト噴射時期Tpstに対するCO発生率の特性が、図示特性L_CO(実線)として表される。これに対し、ポスト噴射時期Tpstに対するHC発生率の特性が、図示特性L_HC(破線)として表される。
このように、ポスト噴射時期Tpstに対してHC発生率が最大となる時期は、CO最大発生時期Tpstcoよりも遅角側にある。尚、HCは未燃成分であるから、不完全燃焼時の生成物であるCOと異なり、あるポスト噴射時期Tpst(例えば、排気行程)以降は殆ど100%となる。
ところで、NSR床温Tnsrが十分に高い(ここでは、400℃よりも高温)である場合に発熱反応であるCOの生成反応を積極的に生じさせると、排気温度の過剰な昇温を招く可能性がある。この点からすれば、HCを還元剤として使用し得る状況においては、HCによるNOx浄化を行った方がよい。
然るに、NSR触媒227におけるNOx浄化作用はさておき、ポスト噴射時期Tpstを過度に遅角側で設定すると、エンジンオイルが燃料と混合する所謂オイル希釈が生じる可能性が高くなる。従って、係る観点からは、十分なHCの発生量が担保される範囲で、ポスト噴射時期Tpstはなるべく進角側で設定されるのが望ましい。
これらの相互に相反する要請から、HC排出促進制御におけるポスト噴射時期Tpstは、若干(ここでは最大量の10%)のCO発生を伴う図示ポスト噴射時期Tpsthcに設定されるのである。
また、このように、COが発生する領域であれば、COの生成反応による発熱量に基づいてCO発生量を所望の値に制御できるため、制御精度が確保される。即ち、第1実施形態と同様にポスト噴射時期Tpst及びポスト噴射量qpstをF/B制御により高精度に制御することができる(即ち、図9のステップS230)。
以上説明したように、第3実施形態によれば、排気浄化装置としてNSR触媒を備える構成において、NSR触媒におけるNOx還元にもCO生成熱に基づいたポスト噴射特性の制御を利用することができる。
尚、第3実施形態では、第1実施形態に係る酸化触媒222に替えてNSR触媒227を備える構成としたが、酸化触媒222とNSR触媒227とでDPF223を挟む構成としてもよい。即ち、第1実施形態に係るDPF再生制御と、第3実施形態に係るNOx還元制御とを適宜選択的に実行する構成とすることも可能である。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
本発明は、内燃機関における排気浄化装置の各種再生制御に適用可能である。
10…エンジンシステム、100…ECU、200…エンジン、201…気筒、207…ユニットインジェクタ、210…筒内圧センサ、222…酸化触媒、223…DPF。
Claims (5)
- 筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、
排気浄化装置と、
燃料を少なくともメイン噴射と該メイン噴射以降のポスト噴射とに分割して噴射可能な燃料噴射装置と
を備えた内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置であって、
前記排気浄化装置の再生要求が生じた場合において、前記ポスト噴射がなされるように前記燃料噴射装置を制御する噴射制御手段と、
前記内燃機関における不完全燃焼時の発熱量に基づいて、前記ポスト噴射の実行時における発熱量の目標値を設定する目標値設定手段と、
前記検出された筒内圧と前記内燃機関のクランク角とに基づいて、前記ポスト噴射の実行時における発熱量を推定する推定手段と、
前記推定された発熱量が前記設定された目標値に近付くように、少なくとも噴射時期を含む前記ポスト噴射の噴射特性を決定する決定手段と
を具備し、
前記噴射制御手段は、前記決定された噴射特性に従って前記燃料噴射装置を制御する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記ポスト噴射により供給される燃料が全てCOの生成反応に供された場合の発熱量を算出する算出手段を更に具備し、
前記目標値設定手段は、前記算出された発熱量に基づいて前記目標値を設定する
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。 - 前記目標値設定手段は、前記算出された発熱量を前記目標値として設定する
ことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記排気浄化装置はDPFと酸化触媒とを含み、
前記再生要求は、前記DPFに捕捉されたPMの強制再生要求であり、
前記噴射制御手段は、前記内燃機関の排気温が所定値未満である場合に、前記決定された噴射特性に従って前記燃料噴射装置を制御する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記排気浄化装置はNOx吸蔵還元触媒を含み、
前記再生要求は、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxの還元要求であり、
前記決定手段は、前記内燃機関の排気温が所定値未満である場合には、前記排気温が前記所定値以上である場合と較べて排気中のCOが多くなるように前記噴射特性を決定する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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