JP4032773B2 - 内燃機関 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に関し、特に、可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関においては、該内燃機関から排出される排気のエネルギを利用して駆動される可変容量型ターボチャージャを設けると、燃焼室の充填効率を向上させて機関出力を向上させることができる。
【0003】
可変容量型ターボチャージャは、例えば、内燃機関の低回転運転領域のように排気量が少ないときでも、ノズルベーンを閉方向に回動させると、排気の流速を高めタービンホイールの回転速度及び回転力を増加させることができる。これにより、コンプレッサホイールの回転速度及び回転力が増加し、吸入空気の密度を高め、燃焼室の充填効率を向上させることができる。
【0004】
ところで、アイドル時等に可変容量型ターボチャージャのノズルベーンが所定角度に維持されると、排気中の炭化水素(HC)等が該ノズルベーン近辺に付着して該ノズルベーンの作動が抑制されることがある。
【0005】
このような問題に対して、特開2000−265846号公報では、内燃機関のアイドル運転時にノズルベーンを強制的に開閉させて該ノズルベーンの固着を防止している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、NOx触媒を備えた内燃機関では、該NOx触媒においてNOxを還元させるために排気中へ炭化水素(HC)を供給することがある。
【0007】
このように排気中へ供給された炭化水素(HC)は、可変容量型ターボチャージャのノズルベーンに付着し、排気の熱により固化することがある。また、付着した炭化水素(HC)に更に排気中の煤等が付着することがある。このように、還元剤が固化し、若しくは還元剤に更に煤等が付着すると、ノズルベーンの作動が抑制されることがあり、また、排気が流通する通路面積が減少してしまい、出力応答性の悪化、出力の変動、及び排気還流量の変動を招来してしまう。
【0008】
しかし、還元剤の供給は、アイドル運転時以外であっても行われるため、前記公報に記載の発明のようにアイドル運転時に限りノズルベーンの開閉を行い付着した還元剤等を除去しても、それまではノズルベーンの作動が抑制される虞がある。
【0009】
本発明は、以上の問題を解決するためになされたものであり、内燃機関において、ノズルベーンの作動が抑制されていることを判定し、作動の抑制を解消する技術を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明の内燃機関は、以下の手段を採用した。即ち、
吸気の過給圧を所望の圧力とすべくタービンホイールに吹き付けられる排気の流速をノズルベーンの開閉により可変とする可変容量型ターボチャージャと、
還元剤の存在下でNOxをN2に還元するNOx触媒と、
前記可変容量型ターボチャージャよりも上流から前記NOx触媒へ還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段が還元剤を供給した時間を積算するタイマと、
前記還元剤供給手段が継続して所定時間以上還元剤を供給した場合に還元剤の付着に起因して前記可変容量型ターボチャージャの作動が抑制されているか否かを判定する作動抑制判定手段と、
を備えたことを特徴とする。
【0011】
本発明の最大の特徴は、可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関において、還元剤を供給した時間が所定時間以上の場合には、ノズルベーンに還元剤が付着して作動が抑制される虞があるため、ノズルベーンの作動が抑制されているか否かを判定することにある。
【0012】
このように構成された内燃機関では、還元剤供給手段が可変容量型ターボチャージャ上流から排気中へ還元剤を供給し、還元剤は排気と共に該可変容量型ターボチャージャを通過してNOx触媒に到達する。しかし、可変容量型ターボチャージャに流入した還元剤の一部が、ノズルベーン近辺に付着することがある。このようにしてノズルベーン近辺に付着した還元剤は、排気の熱により固化し、若しくは還元剤に排気中の煤等が付着して該ノズルベーンの作動を抑制することがある。
【0013】
ここで、還元剤が供給された時間が長くなると、ノズルベーンに付着する還元剤の量が多くなる。従って、本発明では、還元剤の供給が所定時間以上継続した場合には、還元剤によるノズルベーンの作動の抑制を判定する。このようにして、還元剤の供給時間からノズルベーンの作動が抑制されているか否かの判定を行う時期を求めることが可能となる。
【0014】
本発明においては、前記可変容量型ターボチャージャのノズルベーンの開閉速度を測定するノズルベーン開閉速度測定手段を備え、前記作動抑制判定手段は、ノズルベーンの開閉時の開閉速度が所定速度よりも遅い場合にノズルベーンの作動が抑制されていると判定することができる。
【0015】
ここで、可変容量型ターボチャージャに還元剤が付着すると、ノズルベーンの作動が緩慢となり、ノズルベーンの開閉速度が遅くなる。従って、ノズルベーンの開閉速度が所定速度よりも遅くなった場合にノズルベーンの作動が抑制されていると判定することが可能となる。
【0016】
本発明においては、内燃機関に吸入される吸気の圧力を測定する吸気圧力測定手段を備え、前記作動抑制判定手段は、ノズルベーンの開閉時の吸気圧力の変化速度が所定速度よりも遅い場合にノズルベーンの作動が抑制されていると判定することができる。
【0017】
ここで、可変容量型ターボチャージャのノズルベーンを開閉(回動)させると、吸気圧力が変化する。しかし、可変容量型ターボチャージャに還元剤等が付着すると、ノズルベーンの作動が緩慢となるため、吸気圧力の変化も緩慢となる。従って、ノズルベーン開閉時の吸気圧力の変化速度が所定速度よりも遅くなった場合にノズルベーンの作動が抑制されていると判定することが可能となる。
【0018】
本発明においては、内燃機関の排気系と吸気系とを連通し内燃機関から排出された排気の一部を内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環通路と、
前記排気再循環通路内を流れる排気の流量を調整する排気再循環弁と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記排気再循環弁の開閉制御を行う排気再循環弁制御手段と、
前記内燃機関に吸入される吸気の圧力を検出する吸気圧力検出手段と、
を備え、
前記作動抑制判定手段は、ノズルベーンが全閉近傍にあり且つ排気再循環弁が全閉近傍にあるときの吸気圧力が所定値以上の場合にノズルベーンの作動が抑制されていると判定することができる。
【0019】
ここで、可変容量型ターボチャージャに還元剤、若しくは還元剤に排気中の煤等が付着していると、排気の流通面積が減少するため、排気の流速が早まり、過給が促進され吸気圧力が通常よりも上昇する。特に、ノズルベーンが全閉近傍にあり且つ排気再循環弁が全閉近傍にある、例えば軽負荷運転がなされている場合には、過給圧の上昇が顕著に表れる。従って、ノズルベーンが全閉近傍にあり且つ排気再循環弁が全閉近傍にあるときの過給圧が所定値以上の場合にノズルベーンの作動が抑制されていると判定することが可能となる。
【0020】
本発明においては、内燃機関の吸気系の流通面積を可変とする吸気絞り弁と、
前記内燃機関に吸入される吸気の圧力を検出する吸気圧力検出手段と、
を備え、
前記作動抑制判定手段は、ノズルベーンが全閉近傍にあり且つ吸気絞り弁が全開近傍にあるときの吸気圧力が所定値以上の場合にノズルベーンの作動が抑制されていると判定することができる。
【0021】
ここで、可変容量型ターボチャージャに還元剤、若しくは還元剤に排気中の煤等が付着していると、排気の流通面積が減少するため、排気の流速が早まり、過給が促進され吸気圧力が通常よりも上昇する。特に、ノズルベーンが全閉近傍にあり且つ吸気絞り弁が全開近傍にある、例えば軽負荷運転がなされている場合には、過給圧の上昇が顕著に表れる。従って、ノズルベーンが全閉近傍にあり且つ吸気絞り弁が全開近傍にあるときの過給圧が所定値以上の場合にノズルベーンの作動が抑制されていると判定することが可能となる。
【0022】
本発明においては、前記作動抑制判定手段によりノズルベーンの作動が抑制されていると判定された場合には、ノズルベーンを閉じ側に回動させることができる。
【0023】
ここで、ノズルベーンを閉じ側に回動させると、内燃機関の負荷が増し、排気の温度が上昇する。排気の温度が上昇することにより、ノズルベーンに付着している還元剤等を燃焼若しくは除去することが容易となりノズルベーンの作動の抑制を解消することが可能となる。
【0024】
本発明においては、内燃機関の排気系と吸気系とを連通し内燃機関から排出された排気の一部を内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環通路と、
前記排気再循環通路内を流れる排気の流量を調整する排気再循環弁と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記排気再循環弁の開閉制御を行う排気再循環弁制御手段と、
内燃機関の吸気系の流通面積を可変とする吸気絞り弁と、
前記内燃機関に噴射される燃料の圧力を変更する燃料圧力変更手段と、
内燃機関に供給される燃料の噴射時期を変更する燃料噴射時期変更手段と、
を備え、
前記作動抑制判定手段によりノズルベーンの作動が抑制されていると判定された場合には、排気再循環弁を閉弁し、吸気絞り弁を閉弁し、噴射時期を進角し、燃料の圧力を上昇させることができる。
【0025】
ここで、排気再循環弁を閉弁させると燃焼温度が上昇するため、排気の温度を上昇させることができる。また、吸気絞り弁を閉弁すると燃料量に対して吸気量が減少するため、排気の温度を上昇させることができる。しかし、吸気絞り弁を閉弁して吸気量が減少すると燃焼状態が不安定となるため、燃焼状態の悪化を抑制するために燃料噴射時期を進角させる。ここで、燃料噴射時期を進角させると、圧縮され温度が上昇された吸気に燃料が長期間曝されることになるため、燃焼が促進され燃焼状態の悪化を抑制することができる。また、吸気量が減少すると煤が発生することがある。ここで、燃料の噴射圧力を上昇させると燃料の霧化が促進され、煤の発生が抑制される。従って、排気再循環弁を閉弁し、吸気絞り弁を閉弁し、噴射時期を進角し、燃料圧力を上昇させることにより、排気エミッションの悪化を抑制しつつノズルベーンの作動の抑制を解消することが可能となる。
【0026】
本発明においては、前記NOx触媒を担持し排気中の粒子状物質を一時捕獲可能なフィルタと、ノズルベーンの作動の抑制を解消する作動抑制解消手段と、を備え、作動抑制解消手段によりノズルベーンの作動の抑制を解消した直後にフィルタに捕獲された粒子状物質を除去することができる。
【0027】
ここで、ノズルベーンの作動の抑制を解消するときに煤等が発生することがあり、この煤等がフィルタに捕獲されると該フィルタの目詰まりが発生する虞がある。この目詰まりは、フィルタの温度を上昇させることにより解消することが可能である。ここで、作動抑制解消手段により排気の温度を上昇させるとフィルタの温度も上昇する。従って、作動抑制解消手段によりノズルベーンの作動の抑制を解消した直後であればフィルタに捕獲された粒子状物質を容易に除去することが可能となる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。ここでは、本発明に係る内燃機関を車両駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例に挙げて説明する。
<第1の実施の形態>
図1は、本実施の形態に係るエンジンとその吸排気系の概略構成を示す図である。
【0029】
図1に示すエンジン1は、4つの気筒2を有する水冷式の4サイクル・ディーゼル機関である。
【0030】
エンジン1は、各気筒2の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁3を備えている。各燃料噴射弁3は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室(コモンレール)4と接続されている。
【0031】
前記コモンレール4は、燃料供給管5を介して燃料ポンプ6と連通している。この燃料ポンプ6は、エンジン1の出力軸(クランクシャフト)の回転トルクを駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポンプ6の入力軸に取り付けられたポンププーリ6aがエンジン1の出力軸(クランクシャフト)に取り付けられたクランクプーリ1aとベルト7を介して連結されている。
【0032】
このように構成された燃料噴射系では、クランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ6の入力軸へ伝達されると、燃料ポンプ6は、クランクシャフトから該燃料ポンプ6の入力軸へ伝達された回転トルクに応じた圧力で燃料を吐出する。
【0033】
前記燃料ポンプ6から吐出された燃料は、燃料供給管5を介してコモンレール4へ供給され、コモンレール4にて所定圧まで蓄圧されて各気筒2の燃料噴射弁3へ分配される。そして、燃料噴射弁3に駆動電流が印加されると、燃料噴射弁3が開弁し、その結果、燃料噴射弁3から気筒2内へ燃料が噴射される。
【0034】
また、エンジン1には、吸気枝管8が接続されており、吸気枝管8の各枝管は、各気筒2の燃焼室と吸気ポート(図示省略)を介して連通している。吸気枝管8には、該吸気枝管8内の吸気の圧力に応じた信号を出力する圧力センサ10が設けられている。
【0035】
前記吸気枝管8は、吸気管9に接続され、該吸気管9の途中には、排気の熱エネルギを駆動源として作動する遠心過給機(ターボチャージャ)15のコンプレッサハウジング15aが設けられている。また、ターボチャージャの上流の吸気管9には、該吸気管9内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ11が取り付けられている。
【0036】
このように構成された吸気系では、吸気は吸気管9を介してコンプレッサハウジング15aに流入する。
【0037】
コンプレッサハウジング15aに流入した吸気は、該コンプレッサハウジング15aに内装されたコンプレッサホイールの回転によって圧縮された後、吸気枝管8に流入する。吸気枝管8に流入した吸気は、各枝管を介して各気筒2の燃焼室へ分配され、各気筒2の燃料噴射弁3から噴射された燃料を着火源として燃焼される。
【0038】
一方、エンジン1には、排気枝管18が接続され、排気枝管18の各枝管が図示しない排気ポートを介して各気筒2の燃焼室と連通している。
【0039】
前記排気枝管18は、前記遠心過給機15のタービンハウジング15bと接続されている。前記タービンハウジング15bは、排気管19と接続され、この排気管19は、下流にてマフラー(図示省略)に接続されている。
【0040】
前記排気管19の途中には、吸蔵還元型NOx触媒を担持したパティキュレートフィルタ(以下、単にフィルタという。)20が設けられている。前記ターボチャージャ15の下流で且つフィルタ20より上流の排気管19には、該排気管19内を流通する排気の温度に対応した電気信号を出力する排気温度センサ12が取り付けられている。
【0041】
前記したフィルタ20より下流の排気管19には、該排気管19内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁16が設けられている。この排気絞り弁16には、ステップモータ等で構成されて該排気絞り弁16を開閉駆動する排気絞り用アクチュエータ17が取り付けられている。
【0042】
尚、本実施の形態では、前記ターボチャージャ15に可変容量型ターボチャージャを採用する。
【0043】
次に、可変容量型ターボチャージャ15の具体的な構成について図2及び図3に基づいて説明する。
【0044】
図2は、可変容量型ターボチャージャの構成を示す断面図である。
【0045】
図3は、可変容量型ターボチャージャの可変ノズル機構を示す図である。
【0046】
可変容量型ターボチャージャ(以下、単にターボチャージャという。)15は、図2に示すように、コンプレッサハウジング15aとタービンハウジング15bとをセンタハウジング15cを介して連結して構成される。
【0047】
センタハウジング15cでは、ロータシャフト48の一端は、コンプレッサハウジング15a内に突出し、その突出部分には、複数のコンプレッサインペラ46aを備えたコンプレッサホイール46が取り付けられている。
【0048】
ロータシャフト48の他端は、タービンハウジング15b内に突出し、その突出部分には、複数のタービンインペラ47aを備えたタービンホイール47が取り付けられている。
【0049】
コンプレッサハウジング15aにおいてセンタハウジング15cと反対側に位置する部分には、コンプレッサハウジング15a内に吸気を取り入れるための吸気取入口62aが形成されている。コンプレッサハウジング15a内には、コンプレッサホイール46の外周を包囲する渦巻き状のコンプレッサ通路64が形成されると共に、コンプレッサホイール46の内装部分とコンプレッサ通路64とを連通する環状の送出通路65が形成されている。コンプレッサ通路64の終端部には、コンプレッサハウジング15a内で圧縮された吸気を排出するための吸気排出口(図示省略)が形成されている。
【0050】
一方、タービンハウジング15b内には、タービンホイール47の外周を包囲する渦巻き状のスクロール通路66が形成されると共に、タービンホイール47の内装部分とスクロール通路66とを連通する環状のノズル通路67が形成されている。スクロール通路66の基端部には、タービンハウジング15b内に排気を取り入れるための排気取入口(図示省略)が形成されている。タービンハウジング15bにおいてセンタハウジング15cと反対側に位置する部分には、タービンハウジング15b内の排気を排出するための排気排出口63aが設けられている。
【0051】
更に、タービンハウジング15bのセンタハウジング15c側には、可変ノズル機構71が内装されている。この可変ノズル機構71は、図3(a)、(b)に示すようにリング状に形成されたノズルバックプレート72を備えている。このノズルバックプレート72は、ボルト(図示省略)によってタービンハウジング15bに固定されている。続いて、ノズルバックプレート72には、複数の軸73が同プレート72の円心を中心として等角度毎に設けられている。
【0052】
各軸73は、ノズルバックプレート72をその厚さ方向に貫通して回転可能に支持されている。各軸73の一端部(図3(a)中の左端部)には、ノズルベーン74が固定されている。一方、軸73の他端部(図3(a)中の右端部)には、軸73と直行してノズルバックプレート72の外縁部へ延びる開閉レバー75が固定され、軸73と開閉レバー75とが一体で回転可能になっている。開閉レバー75の先端には、二股に分岐した一対の挟持部75aが設けられている。
【0053】
各開閉レバー75とノズルバックプレート72との間には、ノズルバックプレート72と重なり合うように環状のリングプレート76が設けられている。このリングプレート76は、その円心を中心に周方向へ回転可能となっている。又、リングプレート76には、その円心を中心として等角度毎に複数のピン77が設けられており、それらピン77が各開閉レバー75の挟持部75a間に回転可能な状態で挟持されている。
【0054】
このように構成された可変ノズル機構71では、上記したリングプレート76がその円心を中心に回転されると、各ピン77が各開閉レバー75の挟持部75aをリングプレート76の回転方向と同方向に押すことになる。その結果、開閉レバー75が軸73を回動させ、軸73の回動に同期してノズルベーン74が軸73を中心に回動することになる。
【0055】
例えば、ノズルベーン74においてリングプレート76の円心側に位置する端部をその円心から離脱させる方向に回動させるべくリングプレート76が回動すると、隣接するノズルベーン74間の間隙が狭くなり、ノズルベーン74間の流路が閉じられることになる。
【0056】
一方、ノズルベーン74においてリングプレート76の円心側に位置する端部をその円心に接近させる方向に回動させるべくリングプレート76が回動すると、隣接するノズルベーン74間の間隙が広くなり、ノズルベーン74間の流路が開かれることになる。
【0057】
次に、可変ノズル機構71の駆動、即ち、リングプレート76の回動駆動を行う機構について述べる。図2及び図3に示すように、リングプレート76の外縁の一部には、軸線Lと同方向に延びるピン86が取り付けられ、そのピン86に駆動機構82が連結されている。
【0058】
駆動機構82は、センタハウジング15cにピン86と平行にコンプレッサハウジング15a側に延びた状態で回動自在に支持された支軸83を備えている。この支軸83のタービンハウジング15b側の端部(図2中の左側端部)には、ピン86に対して回動可能に連結された駆動レバー84が固定されている。支軸83のコンプレッサハウジング15a側の端部(図2中の右側端部)には、支軸83を中心にして回動可能な操作片85が取り付けられている。操作片85は、負圧式のVNTアクチュエータ87に連結されている。
【0059】
図4は、VNTアクチュエータ87の概略構成図である。
【0060】
VNTアクチュエータ87は、図4に示すように、ダイヤフラム88によって負圧室87aと大気室87bとに区画されている。負圧室87aには、ダイヤフラム88と直行する方向に伸縮動作するコイルスプリング88aが内装されている。更に、負圧室87aには、負圧通路89が接続されており、負圧通路89は、エンジン1のクランクシャフトに駆動連結されたバキュームポンプ91に接続されている。負圧通路89の途中には、エレクトリック・バキューム・レギュレーティング・バルブ(EVRV)90が設けられている。
【0061】
EVRV90は、大気中に開口された大気導入口(図示省略)を備えており、EVRV90よりVNTアクチュエータ87側に位置する負圧通路89aと大気導入口の導通と、EVRV90よりバキュームポンプ91側に位置する負圧通路89bとVNTアクチュエータ87側の負圧通路89aの導通と、を切り換える。
【0062】
尚、EVRV90は、電磁ソレノイドを備えており、電磁ソレノイドが非励磁状態にあるときは、負圧通路89aと大気導入口とを導通状態に保持し、電磁ソレノイドが励磁状態にあるときは負圧通路89aと負圧通路89bとを導通常状態に保持する。一方、VNTアクチュエータ87の大気室87bは、VNTアクチュエータ87の外部(大気中)と連通し、大気室87b内の圧力が常に大気圧となるようになっている。
【0063】
ダイヤフラム88の大気室87b側には、コイルスプリング88aの伸長方向に延出したロッド88bが突設されている。このロッド88bは、大気室87bを貫通してVNTアクチュエータ87の外部まで突出しており、その先端部が前記操作片85に連結されている。
【0064】
このように構成されたVNTアクチュエータ87では、EVRV90の電磁ソレノイドが非励磁状態にあるときは、負圧通路89aと大気導入口とが導通状態となり負圧室87a内が大気圧となる。この場合、VNTアクチュエータ87のロッド88bは、コイルスプリング88aの付勢力によって最も進出した状態に保持される。
【0065】
また、EVRV90の電磁ソレノイドが励磁状態にあるときは、負圧通路89aと負圧通路89bとが導通状態になり、VNTアクチュエータ87の負圧室87a内が負圧となる。この場合、ダイヤフラム88がコイルスプリング88aの付勢力に抗して変位し、それに伴ってロッド88bが最も退行した状態に保持される。
【0066】
更に、EVRV90の電磁ソレノイドの励磁と非励磁とをデューティ制御することにより、ロッド88bの進退量を調整することが可能となる。
【0067】
上記したようなVNTアクチュエータ87のロッド88bの進退動作により、前記操作片85が回動される。操作片85が回動されると、それに同期して支軸83が回転し、支軸83の回転に伴って駆動レバー84が支軸83を中心に回動する。その結果、駆動レバー84がピン86を介してリングプレート76を周方向に押し、軸線Lを中心にリングプレート76を回動させることになる。
【0068】
以上述べた可変容量型ターボチャージャ15では、駆動機構82によってノズルベーン74の回動方向と回動量とを調整することにより、ノズルベーン74間の流路の向き、及びノズルベーン74間の間隙を変更することが可能となる。即ち、ノズルベーン74の回動方向と回動量とを制御することにより、スクロール通路66からタービンホイール47に吹き付けられる排気の方向と流速が調節されることになる。
【0069】
例えば、エンジン1からの排気の量が少ない場合は、可変ノズル機構71のノズルベーン74を閉じるべく駆動機構82を動作させることにより、タービンホイール47に吹き付けられる排気の流速が高まると共に、排気とタービンインペラ47aとの衝突角度がより垂直に近づくため、少ない排気量でもタービンホイール47の回転速度及び回転力を高めることが可能となる。
【0070】
反対に、エンジン1からの排気の量が十分に多い場合は、可変ノズル機構71のノズルベーン74を開くべく駆動機構82を動作させることにより、タービンホイール47に吹き付けられる排気の流速の過剰な上昇が制御され、タービンホイール47の回転速度及び回転力の過剰な上昇を抑制することが可能となる。
【0071】
尚、本実施の形態では、EVRV90の電磁ソレノイドが非励磁状態にあって、VNTアクチュエータ87のロッド88bが最も進出した状態のときに、ノズルベーン74が最も開いた状態に保持され、EVRV90の電磁ソレノイドが励磁状態にあって、VNTアクチュエータ87のロッド88bが最も退行した状態のときに、ノズルベーン74が最も閉じた状態に保持されるものとする。
【0072】
このように構成された排気系では、エンジン1の各気筒2で燃焼された混合気(既燃ガス)が排気ポートを介して排気枝管18へ排出され、次いで排気枝管18から遠心過給機15のタービンハウジング15bへ流入する。タービンハウジング15bに流入した排気は、該排気が持つエネルギを利用してタービンハウジング15b内に回転自在に支持されたタービンホイール47を回転させる。その際、タービンホイール47の回転トルクは、前述したコンプレッサハウジング15aのコンプレッサホイール46へ伝達される。
【0073】
前記タービンハウジング15bから排出された排気は、排気管19を介してフィルタ20へ流入し、排気中の粒子状物質(PM)が捕集され且つ有害ガス成分が除去又は浄化される。フィルタ20にてPMを捕集され且つ有害ガス成分を除去又は浄化された排気はマフラーを介して大気中に放出される。
【0074】
次に、排気枝管18と吸気枝管8とは、排気枝管18内を流通する排気の一部を吸気枝管8へ再循環させる排気再循環通路(以下、EGR通路とする。)21を介して連通されている。このEGR通路21の途中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記EGR通路21内を流通する排気(以下、EGRガスとする。)の流量を変更する流量調整弁(以下、EGR弁とする。)22が設けられている。
【0075】
前記EGR通路21の途中でEGR弁22より上流には、該EGR通路21内を流通するEGRガスを冷却するEGRクーラ23が設けられている。前記EGRクーラ23には、冷却水通路(図示省略)が設けられエンジン1を冷却するための冷却水の一部が循環する。
【0076】
このように構成された排気再循環機構では、EGR弁22が開弁されると、EGR通路21が導通状態となり、排気枝管18内を流通する排気の一部が前記EGR通路21へ流入し、EGRクーラ23を経て吸気枝管8へ導かれる。
【0077】
EGR通路21を介して排気枝管18から吸気枝管8へ還流されたEGRガスは、吸気枝管8の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒2の燃焼室へ導かれる。
【0078】
以上述べたように構成されたエンジン1には、該エンジン1を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)27が併設されている。このECU27は、エンジン1の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン1の運転状態を制御するユニットである。
【0079】
ECU27には、各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号の他、運転者がアクセルを踏み込んだ量に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ28の出力信号がECU27に入力されるようになっている。一方、ECU27には、燃料噴射弁3、吸気絞り用アクチュエータ14、排気絞り用アクチュエータ17、EGR弁22、還元剤噴射弁24、遮断弁26等が電気配線を介して接続され、制御することが可能になっている。また、前記ECU27は、各種アプリケーションプログラム及び各種制御マップを記憶している。
【0080】
ところで、フィルタ20に担持された吸蔵還元型NOx触媒は、該NOx触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物(NOx)を吸蔵する。一方、該NOx触媒に流入する排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していたNOxを放出する。その際、排気中に炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)等の還元成分が存在していれば、NOx触媒は、該NOx触媒から放出された窒素酸化物(NOx)を窒素(N2)に還元せしめることができる。
【0081】
ここで、エンジン1が希薄燃焼運転されている場合は、エンジン1から排出される排気の空燃比がリーン雰囲気となり排気の酸素濃度が高くなるため、排気中に含まれる窒素酸化物(NOx)がNOx触媒に吸蔵されることになるが、エンジン1の希薄燃焼運転が長期間継続されると、NOx触媒のNOx吸蔵能力が飽和し、排気中の窒素酸化物(NOx)がNOx触媒にて除去されずに大気中へ放出されてしまう。
【0082】
従って、エンジン1が希薄燃焼運転されている場合は、NOx触媒のNOx吸蔵能力が飽和する前にNOx触媒に還元剤を供給し、NOx触媒に吸蔵された窒素酸化物(NOx)を還元させる必要がある。
【0083】
一方、フィルタ20の温度を上昇若しくは維持するために、または、フィルタ20に捕集されたPMを除去するために、該フィルタ20に還元剤が供給されることがある。NOx触媒に還元剤が供給されると、該還元剤の酸化反応により発熱しフィルタ20の昇温若しくは温度維持がなされ、また、PMが酸化され除去される。
【0084】
このような還元剤を供給する方法としては、排気中への燃料添加や、再循環するEGRガス量を増大させて煤の発生量が増加して最大となった後に、更にEGRガス量を増大させる低温燃焼(特許第3116876号)、機関出力のための燃料を噴射させる主噴射の後の膨張行程中に再度燃料を噴射させる副噴射等の方法が考えられる。
【0085】
尚、本実施の形態では、フィルタ20より上流の排気管19を流通する排気中に還元剤たる燃料(軽油)を添加する還元剤供給機構を備え、この還元剤供給機構から排気中へ燃料を添加することにより、フィルタ20に流入する排気の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高めるようにした。
【0086】
還元剤供給機構は、図1に示されるように、その噴孔が排気枝管18内に臨むように取り付けられ、ECU27からの信号により開弁して燃料を噴射する還元剤噴射弁24と、前述した燃料ポンプ6から吐出された燃料を前記還元剤噴射弁24へ導く還元剤供給路25と、還元剤供給路25に設けられて該還元剤供給路25内の燃料の流通を遮断する遮断弁26と、を備えている。
【0087】
このような還元剤供給機構では、燃料ポンプ6から吐出された高圧の燃料が還元剤供給路25を介して還元剤噴射弁24へ印加される。そして、ECU27からの信号により該還元剤噴射弁24が開弁して排気枝管18内へ還元剤としての燃料が噴射される。
【0088】
還元剤噴射弁24から排気枝管18内へ噴射された還元剤は、排気枝管18の上流から流れてきた排気の酸素濃度を低下させる。
【0089】
このようにして形成された酸素濃度の低い排気は前述したターボチャージャ15を介して下流のフィルタ20に流入し、フィルタ20に吸蔵されていた窒素酸化物(NOx)を窒素(N2)に還元することになる。
【0090】
その後、ECU27からの信号により還元剤噴射弁24が閉弁し、排気枝管18内への還元剤の添加が停止される。
【0091】
このようにして、フィルタ20に還元剤が供給される。
【0092】
ところで、燃料添加等により炭化水素(HC)等の還元剤の供給が行われると、可変容量型ターボチャージャ15のノズルベーン74近辺に該炭化水素(HC)が付着し、更には付着した炭化水素(HC)にPMが付着して、該ノズルベーン74の作動が抑制されることがある。また、可変容量型ターボチャージャに付着した炭化水素(HC)等により排気の流通面積が小さくなるため、排気の流速が速くなり、機関出力に影響を及ぼすことがある。尚、本実施の形態では、炭化水素(HC)等の付着によりノズルベーン74の作動が抑制され、若しくは排気の流通面積が小さくなっている状態のことを「VNT詰まり」と称している。
【0093】
ここで、従来の内燃機関では、アイドル時にノズルベーン74を強制的に開閉させて付着した炭化水素(HC)等を除去することが可能であった。しかし、アイドル状態となる前に炭化水素(HC)等の付着状態を検知し、除去することができれば排気エミッションの悪化や運転状態の悪化を抑制することができる。
【0094】
そこで、本実施の形態では、フィルタ20に炭化水素(HC)の供給が所定時間行われた後にVNT詰まりが生じているか否か判定を行う。判定は、ノズルベーン74の開弁時若しくは閉弁時のノズルベーン74の移動速度が所定速度以下であるか否かにより行われる。VNT詰まりが生じていることが確認された場合には、炭化水素(HC)等の除去を行いVNT詰まりの回復を行う。
【0095】
フィルタ20に所定期間継続して炭化水素(HC)の供給が行われたか否かを判定するために、ECU27は、還元剤の供給が開始されてからの経過時間をタイマによりカウントする。タイマは、還元剤の供給が終了する毎にリセットされる。また、VNT詰まりが生じているか否かの判定条件となる所定時間は、予めVNT詰まりが生じる時間を実験等により求め、それよりも短い時間を所定時間としてECU27に記憶させておく。
【0096】
ECU27は、カウントした時間が所定時間以上となった場合にVNT詰まりが生じているか否かの判定を行う。
【0097】
本実施の形態においては、VNT詰まりが生じているか否かの判定は、ノズルベーン74開弁時若しくは閉弁時に前記ロッド88bの進退位置から移動速度を求めることにより行われる。即ち、ノズルベーン74は前記ロッド88bの進退に応じて回動する。従って、前記ロッド88bの移動速度とノズルベーン74の回動速度には相関関係があるため、ノズルベーン74開閉時のロッド88bの移動速度によりVNT詰まりが生じているか否か判定をすることができる。前記ロッド88bの進退位置は、該ロッド88bの進退位置に応じた信号を出力する進退位置センサ(図示省略)により測定される。ECU27は、ロッド88bの単位時間あたりの移動量によりロッド88bの移動速度を算出する。また、ロッド88bの許容される移動速度を予め実験等により求めておきECU27に記憶させておく。尚、ロッド88bの移動速度と炭化水素(HC)等が付着している状態との関係を予め実験等により求めておき、炭化水素(HC)の付着量に基づいて後述するVNT詰まり回復制御を行っても良い。
【0098】
このようにして算出されたロッド88bの移動速度が許容される速度よりも遅い場合には、VNT詰まりが生じている虞があるので、炭化水素(HC)及びPM等の除去を行うためのVNT詰まり回復制御を行う。
【0099】
VNT詰まり回復制御では、ECU27は、ノズルベーン74を最大限閉め側に制御する。このようにするとエンジン1への負荷が高まり、排気の温度が上昇する。従って、可変容量型ターボチャージャ15へ高温の排気が流入し、ノズルベーン74に付着している炭化水素(HC)及びPM等を除去することが可能となる。
【0100】
ここで、VNT詰まり回復制御を行うとスモークが発生することがあり、このような場合、下流のフィルタ20にスモークが捕集されフィルタ20の目詰まりを発生させることがある。そこで、本実施の形態では、VNT詰まり回復制御終了後フィルタ20に捕集されたスモーク等を除去するPM再生制御を行う。
【0101】
PM再生制御では、副噴射により噴射された燃料は、気筒2内で燃焼し気筒2内のガス温度を上昇させると共に気筒2内の酸素濃度を低下させる。気筒2内で燃焼し温度が上昇したガスは排気となって排気管19を通りフィルタ20に到達し、フィルタ20の温度を上昇させると共に吸蔵還元型NOx触媒に還元剤たる炭化水素(HC)を供給する。
【0102】
このように副噴射を用いるとフィルタ20の温度を早期に上昇させることができ、また、吸蔵還元型NOx触媒に還元剤を供給することができる。これにより、フィルタ20に捕集されたPMは、酸化され、除去される。
【0103】
副噴射の量及び噴射時期は、アクセル開度と機関回転数と副噴射量又は副噴射時期との関係を予めマップ化しておきECU27に記憶させておけば、アクセル開度と機関回転数とを検出してマップに代入することにより算出することができる。更に、パラメータとしてエンジン1の冷却水温度を加えてもよい。
【0104】
ここで、VNT詰まり回復制御では、排気の温度を上昇させるためフィルタ20の温度も同時に上昇する。そのため、VNT詰まり回復制御終了直後では、PM再生制御(昇温制御)においてPMが燃焼可能な温度までフィルタ20を昇温させるための燃料量が少なくて済む。従って、VNT詰まり回復制御終了直後にPM再生制御を行うことにより、燃費の悪化を抑制しつつ、VNT詰まり回復制御で発生したスモークを早期に除去することができる。
【0105】
ここで、図5は、本実施の形態による可変容量型ターボチャージャに付着した炭化水素(HC)の除去を行うためのフローを示したフローチャート図である。
【0106】
ステップS101では、所定時間還元剤たる炭化水素(HC)の供給が行われたか否か判定する。この炭化水素(HC)の供給は、燃料の添加により行われる。ECU27は、燃料添加が継続して行われた時間をカウントし、所定時間以上燃料添加等がなされたか否か判定を行う。
【0107】
ステップS101で肯定判定がなされた場合には、ステップS102へ進み、一方否定判定がなされた場合には、本ルーチンを終了させる。
【0108】
ステップS102では、可変容量型ターボチャージャ15の作動が抑制されているか否かを判定するVNT詰まり判定を実施する。ECU27は、ノズルベーン74の開弁時若しくは閉弁時におけるロッド88bの移動速度を算出する。
【0109】
ステップS103では、VNT詰まりが生じているか否か判定する。VNT詰まりが生じているか否かは、ステップS102で算出されたロッド88bの移動速度が、所定速度以下であるか否か判定することにより行われる。
【0110】
即ち、所定速度以下である場合には可変容量型ターボチャージャの作動が抑制されていると判定される。
【0111】
ステップS103で肯定判定がなされた場合には、ステップS104へ進み、一方否定判定がなされた場合には、本ルーチンを終了させる。
【0112】
ステップS104では、VNT詰まり回復制御が行われる。ECU27は、運転状態が悪化しない範囲でノズルベーン74を閉弁させて負荷を増大させる。負荷の増大により排気の温度が上昇し、可変容量型ターボチャージャ15に付着した炭化水素(HC)及びPM等を除去することができる。
【0113】
ステップS105では、VNT詰まりが回復されたか否か判定する。例えば、所定時間ステップS104のVNT詰まり回復制御が行われた場合に、VNT詰まりが回復されたと判定することができる。
【0114】
ステップS105で肯定判定がなされた場合には、ステップS106へ進み、一方否定判定がなされた場合には、ステップS104へ戻る。
【0115】
ステップS106では、PM再生制御が行われる。PM再生制御は、副噴射により行われる。
【0116】
このようなフローにより、可変容量型ターボチャージャ15に付着した還元剤及びPM等の除去が可能となる。
【0117】
以上述べたように、本実施の形態によれば、VNT詰まりが生じているか否かの判定を還元剤が所定時間以上継続した場合に実施することができる。
【0118】
また、ノズルベーン74の開閉速度が所定速度以下のときにVNT詰まりが生じていると判定することができる。
【0119】
VNT詰まりが生じていると判定された場合には、ノズルベーン74を閉じ側へ回動させることにより排気の温度を上昇させて可変容量型ターボチャージャ15に付着している還元剤及びPM等を除去することができる。
【0120】
尚、本実施の形態においては、還元剤の供給手段として排気中への燃料添加を行う場合について説明したが、これに代えて、前記低温燃焼又は副噴射等を行っても良い。
<第2の実施の形態>
本実施の形態では、ノズルベーン74を開閉したときの吸気圧力の変化する速度が所定速度以下である場合にVNT詰まりが生じていると判定する。
【0121】
尚、本実施の形態においては、第1の実施の形態と比較してVNT詰まりが生じているか否かの判定方法が異なるものの、適用対象となるエンジン1やその他ハードウェアの基本構成については、第1の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【0122】
本実施の形態においては、VNT詰まりが生じているか否かの判定は、ノズルベーン74開弁時若しくは閉弁時に吸気枝管8に設けられた圧力センサ10から吸気圧力の変化速度を求めることにより行われる。ここで、ノズルベーン74が開き側若しくは閉じ側に回動すると、ノズルベーン74の開度に応じて吸気圧力が変化する。従って、吸気圧力の変化速度とノズルベーン74の回動速度とには相関関係があるため、吸気圧力の変化速度を求めることによりVNT詰まりが生じているか否か判定をすることができる。前記吸気圧力は、吸気の圧力に応じた信号を出力する圧力センサ10により測定される。ECU27は、単位時間あたりの吸気圧力の変化量を求めて、ノズルベーン74の開弁時若しくは閉弁時の吸気圧力の変化速度を算出する。また、吸気圧力の許容される変化速度を予め実験等により求めておきECU27に記憶させておく。尚、吸気圧力の変化速度と炭化水素(HC)等が付着している状態との関係を予め実験等により求めておき、炭化水素(HC)の付着量に基づいてVNT詰まり回復制御を行っても良い。
【0123】
このように、本実施の形態によれば、ノズルベーン74開閉時の吸気圧力の変化速度が所定速度以下である場合に、VNT詰まりが生じていると判定することができる。
<第3の実施の形態>
本実施の形態は、VNT詰まりが生じているか否かの判定を、ノズルベーン74が所定の開度まで閉じられた場合に行い、このときの吸気圧力が所定圧力以上となった場合にVNT詰まりが生じていると判定する。
【0124】
尚、本実施の形態においては、第1の実施の形態と比較してVNT詰まりが生じているか否かの判定方法が異なるものの、適用対象となるエンジン1やその他ハードウェアの基本構成については、第1の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【0125】
ここで、ノズルベーン74が全閉近傍に制御されるのは、機関負荷の低い軽負荷時であるが、このようなときにノズルベーン74に炭化水素(HC)等が付着していると、排気の流速が高まり、吸気圧力が上昇する。従って、ノズルベーン74に炭化水素(HC)等が付着している状態での吸気圧力を予め実験等により求めておくことによりノズルベーン74の炭化水素(HC)等の付着状態を検知することができる。また、ノズルベーン74が全閉近傍のときに許容される吸気圧力を予め実験に等により求めておけば、測定された吸気圧力が許容圧力よりも高いときにVNT詰まりが生じていると判定することが可能となる。尚、ノズルベーン74が全閉近傍の所定開度となっている場合であって、更にEGR弁22を全閉にし、若しくは、吸気絞り弁13を全開にしたときの吸気圧力が所定値以上であるか否かにより判定を行っても良い。ここで、EGR弁22を全閉にし、若しくは、吸気絞り弁13を全開にすると、吸入空気量が増加するためノズルベーン74に炭化水素(HC)等が付着している場合には吸気圧力の上昇が顕著に表れ、VNT詰まり判定が容易となる。
【0126】
以上述べたように、本実施の形態によれば、ノズルベーン74が所定の開度で閉じられているときの吸気圧力が所定値以上の場合に、VNT詰まりが生じていると判定することができる。
<第4の実施の形態>
本実施の形態は、VNT詰まりが生じていると判定された場合に、EGR弁22を閉弁し、吸気絞り弁13を極力閉じ、燃料噴射時期を通常よりも進角させ、コモンレール4内の燃料の圧力を上昇させる。
【0127】
尚、本実施の形態においては、第1の実施の形態と比較してVNT詰まり回復制御の方法が異なるものの、適用対象となるエンジン1やその他ハードウェアの基本構成については、第1の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【0128】
ここで、EGR弁22を閉弁し、EGRガスの還流量を減量若しくは還流を停止させると、気筒内に吸入される新気の量が増加するため、燃焼が促進され燃焼温度が上昇する。また、吸気絞り弁13を極力閉じることにより、燃料量に対して新気の量が減少するため、排気の温度が上昇する。このように排気の温度を上昇させることにより、可変容量型ターボチャージャ15に高温の排気が流入し、該可変容量型ターボチャージャ15に付着した還元剤やPM等を除去することが可能となる。
【0129】
ところが、吸気の量を減少させると燃焼状態が不安定となるため、燃焼状態悪化の抑制のために燃料噴射時期を進角させる。ここで、燃料噴射時期を進角すると、噴射された燃料が圧縮行程で高温となった吸気に長期間曝されるため、燃料の温度が上昇して燃焼し易くなり、以て燃焼状態の悪化が抑制される。一方、新気の量を減少させると、スモーク発生の虞があるため、スモーク抑制のためにコモンレール4内の燃料の圧力を上昇させる。ここで、コモンレール4内の燃料の圧力を上昇させると、燃料の微粒化が促進されるため酸素と接触する機会が増えスモークの発生を抑制することができる。コモンレール4内の燃料の圧力の上昇は、設定圧力になると自動的に開弁して燃料の圧力を調整するプレッシャレギュレータ(図示省略)を設け、該プレッシャレギュレータの設定圧力を可変とすることにより上昇させることができる。プレッシャレギュレータは、ECU27からの信号により作動し、その開弁圧力変更し、コモンレール4内の圧力を上昇させる。
【0130】
このように、本実施の形態によれば、EGR弁22を閉弁し、吸気絞り弁13を極力閉じ、燃料噴射時期を通常よりも進角させ、コモンレール4内の燃料の圧力を上昇させて、VNT詰まりを回復することができる。
【0131】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関では、還元剤が可変容量型ターボチャージャ上流から所定期間以上継続して供給された場合には、該可変容量型ターボチャージャの作動が抑制されているか否かの判定を実施することができる。このときに、ノズルベーンの作動速度、吸気圧力の変化速度が所定速度以下であれば可変容量型ターボチャージャの作動が抑制されていると判定することができる。また、可変容量型ターボチャージャの作動が抑制されていると判定された場合には、該可変容量型ターボチャージャへ流入する排気の温度を上昇させて、作動の抑制を解消することができる。更に、可変容量型ターボチャージャの作動の抑制を解消した後に、フィルタから粒子状物質を除去することにより、還元剤の消費量を減量させつつフィルタの目詰まりを抑制することができる。
【0132】
以上により、本発明による内燃機関では、可変容量型ターボチャージャに還元剤等が付着したことによる作動の抑制を解消し、機関出力の変動、排気エミッションの悪化、燃費の悪化の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態に係る内燃機関を適用するエンジンとその吸排気系とを併せ示す概略構成図である。
【図2】 可変容量型ターボチャージャの構成を示す図である。
【図3】 図3(a)は、可変容量型ターボチャージャの可変ノズル機構の側面視を示す図である。図3(b)は、可変容量型ターボチャージャの可変ノズル機構の正面視を示す図である。
【図4】 可変容量型ターボチャージャのVNTアクチュエータの構成を示す図である。
【図5】 第1の実施の形態に係る可変容量型ターボチャージャに付着した炭化水素(HC)の除去を行うためのフローを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
1・・・・エンジン
2・・・・気筒
3・・・・燃料噴射弁
4・・・・コモンレール
5・・・・燃料供給管
6・・・・燃料ポンプ
7・・・・ベルト
8・・・・吸気枝管
9・・・・吸気管
10・・・圧力センサ
11・・・エアフローメータ
12・・・排気温度センサ
13・・・吸気絞り弁
14・・・吸気絞り用アクチュエータ
15・・・可変容量型ターボチャージャ
16・・・排気絞り弁
17・・・排気絞り用アクチュエータ
18・・・排気枝管
19・・・排気管
20・・・パティキュレートフィルタ
21・・・EGR通路
22・・・EGR弁
23・・・EGRクーラ
24・・・還元剤噴射弁
25・・・還元剤供給路
26・・・遮断弁
27・・・ECU
28・・・アクセル開度センサ

Claims (8)

  1. 吸気の過給圧を所望の圧力とすべくタービンホイールに吹き付けられる排気の流速をノズルベーンの開閉により可変とする可変容量型ターボチャージャと、
    還元剤の存在下でNOxをN2に還元するNOx触媒と、
    前記可変容量型ターボチャージャよりも上流から前記NOx触媒へ還元剤を供給する還元剤供給手段と、
    前記還元剤供給手段が還元剤を供給した時間を積算するタイマと、
    前記還元剤供給手段が継続して所定時間以上還元剤を供給した場合に還元剤の付着に起因して前記可変容量型ターボチャージャの作動が抑制されているか否かを判定する作動抑制判定手段と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関。
  2. 前記可変容量型ターボチャージャのノズルベーンの開閉速度を測定するノズルベーン開閉速度測定手段を備え、前記作動抑制判定手段は、ノズルベーンの開閉時の開閉速度が所定速度よりも遅い場合にノズルベーンの作動が抑制されていると判定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
  3. 内燃機関に吸入される吸気の圧力を測定する吸気圧力測定手段を備え、前記作動抑制判定手段は、ノズルベーンの開閉時の吸気圧力の変化速度が所定速度よりも遅い場合にノズルベーンの作動が抑制されていると判定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
  4. 内燃機関の排気系と吸気系とを連通し内燃機関から排出された排気の一部を内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環通路と、
    前記排気再循環通路内を流れる排気の流量を調整する排気再循環弁と、
    前記内燃機関の運転状態に応じて前記排気再循環弁の開閉制御を行う排気再循環弁制御手段と、
    前記内燃機関に吸入される吸気の圧力を検出する吸気圧力検出手段と、
    を備え、
    前記作動抑制判定手段は、ノズルベーンが全閉近傍にあり且つ排気再循環弁が全閉近傍にあるときの吸気圧力が所定値以上の場合にノズルベーンの作動が抑制されていると判定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
  5. 内燃機関の吸気系の流通面積を可変とする吸気絞り弁と、
    前記内燃機関に吸入される吸気の圧力を検出する吸気圧力検出手段と、
    を備え、
    前記作動抑制判定手段は、ノズルベーンが全閉近傍にあり且つ吸気絞り弁が全開近傍にあるときの吸気圧力が所定値以上の場合にノズルベーンの作動が抑制されていると判定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
  6. 前記作動抑制判定手段によりノズルベーンの作動が抑制されていると判定された場合には、ノズルベーンを閉じ側に回動させることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の内燃機関。
  7. 内燃機関の排気系と吸気系とを連通し内燃機関から排出された排気の一部を内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環通路と、
    前記排気再循環通路内を流れる排気の流量を調整する排気再循環弁と、
    前記内燃機関の運転状態に応じて前記排気再循環弁の開閉制御を行う排気再循環弁制御手段と、
    内燃機関の吸気系の流通面積を可変とする吸気絞り弁と、
    前記内燃機関に噴射される燃料の圧力を変更する燃料圧力変更手段と、
    内燃機関に供給される燃料の噴射時期を変更する燃料噴射時期変更手段と、
    を備え、
    前記作動抑制判定手段によりノズルベーンの作動が抑制されていると判定された場合には、排気再循環弁を閉弁し、吸気絞り弁を閉弁し、噴射時期を進角し、燃料の圧力を上昇させることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の内燃機関。
  8. 前記NOx触媒を担持し排気中の粒子状物質を一時捕獲可能なフィルタと、ノズルベーンの作動の抑制を解消する作動抑制解消手段と、を備え、作動抑制解消手段によりノズルベーンの作動の抑制を解消した直後にフィルタに捕獲された粒子状物質を除去することを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の内燃機関。
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