JP4442643B2 - 内燃機関の排気浄化制御装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4442643B2
JP4442643B2 JP2007150512A JP2007150512A JP4442643B2 JP 4442643 B2 JP4442643 B2 JP 4442643B2 JP 2007150512 A JP2007150512 A JP 2007150512A JP 2007150512 A JP2007150512 A JP 2007150512A JP 4442643 B2 JP4442643 B2 JP 4442643B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake air
air temperature
cooling capacity
internal combustion
combustion engine
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007150512A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008303763A (ja
Inventor
一哉 木部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2007150512A priority Critical patent/JP4442643B2/ja
Priority to DE102008026706A priority patent/DE102008026706B4/de
Priority to FR0803135A priority patent/FR2917133B1/fr
Priority to FR0805772A priority patent/FR2920485B1/fr
Publication of JP2008303763A publication Critical patent/JP2008303763A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4442643B2 publication Critical patent/JP4442643B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0493—Controlling the air charge temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0418—Layout of the intake air cooling or coolant circuit the intake air cooler having a bypass or multiple flow paths within the heat exchanger to vary the effective heat transfer surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/403—Multiple injections with pilot injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/25—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/33—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage controlling the temperature of the recirculated gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • 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
    • 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
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化制御装置、より詳しくは、運転状態に応じて吸気マニホルド内の空気温度を内燃機関の排気浄化に最適な温度に制御する内燃機関の排気浄化制御装置に関する。
近年の環境改善要求の高まりの中、車両用の内燃機関、特にディーゼルエンジンにおいては、トレードオフの関係にあるＮＯｘ低減とＰＭ低減を両立させ得る排気浄化技術が要求されている。
この種の内燃機関の排気浄化制御装置としては、例えばＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラを備え、吸気温度の低下により吸気行程での空気の充填効率を向上させ、燃焼温度の低下と膨張行程後期の酸素不足とを抑制することで、ＮＯｘ低減とＰＭ低減の両立を図るようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）が、ＥＧＲクーラは一般にエンジン冷却水を用いてＥＧＲガスを冷却する熱交換方式であることから、エンジン回転数や負荷によってＥＧＲガスの冷却能力が大きく変化してしまうとともに、冷却水や排気ガスの温度変化に対し遅れた応答を示す。そのため、ＥＧＲクーラによるＮＯｘおよびＰＭの安定した十分な低減効果が期待できない。
そこで、エンジンの吸入空気温度を適正温度に維持できるＥＧＲガス温度制御を行うべく、例えば温度センサでの高応答の検出が困難な過渡運転状態におけるシリンダ吸入ガス温度を精度良く算出し、シリンダに吸入される吸入新気量の検出値にその応答遅れに対応する処理を施してシリンダ吸入新気量を算出するとともに、吸気系と排気系の圧力検出値の差（差圧）とＥＧＲ弁開度の検出値とからシリンダ吸入ＥＧＲ量を算出し、さらに、排気温度および排気系圧力の検出値とＥＧＲクーラの冷却効率とを考慮してＥＧＲクーラ出口温度を演算して、これら算出したシリンダ吸入新気量、シリンダ吸入ＥＧＲ量およびＥＧＲクーラ出口温度と、吸入新気量の検出値とに基づいてシリンダ吸入ガス温度を算出するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、ＥＧＲクーラをバイパスするバイパス通路とＥＧＲクーラ内とを通るＥＧＲガス量の割合を調整可能な流量調節弁を設け、吸気マニホルド内の空気の温度を適正値に調整できるようにしたものも知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開平８−２６１０７２号公報 特開平１１−１６６４５２号公報 特開２００１−４１１１０号公報
しかしながら、上述のような従来の内燃機関の排気浄化制御装置にあっては、シリンダ吸入ガス温度に応じて目標ＥＧＲ量を補正するとき、あるいは、ＥＧＲクーラの冷却水量不足やＥＧＲ量の補正ができないときに、ＮＯｘやスモーク（黒煙）等の排気成分が増加してしまうという問題があった。
すなわち、シリンダ吸入ガス温度に応じて目標ＥＧＲ量を補正すると、シリンダ内の空燃比（Ａ／Ｆ）が目標値から外れてＮＯｘやスモーク等が増加してしまい、ＥＧＲクーラの冷却水量や水温調整やＥＧＲ量の補正だけでは排気浄化に最適な目標吸気温度まで調整できないときにも、ＮＯｘやスモーク等が増加してしまっていた。
そのため、例えば運転状態に応じた最適な目標吸気マニホルド内の温度（いわゆるインマニ温度）に近付けるようにＥＧＲ量を制御するものの、実際の運転状態によってはその目標インマニ温度に達しない状態が発生し易く、十分な排気浄化性能が得られなかった。
そこで、本発明は、筒内吸入空気温度を空燃比への影響を抑えながら運転状態に応じた排気浄化性能上最適な温度に制御することができ、運転状態が変化してもＮＯｘやスモーク等の排気成分の増加を確実に防止することができる内燃機関の排気浄化制御装置を提供することを目的とする。
本発明の内燃機関の排気浄化制御装置は、上記目的達成のため、（１）吸気マニホルドに供給される新気の吸入空気を冷却するインタークーラと、吸気マニホルド内に再循環される排気を冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲクーラをバイパスするＥＧＲクーラバイパス通路と、前記ＥＧＲクーラバイパス通路の開度を制御するＥＧＲクーラバイパスバルブとを有する内燃機関の排気浄化制御を実行する内燃機関の排気浄化制御装置において、前記内燃機関の運転状態に応じて該運転状態の内燃機関の排気性能上最適な前記吸気マニホルド内の吸気温度の目標値を算出する目標吸気温度算出手段と、前記吸気マニホルド内の吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、前記吸気温度の目標値と前記吸気温度検出手段で検出された吸気温度とを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に応じて前記ＥＧＲクーラバイパスバルブの開度を制御し前記ＥＧＲクーラの冷却能力を制御する第１の冷却能力制御手段と、前記比較手段の比較結果に応じて前記インタークーラの冷却能力を制御する第２の冷却能力制御手段とから構成され、前記比較手段の比較結果に基づいて前記ＥＧＲクーラおよび前記インタークーラの冷却能力を制御する冷却能力制御手段と、を備え、前記冷却能力制御手段により前記吸気マニホルド内の吸気温度を前記吸気温度の目標値に近付けるように制御するとき、前記第１の冷却能力制御手段により前記吸気マニホルド内の吸気温度を前記吸気温度の目標値に近付けるように前記ＥＧＲクーラの冷却能力が優先的に制御され、該制御状態で前記吸気マニホルド内の吸気温度が前記吸気温度の目標値から乖離しているときに、前記インタークーラの冷却能力を制御するよう前記第２の冷却能力制御手段が作動することを特徴とする。
この構成により、吸気マニホルド内の吸入空気の温度が目標吸気温度（吸気温度の目標値）に近付くように制御されるとき、ＥＧＲクーラの冷却能力が第１の冷却能力制御手段によって優先的に制御される。したがって、ＥＧＲクーラにより排気再循環される還流空気の冷却効果が内燃機関の運転状態に応じて制御され、ＥＧＲ制御等による空燃比への影響を抑えながらシリンダ吸入空気温度が適正な温度に制御されることになる。そして、ＥＧＲクーラの冷却能力が最小か最大に制御され、ＥＧＲクーラの冷却能力の制御により調整可能な範囲を超えると、インタークーラの冷却能力を制御する第２の冷却能力制御手段が作動し、インタークーラによる吸気冷却効果が内燃機関の運転状態に応じて制御され、空燃比への影響を抑えながら吸気マニホルド内の吸気温度が目標吸気温度に近付くよう制御されることになる。すなわち、ＥＧＲクーラバイパス量の制御により吸気温度の調整が可能な範囲を超えるまではインタークーラの冷却能力制御を抑え、ＥＧＲクーラバイパス量の制御により調整可能な範囲を超えると、インタークーラの冷却能力の制御により吸気温度が調整されることになる。この結果、応答性が良く温度調整幅の広い吸気温度制御が可能になる。
また、吸気マニホルド内の吸入空気の温度が吸気温度の目標値に近付くようにＥＧＲクーラバイパスバルブの開度がバルブ開度制御手段によって制御され、ＥＧＲクーラにより排気再循環される還流空気の冷却効果が内燃機関の運転状態に応じて制御され、シリンダ吸入空気温度が適正な温度に制御されることになる。
上記（５）の内燃機関の排気浄化制御装置においては、（６）前記冷却能力制御手段が、前記比較手段の比較結果に応じて前記インタークーラバイパスバルブの冷却能力を制御する第１の冷却能力制御手段と、前記比較手段の比較結果に応じて前記ＥＧＲクーラの冷却能力を制御する第２の冷却能力制御手段とから構成され、前記第１の冷却能力制御手段により前記ＥＧＲクーラの冷却能力が最小に制御された状態下で、前記第２の冷却能力制御手段が作動することを特徴とするのが好ましい。
なお、ＥＧＲクーラの冷却能力が最小に制御された状態とは、例えばＥＧＲクーラバイパスバルブの開度が最大になった状態であるが、ＥＧＲクーラへの冷却媒体の供給量が最小値まで減少した状態や、ＥＧＲクーラバイパスへの冷却媒体の供給時の温度が調整可能な温度範囲内での最低温度まで低下した状態であってもよい。
また、本発明の内燃機関の排気浄化制御装置は、上記目的達成のため、（２）吸気マニホルド内に排気を再循環させる排気再循環経路に設けられたＥＧＲバルブと、前記吸気マニホルド内に再循環される排気を冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲクーラをバイパスするＥＧＲクーラバイパス通路と、前記ＥＧＲクーラバイパス通路の開度を制御するＥＧＲクーラバイパスバルブとを有する内燃機関の排気浄化制御を実行する内燃機関の排気浄化制御装置において、前記内燃機関の運転状態に応じて該運転状態の内燃機関の排気性能上最適な前記吸気マニホルド内の吸気温度の目標値を算出する目標吸気温度算出手段と、前記吸気マニホルド内の吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、前記吸気マニホルドへの吸入空気量を検出する吸気量検出手段と、前記吸気温度の目標値と前記吸気温度検出手段で検出された吸気温度とを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて前記ＥＧＲクーラバイパスバルブの開度を制御し、前記ＥＧＲクーラの冷却能力を制御する冷却能力制御手段と、前記吸気温度の目標値と前記吸気温度検出手段で検出された吸気温度との間の乖離温度を算出する乖離温度算出手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記内燃機関の筒内に吸入されるべき目標空気量を算出する目標空気量算出手段と、前記内燃機関における１燃焼サイクル中の燃料噴射を圧縮上死点前のパイロット噴射と圧縮上死点以後のメイン噴射とを含む複数回の噴射に分割するとともに、前記内燃機関の運転状態に応じて、前記パイロット噴射の噴射時期および前記メイン噴射の噴射時期の目標値である目標噴射時期を算出する目標噴射時期算出手段と、前記目標噴射時期に基づいて、前記パイロット噴射の噴射時期および前記メイン噴射の噴射時期のうち少なくとも一方を制御する噴射時期制御手段と、前記目標空気量に基づいて、前記内燃機関の筒内に吸入される空気量を制御する空気量制御手段と、前記乖離温度算出手段の算出結果に基づき、前記目標噴射時期を補正して前記吸気マニホルド内に排気を再循環させるときの前記吸気マニホルド内の吸気温度を前記吸気温度の目標値に近付けるとともに、前記目標噴射時期を所定の補正量まで補正した状態で前記乖離温度が所定値を超えたときに前記目標空気量を補正する補正手段と、を備え、前記吸気マニホルド内の吸気温度を前記吸気温度の目標値に近付けるように制御するとき、前記冷却能力制御手段により前記吸気マニホルド内の吸気温度を前記吸気温度の目標値に近付けるように前記ＥＧＲクーラの冷却能力が制御され、該制御状態で前記吸気マニホルド内の吸気温度が前記吸気温度の目標値から乖離しているときに、前記補正手段が作動することを特徴とする。
この構成により、ＥＧＲクーラにより排気再循環される還流空気の冷却効果が内燃機関の運転状態に応じて制御され、ＥＧＲ制御等による空燃比への影響を抑えながらシリンダ吸入空気温度が適正な温度に制御されることになる。そして、ＥＧＲクーラの冷却能力の制御によっても乖離温度算出手段の算出結果が所定乖離温度を超えると、補正手段が作動し、パイロット噴射の噴射時期の目標値、あるいはメイン噴射の噴射時期の目標値である目標噴射時期が補正されることで、パイロット噴射による着火のタイミングやメイン噴射開始時の筒内圧力・温度が調整されて排気温度が調整され、排気再循環時における吸気マニホルド内の吸気温度が前記吸気温度の目標値に近付けられる。さらに、目標空気量は、目標噴射時期が所定の補正量まで補正した状態で乖離温度が所定値を超えたときに、補正される。したがって、極力ＥＧＲ制御等による空燃比への影響を抑えながらシリンダ吸入空気温度が適正な温度に制御されることになる。例えば、シリンダ吸入空気温度の低下に対応して着火遅れを抑制するようにパイロット噴射の噴射時期が補正され、その補正を実行しただけでは乖離温度が大きく、メイン噴射時期に筒内温度が低下して排気性能が低下してしまうような場合には、メイン噴射時期を早めるようにメイン噴射時期が補正され、それでもなお乖離温度が大きく排気性能が低下してしまうような場合には、ＥＧＲ量の調整によって空燃比が調整されることになる。
この場合、前記空気量制御手段が、前記ＥＧＲバルブの開度制御値を前記目標空気量に応じて決定し、前記補正手段が、該ＥＧＲバルブの開度制御値を補正するのがよい。
これにより、吸気マニホルド内の吸気温度である筒内吸入空気温度がＥＧＲバルブの開度制御（ＥＧＲ量の制御）によって定常状態での最適温度に近い目標吸気温度に制御されるときには、そのＥＧＲバルブの開度制御値が乖離温度の算出結果に応じて補正される。したがって、吸気マニホルド内の吸気温度がきめ細かに制御できる。
また、前記補正手段が、前記パイロット噴射の目標噴射時期をその所定の補正量だけ補正した状態で前記乖離温度が所定値以上となったときに前記メイン噴射の目標噴射時期の補正を実行し、前記メイン噴射の噴射時期をその所定の補正量だけ補正した状態で前記乖離温度が所定値以上となったときに、前記目標空気量を補正するようにするのがよい。
この場合、着火遅れや燃焼行程後期の酸素不足が解消され、良好な排気性能が得られるとともに、運転状態が急変することがない。
前記内燃機関は、ディーゼルエンジンであるのが好ましい。
加えて、前記内燃機関が、吸気マニホルドに供給される新気の吸入空気を冷却するインタークーラを有するとともに、前記冷却能力制御手段が、前記比較手段の比較結果に応じて前記インタークーラの冷却能力を制御する第１の冷却能力制御手段と、前記比較手段の比較結果に応じて前記ＥＧＲクーラの冷却能力を制御する第２の冷却能力制御手段とから構成され、前記吸気マニホルド内の吸気温度を前記吸気温度の目標値に近付けるとき、前記第１の冷却能力制御手段により前記ＥＧＲクーラの冷却能力が優先的に制御され、該制御状態で前記吸気マニホルド内の吸気温度が前記吸気温度の目標値から乖離しているときに、前記インタークーラの冷却能力を制御するよう前記第２の冷却能力制御手段が作動することが好ましい。
また、前記内燃機関が、前記インタークーラをバイパスするインタークーラバイパス通路と、前記インタークーラバイパス通路の開度を制御するインタークーラバイパスバルブとを更に有し、前記第１の冷却能力制御手段が、前記比較手段の比較結果に応じて前記ＥＧＲクーラバイパスバルブの開度を制御するとともに、前記第２の冷却能力制御手段が、前記比較手段の比較結果に応じて前記インタークーラバイパスバルブの開度を制御することが好ましい。
本発明によれば、吸気マニホルド内の吸入空気の温度が吸気温度の目標値に近付くようにＥＧＲクーラとインタークーラとのうち少なくとも一方の冷却能力を冷却能力制御手段によって制御することで、インタークーラによる吸気冷却効果とＥＧＲクーラにより排気再循環される還流空気の冷却効果とのうち少なくとも一方を内燃機関の運転状態に応じて制御するようにしているので、ＥＧＲ制御等による空燃比への影響を抑えながらシリンダ吸入空気温度を適正な温度に制御することができる。その結果、吸気マニホルド温度が運転状態に応じた排気浄化性能上の最適な温度になるようＥＧＲ量を常時的確に制御することができ、運転状態が変化してもＮＯｘやスモーク（黒煙）等の排気成分を確実に低減させることができる内燃機関の排気浄化制御装置を提供することができる。
また、本発明によれば、ＥＧＲクーラの冷却能力の制御によっても乖離温度算出手段の算出結果が所定乖離温度を超えると、目標噴射時期が補正されることでパイロット噴射による着火のタイミングやメイン噴射開始時の筒内圧力・温度が調整され、さらに、目標噴射時期が所定の補正量まで補正した状態で乖離温度が所定値を超えたときに、目標空気量が補正されるようにしているので、ＥＧＲクーラの冷却能力の制御範囲を超えても、排気再循環される排気の温度によってシリンダ吸入空気温度を適正な温度に制御することができ、ＮＯｘやスモーク（黒煙）等の排気成分を確実に低減させることができる内燃機関の排気浄化制御装置を提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化制御装置を示す図であり、本発明を多気筒ディーゼル機関に適用した例を示している。また、図２は、一実施形態におけるＥＧＲクーラ周辺の構成を示す部分拡大図で、（ａ）はそのバイパス通路を開放させつつＥＧＲバルブを閉弁させた状態を示し、（ｂ）はバイパス通路を閉止させつつＥＧＲバルブを開弁させた状態を示している。
まず、その構成について説明する。
図１に示すように、車両用内燃機関であるエンジン１０は複数の気筒１１を有しており、このエンジン１０には、各気筒１１内の燃焼室（詳細を図示していない）に燃料を噴射するコモンレール型の燃料噴射装置１２と、燃焼室に空気を吸入させる吸気装置１３と、燃焼室からの排気ガスを排気させる排気装置１４と、排気装置１４内の排気エネルギを利用して吸気装置１３内の空気を圧縮し燃焼室に空気を過給するターボ過給機１５と、排気の一部を吸気側に還流させ再循環させる排気再循環装置１６とが装備されている。
燃料噴射装置１２は、図外の燃料タンクから燃料を汲み上げて高圧の燃圧（燃料圧力）に加圧し吐出するサプライポンプ２１と、そのサプライポンプ２１からの燃料が導入されるコモンレール２２と、このコモンレール２２を通して供給される燃料を後述する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）５０からの噴射指令信号に対応するタイミング及び開度（デューティー比）で燃焼室内に噴射する燃料噴射弁２３とを含んで構成されている。
サプライポンプ２１は、例えばエンジン１０の回転動力を利用して駆動され、コモンレール２２はサプライポンプ２１から供給された高圧燃料を均等に保ちながら複数の燃料噴射弁２３に分配・供給する。燃料噴射弁２３は、電磁駆動される公知のニードル弁で構成され、所定時間毎のパルス状の噴射指令信号に応じてその所定時間中の開弁時間の比率を制御されることにより、噴射指令信号に応じた燃料噴射量の燃料（例えば軽油）を燃焼室内に噴射・供給することができる。
燃料噴射装置１２は、さらに、サプライポンプ２１で汲み上げた燃料の一部を排気装置１４内に噴射する燃料添加ノズル２４を有しており、燃料添加ノズル２４は所定圧以上の燃圧で燃料が付与されたときに開弁して、排気装置１４の排気マニホルド４１内に燃料を噴射するようになっている。本実施形態においては、エンジン１０における１燃焼サイクル中の燃料噴射は、図示しないピストンが圧縮上死点に達する前に実行されるパイロット噴射と、そのピストンが圧縮上死点を通過する時点以後（圧縮上死点以後）に実行されるメイン噴射とを含むように、複数回の噴射に分割されて実行されるようになっている。
吸気装置１３には、吸気マニホルド３１と、それより上流側の吸気管３２と、吸気管３２の上流側でフィルタにより吸入空気を清浄化するエアクリーナ３３と、ターボ過給機１５より下流側で過給により昇温した吸入空気を冷却するインタークーラ３４と、新気の吸入流量である吸入空気量を検出するエアフローメータ３５（吸気量検出手段）と、エンジン１０内への吸入空気量を調整するスロットルバルブ３６と、吸気マニホルド３１内の現在の吸気温度をＥＧＲバルブ６２より気筒側で検出する吸気温度センサ３７（吸気温度検出手段）とが、それぞれ装着されている。また、吸気装置１３は、インタークーラ３４をバイパスするインタークーラバイパス通路３４ａと、このインタークーラバイパス通路３４ａの開度を制御するインタークーラバイパスバルブ３４ｂとを有している。
排気装置１４は、排気マニホルド４１と、それより下流側の排気管４２と、ターボ過給機１５より下流側の広域空燃比センサであるＡ／Ｆセンサ４３と、このＡ／Ｆセンサ４３より下流側の排気管４２に装着された排気後処理装置４４と、を含んで構成されている。
排気後処理装置４４は、例えば排気中の酸素濃度や未燃燃料分（ＨＣ）を適宜調整することで、排気中のＮＯｘをＮＯ２やＮＯに還元し排気中のＨＣやＣＯと反応させてＮ２としたり、ＨＣやＣＯを酸化させてＨ２ＯやＣＯ２としたりすることができ、燃料添加ノズル２４からの燃料噴射は排気温度を高めたりその酸化触媒の作用を高めるために実行されるようになっている。
ターボ過給機１５は、互いに回転方向一体に連結された吸入空気コンプレッサ１５ａおよび排気タービン１５ｂを有し、排気タービン１５ｂを排気エネルギにより回転させて吸入空気コンプレッサ１５ａを回転させるもので、エンジン１０内に正圧の空気を吸入させることができる。
排気再循環装置１６は、エンジン１０内の燃焼室をバイパスして排気マニホルド４１内の排気通路と吸気マニホルド３１内の吸気通路とを連通させる排気再循環通路、すなわち、ＥＧＲ通路６１を有しており、このＥＧＲ通路６１には排気再循環量を調整するＥＧＲバルブ６２と、ＥＧＲ通路６１を通って還流する排気を冷却する排気冷却器、すなわちＥＧＲクーラ６３とが設けられている。ＥＧＲ通路６１は、エンジン１０の排気通路側から吸気通路側に排気の一部を還流させる排気還流通路であり、ＥＧＲクーラ６３はその排気還流通路の一部を冷却通路としており、入口６３ａおよび出口６３ｂを有している。また、ＥＧＲバルブ６２は排気還流通路を吸気通路に接続させる開弁状態と、その接続を制限、例えば遮断する閉弁状態とに切り替え可能になっている。
図２に示すように、排気再循環装置１６には、さらに、排気通路側から吸気通路側に還流する排気を、ＥＧＲクーラ６３をバイパスしてＥＧＲバルブ６２に供給することができるバイパス通路６４と、ＥＧＲクーラ６３の入口６３ａの近傍に位置するＥＧＲ通路６１からバイパス通路６４への分岐部分に配置されたＥＧＲクーラバイパスバルブ６５と、排気ガス中の未燃燃料分を酸化処理するフロースルー型のＥＧＲ酸化触媒ユニット６６とが設けられている。ここで、ＥＧＲクーラバイパスバルブ６５は、バイパス通路６４を開放する開弁状態と、バイパス通路６４を閉止する閉弁状態とに切り替え可能なバイパス開閉バルブとなっている。
ＥＧＲバルブ６２は、弁体部６２ａを駆動部６２ｂによって同図中の上下方向に進退動させ、ＥＧＲ通路６１内に位置する連通穴６２ｃを開閉するようになっており、例えば公知のＤＣモータ駆動式の高応答のものである。また、ＥＧＲクーラバイパスバルブ６５は、その開弁によりバイパス通路６４を開放するとともにＥＧＲクーラ６３の入口６３ａ側を閉止し、図２（ｂ）に示すように、その閉弁によりバイパス通路６４を閉止するとともにＥＧＲクーラ６３の入口６３ａ側を開放するようになっている。このＥＧＲクーラバイパスバルブ６５は、支持軸部６５ａにより板状の弁体部６５ｂを回動させることで、図２（ａ）中に実線で示す開弁位置と図２（ｂ）中に実線で示す閉弁位置とに切り替わるようになっている。なお、ＥＧＲバルブ６２およびＥＧＲクーラバイパスバルブ６５は、図２に示すような方式に限定されるものではないが、高応答のものであるのがよい。
一方、サプライポンプ２１や通電制御や燃料噴射弁２３による燃料噴射量の制御、スロットルバルブ３６の開度制御、ＥＧＲバルブ６２やＥＧＲクーラバイパスバルブ６５の開度制御等は、ＥＣＵ５０によって電子制御されるようになっており、ＥＣＵ５０は所定時間毎に所定の制御プログラムを実行するように構成されている。
図１に示すように、ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３、ＥＥＰＲＯＭ５４（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）、Ａ／Ｄ変換器やバッファ等を含む入力インターフェース回路５６、および、駆動回路等を含む出力インターフェース回路５７を含んで構成されている。
ＥＣＵ５０の入力インターフェース回路５６には、エアフローメータ３５、吸気温度センサ３７、図外のアクセルペダルの踏み込みを検出するアクセル開度センサ７１、スロットルバルブ３６の開度を検出するスロットル開度センサ７２、所定角度単位のクランク回転からエンジン回転数に対応する信号を出力するクランク角センサ７３（回転数センサ）、エンジン１０が搭載された車両の走行速度または車輪回転速度を検出する車速センサ７４、エンジン１０の吸気圧（過給圧）を検出する吸気管内圧力センサ７５等がそれぞれ接続されており、これらのセンサ群３５、３７および７１〜７５からの情報がＥＣＵ５０に取り込まれるようになっている。ここで、アクセル開度センサ７１は、アクセルペダルの踏み込み量をエンジン１０の出力を増加させるための加速要求量として検出する加速要求検出手段となっている。
ＥＣＵ５０の出力インターフェース回路５７には、図示しないそれぞれの駆動回路を介してサプライポンプ２１、複数の燃料噴射弁２３、インタークーラバイパスバルブ３４ｂ、ＥＧＲバルブ６２およびＥＧＲクーラバイパスバルブ６５が接続されている。
ＥＣＵ５０のＲＯＭ５２には、入力インターフェース回路５６に取り込まれるアクセル開度センサ７１からの加速要求をチェックするとともに、クランク角センサ７３からのエンジン回転数等を所定時間毎に取り込んでエンジン１０の燃焼室内への燃料噴射量や噴射時期、エンジン１０の各筒内に吸入されるべき目標空気量等を算出するための演算処理プログラム（噴射時期算出手段、目標空気量算出手段）が格納されている。ここで目標噴射時期算出手段となる演算処理プログラムは、エンジン１０における１燃焼サイクル中の燃料噴射をピストンが圧縮上死点（ＴＤＣ）に達する前にメイン噴射量より少ない噴射量で噴射が実行されるパイロット噴射と、ピストンの圧縮上死点通過以後に実行されるメイン噴射とを含む複数回の噴射に分割するとともに、エンジン１０の運転状態に応じて、目標噴射時期マップから得られるその運転状態で最適なパイロット噴射の噴射時期およびメイン噴射の目標噴射時期（噴射時期の目標値）を算出することができるようになっている。
また、ＲＯＭ５２には、エンジン１０の運転状態に応じて吸気マニホルド３１内の吸気温度の目標値を算出する目標吸気温度算出プログラム（目標吸気温度算出手段）と、吸気温度の目標値と吸気温度センサ３７で検出された再循環排気合流位置より下流側の吸気温度の検出値（以下、実吸気温度ともいう）とを比較する比較プログラム（比較手段）とが格納されており、目標吸気温度算出プログラムは、ＲＯＭ５２内に予め記憶格納された目標吸気温度マップから運転状態、例えばエンジン回転数および燃料噴射量（負荷に対応する）に対応するマップデータを参照して、目標吸気温度算出を算出するようになっている。
ここで、目標吸気温度マップは、エンジン１０の運転範囲の全域にわたる複数の運転状態毎に排気性能上で最適な温度のシリンダ吸入ガス温度、すなわち排気エミッションの低減に最も効果的な吸気マニホルド３１内から各筒内への吸入空気温度を、目標吸気温度として設定したもので、そのマップ値は予めの定常状態での運転試験によって排気エミッションの低減に最も効果的なシリンダ吸入ガス温度を求めることで決定されている。もっとも、マップデータ化された運転状態の間の運転条件について公知のデータ補間処理を施して目標値を算出することができることはいうまでもない。比較プログラムは、実吸気温度が目標吸気温度を超える値か否かを判定する。
ＲＯＭ５２には、さらに、吸気温度センサ３７で検出された実吸気温度が目標吸気温度より高いときにはＥＧＲクーラ６３およびインタークーラ３４のうち少なくとも一方の冷却能力を高めるように、すなわち実吸気温度が目標吸気温度に一致するように、比較プログラムでの比較結果に応じてＥＧＲクーラ６３およびインタークーラ３４のうち少なくとも一方の冷却能力を制御する冷却能力制御プログラム（冷却能力制御手段）が格納されており、ＥＣＵ５０は、この制御プログラムを実行することで、吸気マニホルド３１内の吸気温度を吸気温度の目標値に近付ける制御を実行するようになっている。
具体的には、ＥＣＵ５０は、比較プログラムでの比較結果に応じて、ＥＧＲクーラバイパスバルブ６５およびインタークーラバイパスバルブ３４ｂの開度を制御するようになっており、比較プログラムの比較結果に応じてインタークーラ３４の冷却能力をフィードバック制御する第２の冷却能力制御手段の機能と、比較プログラムの比較結果に応じてＥＧＲクーラ６３の冷却能力を制御する第１の冷却能力制御手段の機能とを有している。そして、その第１の冷却能力制御手段の機能により、ＥＧＲクーラ６３の冷却能力が最小の状態、例えばＥＧＲクーラバイパスバルブ６５が全閉に制御された状態下で、第２の冷却能力制御手段の機能を作動させる。すなわち、ＥＣＵ５０は、第１の冷却能力制御手段の機能と第２の冷却能力制御手段の機能とのうち一方、例えば第１の冷却能力制御手段の機能を優先的に発揮するようになっている。
また、ＲＯＭ５２には、さらに、吸気温度の目標値と吸気温度センサ３７で検出された吸気温度との間の乖離温度を算出する乖離温度算出プログラム（乖離温度算出手段）と、エンジン１０の運転状態に応じて、パイロット噴射の噴射時期およびメイン噴射の噴射時期のうち少なくとも一方を制御する噴射時期制御プログラム（噴射時期制御手段）と、エンジン１０の運転状態、例えばエンジン回転数および燃料噴射量に応じて、ＥＧＲ通路６１上に配されたＥＧＲバルブ６２の目標開度を決定し目標値に制御するＥＧＲ制御プログラム（ＥＧＲ制御手段）と、算出された乖離温度に応じて、パイロット噴射の噴射時期、メイン噴射の噴射時期およびＥＧＲバルブの開度制御値のうち少なくとも１つを補正する補正プログラム（補正手段）とが、更に格納されている。なお、ＥＧＲバルブ６２の目標開度は、エンジン１０の新気の吸気量が一定であるときは目標空気量に対応する。
ここにいう補正プログラムは、パイロット噴射の噴射時期の補正をその所定の補正量（所定クランク角度以上の補正量）だけ実行した状態であっても上述した乖離温度が所定値以上となったときにメイン噴射の噴射時期の補正を開始・実行し、メイン噴射の噴射時期の補正をその所定の補正量だけ実行した状態であって乖離温度が所定値以上となったときに、ＥＧＲバルブ６２の開度制御値を補正し、ＥＧＲ量（ＥＧＲ率に対応する意）および空燃比を変化させるものである。
図３は、本実施形態におけるその補正プログラムによる補正内容について説明する説明図であり、同図（ａ）はパイロット噴射を指令するパイロット噴射指令パルスＩｐおよびメイン噴射を指令するメイン噴射指令パルスＩｍを示しており、同図（ｂ）は燃料噴射による発生熱量の変化を、同図（ｃ）はその燃料噴射およびモータリング（クランク回転）に対応する筒内圧力（あるいは筒内温度）の変化を示している。
これら図３（ａ）〜図３（ｃ）にそれぞれ実線で示すように、パイロット噴射指令パルスＩｍにより、圧縮上死点ＴＤＣより前にパイロット噴射がなされて着火し、ＴＤＣ付近での筒内の圧力と温度が高まった状態でメイン噴射がなされ、その爆発・燃焼によって同図(ｃ)に示すように筒内圧力・温度が推移する。なお、同図(ｃ)において、Ａは、モータリングによる筒内圧力・温度の増加分であり、Ｂはパイロット噴射による筒内圧力の増加分であり、Ｃはメイン噴射による筒内圧力・温度の増加分である。
ここで、パイロット噴射時期の補正は、例えば図３（ａ）に仮想線で示すパイロット噴射パルスＩｐのように噴射時期を遅らせたり（遅角方向に噴射時期をずらしたり）噴射時期を早めたり（進角方向に噴射時期をずらしたり）するものであり、このようなパイロット噴射時期の補正を行うことで、パイロット噴射による着火、筒内圧力・温度の上昇タイミング、予混合燃焼による発生熱量等を変化させることができ、運転状態による筒内圧力（温度）の変化に対してメイン噴射開始時期の筒内圧力・温度を一定に維持することができる。また、パイロット噴射時期の補正と併せてメイン噴射時期を補正することで、例えばパイロット噴射時期の補正では調整しきれない場合にメイン噴射時期を補正してメイン噴射開始時期の筒内圧力・温度を一定に維持するようにし、吸気マニホルド３１内の空気温度を目標値に制御するための補正の調整範囲を拡げることができる。
本実施形態においては、パイロット噴射完了時期からメイン噴射開始時期までの期間であるパイロット噴射インターバルと、メイン噴射時期と、目標空気量とについて、乖離温度に応じた適正な補正値を、予めのテストによってマップデータとして取得し、そのマップをＲＯＭ５２内に記憶させている。
次に、作用について説明する。
本実施形態では、ＥＧＲガスの温度低下により吸気行程での空気充填効率を向上させ、燃焼温度の低下と膨張行程後期の酸素不足とを抑制することで、ＮＯｘ低減とＰＭ低減の両立を図るべく、エンジン１０の吸入空気温度を運転状態に応じた適正な目標温度に一致させる制御（フィードバック制御）が実行される。
図４は、ＥＣＵ５０で実行される吸気マニホルド内空気温度の制御プログラムの概略の処理手順を示すフローチャートであり、この制御は吸気温度センサ３７の時定数等を考慮し、他の処理に比べ比較的ゆっくりした周期で繰り返し実行される。
図４に示すように、まず、ＥＧＲ空気合流後のシリンダ吸入空気温度である吸気マニホルド３１内の吸気温度の目標値（以下、目標吸気温度ともいう）が、エンジン１０の運転状態、例えばエンジン回転数および燃料噴射量（負荷に相当する）に応じて、目標吸気温度マップから算出される（ステップＳ１１）。
次いで、吸気温度センサ３７で得られる検出情報から、吸気マニホルド３１内の実際の吸気温度（以下、実吸気温度という）が検出される（ステップＳ１２）。
そして、それら目標吸気温度と実吸気温度とが比較され（ステップＳ１３）、その比較結果、すなわち実吸気温度が目標吸気温度より高いか否かに応じて、次のような処理が選択的に実行される。
実吸気温度が目標吸気温度より高い場合には、最初にＥＧＲクーラバイパスバルブ６５が全閉となるまで、ＥＧＲクーラバイパスバルブ６５が閉じ側に制御され（ステップＳ１４、Ｓ１５）、次いで、インタークーラバイパスバルブ３４ｂが全閉となるまで、インタークーラバイパスバルブ３４ｂが閉じ側に制御される（ステップＳ１８、１９）。
また、実吸気温度が目標吸気温度以下である場合には、最初にＥＧＲクーラバイパスバルブ６５が全開となるまで、ＥＧＲクーラバイパスバルブ６５が開き側に制御され（ステップＳ１６、Ｓ１７）、次いで、インタークーラバイパスバルブ３４ｂが全開となるまでインタークーラバイパスバルブ３４ｂが開き側に制御される（ステップＳ２０、２１）。
いずれの場合にも、次いで、目標吸気温度と実吸気温度との差である乖離温度（＝目標吸気温度−実吸気温度）が算出され（ステップＳ２２）、その乖離温度に応じた補正量で、パイロット噴射インターバル、メイン噴射時期およびＥＧＲ量（吸入空気量、空燃比）が選択的に実行される（ステップＳ２３）。すなわち、パイロット噴射インターバルのみが補正されるか、パイロット噴射インターバルとメイン噴射時期の双方が補正されるか、あるいは、パイロット噴射インターバルとメイン噴射時期の双方が補正された状態でＥＧＲ量が補正される。なお、ＥＧＲ量の補正が実行されるときにパイロット噴射インターバルとメイン噴射時期の補正量を減少させてもよい。
このように、本実施形態では、吸気マニホルド３１内の吸気温度がその目標値に近付くようにＥＧＲクーラ６３とインタークーラ３４とのうち、エンジン１０に装備されたその少なくとも一方の冷却能力が冷却能力制御手段であるＥＣＵ５０によって制御される。したがって、インタークーラ３４による吸気冷却効果とＥＧＲクーラ６３により排気再循環される還流空気の冷却効果とのうち少なくとも一方がエンジン１０の運転状態に応じて制御され、ＥＧＲバルブ６２によってＥＧＲ量自体を調整することなく、シリンダ吸入空気温度を適正な温度に制御することが可能となる。その結果、トレードオフの関係にあるＮＯｘ低減とＰＭ低減を両立させ得るものとなる。
特に、吸気マニホルド３１内の吸気温度がその目標値に近付くようにＥＧＲクーラバイパスバルブ６５とインタークーラバイパスバルブ３４ｂとのうち、エンジン１０に装備されたその少なくとも一方の開度がバルブ開度制御手段としてのＥＣＵ５０によって容易かつ適正に制御される。したがって、インタークーラ３４による吸気冷却効果とＥＧＲクーラ６３により排気再循環される還流空気の冷却効果とのうち少なくとも一方がエンジン１０の運転状態に応じて制御され、シリンダ吸入空気温度が適正な温度に制御される。
また、シリンダ吸入空気温度の低下に対応して着火遅れを抑制するようにパイロット噴射の噴射時期が補正されるので、安定した着火時期と燃焼が得られ、その補正を実行しただけでは乖離温度が大きく、メイン噴射時期に筒内温度が低下して排気性能が低下してしまうような場合でも、メイン噴射時期を早めるように補正でき、目標吸気温度を達成することができる。また、それでもなお乖離温度が大きく、排気性能が低下してしまうような場合には、ＥＧＲバルブ６２でのＥＧＲ量の調整によって空燃比が調整される。
なお、上述の実施形態においては、ＥＧＲクーラバイパス量の制御により調整可能な範囲を超える前からインタークーラバイパス量の制御により吸気温度を調整して、応答性の良い吸気温度制御を可能にしてもよいが、ＥＧＲクーラバイパス量の制御により調整可能な範囲を超えると、インタークーラバイパス量の制御により吸気温度が調整されるようにしている。ただし、例えば図４中のステップＳ１５とステップＳ１８の間で、あるいは、ステップＳ１７とステップＳ２０の間で、ステップＳ１３と同様に実吸気温度が目標吸気温度を超えているか否かを判別し、既に目標吸気温度に達していれば、ステップＳ２２に進んだり、今回の処理を終了したりしてもよい。
また、例えばステップＳ１９とステップＳ２１の後に、それぞれステップＳ１３と同様に、実吸気温度が目標吸気温度を超えているか否かを判別し、既に目標吸気温度に達していれば、ステップＳ２２に進むことなく今回の処理を終了するようにしてもよい。勿論、図４中の処理においてステップＳ１４、Ｓ１５とステップＳ１６、Ｓ１７を省略したり、逆に、図４中の処理においてステップＳ１８、Ｓ１９とステップＳ２０、Ｓ２１を省略したりすることもできるし、インタークーラバイパスバルブの開閉制御をＥＧＲバルブの開閉制御より先に実行することも考えられる。
また、本実施形態では、ＥＧＲクーラ６３の冷却能力が最小に制御された状態を、ＥＧＲクーラバイパスバルブ６５の開度が最小になった状態としたが、水冷式のＥＧＲクーラ６３への冷却媒体（冷却水）の供給量が最大になった状態や、ＥＧＲクーラバイパスへの冷却媒体の供給時の温度が調整範囲内の最低温度に低下した状態であってもよい。
以上説明したように、本発明は、吸気マニホルド内の吸入空気の温度が吸気温度の目標値に近付くようにＥＧＲクーラとインタークーラとのうち、内燃機関に装備されたその少なくとも一方の冷却能力が冷却能力制御手段によって制御されるので、インタークーラによる吸気冷却効果とＥＧＲクーラにより排気再循環される還流空気の冷却効果とのうち少なくとも一方が内燃機関の運転状態に応じて制御され、ＥＧＲ量の調整を行うことなくシリンダ吸入空気温度が適正な温度に制御されるようにし、吸気マニホルド温度が運転状態に応じた排気浄化性能上の最適な適正温度になるようＥＧＲ量を常時的確に制御することができ、運転状態が変化してもＮＯｘやスモーク等の排気成分を確実に低減させることができる内燃機関の排気浄化制御装置を提供することができるという効果を奏するものであり、インタークーラを有する吸気装置とＥＧＲクーラを有するＥＧＲ装置とを備えた内燃機関の排気浄化制御装置、特に吸気マニホルド内の空気温度を運転状態に応じ排気浄化に適した温度に制御する内燃機関の排気浄化制御装置全般に有用である。
本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化制御装置を示す図であり、本発明を多気筒ディーゼル機関に適用した例を示している。 一実施形態におけるＥＧＲクーラ周辺の構成を示す部分拡大図で、（ａ）はそのバイパス通路を開放させつつＥＧＲバルブを閉弁させた状態を示し、（ｂ）はバイパス通路を閉止させつつＥＧＲバルブを開弁させた状態を示している。 一実施形態におけるパイロット噴射およびメイン噴射による発生熱量と筒内圧力の変化とを示す図である。 本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化制御装置における吸気マニホルド内吸気温度の制御プログラムの概略処理手順を示すフローチャートである。
符号の説明
１０ エンジン（内燃機関、ディーゼル機関）
１１ 気筒
１２ 燃料噴射装置
１３ 吸気装置
１４ 排気装置
１５ ターボ過給機（可変絞り要素）
１５ａ 吸入空気コンプレッサ
１５ｂ 排気タービン
１６ 排気再循環装置（ＥＧＲ装置）
２１ サプライポンプ
２２ コモンレール
２３ 燃料噴射弁
２４ 燃料添加ノズル
３１ 吸気マニホルド
３２ 吸気管
３３ エアクリーナ
３４ インタークーラ
３４ａ インタークーラバイパス通路
３４ｂ インタークーラバイパスバルブ
３５ エアフローメータ（吸気量検出手段）
３６ スロットルバルブ
３７ 吸気温度センサ
４１ 排気マニホルド
４２ 排気管
４３ Ａ／Ｆセンサ
４４ 排気後処理装置
５０ ＥＣＵ（電子制御ユニット、冷却能力制御手段、噴射時期制御手段、補正手段）
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５６ 入力インターフェース回路
５７ 出力インターフェース回路
６１ ＥＧＲ通路
６２ ＥＧＲバルブ
６３ ＥＧＲクーラ
６４ バイパス通路
６５ ＥＧＲクーラバイパスバルブ
６６ ＥＧＲ酸化触媒ユニット
７１ アクセル開度センサ
７２ スロットル開度センサ
７３ クランク角センサ
７４ 車速センサ
７５ 吸気管内圧力センサ

Claims (7)

  1. 吸気マニホルドに供給される新気の吸入空気を冷却するインタークーラと、吸気マニホルド内に再循環される排気を冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲクーラをバイパスするＥＧＲクーラバイパス通路と、前記ＥＧＲクーラバイパス通路の開度を制御するＥＧＲクーラバイパスバルブとを有する内燃機関の排気浄化制御を実行する内燃機関の排気浄化制御装置において、
    前記内燃機関の運転状態に応じて該運転状態の内燃機関の排気性能上最適な前記吸気マニホルド内の吸気温度の目標値を算出する目標吸気温度算出手段と、
    前記吸気マニホルド内の吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、
    前記吸気温度の目標値と前記吸気温度検出手段で検出された吸気温度とを比較する比較手段と、
    前記比較手段の比較結果に応じて前記ＥＧＲクーラバイパスバルブの開度を制御し前記ＥＧＲクーラの冷却能力を制御する第１の冷却能力制御手段と、前記比較手段の比較結果に応じて前記インタークーラの冷却能力を制御する第２の冷却能力制御手段とから構成され、前記比較手段の比較結果に基づいて前記ＥＧＲクーラおよび前記インタークーラの冷却能力を制御する冷却能力制御手段と、を備え、
    前記冷却能力制御手段により前記吸気マニホルド内の吸気温度を前記吸気温度の目標値に近付けるように制御するとき、前記第１の冷却能力制御手段により前記吸気マニホルド内の吸気温度を前記吸気温度の目標値に近付けるように前記ＥＧＲクーラの冷却能力が優先的に制御され、該制御状態で前記吸気マニホルド内の吸気温度が前記吸気温度の目標値から乖離しているときに、前記インタークーラの冷却能力を制御するよう前記第２の冷却能力制御手段が作動することを特徴とする内燃機関の排気浄化制御装置。
  2. 吸気マニホルド内に排気を再循環させる排気再循環経路に設けられたＥＧＲバルブと、前記吸気マニホルド内に再循環される排気を冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲクーラをバイパスするＥＧＲクーラバイパス通路と、前記ＥＧＲクーラバイパス通路の開度を制御するＥＧＲクーラバイパスバルブとを有する内燃機関の排気浄化制御を実行する内燃機関の排気浄化制御装置において、
    前記内燃機関の運転状態に応じて該運転状態の内燃機関の排気性能上最適な前記吸気マニホルド内の吸気温度の目標値を算出する目標吸気温度算出手段と、
    前記吸気マニホルド内の吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、
    前記吸気マニホルドへの吸入空気量を検出する吸気量検出手段と、
    前記吸気温度の目標値と前記吸気温度検出手段で検出された吸気温度とを比較する比較手段と、
    前記比較手段の比較結果に基づいて前記ＥＧＲクーラバイパスバルブの開度を制御し、前記ＥＧＲクーラの冷却能力を制御する冷却能力制御手段と、
    前記吸気温度の目標値と前記吸気温度検出手段で検出された吸気温度との間の乖離温度を算出する乖離温度算出手段と、
    前記内燃機関の運転状態に応じて前記内燃機関の筒内に吸入されるべき目標空気量を算出する目標空気量算出手段と、
    前記内燃機関における１燃焼サイクル中の燃料噴射を圧縮上死点前のパイロット噴射と圧縮上死点以後のメイン噴射とを含む複数回の噴射に分割するとともに、前記内燃機関の運転状態に応じて、前記パイロット噴射の噴射時期および前記メイン噴射の噴射時期の目標値である目標噴射時期を算出する目標噴射時期算出手段と、
    前記目標噴射時期に基づいて、前記パイロット噴射の噴射時期および前記メイン噴射の噴射時期のうち少なくとも一方を制御する噴射時期制御手段と、
    前記目標空気量に基づいて、前記内燃機関の筒内に吸入される空気量を制御する空気量制御手段と、
    前記乖離温度算出手段の算出結果に基づき、前記目標噴射時期を補正して前記吸気マニホルド内に排気を再循環させるときの前記吸気マニホルド内の吸気温度を前記吸気温度の目標値に近付けるとともに、前記目標噴射時期を所定の補正量まで補正した状態で前記乖離温度が所定値を超えたときに前記目標空気量を補正する補正手段と、を備え、
    前記吸気マニホルド内の吸気温度を前記吸気温度の目標値に近付けるように制御するとき、前記冷却能力制御手段により前記吸気マニホルド内の吸気温度を前記吸気温度の目標値に近付けるように前記ＥＧＲクーラの冷却能力が制御され、該制御状態で前記吸気マニホルド内の吸気温度が前記吸気温度の目標値から乖離しているときに、前記補正手段が作動することを特徴とする内燃機関の排気浄化制御装置。
  3. 前記補正手段が、前記パイロット噴射の目標噴射時期をその所定の補正量だけ補正した状態で前記乖離温度が所定温度以上となったときに前記メイン噴射の目標噴射時期の補正を実行し、前記メイン噴射の噴射時期をその所定の補正量だけ補正した状態で前記乖離温度が所定温度以上となったときに、前記目標空気量を補正することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化制御装置。
  4. 前記空気量制御手段が、前記ＥＧＲバルブの開度制御値を前記目標空気量に応じて決定し、前記補正手段が、該ＥＧＲバルブの開度制御値を補正することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の排気浄化制御装置。
  5. 前記内燃機関が、吸気マニホルドに供給される新気の吸入空気を冷却するインタークーラを有するとともに、
    前記冷却能力制御手段が、前記比較手段の比較結果に応じて前記インタークーラの冷却能力を制御する第１の冷却能力制御手段と、前記比較手段の比較結果に応じて前記ＥＧＲクーラの冷却能力を制御する第２の冷却能力制御手段とから構成され、
    前記吸気マニホルド内の吸気温度を前記吸気温度の目標値に近付けるとき、前記第１の冷却能力制御手段により前記ＥＧＲクーラの冷却能力が優先的に制御され、該制御状態で前記吸気マニホルド内の吸気温度が前記吸気温度の目標値から乖離しているときに、前記インタークーラの冷却能力を制御するよう前記第２の冷却能力制御手段が作動することを特徴とする請求項２ないし４のうちいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化制御装置。
  6. 前記内燃機関が、前記インタークーラをバイパスするインタークーラバイパス通路と、前記インタークーラバイパス通路の開度を制御するインタークーラバイパスバルブとを更に有し、
    前記第１の冷却能力制御手段が、前記比較手段の比較結果に応じて前記ＥＧＲクーラバイパスバルブの開度を制御するとともに、
    前記第２の冷却能力制御手段が、前記比較手段の比較結果に応じて前記インタークーラバイパスバルブの開度を制御することを特徴とする請求項１または請求項５に記載の内燃機関の排気浄化制御装置。
  7. 前記内燃機関が、ディーゼルエンジンであることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化制御装置。
JP2007150512A 2007-06-06 2007-06-06 内燃機関の排気浄化制御装置 Expired - Fee Related JP4442643B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007150512A JP4442643B2 (ja) 2007-06-06 2007-06-06 内燃機関の排気浄化制御装置
DE102008026706A DE102008026706B4 (de) 2007-06-06 2008-06-04 Abgasreinigungssteuervorrichtung und -steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine
FR0803135A FR2917133B1 (fr) 2007-06-06 2008-06-05 Dispositif de commande et procede de commande de purification des gaz d'echappement pour un moteur a combustion interne.
FR0805772A FR2920485B1 (fr) 2007-06-06 2008-10-17 Dispositif de commande et procede de commande de purification des gaz d'echappement pour un moteur a combustion interne.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007150512A JP4442643B2 (ja) 2007-06-06 2007-06-06 内燃機関の排気浄化制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008303763A JP2008303763A (ja) 2008-12-18
JP4442643B2 true JP4442643B2 (ja) 2010-03-31

Family

ID=40011406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007150512A Expired - Fee Related JP4442643B2 (ja) 2007-06-06 2007-06-06 内燃機関の排気浄化制御装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP4442643B2 (ja)
DE (1) DE102008026706B4 (ja)
FR (2) FR2917133B1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4873098B2 (ja) * 2009-02-02 2012-02-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP5370274B2 (ja) * 2010-05-31 2013-12-18 マツダ株式会社 ディーゼルエンジンの燃焼制御装置
JP5678484B2 (ja) 2010-06-11 2015-03-04 いすゞ自動車株式会社 排気管噴射制御装置
KR102030181B1 (ko) 2012-12-24 2019-10-08 두산인프라코어 주식회사 배기가스 재순환장치 및 이의 제어 방법
FR3010149B1 (fr) * 2013-08-27 2015-09-25 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur a combustion a refroidisseur d'air de suralimentation
US10113493B2 (en) 2016-11-22 2018-10-30 Caterpillar Inc. System, method, and apparatus to control gas substitution characteristic in dual fuel engine
DE102019113884A1 (de) * 2019-05-24 2020-11-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Steuereinheit zum Betrieb eines Verbrennungsmotors
JP7140055B2 (ja) * 2019-06-13 2022-09-21 株式会社豊田自動織機 内燃機関
CN115355097B (zh) * 2022-09-06 2023-11-17 潍柴动力股份有限公司 Egr系统控制方法、装置、电子设备及存储介质

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08261072A (ja) * 1995-03-22 1996-10-08 Nissan Diesel Motor Co Ltd ディーゼルエンジンのｅｇｒ装置
JP3493986B2 (ja) * 1997-12-03 2004-02-03 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンのシリンダ吸入ガス温度算出装置及びｅｇｒ制御装置
JP2001041110A (ja) * 1999-08-02 2001-02-13 Isuzu Motors Ltd Ｅｇｒクーラ付きｅｇｒ装置
JP2004044484A (ja) * 2002-07-11 2004-02-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP4291650B2 (ja) * 2003-09-03 2009-07-08 トヨタ自動車株式会社 排気浄化装置

Also Published As

Publication number Publication date
FR2917133B1 (fr) 2013-02-22
FR2920485B1 (fr) 2017-12-01
DE102008026706A1 (de) 2009-02-05
DE102008026706B4 (de) 2012-09-13
JP2008303763A (ja) 2008-12-18
FR2920485A1 (fr) 2009-03-06
FR2917133A1 (fr) 2008-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4442643B2 (ja) 内燃機関の排気浄化制御装置
JP4442659B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP5187123B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5169439B2 (ja) 内燃機関制御装置及び内燃機関制御システム
JP4816811B2 (ja) 内燃機関の制御装置
KR20070090244A (ko) 엔진
KR100962160B1 (ko) 과급압 제어
JP2007315230A (ja) 内燃機関の排気還流装置
CN108730052B (zh) 内燃机的控制装置
JP2009191659A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2009216059A (ja) 内燃機関の制御装置
WO2010090036A1 (ja) 内燃機関の排気浄化装置及び排気浄化方法
JP2006299892A (ja) 過給機付き内燃機関
JP2009191660A (ja) 内燃機関の制御装置
JP5701009B2 (ja) ディーゼルエンジンのトルク変動抑制制御装置及び方法
EP2642102B1 (en) Control device for internal combustion engine
JP2009228651A (ja) エンジン用給気装置
JP2006220062A (ja) 水素添加内燃機関の制御装置
JP4166681B2 (ja) 内燃機関のための排気浄化装置
JP2009068450A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2009002172A (ja) 内燃機関の排気浄化制御装置
JP2010024973A (ja) 過給機付き内燃機関の制御装置
JP4425003B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2009209780A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2023015516A (ja) 内燃機関の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090512

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090701

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: 20091222

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100104

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130122

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130122

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees