JP2016065504A - Engine control device - Google Patents
Engine control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016065504A JP2016065504A JP2014195409A JP2014195409A JP2016065504A JP 2016065504 A JP2016065504 A JP 2016065504A JP 2014195409 A JP2014195409 A JP 2014195409A JP 2014195409 A JP2014195409 A JP 2014195409A JP 2016065504 A JP2016065504 A JP 2016065504A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- injection
- injection amount
- post
- turbocharger
- dpf regeneration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
本発明は、エンジンの制御装置に係わり、特に、ターボ過給機の過回転を防止するエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control device, and more particularly, to an engine control device that prevents over-rotation of a turbocharger.
従来から、排気ガスによってタービンを回転させることによりコンプレッサを駆動して、吸気を過給するターボ過給機付きのエンジンが知られている。このようなターボ過給機では、運転状況などによっては過回転(言い換えると過過給、過排圧)が生じる場合があり、過回転が継続するとターボ過給機の破損等が生じてしまう。そのため、ターボ過給機の過回転を防止する種々の技術が提案されている。例えば、特許文献1には、ターボ過給機の過回転時に、燃料噴射量を低減する技術が提案されている。具体的には、特許文献1には、ブースト圧が設定値未満であっても、タービン回転数が設定値以上である場合には、燃料噴射量を減少させる技術が提案されている。 Conventionally, an engine with a turbocharger that supercharges intake air by driving a compressor by rotating a turbine with exhaust gas is known. In such a turbocharger, over-rotation (in other words, supercharging and over-exhaust pressure) may occur depending on operating conditions and the like, and if the over-rotation continues, the turbocharger may be damaged. For this reason, various techniques for preventing excessive rotation of the turbocharger have been proposed. For example, Patent Document 1 proposes a technique for reducing the fuel injection amount when the turbocharger is overrotated. Specifically, Patent Document 1 proposes a technique for reducing the fuel injection amount when the turbine speed is equal to or higher than the set value even when the boost pressure is less than the set value.
ところで、従来から、ディーゼルエンジンにおいては、排気ガス中の粒子状物質を捕集するDPF(Diesel particulate filter)が排気通路上に設けられており、このDPFに堆積した粒子状物質の堆積量が所定量以上となった場合に、DPFに堆積した粒子状物質を除去するためのDPF再生が行われている。具体的には、メイン噴射の後にポスト噴射によって燃料を噴射することで、DPFに堆積した粒子状物質を燃焼させて除去するDPF再生が知られている。このようなDPF再生のためのポスト噴射によれば、排気エネルギー(排気温度)を上昇させるため、ターボ過給機の回転数を上昇させる。そのため、ターボ過給機の過回転を生じさせてしまう場合がある。また、ターボ過給機が過回転している際にDPF再生を行うと、ターボ過給機の過回転を助長してしまう。 By the way, conventionally, in a diesel engine, a DPF (Diesel particulate filter) that collects particulate matter in exhaust gas is provided on the exhaust passage, and the amount of particulate matter deposited on the DPF is limited. DPF regeneration is performed to remove particulate matter deposited on the DPF when the amount exceeds the fixed amount. Specifically, DPF regeneration is known in which fuel is injected by post injection after main injection to burn and remove particulate matter deposited on the DPF. According to such post-injection for DPF regeneration, the rotational speed of the turbocharger is increased in order to increase the exhaust energy (exhaust temperature). For this reason, the turbocharger may be excessively rotated. Further, if DPF regeneration is performed while the turbocharger is over-rotating, over-rotation of the turbocharger is promoted.
このようなDPF再生時に生じ得るターボ過給機の過回転を防止すべく、上述した特許文献1に記載の技術のように燃料噴射量を低減すると、ターボ過給機の過回転を防止することができても、ポスト噴射の燃料噴射量が大きく低減されることで(例えばポスト噴射の実行が中止されることで)、DPF再生が完了せずに中止してしまう場合がある。DPF再生の要求が発せられた場合には、エミッションの観点から、DPF再生を速やかに完了させることが望ましい。したがって、DPF再生時にターボ過給機の過回転が生じた場合に、DPF再生を継続しつつ、ターボ過給機の過回転を防止することができればよい。 In order to prevent over-rotation of the turbocharger that may occur during DPF regeneration, reducing the fuel injection amount as in the technique described in Patent Document 1 described above prevents over-rotation of the turbocharger. Even if it is possible, the post-injection fuel injection amount is greatly reduced (for example, the execution of the post injection is stopped), and the DPF regeneration may be stopped without being completed. When a request for DPF regeneration is issued, it is desirable to complete DPF regeneration promptly from the viewpoint of emission. Accordingly, it is only necessary to prevent over-rotation of the turbocharger while continuing DPF regeneration in the event that over-rotation of the turbocharger occurs during DPF regeneration.
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、DPF再生時にターボ過給機の過回転が生じた場合に、DPF再生を継続しつつ、ターボ過給機の過回転を適切に防止することができるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and in the event that turbo turbocharger over-rotation occurs during DPF regeneration, the DPF regeneration is continued while the turbocharger is maintained. An object of the present invention is to provide an engine control device that can appropriately prevent over-rotation.
上記の目的を達成するために、本発明は、エンジンの制御装置であって、排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを備え、排気ガスによってタービンを回転させることによりコンプレッサを駆動して吸気を過給するターボ過給機と、排気通路に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するDPFと、DPFに堆積した粒子状物質を除去するために、メイン噴射の後に燃料を噴射するポスト噴射を制御することにより、DPF再生を実行するDPF再生制御手段と、DPF再生制御手段がDPF再生を実行している間に、ターボ過給機の回転数が第1所定値以上になった場合に、DPF再生制御手段によって制御されたポスト噴射の燃料噴射量を減量する噴射量減量制御手段と、を有する。
このように構成された本発明においては、DPF再生時にターボ過給機の過回転が生じた場合に、DPF再生のために設定されたポスト噴射の燃料噴射量を減量し、ポスト噴射を中止することなくポスト噴射を適切に維持するので、DPF再生を継続しつつ、ターボ過給機の過回転を防止することができる。つまり、ターボ過給機の過回転の防止とDPF再生とを両立して、DPF再生を継続しながら、ターボ過給機の過回転を防止することができる。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is an engine control device comprising a turbine provided in an exhaust passage and a compressor provided in an intake passage, and rotating the turbine by exhaust gas to thereby compress the compressor. A turbocharger that supercharges intake air by driving the engine, a DPF that is provided in the exhaust passage and collects particulate matter in the exhaust gas, and a main injection for removing particulate matter accumulated in the DPF By controlling post-injection for injecting fuel after the DPF regeneration control means for executing DPF regeneration, and while the DPF regeneration control means is executing DPF regeneration, the rotational speed of the turbocharger is first Injection amount reduction control means for reducing the post-injection fuel injection quantity controlled by the DPF regeneration control means when the value exceeds a predetermined value.
In the present invention configured as described above, when the turbocharger overspeeds during DPF regeneration, the fuel injection amount of post injection set for DPF regeneration is reduced and post injection is stopped. Therefore, the post-injection is appropriately maintained without causing excessive rotation of the turbocharger while continuing the DPF regeneration. That is, it is possible to prevent over-rotation of the turbocharger while continuing DPF regeneration while achieving both prevention of over-rotation of the turbocharger and DPF regeneration.
本発明において、好ましくは、DPF再生制御手段は、燃料を多段噴射することでポスト噴射を実行し、噴射量減量制御手段は、ポスト噴射の燃料噴射量を減量すべく、ポスト噴射の段数を減らす。
このように構成された本発明においては、DPF再生時にターボ過給機の過回転が生じた場合に、ポスト噴射の段数(ポスト噴射として燃料を噴射する回数)を減らすので、簡易な制御構成により、ターボ回転数を低下させるように、ポスト噴射の燃料噴射量を適切に減量することができる。
In the present invention, preferably, the DPF regeneration control means performs post injection by injecting fuel in multiple stages, and the injection amount reduction control means reduces the number of post injection stages in order to reduce the fuel injection quantity of post injection. .
In the present invention configured as described above, the number of post-injection stages (the number of times fuel is injected as post-injection) is reduced when the turbocharger over-rotates during DPF regeneration. Further, the fuel injection amount of the post injection can be appropriately reduced so as to reduce the turbo rotational speed.
本発明において、好ましくは、噴射量減量制御手段は、ポスト噴射の燃料噴射量を減量してもターボ過給機の回転数が第2所定値未満にならない場合には、ポスト噴射を停止する
このように構成された本発明においては、ポスト噴射の燃料噴射量を減量してもターボ過給機の過回転が解消しない場合に、ポスト噴射の燃料噴射量の減量によってはターボ過給機の過回転を防止しきれないものとして、ポスト噴射を停止するので、ターボ過給機の過回転の防止を最優先することができる。
In the present invention, the injection amount reduction control means preferably stops the post injection when the rotational speed of the turbocharger does not become less than the second predetermined value even if the fuel injection amount of the post injection is reduced. In the present invention configured as described above, even if the post-injection fuel injection amount is reduced, the overcharge of the turbocharger may not be eliminated depending on the reduction in the post-injection fuel injection amount. Since post-injection is stopped on the assumption that rotation cannot be completely prevented, the highest priority can be given to prevention of over-rotation of the turbocharger.
本発明において、好ましくは、噴射量減量制御手段は、ポスト噴射を停止した後に、メイン噴射の燃料噴射量を減量する。
このように構成された本発明においては、ポスト噴射を停止した後にメイン噴射の燃料噴射量を減量するので、ポスト噴射を停止した後も、ターボ過給機の過回転を適切に防止することができる。
In the present invention, preferably, the injection amount reduction control means reduces the fuel injection amount of the main injection after stopping the post injection.
In the present invention configured as described above, since the fuel injection amount of the main injection is reduced after the post injection is stopped, it is possible to appropriately prevent the turbocharger from over-rotating even after the post injection is stopped. it can.
本発明において、好ましくは、DPF再生制御手段は、ポスト噴射に加えて、メイン噴射とポスト噴射との間に燃料を噴射するアフター噴射を更に制御することにより、DPF再生を実行し、噴射量減量制御手段は、メイン噴射の燃料噴射量の減量に伴って、DPF再生制御手段によって制御されたアフター噴射の燃料噴射量も更に減量する。
このように構成された本発明においては、メイン噴射の燃料噴射量の減量に伴ってアフター噴射の燃料噴射量も更に減量するので、ターボ過給機の過回転を効果的に防止することができる。この場合、DPF再生のために設定されたアフター噴射の燃料噴射量から減量していくので、上記のようにポスト噴射を停止した後であっても、アフター噴射によってDPF再生を継続することができる。
In the present invention, the DPF regeneration control unit preferably performs DPF regeneration by further controlling after-injection in which fuel is injected between the main injection and the post-injection in addition to the post-injection, thereby reducing the injection amount. The control means further reduces the fuel injection amount of the after injection controlled by the DPF regeneration control means in accordance with the reduction of the fuel injection amount of the main injection.
In the present invention configured as described above, the fuel injection amount of the after injection is further reduced as the fuel injection amount of the main injection is reduced, so that it is possible to effectively prevent the turbocharger from over-rotating. . In this case, since the fuel injection amount of the after injection set for the DPF regeneration is decreased, the DPF regeneration can be continued by the after injection even after the post injection is stopped as described above. .
本発明において、好ましくは、DPF再生制御手段は、噴射量減量制御手段がアフター噴射の燃料噴射量を所定量にまで減量してもターボ過給機の回転数が第2所定値未満にならない場合には、DPF再生のためのアフター噴射の制御を停止する。
このように構成された本発明においては、アフター噴射の燃料噴射量を所定量(例えばDPF再生を適切に行うことができる噴射量の下限値)にまで減量しても、ターボ過給機の過回転が解消しない場合に、DPF再生のためのアフター噴射の制御を停止して、DPF再生を実質的に停止させるので、ここからアフター噴射量を更に減量して、ターボ過給機の過回転の防止を最優先することができる。
In the present invention, it is preferable that the DPF regeneration control unit is configured such that the rotation speed of the turbocharger does not become less than the second predetermined value even if the injection amount reduction control unit reduces the fuel injection amount of the after injection to a predetermined amount. After that, the control of after injection for DPF regeneration is stopped.
In the present invention configured as described above, even if the fuel injection amount of the after injection is reduced to a predetermined amount (for example, the lower limit value of the injection amount at which the DPF regeneration can be appropriately performed), the turbocharger excessively increases. When the rotation does not disappear, the control of the after-injection for DPF regeneration is stopped and the DPF regeneration is substantially stopped. Therefore, the after-injection amount is further reduced from this, and the turbo-supercharger is Prevention can be given top priority.
本発明において、好ましくは、噴射量減量制御手段による燃料噴射量の減量によりターボ過給機の回転数が第2所定値未満になった場合に、メイン噴射を復帰させる制御を行い、この制御の後にポスト噴射を復帰させる制御を行う復帰制御手段を更に有する。
このように構成された本発明においては、燃料噴射量の減量によりターボ過給機の過回転が解消した場合に、メイン噴射を復帰させる制御を行い、この制御の後にポスト噴射を復帰させる制御を行うので、つまり、メイン噴射及びポスト噴射を同時に復帰させずに、メイン噴射、ポスト噴射の順に復帰させるので、燃料噴射の復帰に伴うトルク変動や音の変化を適切に抑制することができる。
In the present invention, it is preferable to perform a control for returning the main injection when the rotational speed of the turbocharger becomes less than a second predetermined value due to a reduction in the fuel injection amount by the injection amount reduction control means. There is further provided a return control means for performing control to return post injection later.
In the present invention configured as described above, when the turbocharger overspeed is resolved by reducing the fuel injection amount, the control for returning the main injection is performed, and the control for returning the post injection is performed after this control. In other words, since the main injection and the post injection are returned in the order without returning the main injection and the post injection at the same time, the torque fluctuation and the sound change accompanying the return of the fuel injection can be appropriately suppressed.
本発明のエンジンの制御装置によれば、DPF再生時にターボ過給機の過回転が生じた場合に、DPF再生を継続しつつ、ターボ過給機の過回転を適切に防止することができる。 According to the engine control apparatus of the present invention, when turbo turbocharger overrotation occurs during DPF regeneration, overrotation of the turbocharger can be appropriately prevented while continuing DPF regeneration.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置について説明する。 Hereinafter, an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<システム構成>
まず、図1を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムについて説明する。図1は、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。
<System configuration>
First, an engine system to which an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system to which an engine control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
図1に示すように、エンジンシステム200は、主に、ディーゼルエンジンとしてのエンジンEと、エンジンEに吸気を供給する吸気系INと、エンジンEに燃料を供給するための燃料供給系FSと、エンジンEの排気ガスを排出する排気系EXと、エンジンシステム200に関する各種の状態を検出するセンサ99〜122と、エンジンシステム200の制御を行うECU(Electronic Control Unit)60と、を有する。
As shown in FIG. 1, the
まず、吸気系INは、吸気が通過する吸気通路1を有しており、この吸気通路1上には、上流側から順に、外部から導入された空気を浄化するエアクリーナ3と、通過する吸気を圧縮して吸気圧を上昇させる、ターボ過給機5のコンプレッサ5aと、通過する吸気流量を調整する吸気シャッター弁7と、通水された冷却水を用いて吸気を冷却する水冷式のインタークーラ8と、インタークーラ8に通水する冷却水の流量を制御する電動ウォータポンプ9と、インタークーラ8と電動ウォータポンプ9とを接続し、これらの間で冷却水を循環させる通路である冷却水通路10と、エンジンEに供給する吸気を一時的に蓄えるサージタンク12と、が設けられている。
また、吸気系INにおいては、エアクリーナ3の直下流側の吸気通路1上には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ101と吸気温度を検出する吸気温度センサ102とが設けられ、ターボ過給機5のコンプレッサ5aには、このコンプレッサ5aの回転数(ターボ回転数)を検出するターボ回転数センサ103が設けられ、吸気シャッター弁7には、この吸気シャッター弁7の開度を検出する吸気シャッター弁位置センサ105が設けられ、インタークーラ8の直下流側の吸気通路1上には、吸気温度を検出する吸気温度センサ106と吸気圧を検出する吸気圧センサ107とが設けられ、サージタンク12には、吸気マニホールド温度センサ108が設けられている。これらの、吸気系INに設けられた各種センサ101〜108は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号S101〜S108をECU60に出力する。
First, the intake system IN has an intake passage 1 through which intake air passes, and an air cleaner 3 that purifies air introduced from the outside in order from the upstream side, and intake air that passes through the intake passage 1. The
In the intake system IN, an
次に、エンジンEは、吸気通路1(詳しくは吸気マニホールド)から供給された吸気を燃焼室17内に導入する吸気バルブ15と、燃焼室17に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁20と、始動時などでの着火を確保するための補助熱源としてのグロープラグ21と、燃焼室17内での混合気の燃焼により往復運動するピストン23と、ピストン23の往復運動により回転されるクランクシャフト25と、燃焼室17内での混合気の燃焼により発生した排気ガスを排気通路41へ排出する排気バルブ27と、を有する。更に、エンジンEには、このエンジンEの出力を利用して発電するオルタネータ26が設けられている。
また、エンジンEには、エンジンEなどを冷却する冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ109と、クランクシャフト25のクランク角度を検出するクランク角センサ110と、油圧及び/又は油温を検出する油圧/油温センサ111と、オイルレベルを検出する光学式オイルレベルセンサ112と、が設けられている。これらの、エンジンEに設けられた各種センサ109〜112は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号S109〜S112をECU60に出力する。
Next, the engine E includes an
The engine E also includes a
次に、燃料供給系FSは、燃料を貯蔵する燃料タンク30と、燃料タンク30から燃料噴射弁20に燃料を供給するための燃料供給通路38とを有する。燃料供給通路38には、上流側から順に、低圧燃料ポンプ31と、高圧燃料ポンプ33と、コモンレール35とが設けられている。また、低圧燃料ポンプ31には燃料ウォーマー32が設けられ、高圧燃料ポンプ33には燃圧レギュレータ34が設けられ、コモンレール35にはコモンレール減圧弁36が設けられている。
また、燃料供給系FSにおいては、高圧燃料ポンプ33には、燃料温度を検出する燃料温度センサ114が設けられ、コモンレール35には、燃圧を検出する燃圧センサ115が設けられている。これらの、燃料供給系FSに設けられた各種センサ114、115は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号S114、S115をECU60に出力する。
Next, the fuel supply system FS includes a
In the fuel supply system FS, the high-
次に、排気系EXは、排気ガスが通過する排気通路41を有しており、この排気通路41上には、上流側から順に、通過する排気ガスによって回転され、この回転によって上記したようにコンプレッサ5aを駆動する、ターボ過給機5のタービン5bと、排気ガスの浄化機能を有するディーゼル酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)45及びディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF:Diesel particulate filter)46と、通過する排気流量を調整する排気シャッター弁49と、が設けられている。DOC45は、排出ガス中の酸素を用いて炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)などを酸化して水と二酸化炭素に変化させる触媒であり、DPF46は、排気ガス中の粒子状物質(PM:Particulate Matter)を捕集するフィルタである。
また、排気系EXにおいては、ターボ過給機5のタービン5bの上流側の排気通路41上には、排気圧を検出する排気圧センサ116と排気温度を検出する排気温度センサ117とが設けられ、DOC45の直上流側及びDOC45とDPF46との間には、それぞれ、排気温度を検出する排気温度センサ118、119が設けられ、DPF46には、このDPF46の上流側と下流側との排気圧の差を検出するDPF差圧センサ120が設けられ、DPF46の直下流側の排気通路41上には、酸素濃度を検出するリニアO2センサ121と排気温度を検出する排気温度センサ122とが設けられている。これらの、排気系EXに設けられた各種センサ116〜122は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号S116〜S122をECU60に出力する。
Next, the exhaust system EX has an
In the exhaust system EX, an
更に、本実施形態では、ターボ過給機5は、排気エネルギーが低い低速回転時でも効率良く過給を行えるように小型に構成されていると共に、タービン5bの全周を囲むように複数の可動式のフラップ5cが設けられ、これらのフラップ5cによりタービン5bへの排気の流通断面積(ノズル断面積)を変化させるようにした可変ジオメトリーターボチャージャー(VGT:Variable Geometry Turbocharger)として構成されている。例えば、フラップ5cは、ダイヤフラムに作用する負圧の大きさが電磁弁により調節され、アクチュエータによって回動される。また、そのようなアクチュエータの位置により、フラップ5cの開度(フラップ開度であり、以下では適宜「VGT開度」と呼ぶ。)を検出するVGT開度センサ104が設けられている。このVGT開度センサ104は、検出したVGT開度に対応する検出信号S104をECU60に出力する。
Further, in the present embodiment, the
ここで、図2を参照して、本発明の実施形態によるターボ過給機5のフラップ5cについて具体的に説明する。図2は、ターボ過給機5のタービン室を拡大した縦断面の構成を模式的に示す。
図2に示すように、タービンケーシング153内に形成されたタービン室153aには、そのほぼ中央部に配置されたタービン5bの周囲を取り囲むように複数の可動式のフラップ5c、5c、…が配設され、各フラップ5cはタービン室153aの一方の側壁を貫通する支軸131aにより回動可能に支持されている。各フラップ5cは、それぞれ支軸5dの回りに図2の時計回りに回動して、相互に近接するように傾斜すると、各フラップ5cの相互間に形成されるノズル155、155、…の開度(ノズル断面積)が小さく絞られて、排気流量の少ないときでも高い過給効率を得ることができる。一方、各フラップ5cを上記と反対側に回動させて、相互に離反するように傾斜させれば、ノズル断面積が大きくなるので、排気流量の多いときでも通気抵抗を低減して、過給効率を高めることができる。
また、リング部材157は、リンク機構158を介してアクチュエータのロッド163に駆動連結されており、該アクチュエータの作動によりリング部材157を介して各フラップ5cが回動される。すなわち、リンク機構158は、一端部をリング部材157に回動可能に連結された連結ピン158aと、該連結ピン158aの他端部に一端部を回動可能に連結された連結板部材158bと、該連結板部材158bの他端部に連結されると共に、タービンケーシング153の外壁を貫通する柱状部材158cと、該柱状部材158cのタービンケーシング153外へ突出する突出端部に一端部を連結された連結板部材158dとからなり、該連結板部材158dの他端部が連結ピン(図示せず)によりアクチュエータのロッド163に回動可能に連結されている。
Here, the
As shown in FIG. 2, a plurality of
The
図1に戻ると、本実施形態によるエンジンシステム200は、更に、高圧EGR装置43及び低圧EGR装置48を有する。高圧EGR装置43は、ターボ過給機5のタービン5bの上流側の排気通路41とターボ過給機5のコンプレッサ5bの下流側(詳しくはインタークーラ8の下流側)の吸気通路1とを接続する高圧EGR通路43aと、高圧EGR通路43aを通過させる排気ガスの流量を調整する高圧EGRバルブ43bと、を有する。低圧EGR装置48は、ターボ過給機5のタービン5bの下流側(詳しくはDPF46の下流側で且つ排気シャッター弁49の上流側)の排気通路41とターボ過給機5のコンプレッサ5bの上流側の吸気通路1とを接続する低圧EGR通路48aと、低圧EGR通路48aを通過する排気ガスを冷却する低圧EGRクーラ48bと、低圧EGR通路48aを通過させる排気ガスの流量を調整する低圧EGRバルブ48cと、低圧EGRフィルタ48dと、を有する。
Returning to FIG. 1, the
高圧EGR装置43によって吸気系INに還流される排気ガス量(以下「高圧EGRガス量」と呼ぶ。)は、ターボ過給機5のタービン5b上流側の排気圧と、吸気シャッター弁7の開度によって作り出される吸気圧と、高圧EGRバルブ43bの開度とによって概ね決定される。また、低圧EGR装置48によって吸気系INに還流される排気ガス量(以下「低圧EGRガス量」と呼ぶ。)は、ターボ過給機5のコンプレッサ5a上流側の吸気圧と、排気シャッター弁49の開度によって作り出される排気圧と、低圧EGRバルブ48cの開度とによって概ね決定される。
The amount of exhaust gas recirculated to the intake system IN by the high pressure EGR device 43 (hereinafter referred to as “high pressure EGR gas amount”) is the exhaust pressure upstream of the
ここで、図3を参照して、本発明の実施形態において、高圧EGR装置43が作動されるエンジンEの運転領域(以下では「高圧EGR領域」と呼ぶ。)及び低圧EGR装置48が作動されるエンジンEの運転領域(以下では「低圧EGR領域」と呼ぶ。)について説明する。図3は、横軸にエンジン回転数を示し、縦軸に燃料噴射量(エンジン負荷に相当する)を示しており、高圧EGR領域及び低圧EGR領域を模式的に表している。
図3に示すように、低負荷・低回転数側に規定されたエンジンEの運転領域R1(第1運転領域に相当する)は、高圧EGR装置43が作動される高圧EGR領域であり、この高圧EGR領域R1よりも高負荷・高回転数側に規定されたエンジンEの運転領域R2(第2運転領域に相当する)は、低圧EGR装置48が作動される低圧EGR領域である。より詳しくは、低圧EGR領域R2内の一部の領域(高圧EGR領域R1との境界付近の領域)では、低圧EGR装置48だけでなく、高圧EGR装置43も作動される、つまり高圧EGR装置43及び低圧EGR装置48の併用領域となる。また、低圧EGR領域R2よりも更に高負荷・高回転数側に規定されたエンジンEの運転領域R3は、高圧EGR装置43及び低圧EGR装置48のいずれも作動されない領域(以下では適宜「非EGR領域」と呼ぶ。)である。
Here, referring to FIG. 3, in the embodiment of the present invention, the operating region of engine E in which high
As shown in FIG. 3, the operating region R1 (corresponding to the first operating region) of the engine E defined on the low load / low rotational speed side is a high pressure EGR region where the high
図1に戻ると、本実施形態によるECU60は、上述した各種センサ101〜122の検出信号S101〜S122に加えて、外気温を検出する外気温センサ98、大気圧を検出する大気圧センサ99、及びアクセルペダル95の開度(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ100のそれぞれが出力した検出信号S98〜S100に基づいて、エンジンシステム200内の構成要素に対する制御を行う。具体的には、ECU60は、ターボ過給機5のタービン5bにおけるフラップ5cの開度(VGT開度)を制御すべく、このフラップ5cを駆動するアクチュエータ(不図示)に対して制御信号S130を出力する。また、ECU60は、吸気シャッター弁7の開度を制御すべく、吸気シャッター弁7を駆動するアクチュエータ(不図示)に対して制御信号S131を出力する。また、ECU60は、インタークーラ8に供給する冷却水の流量を制御すべく、電動ウォータポンプ9に対して制御信号S132を出力する。また、ECU60は、エンジンEの燃料噴射量などを制御すべく、燃料噴射弁20に制御信号S133を出力する。また、ECU60は、オルタネータ26、燃料ウォーマー32、燃圧レギュレータ34及びコモンレール減圧弁36を制御すべく、これらのそれぞれに対して制御信号S134、S135、S136、S137を出力する。また、ECU60は、高圧EGRバルブ43bの開度を制御すべく、高圧EGRバルブ43bを駆動するアクチュエータ(不図示)に対して制御信号S138を出力する。また、ECU60は、低圧EGRバルブ48cの開度を制御すべく、低圧EGRバルブ48cを駆動するアクチュエータ(不図示)に対して制御信号S139を出力する。また、ECU60は、排気シャッター弁49の開度を制御すべく、排気シャッター弁49を駆動するアクチュエータ(不図示)に対して制御信号S140を出力する。
Returning to FIG. 1, the
<基本制御>
次に、図4を参照して、本発明の実施形態によるエンジンシステム200において実施される基本制御について説明する。図4は、本発明の実施形態による基本制御を示すフローチャートである。このフローでは、要求噴射量などに応じた目標酸素濃度及び目標吸気温度を実現するための制御がなされる。また、このフローは、ECU60によって所定の周期で繰り返し実行される。
<Basic control>
Next, basic control implemented in the
まず、ステップS11では、ECU60は、上述した各種センサ98〜122が出力した検出信号S98〜S122のうちの少なくとも一以上を取得する。
次いで、ステップS12では、ECU60は、アクセル開度センサ100が検出したアクセル開度(検出信号S100に対応する)に基づいて、エンジンEから出力させるべき目標トルクを設定する。
次いで、ステップS13では、ECU60は、ステップS12で設定した目標トルクと、エンジン回転数とに基づいて、燃料噴射弁20から噴射させるべき要求噴射量を設定する。
次いで、ステップS14では、ECU60は、ステップS13で設定した要求噴射量と、エンジン回転数とに基づいて、燃料の噴射パターンと、燃圧と、目標酸素濃度と、目標吸気温度と、EGR制御モード(高圧EGR装置43及び低圧EGR装置48の両方又は一方を作動させるモード、或いは高圧EGR装置43及び低圧EGR装置48のいずれも作動させないモード)とを設定する。
次いで、ステップS15では、ECU60は、ステップS14で設定した目標酸素濃度及び目標吸気温度を実現する状態量を設定する。例えば、この状態量には、高圧EGR装置43によって吸気系INに還流させる排気ガス量(高圧EGRガス量)や、低圧EGR装置48によって吸気系INに還流させる排気ガス量(低圧EGRガス量)や、ターボ過給機5による過給圧などが含まれる。
次いで、ステップS16では、ECU60は、ステップS15で設定した状態量に基づいて、エンジンシステム200の各構成要素のそれぞれを駆動する各アクチュエータを制御する。この場合、ECU60は、状態量に応じた制限値や制限範囲を設定し、状態値が制限値や制限範囲による制限を遵守するような各アクチュエータの制御量を設定して制御を実行する。
First, in step S11, the
Next, in step S12, the
Next, in step S13, the
Next, in step S14, the
Next, in step S15, the
Next, in step S16, the
<ターボ過回転防止制御>
以下では、本発明の実施形態による、ターボ過給機5の過回転を防止するための制御(ターボ過回転防止制御)について説明する。
<Turbo overspeed prevention control>
Below, the control (turbo overspeed prevention control) for preventing the overspeed of the
最初に、本発明の実施形態によるターボ過回転防止制御の概要について説明する。本実施形態では、ECU60は、メイン噴射の後に燃料を噴射するポスト噴射を制御することにより、排気通路41上に設けられたDPF46に堆積した粒子状物質を除去するDPF再生を実行する。そして、ECU60は、DPF再生を実行している間に、ターボ過給機5の過回転が生じた場合に、DPF再生のためのポスト噴射の燃料噴射量を減量する制御を行う。以下では、ポスト噴射に適用する燃料噴射量を「ポスト噴射量」と呼び、ポスト噴射量を減量する制御を「ポスト噴射量減量制御」と呼ぶ。このポスト噴射量減量制御は、本発明の実施形態によるターボ過回転防止制御に含まれる制御である。
First, an overview of turbo overspeed prevention control according to an embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the
このようなポスト噴射量減量制御を行う理由は以下の通りである。DPF再生のためのポスト噴射によれば、DPF46に堆積した粒子状物質を燃焼させて除去することができるが、排気エネルギー(排気温度)を上昇させるため、ターボ過給機5の回転数を上昇させてしまう。そのため、ターボ過給機5の過回転を生じさせてしまったり、ターボ過給機5の過回転を助長してしまったりする。特に、小型に構成されたターボ過給機5では過回転が生じやすい。
したがって、本実施形態では、ECU60は、DPF再生時にターボ過給機5の過回転が生じた場合に、DPF再生のためのポスト噴射量を減量するポスト噴射量減量制御を行う。この場合、ECU60は、ポスト噴射量を適度に減量することで、DPF再生を継続しつつ、ターボ過給機5の過回転を防止するようにする。つまり、ターボ過給機5の過回転の防止を優先してDPF再生を即座に中止するのではなく、ターボ過給機5の過回転の防止とDPF再生とを両立して、DPF再生を継続しながら、ターボ過給機5の過回転を防止するようにする。
The reason why such post injection amount reduction control is performed is as follows. According to post-injection for regeneration of DPF, particulate matter accumulated on
Therefore, in the present embodiment, the
以上述べたように、ECU60は、本発明における「DPF再生制御手段」及び「噴射量減量制御手段」として機能する。また、詳細は後述するが、ECU60は、本発明における「復帰制御手段」としても機能する。
As described above, the
ここで、図5を参照して、本発明の実施形態において用いる燃料噴射のタイプについて説明する。図5に示すように、クランク角度で規定された時間軸方向において、プレ噴射、メイン噴射(主噴射)、アフター噴射、ポスト噴射の順に燃料噴射が実行される。
プレ噴射は、NOx低減や燃焼音改善を図るべく、エンジンEの燃焼室17内に事前に火種を作り出すための燃料噴射であり、メイン噴射は、出力すべきエンジントルクを発生させるための燃料噴射であり、エンジントルクを積極的にコントロールするための燃料噴射である。
また、アフター噴射は、燃料の未燃分(燃え残り燃料)を完全燃焼させるための燃料噴射(後燃え噴射)である。このアフター噴射の燃料噴射量(以下では「アフター噴射量」と呼ぶ。)は、メイン噴射の燃料噴射量(以下では「メイン噴射量」と呼ぶ。)と相関関係がある。具体的には、メイン噴射量とアフター噴射量との比率が運転状態に応じて予め定められた値に固定されており、この比率に従って、メイン噴射量の増量に伴ってアフター噴射量が増量され、メイン噴射量の減量に伴ってアフター噴射量が減量されるようになっている。
また、ポスト噴射は、排気温度を上昇させて、排気ガスに対して後処理(特にDPF再生)を行うための燃料噴射である。図5に示すように、ポスト噴射は、燃料を多段噴射(例えば1〜5の段数の噴射であり、噴射すべき合計の燃料量に応じた段数が適用される)することによって行われる。DPF再生においては、ポスト噴射された燃料が、燃焼室17で燃焼されずに排気通路41に排出されて、DOC45において酸化(酸素と反応)して発熱し、これにより昇温した排気ガスがDPF46に供給されることにより、DPF46に堆積した粒子状物質が燃焼して除去される。この場合、ポスト噴射された燃料は、燃えながら排気通路41を移動していき、このエネルギーがターボ過給機5のタービン5bに伝達されて、ターボ回転数を上昇させるのである。
Here, with reference to FIG. 5, the type of fuel injection used in the embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 5, fuel injection is performed in the order of pre-injection, main injection (main injection), after injection, and post injection in the time axis direction defined by the crank angle.
The pre-injection is a fuel injection for generating fire types in advance in the
Further, after injection is fuel injection (post-combustion injection) for completely burning unburned fuel (unburned fuel). The fuel injection amount of the after injection (hereinafter referred to as “after injection amount”) is correlated with the fuel injection amount of the main injection (hereinafter referred to as “main injection amount”). Specifically, the ratio between the main injection amount and the after injection amount is fixed to a predetermined value according to the operating state, and the after injection amount is increased according to the increase in the main injection amount according to this ratio. The after injection amount is reduced as the main injection amount is reduced.
Further, the post-injection is a fuel injection for increasing the exhaust gas temperature and performing post-processing (especially DPF regeneration) on the exhaust gas. As shown in FIG. 5, post injection is performed by performing multi-stage injection of fuel (for example, injection of 1 to 5 stages, and the number of stages corresponding to the total amount of fuel to be injected is applied). In the DPF regeneration, the post-injected fuel is discharged into the
次に、図6を参照して、本発明の実施形態によるターボ過回転防止制御におけるタイムチャートについて説明する。図6は、本発明の実施形態によるターボ過回転防止制御を実行した場合のタイムチャートの一例を示している。 Next, a time chart in the turbo overspeed prevention control according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an example of a time chart when the turbo overspeed prevention control according to the embodiment of the present invention is executed.
図6では、DPF再生時にターボ過給機5の過回転が生じた場合にポスト噴射量減量制御を実行した、本実施形態による結果と、このような本実施形態と比較するために、DPF再生時にターボ過給機5の過回転が生じた場合にポスト噴射量減量制御を実行しなかった、比較例(以下では「第1比較例」と呼ぶ。)による結果と、を示す。
更に、図6に示す本実施形態による制御においては、DPF再生時にターボ過給機5の過回転が生じた場合に、ポスト噴射量減量制御に加えて、エンジンEの運転状態に応じた目標過給圧に実過給圧を設定するための過給圧F/B制御(フィードバック制御)の実行を停止するものとする。図6には、このような本実施形態と比較するために、DPF再生時にターボ過給機5の過回転が生じた場合に、ポスト噴射量減量制御を実行するが、過給圧F/B制御の実行を停止せずに、過給圧F/B制御を実行し続ける、比較例(以下では「第2比較例」と呼ぶ。)による結果も示す。
上述したように、本実施形態において過給圧F/B制御の実行を停止する理由は以下の通りである。ターボ過給機5の過回転を防止するために、ポスト噴射量減量制御によりポスト噴射量を減量すると、実過給圧が低下する(特にエンジン回転数が大きい領域では実過給圧の低下が顕著となる)。この際に過給圧F/B制御を実行していると、低下した実過給圧(具体的には目標過給圧未満に低下した実過給圧)を上昇させるように、つまり目標過給圧から乖離した実過給圧を目標過給圧に向けて上昇させるように、ターボ過給機5のフラップ5cの開度(VGT開度)を閉じ側に変化させる制御が行われる。これにより、ターボ回転数が上昇してしまう。そのため、過給圧F/B制御は、ターボ過給機5の過回転を防止すべく、ターボ回転数を低下させようとするポスト噴射量減量制御と相反するものとなる。つまり、過給圧F/B制御は、ターボ過回転防止制御としてのポスト噴射量減量制御と背反する制御となる。したがって、本実施形態では、ターボ過回転防止制御を実行する場合に、過給圧F/B制御の実行を停止することとした。
In FIG. 6, in order to compare the result of this embodiment in which the post-injection amount reduction control is executed when the
Further, in the control according to the present embodiment shown in FIG. 6, when the
As described above, the reason for stopping the execution of the supercharging pressure F / B control in the present embodiment is as follows. If the post injection amount is reduced by the post injection amount reduction control in order to prevent overspeed of the
図6について具体的に説明する。図6は、横方向に時間を示し、上から順に、ターボ回転数、ポスト噴射量、VGT開度、過給圧を示している。具体的には、グラフG11は、本実施形態によるターボ回転数の時間変化を示し、グラフG12は、第1比較例によるターボ回転数の時間変化を示している。また、グラフG21は、本実施形態によるポスト噴射量の時間変化を示し、グラフG22は、第1比較例によるポスト噴射量の時間変化を示している。また、グラフG31は、本実施形態によるVGT開度の時間変化を示し、グラフG32は、第2比較例によるVGT開度の時間変化を示している。また、グラフG41は、本実施形態による実過給圧の時間変化を示し、グラフG42は、第2比較例による実過給圧の時間変化を示し、グラフG43は、エンジンEの運転状態(エンジン回転数やメイン噴射量など)に基づいて設定される目標過給圧の時間変化を示している。 FIG. 6 will be specifically described. FIG. 6 shows time in the horizontal direction, and shows the turbo rotation speed, the post injection amount, the VGT opening degree, and the supercharging pressure in order from the top. Specifically, the graph G11 shows the time change of the turbo rotation speed according to the present embodiment, and the graph G12 shows the time change of the turbo rotation speed according to the first comparative example. Further, the graph G21 shows the time change of the post injection amount according to the present embodiment, and the graph G22 shows the time change of the post injection amount by the first comparative example. Further, the graph G31 shows the time change of the VGT opening according to the present embodiment, and the graph G32 shows the time change of the VGT opening according to the second comparative example. The graph G41 shows the time change of the actual supercharging pressure according to this embodiment, the graph G42 shows the time change of the actual supercharging pressure according to the second comparative example, and the graph G43 shows the operating state of the engine E (engine The time change of the target supercharging pressure set based on the rotation speed, the main injection amount, etc.) is shown.
時刻t1以前において、DPF46に堆積した粒子状物質が所定量以上となっているものとする。そして、時刻t1において、ドライバからの加速要求により、アクセルペダル95の開度(アクセル開度)が踏み込み方向に変化したものとする(図6では図示せず)。そのため、時刻t1より、DPF再生の実行条件が満たされて、DPF再生が開始される。具体的には、DPF46に堆積した粒子状物質を除去するためのポスト噴射が開始される(グラフG21、G22参照)。この場合のポスト噴射量は、DPF46に堆積した粒子状物質が適切に除去されるように、所定のF/B制御(以下では「ポスト噴射F/B制御」と呼ぶ。)によって、DPF46の粒子状物質の堆積量や、排気温度や、DPF46の温度などに応じて制御される。この後、時刻t2において、ターボ回転数が所定値Th1以上になる(グラフG11、G12参照)、つまりターボ過給機5の過回転が生じる。
It is assumed that the particulate matter deposited on the
第1比較例によれば、時刻t2以降も、ポスト噴射F/B制御が継続されて、このポスト噴射F/B制御によるポスト噴射量が適用される(グラフG22参照)。そのため、時刻t2以降も、ターボ回転数が上昇し続ける(グラフG12参照)、つまり、ターボ回転数が所定値Th1以上である状態が継続して、ターボ過給機5の過回転が解消しない。これに対して、本実施形態によれば、時刻t2において、ポスト噴射F/B制御を停止し、DPF再生のためのポスト噴射量を減量するポスト噴射量減量制御が実行される(グラフG21参照)。そのため、時刻t2以降において、ターボ回転数が低下していく(グラフG11参照)。この場合、ターボ回転数が所定値Th1未満にまで低下して、ターボ過給機5の過回転が解消する。
According to the first comparative example, the post injection F / B control is continued after time t2, and the post injection amount by this post injection F / B control is applied (see graph G22). For this reason, the turbo rotational speed continues to increase after time t2 (see graph G12), that is, the state where the turbo rotational speed is equal to or greater than the predetermined value Th1 continues, and the overspeed of the
他方で、第2比較例によれば、ポスト噴射量減量制御を実行するが、このポスト噴射量減量制御によるポスト噴射量の減量によって低下した実過給圧(グラフG42参照)を目標過給圧(グラフG43参照)にまで上昇させるように、過給圧F/B制御によって、VGT開度が閉じ側に制御される(グラフG32参照)。こうした場合、ターボ回転数が上昇することとなる(図6では図示せず)。これに対して、本実施形態によれば、ポスト噴射量減量制御を実行した場合に過給圧F/B制御を停止するので、VGT開度がほぼ一定の開度に固定される(グラフG31参照)、つまりVGT開度の閉じ側への変化が抑制される。この場合、実過給圧(グラフG41参照)は目標過給圧(グラフG43参照)から乖離する。このような本実施形態によれば、過給圧F/B制御によるターボ回転数の上昇が抑制されるので、上述したポスト噴射量減量制御によってターボ回転数が効果的に低下されることとなる(グラフG11参照)。
なお、ターボ回転数が所定値Th1に達する時刻t2では、本実施形態及び第2比較例の両方とも、VGT開度がほぼ全開の開度になっているものとする(グラフG31、G32参照)。
On the other hand, according to the second comparative example, the post injection amount reduction control is executed, and the actual supercharging pressure (see graph G42) decreased by the post injection amount reduction by the post injection amount reduction control is set as the target supercharging pressure. The VGT opening degree is controlled to the closed side by the supercharging pressure F / B control so as to increase to (see graph G43) (see graph G32). In such a case, the turbo rotation speed increases (not shown in FIG. 6). On the other hand, according to the present embodiment, the supercharging pressure F / B control is stopped when the post injection amount reduction control is executed, so the VGT opening is fixed to a substantially constant opening (graph G31). Reference), that is, the change of the VGT opening to the closing side is suppressed. In this case, the actual boost pressure (see graph G41) deviates from the target boost pressure (see graph G43). According to the present embodiment, since the increase in turbo rotation speed due to the supercharging pressure F / B control is suppressed, the turbo rotation speed is effectively reduced by the post injection amount reduction control described above. (See graph G11).
Note that at time t2 when the turbo rotation speed reaches the predetermined value Th1, both the present embodiment and the second comparative example assume that the VGT opening is almost fully open (see graphs G31 and G32). .
次に、図7を参照して、本発明の実施形態によるターボ過回転防止制御の全体の流れについて具体的に説明する。図7は、本発明の実施形態によるターボ過回転防止制御フローを示すフローチャートである。このターボ過回転防止制御フローは、ECU60によって所定の周期で繰り返し実行される。
Next, the overall flow of the turbo overspeed prevention control according to the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a turbo overspeed prevention control flow according to the embodiment of the present invention. This turbo overspeed prevention control flow is repeatedly executed by the
ここで、ターボ過回転防止制御フローの概要について簡単に説明する。ターボ過回転防止制御フローでは、ECU60は、まず、DPF再生時においてターボ回転数が第1所定値以上になった場合に、ポスト噴射F/B制御を停止すると共に、ポスト噴射量を減量するポスト噴射量減量制御を実行する。そして、ECU60は、ポスト噴射量を0にまで減量してもターボ回転数が第2所定値未満にならない場合に、ポスト噴射量減量制御を停止し、メイン噴射量を減量する制御(以下では「メイン噴射量減量制御」と呼ぶ。)を実行すると共に、過給圧F/B制御を停止する。ECU60は、このようにメイン噴射量減量制御によりメイン噴射量を減量した場合、メイン噴射量の減量に伴ってアフター噴射量も減量する。そして、ECU60は、メイン噴射量減量制御によってターボ回転数が第2所定値未満になった場合に、メイン噴射を復帰させる制御(以下では「メイン噴射復帰制御」と呼ぶ。)を行い、この後にポスト噴射を復帰させる制御(以下では「ポスト噴射復帰制御」と呼ぶ。)を行う。
Here, the outline of the turbo overspeed prevention control flow will be briefly described. In the turbo over-rotation prevention control flow, the
図7のターボ過回転防止制御フローについて具体的に説明する。まず、ステップS21において、ECU60は、DPF再生を実行するためのDPF再生フラグがオンとなっているか否かを判定する。言い換えると、ECU60は、DPF再生の実行条件が成立しているか否かを判定する。なお、DPF再生フラグがオンである場合には、ポスト噴射の実行許可状態にあるものとする。
このような判定の結果、DPF再生フラグがオンとなっていると判定されなかった場合(ステップS21:No)、つまりDPF再生フラグがオフである場合、処理は終了する。この場合には、ECU60は、本実施形態によるターボ過回転防止制御を実行しない。
The turbo overspeed prevention control flow of FIG. 7 will be specifically described. First, in step S21, the
As a result of such determination, if it is not determined that the DPF regeneration flag is on (step S21: No), that is, if the DPF regeneration flag is off, the process ends. In this case, the
一方で、DPF再生フラグがオンとなっていると判定された場合(ステップS21:Yes)、処理はステップS22に進み、ECU60は、ターボ回転数センサ103によって検出されたターボ過給機5のコンプレッサ5aの回転数(ターボ回転数)が、第1所定値以上であるか否かを判定する。この第1所定値は、ポスト噴射量減量制御の要否を判定するための閾値であり、ターボ過給機5のコンプレッサ5aの過回転に相当する回転数(例えばコンプレッサ5aの破損等が生じ得る回転数)に基づいて設定される。例えば、第1所定値は、255000回転/分に設定される。
On the other hand, when it is determined that the DPF regeneration flag is on (step S21: Yes), the process proceeds to step S22, and the
ステップS22の判定の結果、ターボ回転数が第1所定値以上であると判定されなかった場合(ステップS22:No)、つまりターボ回転数が第1所定値未満である場合、ステップS34に進む。この場合にはターボ過給機5の過回転が生じていないため、ステップS34において、ECU60は、エンジンEの燃料噴射弁20を制御することにより、DPF再生のためのポスト噴射F/B制御を実行する。具体的には、ECU60は、DPF46に堆積した粒子状物質が適切に除去されるように、DPF46の粒子状物質の堆積量や、排気温度や、DPF46の温度などに基づいて、ポスト噴射量を設定するポスト噴射F/B制御を実行する。
As a result of the determination in step S22, if it is not determined that the turbo rotation speed is equal to or greater than the first predetermined value (step S22: No), that is, if the turbo rotation speed is less than the first predetermined value, the process proceeds to step S34. In this case, since the
一方で、ターボ回転数が第1所定値以上であると判定された場合(ステップS22:Yes)、処理はステップS23に進み、ECU60は、エンジンEの燃料噴射弁20を制御することにより、ターボ回転数を低下させるべく、DPF再生のためのポスト噴射量を減量するポスト噴射量減量制御を実行する。1つの例では、ECU60は、予め定めた所定の量だけ、ポスト噴射量を減量する。他の例では、ECU60は、ターボ回転数が第1所定値を超えている度合いに応じて、ポスト噴射量を減量する。また、例えば、ECU60は、減量すべきポスト噴射量に応じて、ポスト噴射の段数を減らす(5段→4段や5段→3段など)。
On the other hand, when it is determined that the turbo rotation speed is equal to or higher than the first predetermined value (step S22: Yes), the process proceeds to step S23, and the
次いで、ステップS24において、ECU60は、ポスト噴射F/B制御を停止する。こうすることで、燃料噴射弁20からの燃料噴射量として、ポスト噴射F/B制御によって設定されたポスト噴射量を適用せずに、ポスト噴射量減量制御によって減量されたポスト噴射量を適用するようにする。
Next, in step S24, the
次いで、ステップS25において、ECU60は、ポスト噴射量減量制御によって減量されたポスト噴射量が0になっており、且つ、ターボ回転数センサ103によって検出されたターボ過給機5のコンプレッサ5aの回転数(ターボ回転数)が第2所定値以上であるか否かを判定する。ここでは、ステップS23のポスト噴射量減量制御が繰り返し行われてポスト噴射量が0まで減量されても、未だターボ過給機5が過回転しているか否かを判定している。
ステップS25で用いる第2所定値は、メイン噴射量減量制御の要否を判定するための閾値であり、第1所定値と同様に、ターボ過給機5のコンプレッサ5aの過回転に相当する回転数(例えばコンプレッサ5aの破損等が生じ得る回転数)に基づいて設定される。例えば、第2所定値は、第1所定値よりも若干高い、260000回転/分に設定される。なお、第2所定値を第1所定値と異なる値に設定することに限定はされず、第2所定値を第1所定値と同じ値に設定してもよい。
Next, in step S <b> 25, the
The second predetermined value used in step S25 is a threshold value for determining whether or not the main injection amount reduction control is necessary, and the rotation corresponding to the excessive rotation of the
ステップS25の判定の結果、ポスト噴射量が0であり、且つ、ターボ回転数が第2所定値以上であると判定されなかった場合(ステップS25:No)、つまり、ポスト噴射量が0でない場合、若しくはターボ回転数が第2所定値未満である場合、ステップS31に進む。この場合、ステップS31において、ECU60は、ターボ回転数が第1所定値未満であるか否かを判定する。その結果、ターボ回転数が第1所定値未満であると判定されなかった場合(ステップS31:No)、つまりターボ回転数が第1所定値以上である場合、ステップS23に戻り、ECU60は、ポスト噴射量減量制御を再度実行して、ポスト噴射量を更に減量する。そして、ECU60は、ステップS24において、ポスト噴射F/B制御を停止した状態を継続する。
As a result of the determination in step S25, when the post injection amount is 0 and the turbo rotation speed is not determined to be equal to or greater than the second predetermined value (step S25: No), that is, when the post injection amount is not 0 Alternatively, if the turbo rotation speed is less than the second predetermined value, the process proceeds to step S31. In this case, in step S31, the
ECU60は、このようなステップS23、S24、S25、S31の処理を繰り返して、ターボ回転数を第1所定値と比較しながらポスト噴射量を徐々に減量していく。その結果、ポスト噴射量を減量している間にターボ回転数が第1所定値未満にならなければ、ポスト噴射量が最終的に0になる。この状態は、ポスト噴射が実質的に停止された状態に相当する。当該状態においてターボ過給機5の過回転が生じている場合には、ステップS25の判定結果が「Yes」となり、後述するステップS26以降の処理が行われることとなる。
The
一方で、ステップS31において、ターボ回転数が第1所定値未満であると判定された場合(ステップS31:Yes)、ステップS32に進む。この場合にはターボ過給機5の過回転が生じていないため、ステップS32において、ECU60は、ポスト噴射量減量制御を停止し、DPF再生のためのポスト噴射を再開するためのポスト噴射復帰制御を実行する。この場合、ECU60は、エンジンEの燃焼状態や排気状態などを考慮して、未燃分が外部に排出されないようにポスト噴射を復帰する。次いで、ステップS33において、ECU60は、DPF再生のためのポスト噴射F/B制御を再開する。
On the other hand, when it is determined in step S31 that the turbo rotation speed is less than the first predetermined value (step S31: Yes), the process proceeds to step S32. In this case, since the
他方で、ステップS25の判定の結果、ポスト噴射量が0であり、且つ、ターボ回転数が第2所定値以上であると判定された場合(ステップS25:Yes)、ステップS26に進む。この場合にはポスト噴射量を0にまで減量してもターボ過給機5が未だ過回転しているので、ステップS26において、ECU60は、エンジンEの燃料噴射弁20を制御することにより、ターボ回転数を低下させるべく、メイン噴射量を減量するメイン噴射量減量制御を実行する。1つの例では、ECU60は、予め定めた所定の量だけ、メイン噴射量を減量する。他の例では、ECU60は、ターボ回転数が第2所定値を超えている度合いに応じて、メイン噴射量を減量する。
上述したように、メイン噴射量とアフター噴射量との比率が運転状態に応じて予め定められた値に固定されているため、ECU60は、メイン噴射量減量制御によってメイン噴射量を減量すると同時に、この予め定められた比率に従って、アフター噴射量も減量する。
On the other hand, as a result of the determination in step S25, when it is determined that the post injection amount is 0 and the turbo rotation speed is equal to or greater than the second predetermined value (step S25: Yes), the process proceeds to step S26. In this case, even if the post-injection amount is reduced to 0, the
As described above, since the ratio between the main injection amount and the after injection amount is fixed to a predetermined value according to the operating state, the
ここで、アフター噴射量が減量される状況においてはポスト噴射が停止されているが、このようにポスト噴射を停止した状態であっても、アフター噴射によってDPF再生を継続することができる。つまり、従前のポスト噴射によって噴射された燃料によりDPF46には未燃分が既に溜まっているため、ポスト噴射を停止しても、アフター噴射によってDPF再生を継続することができるのである。したがって、本実施形態では、ポスト噴射を停止した後は、アフター噴射によってDPF再生を行うようにする。具体的には、ECU60は、適切にDPF再生を行うことが可能な噴射量によってアフター噴射を行い(上述したように、このアフター噴射量はメイン噴射量との比率に応じて定まる)、そのようなアフター噴射量をメイン噴射量の減量に伴って減量していく。
Here, in the situation where the after injection amount is reduced, the post injection is stopped. However, even if the post injection is stopped in this way, the DPF regeneration can be continued by the after injection. That is, since unburned fuel has already accumulated in the
次いで、ステップ27において、ECU60は、過給圧F/B制御によるターボ回転数の上昇を抑制すべく、つまり過給圧F/B制御とターボ過回転防止制御との背反を抑制すべく、過給圧F/B制御を停止する。
Next, at
次いで、ステップS28において、ECU60は、ターボ回転数センサ103によって検出されたターボ過給機5のコンプレッサ5aの回転数(ターボ回転数)が第2所定値未満であるか否かを判定する。その結果、ターボ回転数が第2所定値未満であると判定されなかった場合(ステップS28:No)、つまりターボ回転数が第2所定値以上である場合、処理はステップS26に戻り、ECU60は、メイン噴射量減量制御を再度実行して、メイン噴射量を更に減量すると共に、アフター噴射量も更に減量する。そして、ECU60は、ステップS27において、過給圧F/B制御を停止した状態を継続する。
Next, in step S28, the
ECU60は、このようなステップS26、S27、S28の処理を繰り返して、ターボ回転数を第2所定値と比較しながらメイン噴射量及びアフター噴射量を徐々に減量していく。その結果、アフター噴射量が、DPF再生を適切に行うことが可能な噴射量の下限値を下回ることで、DPF再生が実質的に停止した状態となる(但し、DPF再生フラグはオンのままである)。この後も、ECU60は、ターボ回転数が第2所定値以上であれば、メイン噴射量及びアフター噴射量を更に減量する。こうしてメイン噴射量及びアフター噴射量を減量していくと、アフター噴射量が0になるが、この際にメイン噴射量減量制御の実質的な停止状態となる。
The
一方で、ステップS28において、ターボ回転数が第2所定値未満であると判定された場合(ステップS28:Yes)、処理はステップS29に進む。この場合にはターボ過給機5の過回転が生じていないため、ステップS29において、ECU60は、メイン噴射量減量制御を停止し、アクセル開度及びエンジン回転数などに応じた量の燃料を噴射する通常のメイン噴射を再開すべく、メイン噴射復帰制御を実行する。この場合、ECU60は、乗員がトルクや音の変化を感じない程度の時間経過後にメイン噴射を復帰する。また、ECU60は、メイン噴射の復帰に伴って、アフター噴射も復帰させる。次いで、ステップS30において、ECU60は、エンジンEの運転状態に応じた目標過給圧に実過給圧を設定するための過給圧F/B制御を再開する。
On the other hand, when it is determined in step S28 that the turbo rotation speed is less than the second predetermined value (step S28: Yes), the process proceeds to step S29. In this case, since the
次いで、ステップS31に進み、上記と同様のステップS31以降の処理を行う。ここでは、ステップS31以降の処理を簡単に説明する。メイン噴射復帰制御及び過給圧F/B制御の再開を行った後に(ステップS29、S30)、ターボ回転数が第1所定値未満であると判定された場合(ステップS31:Yes)、ECU60は、DPF再生のためのポスト噴射を再開するためのポスト噴射復帰制御を実行し(ステップS32)、この後、DPF再生のためのポスト噴射F/B制御を再開する(ステップS33)。
Subsequently, it progresses to step S31 and the process after step S31 similar to the above is performed. Here, the process after step S31 is demonstrated easily. After the main injection return control and the supercharging pressure F / B control are resumed (steps S29 and S30), when it is determined that the turbo rotation speed is less than the first predetermined value (step S31: Yes), the
<作用効果>
次に、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の作用効果について説明する。
<Effect>
Next, functions and effects of the engine control apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
本実施形態によれば、DPF再生時にターボ過給機5の過回転が生じた場合に、DPF再生のためのポスト噴射量を減量し、ポスト噴射を中止することなくポスト噴射を適切に維持するので、DPF再生を継続しつつ、ターボ過給機5の過回転を防止することができる。つまり、ターボ過給機5の過回転の防止とDPF再生とを両立して、DPF再生を継続しながら、ターボ過給機5の過回転を防止することができる。
特に、本実施形態によれば、DPF再生時にターボ過給機5の過回転が生じた場合に、ポスト噴射の段数(ポスト噴射として燃料を噴射する回数)を減らすので、簡易な制御構成により、ターボ回転数を低下させるように、ポスト噴射量を適切に減量することができる。
According to the present embodiment, when the
In particular, according to the present embodiment, when the
また、本実施形態によれば、ポスト噴射量を減量してもターボ過給機5の過回転が解消しない場合に、ポスト噴射量の減量によってはターボ過給機5の過回転を防止しきれないものとして、ポスト噴射を停止するので、ターボ過給機5の過回転の防止を最優先することができる。
更に、本実施形態によれば、ポスト噴射を停止した後にメイン噴射量を減量するので、ポスト噴射を停止した後も、ターボ過給機5の過回転を適切に防止することができる。
特に、本実施形態では、メイン噴射量の減量に伴ってアフター噴射量も更に減量するので、ターボ過給機5の過回転を効果的に防止することができる。この場合、アフター噴射量を、DPF再生を適切に行うことができる噴射量から減量していくので、上記のようにポスト噴射を停止した後であっても、アフター噴射によってDPF再生を継続することができる。
そして、本実施形態では、DPF再生を適切に行うことができる噴射量の下限値までアフター噴射量を減量しても、ターボ過給機5の過回転が解消しない場合に、DPF再生を実質的に停止させるので、ここからアフター噴射量を更に減量して、ターボ過給機5の過回転の防止を最優先することができる。
Further, according to the present embodiment, when the post-injection amount is reduced and the
Furthermore, according to the present embodiment, the main injection amount is reduced after the post injection is stopped, so that it is possible to appropriately prevent the
In particular, in this embodiment, since the after injection amount is further reduced as the main injection amount is reduced, it is possible to effectively prevent the
In the present embodiment, DPF regeneration is substantially performed when excessive rotation of the
また、本実施形態によれば、燃料噴射量の減量によりターボ過給機5の過回転が解消した場合に、メイン噴射を復帰させる制御を行い、この制御の後にポスト噴射を復帰させる制御を行うので、つまり、メイン噴射及びポスト噴射を同時に復帰させずに、メイン噴射、ポスト噴射の順に復帰させるので、燃料噴射の復帰に伴うトルク変動や音の変化を適切に抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, when the
1 吸気通路
5 ターボ過給機
5a コンプレッサ
5b タービン
5c フラップ
20 燃料噴射弁
41 排気通路
43 高圧EGR装置
45 DOC
46 DPF
48 低圧EGR装置
60 ECU
200 エンジンシステム
E エンジン
1
46 DPF
48 Low
200 engine system E engine
Claims (7)
排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを備え、排気ガスによって上記タービンを回転させることにより上記コンプレッサを駆動して吸気を過給するターボ過給機と、
排気通路に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するDPFと、
上記DPFに堆積した粒子状物質を除去するために、メイン噴射の後に燃料を噴射するポスト噴射を制御することにより、DPF再生を実行するDPF再生制御手段と、
上記DPF再生制御手段が上記DPF再生を実行している間に、上記ターボ過給機の回転数が第1所定値以上になった場合に、上記DPF再生制御手段によって制御された上記ポスト噴射の燃料噴射量を減量する噴射量減量制御手段と、
を有することを特徴とするエンジンの制御装置。 An engine control device,
A turbocharger comprising a turbine provided in an exhaust passage and a compressor provided in an intake passage, and driving the compressor by rotating the turbine with exhaust gas to supercharge intake air;
A DPF that is provided in the exhaust passage and collects particulate matter in the exhaust gas;
DPF regeneration control means for performing DPF regeneration by controlling post-injection for injecting fuel after main injection to remove particulate matter deposited on the DPF;
While the DPF regeneration control means is executing the DPF regeneration, when the rotation speed of the turbocharger becomes equal to or higher than a first predetermined value, the post injection controlled by the DPF regeneration control means is performed. An injection amount reduction control means for reducing the fuel injection amount;
An engine control device comprising:
上記噴射量減量制御手段は、上記ポスト噴射の燃料噴射量を減量すべく、上記ポスト噴射の段数を減らす、請求項1に記載のエンジンの制御装置。 The DPF regeneration control means executes the post injection by injecting fuel in multiple stages,
2. The engine control device according to claim 1, wherein the injection amount reduction control means reduces the number of stages of the post injection so as to reduce the fuel injection amount of the post injection. 3.
上記噴射量減量制御手段は、上記メイン噴射の燃料噴射量の減量に伴って、上記DPF再生制御手段によって制御された上記アフター噴射の燃料噴射量も更に減量する、請求項4に記載のエンジンの制御装置。 The DPF regeneration control means performs the DPF regeneration by further controlling after injection that injects fuel between the main injection and the post injection in addition to the post injection,
5. The engine according to claim 4, wherein the injection amount reduction control means further reduces the fuel injection quantity of the after injection controlled by the DPF regeneration control means in accordance with the reduction of the fuel injection quantity of the main injection. Control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014195409A JP6198007B2 (en) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | Engine control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014195409A JP6198007B2 (en) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | Engine control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016065504A true JP2016065504A (en) | 2016-04-28 |
JP6198007B2 JP6198007B2 (en) | 2017-09-20 |
Family
ID=55805227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014195409A Expired - Fee Related JP6198007B2 (en) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | Engine control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6198007B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019190440A (en) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002227702A (en) * | 2000-12-12 | 2002-08-14 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Method for improving response characteristics of turbo charger |
JP2003307117A (en) * | 2002-04-16 | 2003-10-31 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
JP2007162568A (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust gas filter regeneration control device and exhaust gas filter regeneration control method |
JP2009209741A (en) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Yanmar Co Ltd | Engine |
JP2010116817A (en) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Mitsubishi Motors Corp | Exhaust emission control device of engine |
-
2014
- 2014-09-25 JP JP2014195409A patent/JP6198007B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002227702A (en) * | 2000-12-12 | 2002-08-14 | Man Nutzfahrzeuge Ag | Method for improving response characteristics of turbo charger |
JP2003307117A (en) * | 2002-04-16 | 2003-10-31 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
JP2007162568A (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust gas filter regeneration control device and exhaust gas filter regeneration control method |
JP2009209741A (en) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Yanmar Co Ltd | Engine |
JP2010116817A (en) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Mitsubishi Motors Corp | Exhaust emission control device of engine |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019190440A (en) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
CN110410228A (en) * | 2018-04-27 | 2019-11-05 | 丰田自动车株式会社 | The control device of internal combustion engine |
JP7068021B2 (en) | 2018-04-27 | 2022-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6198007B2 (en) | 2017-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8893474B2 (en) | Exhaust emission control device of diesel engine | |
JP2010096049A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP6137496B2 (en) | Engine control device | |
JP2007051619A (en) | Supercharging pressure controller | |
JP6245448B2 (en) | Engine control device | |
JP4630861B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP6098835B2 (en) | Engine exhaust control device | |
JP4857915B2 (en) | Diesel engine control device | |
JP6245449B2 (en) | Engine control device | |
WO2018088341A1 (en) | Regeneration control device for exhaust purification device | |
JP2007332913A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP6198007B2 (en) | Engine control device | |
JP2007023816A (en) | Controller of internal combustion engine | |
JP2006299892A (en) | Internal combustion engine with supercharger | |
US10669966B2 (en) | Control device and method for diesel engine | |
JP5796278B2 (en) | Exhaust gas purification system | |
JP5796277B2 (en) | Exhaust gas purification system | |
JP2007132298A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2008215127A (en) | Fuel injection device | |
JP6406337B2 (en) | ENGINE CONTROL METHOD AND CONTROL DEVICE | |
JP6098836B2 (en) | Engine exhaust control device | |
JP2018080598A (en) | Control method and control device for engine | |
JP6308257B2 (en) | Diesel engine control method and control system | |
JP6406338B2 (en) | ENGINE CONTROL METHOD AND CONTROL DEVICE | |
JP6315004B2 (en) | Engine control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170118 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170119 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170321 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170726 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170808 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6198007 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |