JP6107762B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
還元剤供給弁から機関排気通路内に還元剤を噴射するようにした場合であっても、還元剤供給弁から噴射される還元剤の昇圧作用と還元剤供給弁からの還元剤の噴射時期が重なった場合には、還元剤供給弁から実際に噴射される還元剤の噴射量と最適な目標噴射量との間でずれが生ずるはずである。従って、この特許文献2に記載された内燃機関においても、特許文献1に記載された内燃機関と同様に、還元剤の昇圧作用と還元剤の噴射時期が重なる場合には、還元剤の昇圧作用と還元剤の噴射時期が重ならないように還元剤の噴射時期を変更させることが考えられる。
図1を参照すると、1は機関本体、2は各気筒の燃焼室、3は各燃焼室2内に夫々燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、4は吸気マニホルド、5は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド4は吸気ダクト6を介して排気ターボチャージャ7のコンプレッサ7aの出口に連結され、コンプレッサ7aの入口は吸入空気量検出器8を介してエアクリーナ9に連結される。吸気ダクト6内にはアクチュエータにより駆動されるスロットル弁10が配置され、吸気ダクト6周りには吸気ダクト6内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置11が配置される。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置11内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
排気浄化触媒13に流入する排気ガスの空燃比(A/F)inをリーンに維持しつつ図6Aに示される場合と同じような短い周期でもって炭化水素供給弁15から炭化水素が噴射される。
本発明による実施例では、図7Cに示される一回当りの炭化水素の噴射量W(mg)を図7Aに示される炭化水素の噴射密度DX(mg/s)で除算することにより、炭化水素の噴射間隔(s)が算出される。即ち、次の炭化水素の噴射時期が求められる。
図8Aは炭化水素供給弁15の先端部を示しており、炭化水素供給弁15の先端部の先端面80は排気管12内に露呈している。この先端面80には複数のノズル孔81が開口している。炭化水素供給弁15の先端部内には液状の炭化水素で満たされた炭化水素室82が形成されており、この炭化水素室82にソレノイドにより駆動されるニードル弁83が配置されている。図8Aはニードル弁83が炭化水素室82の底面上に着座しているときを示しており、このときノズル孔81からの炭化水素の噴射は停止せしめらている。なお、このときニードル弁83の先端面と炭化水素室82の底面上間にはサック室84が形成され、各ノズル孔81の内端部はこのサック室84内に開口している。
よって液状炭化水素86に向けて引き寄せられるので、煤87は図8Bに示されるように付着した状態に保持される。このときの煤87のノズル孔81およびサック室84の内壁面に対する付着力は弱く、従ってこのような状態のときに炭化水素の噴射作用が行われるとノズル孔81およびサック室84の内壁面上に付着している煤87はただちに吹き飛ばされる。従って、このような状態のときに炭化水素の噴射作用が行われるとノズル孔81が目詰まりすることはない。
図17は、昇圧ポンプの駆動噴射制御ルーチンを示しており、このルーチンは一定時間毎の割り込みによって実行される。
図17を参照すると、まず初めに、ステップ100においてポンプ駆動要求フラグPがセットされているか否かが判別される。ポンプ駆動要求フラグPがセットされているときには、ステップ101に進んで昇圧ポンプ60が駆動され、炭化水素供給弁15に供給される燃料の燃料圧PXの昇圧作用が行われる。次いで、ステップ102では、燃料圧PXが目標燃料圧PXAを越えたか否かが判別され、燃料圧PXが目標燃料圧PXAを越えるとステップ103に進んでポンプ駆動要求フラグPがリセットされる。
図18を参照すると、まず初めに、ステップ110においてパティキュレートフィルタ14又は排気浄化触媒13を昇温すべきであることを示す昇温要求が発せられているか否かが判別される。昇温要求が発せられていないときにはステップ111に進んで第1のNOx浄化方法によるNOx浄化を行うべき運転状態であるか否かが判別される。第1のNOx浄化方法によるNOx浄化を行うべき運転状態であるときにはステップ112に進んで、図7Aに示されるマップから炭化水素の噴射密度DX(mg/s)が算出される。次いで、ステップ113では、図7Cに示されるマップから一回当りの最適な炭化水素の噴射量W(mg)が算出される。
図19を参照すると、まず初めに、ステップ130において噴射要求フラグAがセットされているか否かが判別される。噴射要求フラグAがセットされているときにはステップ131に進んでポンプ駆動要求フラグPがリセットされる。次いで、ステップ132では、炭化水素供給弁15からの炭化水素の噴射作用が行われる。次いで、ステップ133では炭化水素供給弁15からの炭化水素の噴射が完了したか否かが判別される。炭化水素供給弁15からの炭化水素の噴射が完了したときにはステップ134に進んでポンプ駆動要求フラグPがセットされ、次いでステップ135では噴射要求フラグAがリセットされる。
図20を参照すると、まず初めに、ステップ140において噴射要求フラグAがセットされているか否かが判別される。噴射要求フラグAがセットされているときにはステップ141に進んでポンプ駆動要求フラグPがセットされているか否かが判別される。ポンプ駆動要求フラグPがセットされているときには図20に示される噴射ルーチンを終了し、従ってこのときには噴射要求フラグAがセットされていたとしても炭化水素供給弁15からの炭化水素の噴射は行われない。
図21を参照すると、まず初めに、ステップ150において噴射要求フラグBがセットされているか否かが判別される。噴射要求フラグBがセットされているときにはステップ151に進んで炭化水素供給弁15からの炭化水素の噴射中であるか否かが判別される。炭化水素の噴射中でないときにはステップ152に進んで、ポンプ駆動要求フラグPがセットされているか否かが判別される。ポンプ駆動要求フラグPがセットされているときには図21に示される噴射制御ルーチンを終了し、このとき昇圧ポンプ60が駆動され続ける。
図22を参照すると、まず初めに、ステップ160において目詰まり防止のための噴射指令に基づいて前回の割り込み時から今回の割り込み時の間に、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用の噴射が行われたか否かが判別される。目詰まり防止用の噴射が行われていたときにはステップ161に進んで、目詰まり防止用の噴射が行われたときに燃焼室2内への燃料の供給が停止されていたか否かが判別される。目詰まり防止用の噴射が行われたときに燃焼室2内への燃料の供給が停止されていたときには、ステップ162に進んで目詰まり防止用噴射を禁止する禁止フラグがセットされる。
5 排気マニホルド
12 排気管
13 排気浄化触媒
14 パティキュレートフィルタ
15 炭化水素供給弁
60 昇圧装置
Claims (9)
- 機関排気通路内に配置された還元剤供給弁と、還元剤供給弁から噴射された還元剤によりNOxを浄化するNOx浄化装置と、還元剤供給弁から噴射される還元剤の噴射圧を昇圧させるための昇圧装置とを具備した内燃機関の制御装置において、還元剤供給弁からの還元剤の噴射であってNOxを浄化するために予め定められた範囲内の周期でもって繰り返し行われるNOx浄化用噴射と、還元剤供給弁からの還元剤の噴射であって還元剤供給弁のノズル孔の目詰まりを防止するために該NOx浄化用噴射に比べて噴射量が少量とされる目詰まり防止用噴射とが行われ、該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用と該NOx浄化用噴射は、該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用と該NOx浄化用噴射とが同時に行われないように制御され、該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用と該目詰まり防止用噴射は、同時に行われるのを許容する内燃機関の制御装置。
- 該昇圧装置による噴射圧の昇圧要求と該NOx浄化用噴射要求とが重なったときには該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用を行わずに該NOx浄化用噴射を優先的に行い、該NOx浄化用噴射の完了後に該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用を開始又は再開するようにした請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 該昇圧装置による噴射圧の昇圧要求と該NOx浄化用噴射要求とが重なったときには該NOx浄化用噴射を行わずに該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用を優先的に行い、該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用の完了後に該NOx浄化用噴射を開始するようにした請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用が優先的に行われることによって該NOx浄化用噴射の噴射間隔が増大せしめられたときには、該NOx浄化用噴射の噴射量が該噴射間隔の増大割合だけ増大される請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
- 該NOx浄化用噴射に加え、還元剤供給弁からの還元剤の噴射であって機関排気通路内に配置された排気処理装置を昇温させるために繰り返し行われる昇温用噴射が行われ、該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用と該昇温用噴射は、該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用と該昇温用噴射とが同時に行われないように制御される請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 該昇圧装置による噴射圧の昇圧要求と該昇温噴射要求とが重なったときには該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用を行わずに該昇温用噴射を優先的に行い、該昇温用噴射の完了後に該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用を開始又は再開するようにした請求項5に記載の内燃機関の制御装置。
- 該昇圧装置による噴射圧の昇圧要求と該昇温用噴射要求とが重なったときには該昇温用噴射を行わずに該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用を優先的に行い、該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用の完了後に該昇温用噴射を開始するようにした請求項5に記載の内燃機関の制御装置。
- NOx浄化装置がNOxを吸蔵可能なNOx吸蔵触媒からなり、還元剤供給弁からの還元剤の噴射であって該NOx吸蔵触媒に吸蔵されたNOxをNOx吸蔵触媒から放出するために行われるNOx放出用噴射が行われ、該NOx放出用噴射が行われるときには、該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用が同時に行われる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 該NOx放出用噴射要求があったときに該昇圧装置による噴射圧の昇圧作用が行われているときには、該噴射圧が予め定められた目標噴射圧に達するまで該NOx放出用噴射を行わず、該噴射圧が予め定められた目標噴射圧に達した後に該NOx放出用噴射が開始される請求項8に記載の内燃機関の制御装置。
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