JP2019194460A - Internal combustion engine control apparatus, internal combustion engine, and internal combustion engine control method - Google Patents

Internal combustion engine control apparatus, internal combustion engine, and internal combustion engine control method Download PDF

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Abstract

To provide an internal combustion engine control apparatus, an internal combustion engine, and an internal combustion engine control method, which are capable of preventing PM from entering an EGR mechanism and an intake system.SOLUTION: An internal combustion engine control apparatus includes: a capturing efficiency determination part that is used in an internal combustion engine that has a capturing filter, disposed in an exhaust channel of the engine, for capturing particulate materials contained in an exhaust gas and a first EGR channel for refluxing an exhaust gas flowing downstream of the capturing filter to upstream of a compressor of a turbo charger and that determines whether a capturing efficiency of the capturing filter is equal to or better than a predetermined value; and an EGR control part for performing control to close the first EGR channel in a case where the capturing efficiency determination part determines that the capturing efficiency of the capturing filter is less than the predetermined value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、内燃機関の制御装置、内燃機関および内燃機関の制御方法に関する。   The present disclosure relates to an internal combustion engine control apparatus, an internal combustion engine, and an internal combustion engine control method.

特許文献1には、ターボチャージャーおよび排気還流(Exhaust Gas Recirculation:EGR)機構が設けられた内燃機関が開示されている。   Patent Document 1 discloses an internal combustion engine provided with a turbocharger and an exhaust gas recirculation (EGR) mechanism.

同文献には、ディーゼルエンジンからの排気ガスは、ターボチャージャーのタービンを駆動した後、排気通路を通って外部に排出される。   In this document, exhaust gas from a diesel engine is exhausted to the outside through an exhaust passage after driving a turbine of a turbocharger.

排気通路には、排気ガス中の粒子状物質(以下、PMという)を捕集するディーゼル微粒子捕集フィルター(以下、Diesel Paticulate Filter:DPF)が配置されている。DPFがPMを捕集し続けると、DPFが目詰まりして背圧が上昇し、燃費が低下するなどの問題が起こる。このため、PMがある程度捕集されたら排気ガス温度を上昇させて、PMを強制的に燃焼させて除去し、DPFを再生させる。   A diesel particulate filter (hereinafter referred to as Diesel Particle Filter: DPF) that collects particulate matter (hereinafter referred to as PM) in the exhaust gas is disposed in the exhaust passage. If the DPF continues to collect PM, problems such as clogging of the DPF, an increase in back pressure, and a decrease in fuel consumption occur. For this reason, when PM is collected to some extent, the exhaust gas temperature is raised, the PM is forcibly burned and removed, and the DPF is regenerated.

また、EGR機構は、DPFからの排気ガスをターボチャージャーのコンプレッサーの上流側に還流させる。   The EGR mechanism also recirculates the exhaust gas from the DPF to the upstream side of the turbocharger compressor.

特開2010−223040号公報JP 2010-223040 A

ところで、例えば、DPFの再生により、PMの燃焼が進むと、PMの捕集効率が低下するブローオフが発生して、PMがDPFの下流側に流出する。この状況下で、EGR機構を用いると、PMがEGR機構や吸気系統へ浸入する。その結果、EGR機構や吸気系統が汚れてしまうおそれがある。なお、同様の問題はガソリンエンジンでも発生し得る。   By the way, for example, when PM combustion progresses due to regeneration of the DPF, blow-off in which the PM collection efficiency is reduced occurs, and PM flows out downstream of the DPF. Under this circumstance, when the EGR mechanism is used, PM enters the EGR mechanism and the intake system. As a result, the EGR mechanism and the intake system may become dirty. Similar problems can occur with gasoline engines.

本開示の目的は、PMがEGR機構や吸気系統へ浸入するのを防止することができる内燃機関の制御装置、内燃機関および内燃機関の制御方法を提供することである。   An object of the present disclosure is to provide a control device for an internal combustion engine, an internal combustion engine, and a control method for the internal combustion engine that can prevent PM from entering the EGR mechanism and the intake system.

本開示の一態様に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の排気通路に設けられて排気ガス中の粒子状物質を捕集する捕集フィルターと、
前記捕集フィルターの下流側を流れる排気ガスをターボチャージャーのコンプレッサーの上流側に還流させる第1のEGR通路と、を備える内燃機関に用いられ、
前記捕集フィルターの捕集効率が予め定められた値以上であるか否かについて判定する捕集効率判定部と、
前記捕集効率判定部により前記捕集フィルターの捕集効率が予め定められた値未満であると判定された場合に、前記第1のEGR通路を閉じる制御を行うEGR制御部と、
を備える。
An internal combustion engine control apparatus according to an aspect of the present disclosure includes:
A collection filter provided in the exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust gas;
A first EGR passage that recirculates exhaust gas flowing downstream of the collection filter to the upstream side of the compressor of the turbocharger, and used in an internal combustion engine.
A collection efficiency determination unit for determining whether the collection efficiency of the collection filter is equal to or greater than a predetermined value;
An EGR control unit that performs control to close the first EGR passage when the collection efficiency determination unit determines that the collection efficiency of the collection filter is less than a predetermined value;
Is provided.

本開示の一態様に係る内燃機関は、上記制御装置を備える。   An internal combustion engine according to an aspect of the present disclosure includes the control device.

本開示の一態様に係る内燃機関の制御方法は、
内燃機関の排気通路に設けられて排気ガス中の粒子状物質を捕集する捕集フィルターと、前記捕集フィルターの下流側を流れる排気ガスをターボチャージャーのコンプレッサーの上流側に還流させるEGR通路と、を備える内燃機関の制御方法であって、
前記捕集フィルターの捕集効率が予め定められた値以上であるか否かについて判定し、
前記捕集フィルターの捕集効率が予め定められた値未満であると判定した場合に、前記EGR通路を閉じる制御を行う。
An internal combustion engine control method according to an aspect of the present disclosure includes:
A collection filter provided in the exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust gas; an EGR passage for returning the exhaust gas flowing downstream of the collection filter to the upstream side of the compressor of the turbocharger; An internal combustion engine control method comprising:
Determining whether the collection efficiency of the collection filter is a predetermined value or more,
When it is determined that the collection efficiency of the collection filter is less than a predetermined value, control is performed to close the EGR passage.

本開示によれば、PMがEGR機構や吸気系統へ浸入するのを防止することができる。   According to the present disclosure, it is possible to prevent PM from entering the EGR mechanism and the intake system.

本開示の一実施の形態に係るディーゼルエンジンの概略構成図Schematic configuration diagram of a diesel engine according to an embodiment of the present disclosure 本実施の形態に係る排気ガスの温度を表すグラフA graph representing the temperature of the exhaust gas according to the present embodiment 本実施の形態に係るDPFによるPMの捕集効率を表すグラフThe graph showing the collection efficiency of PM by DPF concerning this embodiment 内燃機関の制御装置のブロック図Block diagram of a control device for an internal combustion engine 本実施の形態に係る低圧EGR制御の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the low voltage | pressure EGR control which concerns on this Embodiment. 変形例に係るEGR制御の一例を示すタイミングチャートTiming chart showing an example of EGR control according to a modification 変形例に係るEGR制御の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of EGR control concerning a modification

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施の形態は、自動車に搭載されたディーゼルエンジン(内燃機関)に本発明を適用した場合について説明する。   In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a diesel engine (internal combustion engine) mounted on an automobile will be described.

まず、本実施の形態に係るディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)の概略構造について説明する。図1は、実施の形態に係るエンジン1の概略構成図である。   First, a schematic structure of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine 1 according to the embodiment.

図1に示すように、エンジン1は、吸気マニホールド11、排気マニホールド12、ターボチャージャー13、エアクリーナー17、インタークーラー18、排気管20、低圧EGR通路21L(本発明の「第1のEGR通路」対応)、高圧EGR通路21H(本発明の「第2のEGR通路」対応)、排気通路30、PMセンサ35およびECU100(本発明の「制御装置」に対応)を備える。   As shown in FIG. 1, the engine 1 corresponds to an intake manifold 11, an exhaust manifold 12, a turbocharger 13, an air cleaner 17, an intercooler 18, an exhaust pipe 20, and a low pressure EGR passage 21L (the “first EGR passage” of the present invention). ), High pressure EGR passage 21H (corresponding to “second EGR passage” of the present invention), exhaust passage 30, PM sensor 35, and ECU 100 (corresponding to “control device” of the present invention).

吸気マニホールド11は、下流側吸気管16bを介してインタークーラー18に連結されている。   The intake manifold 11 is connected to an intercooler 18 via a downstream intake pipe 16b.

インタークーラー18は、中間部吸気管16cを介してターボチャージャー13のコンプレッサー14に連結されている。コンプレッサー14は、上流側吸気管16aを介してエアクリーナー17に連結されている。   The intercooler 18 is connected to the compressor 14 of the turbocharger 13 through an intermediate intake pipe 16c. The compressor 14 is connected to an air cleaner 17 via an upstream side intake pipe 16a.

エアクリーナー17からの空気は、上流側吸気管16aを通ってコンプレッサー14に吸引されて昇圧され、インタークーラー18を通って冷却されて、下流側吸気管16bを通って吸気マニホールド11からエンジン1に供給される。   The air from the air cleaner 17 is sucked into the compressor 14 through the upstream side intake pipe 16a and pressurized, cooled through the intercooler 18, and supplied from the intake manifold 11 to the engine 1 through the downstream side intake pipe 16b. Is done.

排気マニホールド12は、ターボチャージャー13のタービン15に連結されている。   The exhaust manifold 12 is connected to the turbine 15 of the turbocharger 13.

タービン15は、排気通路30を介して排気管20に連結されている。エンジン1からの排気ガスは、タービン15を駆動した後、排気通路30を通って排気管20に排気される。   The turbine 15 is connected to the exhaust pipe 20 via the exhaust passage 30. Exhaust gas from the engine 1 is exhausted to the exhaust pipe 20 through the exhaust passage 30 after driving the turbine 15.

低圧EGR通路21Lは、DPF32(後述する)からの排気ガスをコンプレッサー14の上流側に還流させる。低圧EGR通路21Lには、EGRクーラー22LおよびEGRバルブ23Lが設けられている。排気ガスの一部を低圧EGR通路21Lに通して吸気に戻すことにより、エンジン1に入る酸素量を抑制し、燃焼温度を下げることでNOxの排出量を低減することができる。なお、コンプレッサー14から中間部吸気管16c、インタークーラー18、下流側吸気管16b、吸気マニホールド11、吸気弁(図示略)およびエンジン1の内部までの経路を、「吸気系統」という場合がある。   The low pressure EGR passage 21L recirculates exhaust gas from the DPF 32 (described later) to the upstream side of the compressor 14. An EGR cooler 22L and an EGR valve 23L are provided in the low pressure EGR passage 21L. By returning a part of the exhaust gas to the intake air through the low pressure EGR passage 21L, the amount of oxygen entering the engine 1 can be suppressed, and the NOx emission amount can be reduced by lowering the combustion temperature. The path from the compressor 14 to the intermediate intake pipe 16c, the intercooler 18, the downstream intake pipe 16b, the intake manifold 11, the intake valve (not shown), and the inside of the engine 1 may be referred to as an “intake system”.

高圧EGR通路21Hは、タービン15の上流側からの排気ガスを吸気マニホールド11の上流側であって、インタークーラー18の下流側に還流させる。高圧EGR通路21Hには、EGRクーラー22HおよびEGRバルブ23Hが設けられている。なお、高圧EGR通路21Hは、排気ガスを吸気マニホールド11の上流側であって、コンプレッサー14の下流側に還流させてもよい。   The high pressure EGR passage 21 </ b> H recirculates exhaust gas from the upstream side of the turbine 15 to the upstream side of the intake manifold 11 and downstream of the intercooler 18. The high pressure EGR passage 21H is provided with an EGR cooler 22H and an EGR valve 23H. Note that the high-pressure EGR passage 21 </ b> H may recirculate the exhaust gas upstream of the intake manifold 11 and downstream of the compressor 14.

排気通路30には酸化触媒(Diesel Oxidation Catalyst:DOC)31と、DPF32とが設けられている。   The exhaust passage 30 is provided with an oxidation catalyst (Diesel Oxidation Catalyst: DOC) 31 and a DPF 32.

DOC31は、排気ガス中の炭化水素(HC)および一酸化炭素(CO)を酸化する。   The DOC 31 oxidizes hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas.

DPF32は、排気ガス中のPMを捕集するフィルターである。DPF32の強制再生においては、燃焼工程後に燃料噴射を行うことにより、排気ガスの温度を上昇させ、捕集されたPMを高温で酸素と結合(燃焼)させる。また、DOC31は、DPF32の再生時に、燃焼工程後に噴射される燃料を酸化することにより、排気ガスを昇温させ、PMの燃焼を促進する。   The DPF 32 is a filter that collects PM in the exhaust gas. In the forced regeneration of the DPF 32, the temperature of the exhaust gas is raised by performing fuel injection after the combustion process, and the collected PM is combined (combusted) with oxygen at a high temperature. Further, the DOC 31 oxidizes the fuel injected after the combustion process when the DPF 32 is regenerated, thereby raising the temperature of the exhaust gas and promoting the combustion of PM.

図2は、DPF32の再生時における排気ガスの温度の一例を示す図である。図2の横軸に時間、縦軸に排気ガスの温度を示す。図2に示すように、排気ガスの温度は、DPF32の再生開始時taから上昇し、一定時間経過後にPMの燃焼温度に達する。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the temperature of the exhaust gas when the DPF 32 is regenerated. In FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the exhaust gas temperature. As shown in FIG. 2, the temperature of the exhaust gas rises from the regeneration start time ta of the DPF 32, and reaches the PM combustion temperature after a predetermined time has elapsed.

図3は、DPF32の再生時におけるPMの捕集効率の一例を示す図である。図3の横軸に時間、縦軸にPMの捕集効率を示す。なお、PMの捕集効率を単に「捕集効率」という場合がある。図3に示すように、DPF32の再生により、PMの燃焼が進むと、捕集効率が低下するブローオフが発生する。捕集効率は、再生終了時tcまで低下し続ける。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the PM collection efficiency when the DPF 32 is regenerated. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents PM collection efficiency. The PM collection efficiency may be simply referred to as “collection efficiency”. As shown in FIG. 3, when the combustion of PM proceeds due to regeneration of the DPF 32, blow-off that lowers the collection efficiency occurs. The collection efficiency continues to decrease until the end of regeneration tc.

ブローオフの発生により、PMがDPF32をすり抜けて下流側に流出する。この状況下で、低圧EGR通路21Lが開かれていると、PMを含む排気ガスが低圧EGR通路21Lから吸気系統へ浸入する。これにより、低圧EGR通路21Lや吸気系統が汚れてしまうおそれがある。   Due to the occurrence of blow-off, PM passes through the DPF 32 and flows downstream. Under this situation, when the low pressure EGR passage 21L is opened, exhaust gas containing PM enters the intake system from the low pressure EGR passage 21L. As a result, the low pressure EGR passage 21L and the intake system may become dirty.

そこで、本実施の形態では、図1に示すように、排気通路30のDPF32の下流側にPMセンサ35が設けられている。PMセンサ35は、DPF32をすり抜けて下流側に流出するPMをリアルタイムで検出する。具体的に、PMセンサ35は、素子に堆積したPMの堆積量に応じた検出値を出力する。なお、PMセンサ35は、PMの堆積量が所定値を超えた場合に素子に高電圧の電流を流して、素子に堆積したPMを燃焼除去してもよい。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the PM sensor 35 is provided on the downstream side of the DPF 32 in the exhaust passage 30. The PM sensor 35 detects in real time the PM that passes through the DPF 32 and flows downstream. Specifically, the PM sensor 35 outputs a detection value corresponding to the amount of PM deposited on the element. The PM sensor 35 may burn and remove the PM deposited on the element by supplying a high-voltage current to the element when the amount of PM deposition exceeds a predetermined value.

次に、ECU100について図4を参照して説明する。ECU100は、図示しないCPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータと入出力回路とを備えている。ECU100の入力回路には、PMセンサ35が接続されている。ECU100の出力回路には、EGRバルブ23L、EGRバルブ23Hが接続されている。   Next, the ECU 100 will be described with reference to FIG. The ECU 100 includes a microcomputer (not shown) composed of a CPU, ROM, RAM, and the like and an input / output circuit. A PM sensor 35 is connected to the input circuit of the ECU 100. An EGR valve 23L and an EGR valve 23H are connected to the output circuit of the ECU 100.

図4は内燃機関の制御装置のブロック図である。ECU100は、図4に示すように、記憶部110、捕集効率算出部120、捕集効率判定部130、および、EGR制御部140を有する。   FIG. 4 is a block diagram of the control device for the internal combustion engine. The ECU 100 includes a storage unit 110, a collection efficiency calculation unit 120, a collection efficiency determination unit 130, and an EGR control unit 140, as shown in FIG.

記憶部110は、エンジン1の運転状態とPMの排出量との予め定められた関係を示すPM排出量マップを記憶する。エンジン1の運転状態には、例えば、エンジン回転数、燃料噴射量が含まれる。PM排出量マップは、例えば、シミュレーション又は実験結果に基づいて作成される。   The storage unit 110 stores a PM emission amount map indicating a predetermined relationship between the operating state of the engine 1 and the PM emission amount. The operating state of the engine 1 includes, for example, the engine speed and the fuel injection amount. The PM emission amount map is created based on, for example, simulations or experimental results.

捕集効率算出部120は、エンジン1の運転状態に基づいて、上述のPM排出量マップを参照してPMの排出量を算出する。なお、PMの排出量がDPF32に流入する排気ガス中のPMの流入量に対応する。捕集効率算出部120は、算出したPM排出量およびPMセンサ35により検出された検出値に基づき、捕集効率をリアルタイムで算出する。なお、捕集効率(%)とは、DPF32から流出する排気ガス中のPMの流出量をDPF32へ流入する排気ガス中のPMの流入量(PMの排出量)で除算した値を、1から減算した数値で示される。   The collection efficiency calculation unit 120 calculates the PM emission amount based on the operating state of the engine 1 with reference to the above-described PM emission amount map. Note that the PM discharge amount corresponds to the PM inflow amount in the exhaust gas flowing into the DPF 32. The collection efficiency calculation unit 120 calculates the collection efficiency in real time based on the calculated PM emission amount and the detection value detected by the PM sensor 35. The collection efficiency (%) is a value obtained by dividing the PM outflow amount in the exhaust gas flowing out from the DPF 32 by the PM inflow amount (PM discharge amount) in the exhaust gas flowing into the DPF 32 from 1. Indicated by subtracted number.

捕集効率判定部130は、捕集効率算出部120により算出された捕集効率が規定値ηa(図3を参照)以上であるか否かについて判定する。ここで、規定値ηaとは、許容される最低限の捕集効率をいう。   The collection efficiency determination unit 130 determines whether the collection efficiency calculated by the collection efficiency calculation unit 120 is equal to or greater than a specified value ηa (see FIG. 3). Here, the prescribed value ηa refers to the minimum allowable collection efficiency.

EGR制御部140は、低圧EGR通路21Lにおける還流量を調整するように、EGRバルブ23Lの開度を制御する。   The EGR control unit 140 controls the opening degree of the EGR valve 23L so as to adjust the recirculation amount in the low pressure EGR passage 21L.

EGR制御部140は、捕集効率が規定値ηa未満の場合に、低圧EGR通路21Lを閉じるようにEGRバルブ23Lの制御を行う。ここで、「低圧EGR通路21Lを閉じる」とは、低圧EGR通路21Lを全閉すること、および、低圧EGR通路21Lを部分的に閉じることの両方を意味する。以下の説明において、「低圧EGR通路21Lを閉じる」は、低圧EGR通路21Lの全閉を意味する。これにより、捕集効率が規定値ηa未満の場合、PMを含む排気ガスが低圧EGR通路21Lを通って吸気系統に流れることが防止される。   The EGR control unit 140 controls the EGR valve 23L so as to close the low-pressure EGR passage 21L when the collection efficiency is less than the specified value ηa. Here, “closing the low pressure EGR passage 21L” means both closing the low pressure EGR passage 21L completely and partially closing the low pressure EGR passage 21L. In the following description, “close the low pressure EGR passage 21L” means full closure of the low pressure EGR passage 21L. Thereby, when the collection efficiency is less than the specified value ηa, the exhaust gas containing PM is prevented from flowing into the intake system through the low pressure EGR passage 21L.

なお、低圧EGR通路21Lを部分的に閉じる構成では、吸気系統に流れるPMを含む排気ガスの流量を減少させることができる。   In the configuration in which the low pressure EGR passage 21L is partially closed, the flow rate of exhaust gas containing PM flowing in the intake system can be reduced.

<低圧EGRの制御>
次に、低圧EGRの制御の一例について図5を参照して説明する。図5に示す「EGRの実施」は低圧EGR通路21Lを開くことを意味し、また、「EGRの中止」は低圧EGR通路21Lを閉じることを意味する。なお、低圧EGRの制御は、エンジン1の始動により開始される。以下、捕集効率算出部120、捕集効率判定部130、および、EGR制御部140をECU100として説明する。
<Control of low pressure EGR>
Next, an example of the control of the low pressure EGR will be described with reference to FIG. “Implementing EGR” shown in FIG. 5 means opening the low-pressure EGR passage 21L, and “stopping EGR” means closing the low-pressure EGR passage 21L. Note that the control of the low pressure EGR is started by starting the engine 1. Hereinafter, the collection efficiency calculation unit 120, the collection efficiency determination unit 130, and the EGR control unit 140 will be described as the ECU 100.

ステップS100において、ECU100は低圧EGRの実施中であるか否かを判断する。低圧EGRの実施中の場合(ステップS100:YES)、処理はステップS110に移る。低圧EGRの実施中でない場合(ステップS100:NO)、処理はステップS100に戻る。   In step S100, the ECU 100 determines whether or not the low pressure EGR is being performed. When the low pressure EGR is being performed (step S100: YES), the process proceeds to step S110. When the low pressure EGR is not being performed (step S100: NO), the process returns to step S100.

ステップS110において、ECU100は捕集効率が規定値以上であるか否かについて判定する。   In step S110, the ECU 100 determines whether or not the collection efficiency is equal to or higher than a specified value.

捕集効率が規定値以上の場合(ステップS110:YES)、ステップS120において、ECU100は、低圧EGRの実施を継続するように、EGRバルブ23Lを制御する。   When the collection efficiency is equal to or higher than the specified value (step S110: YES), in step S120, the ECU 100 controls the EGR valve 23L so as to continue the execution of the low pressure EGR.

捕集効率が規定値未満の場合(ステップS110:NO)、ステップS130において、ECU100は、低圧EGRの実施を中止するように、EGRバルブ23Lを制御する。   When the collection efficiency is less than the specified value (step S110: NO), in step S130, the ECU 100 controls the EGR valve 23L so as to stop the execution of the low pressure EGR.

<本実施の形態の効果>
以上のように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、エンジン1の排気通路30に設けられて排気ガス中のPMを捕集するDPF32と、DPF32からの排気ガスをターボチャージャー13のコンプレッサー14の上流側に還流させる低圧EGR通路21Lと、DPF32の捕集効率が規定値以上であるか否かについて判定する捕集効率判定部130と、捕集効率判定部130によりDPF32の捕集効率が規定値未満であると判定された場合に、低圧EGR通路21Lを閉じる制御を行うEGR制御部140と、を備える。
<Effects of the present embodiment>
As described above, the control apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment includes the DPF 32 provided in the exhaust passage 30 of the engine 1 for collecting PM in the exhaust gas, and the exhaust gas from the DPF 32 to the exhaust gas of the turbocharger 13. The low-pressure EGR passage 21L that recirculates to the upstream side of the compressor 14, the collection efficiency determination unit 130 that determines whether the collection efficiency of the DPF 32 is equal to or higher than a specified value, and the collection efficiency determination unit 130 that collects the DPF 32 An EGR control unit 140 that performs control to close the low-pressure EGR passage 21L when it is determined that the efficiency is less than the specified value.

DPF32の再生時において、ブローオフが発生すると、PMがDPF32の下流側に流出するが、捕集効率が規定値未満になるため、低圧EGR通路21Lが閉じられる。これにより、PMを含む排気ガスが低圧EGR通路21Lを通って吸気系統に流れることが防止される。その結果、低圧EGR通路21Lや吸気系統が汚れるのを防止することができる。   When blow-off occurs during regeneration of the DPF 32, PM flows out downstream of the DPF 32. However, since the collection efficiency is less than a specified value, the low-pressure EGR passage 21L is closed. This prevents the exhaust gas containing PM from flowing into the intake system through the low pressure EGR passage 21L. As a result, the low pressure EGR passage 21L and the intake system can be prevented from being contaminated.

上記実施の形態では、ECU100は、捕集効率が規定値未満の場合に、低圧EGR通路21Lを閉じるようにEGRバルブ23Lを制御する。ところで、図3に示すように、DPF32の再生時において、捕集効率は、再生終了直前tbで規定値未満に低下し、再生終了直後tdに規定値以上に回復する。DPF32を再生するために必要な時間(再生時間)は、エンジン1の運転状態に基づいて求められる。求められた再生時間および再生開始時taから再生終了時tcが求められる。また、捕集効率が規定値未満になる再生終了直前tb、および、規定値以上となる再生終了直後tdは、シミュレーションや実験の結果により求めることが可能である。   In the above embodiment, the ECU 100 controls the EGR valve 23L so as to close the low-pressure EGR passage 21L when the collection efficiency is less than the specified value. By the way, as shown in FIG. 3, at the time of regeneration of the DPF 32, the collection efficiency falls below a specified value at tb immediately before the end of regeneration, and recovers to a specified value or more at td immediately after the end of regeneration. The time required for regenerating the DPF 32 (regeneration time) is obtained based on the operating state of the engine 1. A reproduction end time tc is obtained from the obtained reproduction time and reproduction start time ta. Further, tb immediately before the end of regeneration when the collection efficiency is less than the specified value and td immediately after the end of regeneration when the collection efficiency is equal to or higher than the specified value can be obtained from the result of simulation or experiment.

捕集効率判定部130は、再生開始時taからの経過時間が再生終了直前tbから再生終了直後tdである場合、捕集効率が規定値未満であると判定する。EGR制御部140は、捕集効率判定部130の判定結果に基づいて、低圧EGR通路21Lを閉じるようにEGRバルブ23Lを制御する。具体的には、実験の結果等により求められた再生終了直前tbおよび再生終了直後tdを、記憶部110に予め記憶させておく。EGR制御部103は、再生開始時taからの経過時間が再生終了直前tbから再生終了直後tdまでの期間内であると捕集効率判定部130が判定した場合、低圧EGR通路21Lを閉じるようにEGRバルブ23Lを制御する。   The collection efficiency determination unit 130 determines that the collection efficiency is less than the specified value when the elapsed time from the reproduction start time ta is from tb immediately before the reproduction end to td immediately after the reproduction ends. The EGR control unit 140 controls the EGR valve 23L so as to close the low pressure EGR passage 21L based on the determination result of the collection efficiency determination unit 130. Specifically, tb immediately before the end of reproduction and td immediately after the end of reproduction obtained from the result of the experiment or the like are stored in advance in the storage unit 110. The EGR control unit 103 closes the low-pressure EGR passage 21L when the collection efficiency determination unit 130 determines that the elapsed time from the regeneration start time ta is within the period from tb immediately before the regeneration end to td immediately after the regeneration end. The EGR valve 23L is controlled.

<本実施の形態の変形例>
次に、本実施の形態の変形例について図6および図7を参照して説明する。なお、変形例では、上記実施の形態と異なる構成について主に説明し、同じ構成の説明を省略する。図6は、EGR制御の一例を示すタイミングチャートである。図6に、捕集効率が規定値未満になる時刻tb、捕集効率が規定値以上になる時刻tdを示す。
<Modification of the present embodiment>
Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the modification, the configuration different from the above embodiment is mainly described, and the description of the same configuration is omitted. FIG. 6 is a timing chart showing an example of EGR control. FIG. 6 shows a time tb when the collection efficiency is less than the specified value and a time td when the collection efficiency is equal to or higher than the specified value.

上記実施の形態では、ECU100は、捕集効率が規定値ηa未満の場合、低圧EGR通路21Lが閉じられるように、EGRバルブ23Lを制御する。   In the above embodiment, the ECU 100 controls the EGR valve 23L so that the low-pressure EGR passage 21L is closed when the collection efficiency is less than the specified value ηa.

これに対して、変形例では、ECU100は、図6に示すように、捕集効率が規定値ηa未満の場合、低圧EGR通路21Lを閉じるようにEGRバルブ23Lの制御を行う一方で、高圧EGR通路21Hを開くようにEGRバルブ23Hの制御を行う。   On the other hand, in the modification, as shown in FIG. 6, when the collection efficiency is less than the specified value ηa, the ECU 100 controls the EGR valve 23L so as to close the low pressure EGR passage 21L, while the high pressure EGR. The EGR valve 23H is controlled so as to open the passage 21H.

次に、変形例におけるEGR制御の一例について図7を参照して説明する。なお、図7に示すステップS100〜S120は、図5に示すステップS100〜S120と同じであるため、その説明を省略する。   Next, an example of EGR control in the modification will be described with reference to FIG. Note that steps S100 to S120 shown in FIG. 7 are the same as steps S100 to S120 shown in FIG.

変形例では、捕集効率が規定値未満の場合(ステップS110:NO)、処理はステップS140に移る。ステップS140において、ECU100は、低圧EGR通路21Lが閉じられるように、EGRバルブ23Lを制御する一方、高圧EGR通路21Hを開くように、EGRバルブ23Hを制御する。   In the modification, when the collection efficiency is less than the specified value (step S110: NO), the process proceeds to step S140. In step S140, the ECU 100 controls the EGR valve 23L so as to close the low pressure EGR passage 21L, and controls the EGR valve 23H so as to open the high pressure EGR passage 21H.

これにより、低圧EGR通路21Lに替えて、高圧EGR通路21Hを用いて排気ガスの一部を吸気に戻すことにより、エンジン1に吸入される酸素量が抑制され、燃焼温度を下げることで、NOxの排出量を低減することができる。   As a result, instead of the low pressure EGR passage 21L, a part of the exhaust gas is returned to the intake air using the high pressure EGR passage 21H, so that the amount of oxygen sucked into the engine 1 is suppressed and the combustion temperature is lowered. Can be reduced.

また、本実施の形態において、内燃機関の一例としてディーゼルエンジンを用いているが、EGR機構が適用される内燃機関の種類はこれに限定されるものではない。他の一例を挙げると、EGR機構はガソリンエンジンに適用することもできる。EGR機構がガソリンエンジンに適用された場合においても、本実施の形態の効果を奏することができる。   In this embodiment, a diesel engine is used as an example of the internal combustion engine, but the type of the internal combustion engine to which the EGR mechanism is applied is not limited to this. As another example, the EGR mechanism can be applied to a gasoline engine. Even when the EGR mechanism is applied to a gasoline engine, the effects of the present embodiment can be achieved.

また、上記実施の形態では、DPF32の捕集効率を低圧EGRの制御判定に用いているが、本発明はこれに限らない。例えば、PM堆積量が少ないときは捕集効率が低くなる性質があるため、PMセンサによる捕集効率の代わりにDPF32のPM堆積量を用いてもよい。この場合、ECU100は、PM堆積量が閾値を下回った場合に、低圧EGRを閉じるように制御する。なお、PM堆積量推定手段は、運転条件に基づいて、エンジンから排出されるPM量とDPF32で燃焼されるPM量とを算出し、両方のPM量の差をPM堆積量として算出する。   Moreover, in the said embodiment, although the collection efficiency of DPF32 is used for the control determination of low pressure EGR, this invention is not limited to this. For example, since the collection efficiency is low when the PM accumulation amount is small, the PM accumulation amount of the DPF 32 may be used instead of the collection efficiency by the PM sensor. In this case, the ECU 100 controls to close the low pressure EGR when the PM accumulation amount falls below the threshold value. The PM accumulation amount estimation means calculates the PM amount discharged from the engine and the PM amount combusted by the DPF 32 based on the operating conditions, and calculates the difference between the two PM amounts as the PM accumulation amount.

本開示の内燃機関の制御装置は、EGR機構や吸気系統が汚れるのを防止することが要求されるエンジンを搭載した車両として有用である。   The control device for an internal combustion engine of the present disclosure is useful as a vehicle equipped with an engine that is required to prevent the EGR mechanism and the intake system from being contaminated.

1 エンジン
11 吸気マニホールド
12 排気マニホールド
13 ターボチャージャー
14 コンプレッサー
15 タービン
16a 上流側吸気管
16b 下流側吸気管
16c 中間部吸気管
17 エアクリーナー
18 インタークーラー
20 排気管
21L 低圧EGR通路
21H 高圧EGR通路
22L EGRクーラー
22H EGRクーラー
23L EGRバルブ
23H EGRバルブ
30 排気通路
31 DOC
32 DPF
35 PMセンサ
100 ECU
110 記憶部
120 捕集効率算出部
130 捕集効率判定部
140 EGR制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 11 Intake manifold 12 Exhaust manifold 13 Turbocharger 14 Compressor 15 Turbine 16a Upstream intake pipe 16b Downstream intake pipe 16c Intermediate intake pipe 17 Air cleaner 18 Intercooler 20 Exhaust pipe 21L Low pressure EGR passage 21H High pressure EGR passage 22L EGR cooler 22L EGR cooler 23L EGR valve 23H EGR valve 30 Exhaust passage 31 DOC
32 DPF
35 PM sensor 100 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Storage part 120 Collection efficiency calculation part 130 Collection efficiency determination part 140 EGR control part

Claims (6)

内燃機関の排気通路に設けられて排気ガス中の粒子状物質を捕集する捕集フィルターと、
前記捕集フィルターの下流側を流れる排気ガスをターボチャージャーのコンプレッサーの上流側に還流させる第1のEGR通路と、を備える内燃機関に用いられ、
前記捕集フィルターの捕集効率が予め定められた値以上であるか否かについて判定する捕集効率判定部と、
前記捕集効率判定部により前記捕集フィルターの捕集効率が予め定められた値未満であると判定された場合に、前記第1のEGR通路を閉じる制御を行うEGR制御部と、
を備える、内燃機関の制御装置。
A collection filter provided in the exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust gas;
A first EGR passage that recirculates exhaust gas flowing downstream of the collection filter to the upstream side of the compressor of the turbocharger, and used in an internal combustion engine.
A collection efficiency determination unit for determining whether the collection efficiency of the collection filter is equal to or greater than a predetermined value;
An EGR control unit that performs control to close the first EGR passage when the collection efficiency determination unit determines that the collection efficiency of the collection filter is less than a predetermined value;
An internal combustion engine control device comprising:
前記捕集フィルターから排出されるPMを検出するPMセンサと、前記PMセンサによるPMの検出結果に基づいて、前記捕集効率を算出する捕集効率算出部と、を備える、
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
A PM sensor that detects PM discharged from the collection filter, and a collection efficiency calculation unit that calculates the collection efficiency based on the detection result of PM by the PM sensor,
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
前記捕集効率判定部は、前記捕集フィルターの再生開始からの経過時間が再生終了直前から再生終了直後までの期間内である場合、前記捕集効率が予め定められた値未満であると判定する、
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The collection efficiency determination unit determines that the collection efficiency is less than a predetermined value when the elapsed time from the start of regeneration of the collection filter is within a period from immediately before the end of regeneration to immediately after the end of regeneration. To
The control device for an internal combustion engine according to claim 1.
前記内燃機関からの排気ガスが前記ターボチャージャーのタービンの上流側から前記コンプレッサーの下流側に還流される第2のEGR通路をさらに備え、
前記EGR制御部は、前記第1のEGR通路を閉じる制御を行う一方、前記第2のEGR通路を開く制御を行う、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。
A second EGR passage through which exhaust gas from the internal combustion engine is recirculated from the upstream side of the turbine of the turbocharger to the downstream side of the compressor;
4. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the EGR control unit performs control for closing the first EGR passage, and performs control for opening the second EGR passage. 5.
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を備える、内燃機関。   An internal combustion engine comprising the control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4. 内燃機関の排気通路に設けられて排気ガス中の粒子状物質を捕集する捕集フィルターと、前記捕集フィルターの下流側を流れる排気ガスをターボチャージャーのコンプレッサーの上流側に還流させるEGR通路と、を備える内燃機関の制御方法であって、
前記捕集フィルターの捕集効率が予め定められた値以上であるか否かについて判定し、
前記捕集フィルターの捕集効率が予め定められた値未満であると判定した場合に、前記EGR通路を閉じる制御を行う、
内燃機関の制御方法。
A collection filter provided in the exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust gas; an EGR passage for returning the exhaust gas flowing downstream of the collection filter to the upstream side of the compressor of the turbocharger; An internal combustion engine control method comprising:
Determining whether the collection efficiency of the collection filter is a predetermined value or more,
When it is determined that the collection efficiency of the collection filter is less than a predetermined value, a control for closing the EGR passage is performed.
A method for controlling an internal combustion engine.
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