JP6197663B2 - EGR control device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関へのEGRガスの導入を制御するEGR制御装置に関する。   The present invention relates to an EGR control device that controls introduction of EGR gas into an internal combustion engine.

ディーゼルエンジン等の内燃機関においてはNOx生成を抑制するために排気ガスの一部を内燃機関の吸気に導入(還流)するEGR(Exhaust Gas Recirculation、排気再循環)が行われている。しかし、EGRガスを吸気に導入すると、EGRシステムのコンポーネント(EGRクーラ、EGRバルブ、EGR通路等)に煤が堆積し、EGRガスが流れにくくなったり、冷却されにくくなったりするという問題がある。その原因は、EGRガス中の未燃燃料がバインダとなって煤の付着、堆積を促進してしまうことである(例えば特許文献1参照)。特に、排気通路に備えられたDPF(Diesel Particulate filter)等の後処理装置の再生制御時、具体的にはポスト噴射等による未燃燃料供給時に、EGRシステム内の煤の堆積が顕著である。そのため、従来では、後処理装置の再生制御時はEGRガスの導入を停止することが一般的であった。   In an internal combustion engine such as a diesel engine, EGR (Exhaust Gas Recirculation) that introduces (refluxs) part of exhaust gas into intake air of the internal combustion engine is performed in order to suppress NOx generation. However, when EGR gas is introduced into the intake air, there is a problem that soot accumulates on the components (EGR cooler, EGR valve, EGR passage, etc.) of the EGR system, and the EGR gas becomes difficult to flow or cool. The cause is that unburned fuel in the EGR gas becomes a binder and promotes adhesion and deposition of soot (see, for example, Patent Document 1). In particular, accumulation of soot in the EGR system is remarkable during regeneration control of an aftertreatment device such as a DPF (Diesel Particulate Filter) provided in the exhaust passage, specifically when unburned fuel is supplied by post injection or the like. For this reason, conventionally, the introduction of the EGR gas is generally stopped during the regeneration control of the post-processing apparatus.

しかし、排気ガス規制の強化に伴い、後処理装置の再生制御時であってもEGRガスの導入に対する要求が高まってきている。そこで、EGR通路上に未燃燃料を酸化する酸化触媒や未燃燃料を吸着する未燃燃料吸着装置を配置する提案がある(特許文献1参照)。これによれば、排気ガス中に未燃燃料が含まれている状況でEGRガスを導入したとしても、EGRガス中の未燃燃料を酸化や吸着により除去できるので、EGRシステムへの煤堆積を抑制できる。   However, with the tightening of exhaust gas regulations, there is an increasing demand for introduction of EGR gas even during regeneration control of the aftertreatment device. Therefore, there is a proposal to arrange an oxidation catalyst for oxidizing unburned fuel and an unburned fuel adsorbing device for adsorbing unburned fuel on the EGR passage (see Patent Document 1). According to this, even if EGR gas is introduced in a situation where unburned fuel is contained in the exhaust gas, the unburned fuel in the EGR gas can be removed by oxidation or adsorption, so that soot accumulation in the EGR system is prevented. Can be suppressed.

特許第4140636号公報Japanese Patent No. 4140636

しかし、EGRシステム(EGR通路)に、煤や未燃燃料を除去(捕集)する除去部(酸化触媒、未燃燃料吸着装置、DPF等)を配置する手法では、その配置に伴うコストアップや、除去部を再生させる再生制御に伴う制御の複雑化、燃費悪化等が避けられない。   However, in the technique of disposing (collecting) soot and unburned fuel in the EGR system (EGR passage), the method of arranging the removal unit (oxidation catalyst, unburned fuel adsorbing device, DPF, etc.) increases the costs associated with the arrangement In addition, complicated control and deterioration in fuel consumption accompanying regeneration control for regenerating the removal unit are inevitable.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、EGRシステムに煤や未燃燃料を除去する除去部を配置しなくても、排気ガス中に未燃燃料が含まれている状況でEGRガスを導入したとしてもEGRシステムへの煤堆積を抑制できるEGR制御装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the EGR gas can be used in a situation where unburned fuel is contained in the exhaust gas without arranging a removal unit for removing soot and unburned fuel in the EGR system. It is an object of the present invention to provide an EGR control device that can suppress soot deposition on the EGR system even if the system is introduced.

上記課題を解決するために、本発明のEGR制御装置は、内燃機関から排出される排気ガスの一部をEGRガスとして前記内燃機関の吸気に導入するEGRシステムと、
排気ガス中の未燃燃料量を推定する第1の推定手段と、
排気ガス温を推定するガス温推定手段と、
前記第1の推定手段が推定した未燃燃料量と前記ガス温推定手段が推定した排気ガス温とに基づいて、前記EGRシステムへの煤堆積を抑制するのに許容されるEGRガス量であるEGR許容量を設定する許容量設定手段と、
前記許容量設定手段が設定したEGR許容量でEGRガスの導入を許可する一方で、前記EGR許容量から外れるEGRガスの導入を禁止するEGR制限手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an EGR control device of the present invention includes an EGR system that introduces a part of exhaust gas discharged from an internal combustion engine into the intake air of the internal combustion engine as EGR gas;
First estimating means for estimating the amount of unburned fuel in the exhaust gas;
A gas temperature estimating means for estimating the exhaust gas temperature;
Based on the unburned fuel amount estimated by the first estimating means and the exhaust gas temperature estimated by the gas temperature estimating means, an EGR gas amount allowed to suppress soot accumulation in the EGR system. Tolerance setting means for setting the EGR tolerance;
EGR limiting means for permitting the introduction of EGR gas at the EGR allowable amount set by the allowable amount setting means and prohibiting the introduction of EGR gas that deviates from the EGR allowable amount;
It is characterized by providing.

排気ガス温が高い時よりも低い時のほうが、EGRシステム内に未燃燃料が堆積(デポジット)しやすくなるので、堆積した未燃燃料をバインダとして煤も堆積しやすくなる。また、排気ガス中の未燃燃料量が多いほど、バインダとして機能する未燃燃料量、つまりEGRシステム内に堆積する未燃燃料量が多くなるので、煤も堆積しやすくなる。このように、EGRシステム内への煤堆積は、同じEGRガス量を導入したとしても、排気ガス中の未燃燃料量と排気ガス温とよって変わってくる。言い換えると、排気ガス中の未燃燃料量と排気ガス温とによっては、EGRシステム内への煤堆積が促進しないEGRガス量、つまり煤堆積を抑制するのに許容されるEGRガス量が存在する。本発明では、排気ガス中の未燃燃料量と排気ガス温とに基づいて煤堆積の抑制に許容されるEGR許容量を設定し、そのEGR許容量の範囲内でのみEGRガスの導入を許可する。したがって、排気ガス中に未燃燃料が含まれている状況でEGRガスを導入したとしてもEGRシステムへの煤堆積を抑制できる。また、EGRシステム内に煤や未燃燃料を除去する除去部を配置しなくても、煤堆積を抑制できる。   When the exhaust gas temperature is lower than when the exhaust gas temperature is high, unburned fuel is more likely to deposit (deposit) in the EGR system, and soot is also easily deposited using the accumulated unburned fuel as a binder. Further, as the amount of unburned fuel in the exhaust gas increases, the amount of unburned fuel that functions as a binder, that is, the amount of unburned fuel that accumulates in the EGR system increases, so that soot accumulates more easily. As described above, soot deposition in the EGR system varies depending on the amount of unburned fuel in the exhaust gas and the exhaust gas temperature even if the same EGR gas amount is introduced. In other words, depending on the amount of unburned fuel in the exhaust gas and the exhaust gas temperature, there is an EGR gas amount that does not promote soot accumulation in the EGR system, that is, an EGR gas amount that is allowed to suppress soot deposition. . In the present invention, an allowable EGR amount that is allowed to suppress soot accumulation is set based on the unburned fuel amount in the exhaust gas and the exhaust gas temperature, and introduction of EGR gas is permitted only within the range of the EGR allowable amount. To do. Therefore, even if EGR gas is introduced in a situation where unburned fuel is contained in the exhaust gas, soot accumulation on the EGR system can be suppressed. Moreover, soot accumulation can be suppressed without arranging a removal unit for removing soot and unburned fuel in the EGR system.

エンジンシステム1の構成図である。1 is a configuration diagram of an engine system 1. FIG. 未燃燃料量と排気ガス温とに対するEGR許容量の3次元マップ7である。It is a three-dimensional map 7 of EGR allowable amount with respect to unburned fuel amount and exhaust gas temperature. 未燃燃料量に対するEGR許容量の2次元マップ71である。It is a two-dimensional map 71 of the EGR allowable amount with respect to the unburned fuel amount. 排気ガス温に対するEGR許容量の2次元マップ72である。It is a two-dimensional map 72 of EGR allowable amount with respect to exhaust gas temperature. EGR制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of an EGR control process. 目標EGR量のディレイ機能を説明する図である。It is a figure explaining the delay function of the target EGR amount.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、車両に搭載されてその車両の駆動を行うエンジンシステム1の構成図を示している。エンジンシステム1は、内燃機関としてのディーゼルエンジン2(以下、単にエンジンという)と、そのエンジン2の運転に必要な各種構成を備える形で構成されている。なお、エンジンシステム1が本発明の「EGR制御装置」に相当する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration diagram of an engine system 1 that is mounted on a vehicle and drives the vehicle. The engine system 1 includes a diesel engine 2 (hereinafter simply referred to as an engine) as an internal combustion engine and various configurations necessary for the operation of the engine 2. The engine system 1 corresponds to the “EGR control device” of the present invention.

エンジン2は、筒状のシリンダ21とそのシリンダ21内に設けられたピストン22とを備える。シリンダ21の上部にはシリンダ21を塞ぐ形でエンジンヘッド26が設けられている。そのエンジンヘッド26には、シリンダ21内(厳密にはピストン22の上面とエンジンヘッド26の間の空間である燃焼室211)に燃料(軽油)を噴射するインジェクタ23が設けられている。また、エンジンヘッド26には、燃焼室211に空気を吸入するための吸気ポート及び燃焼室211から燃焼後の空気(排気ガス)を排出するための排気ポートが燃焼室211に連通する形で形成されている。吸気ポートには、燃焼室211に吸入する空気が流れる吸気通路3(インテークマニホールドも含む)が接続されている。また、吸気ポートと燃焼室211とを繋ぐ開口にはその開口を開けたり閉じたりする吸気弁24が設けられている。排気ポートには、排気ガスが流れる排気通路4(エキゾーストマニホールドも含む)が接続されている。また、排気ポートと燃焼室211とを繋ぐ開口にはその開口を開けたり閉じたりする排気弁25が設けられている。   The engine 2 includes a cylindrical cylinder 21 and a piston 22 provided in the cylinder 21. An engine head 26 is provided at the top of the cylinder 21 so as to close the cylinder 21. The engine head 26 is provided with an injector 23 that injects fuel (light oil) into the cylinder 21 (strictly speaking, a combustion chamber 211 that is a space between the upper surface of the piston 22 and the engine head 26). Further, the engine head 26 is formed with an intake port for sucking air into the combustion chamber 211 and an exhaust port for discharging air (exhaust gas) after combustion from the combustion chamber 211 so as to communicate with the combustion chamber 211. Has been. An intake passage 3 (including an intake manifold) through which air sucked into the combustion chamber 211 flows is connected to the intake port. In addition, an opening connecting the intake port and the combustion chamber 211 is provided with an intake valve 24 that opens and closes the opening. An exhaust passage 4 (including an exhaust manifold) through which exhaust gas flows is connected to the exhaust port. Further, an opening connecting the exhaust port and the combustion chamber 211 is provided with an exhaust valve 25 for opening and closing the opening.

エンジン2は、燃焼室211に吸入された空気とインジェクタ23から噴射された燃料との燃焼(自然着火燃焼)によりピストン22を往復させる動力を生み出し、その動力によりピストン22に接続されたクランク(図示外)を介して車両を駆動する。   The engine 2 generates power for reciprocating the piston 22 by combustion (spontaneous ignition combustion) of air sucked into the combustion chamber 211 and fuel injected from the injector 23, and a crank (illustrated) connected to the piston 22 by the power. Drive the vehicle through the outside).

吸気通路3には、上流側から、吸気通路3を流れる空気(新気)に含まれる塵等の異物を除去するエアクリーナー31、エアクリーナー31を通過した空気を圧縮する過給器のコンプレッサ32、圧縮された空気を冷却するインタークーラ33、エンジン2に吸入する空気量を調節するスロットル34がこの順で配置されている。   In the intake passage 3, from the upstream side, an air cleaner 31 that removes foreign matters such as dust contained in air (fresh air) flowing through the intake passage 3, and a supercharger compressor 32 that compresses the air that has passed through the air cleaner 31. An intercooler 33 for cooling the compressed air and a throttle 34 for adjusting the amount of air taken into the engine 2 are arranged in this order.

また、吸気通路3には、吸気通路3を流れる空気流量(新気量)を検知するエアフロメータ35が設けられている。そのエアフロメータ35は、スロットル34よりも上流側(図1ではエアクリーナ31付近)に設けられている。また、吸気通路3のスロットル34よりも下流、つまりインテークマニホールドには、インテークマニホールド内の圧力を検知するインマニ圧センサ36と、ガス温を検知するインマニガス温センサ37とが設けられている。   The intake passage 3 is provided with an air flow meter 35 for detecting the flow rate of air flowing through the intake passage 3 (fresh air amount). The air flow meter 35 is provided upstream of the throttle 34 (in the vicinity of the air cleaner 31 in FIG. 1). Further, an intake manifold pressure sensor 36 for detecting the pressure in the intake manifold and an intake manifold gas temperature sensor 37 for detecting the gas temperature are provided downstream of the throttle 34 in the intake passage 3, that is, in the intake manifold.

排気通路4には、上流側から、過給器のコンプレッサ32を作動させるためのエネルギーを排気ガスから回収する過給器のタービン41(可変ノズルターボ(VNT))、排気ガス中のCO、HC等を酸化して除去する酸化触媒42(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)、排気ガス中のPM(煤、粒子状物質)を除去するDPF43(Diesel Particulate Filter)、排気音を抑制するマフラー44がこの順で配置されている。   From the upstream side, the exhaust passage 4 has a turbocharger turbine 41 (variable nozzle turbo (VNT)) that recovers energy for operating the compressor 32 of the supercharger from the exhaust gas, and CO and HC in the exhaust gas. An oxidation catalyst 42 (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) that oxidizes and removes etc., a DPF 43 (Diesel Particulate Filter) that removes PM (soot and particulate matter) in exhaust gas, and a muffler 44 that suppresses exhaust noise in this order. Is arranged in.

酸化触媒42は、例えば、ウォールスルータイプのセラミック製ハニカムや金属製のメッシュなどに、CO、HCの酸化反応を促進させる触媒成分(例えば、Pt(白金)やPd(パラジウム)など)を担持した構造となっている。酸化触媒42は、CO、HC等の酸化除去の他に、DPF43に堆積したPMを燃焼除去してDPF43を再生させるために、酸化反応により排気ガスを昇温する役割も担っている。   The oxidation catalyst 42 carries, for example, a catalyst component (for example, Pt (platinum) or Pd (palladium)) that promotes the oxidation reaction of CO and HC on a wall-through type ceramic honeycomb or metal mesh. It has a structure. In addition to oxidizing and removing CO, HC, etc., the oxidation catalyst 42 also plays a role of raising the temperature of exhaust gas by an oxidation reaction in order to regenerate the DPF 43 by burning and removing PM deposited on the DPF 43.

DPF43は、公知の構造のセラミック製フィルタであり、例えば、コーディエライト等の耐熱性セラミックスをハニカム構造に成形して、ガス流路となる多数のセルを入口側または出口側が互い違いとなるように目封じして構成される。排気ガスは、DPF43の多孔性の隔壁を通過しながら下流へ流れ、その間に排気ガス中のPMが捕集されて次第に堆積する。   The DPF 43 is a ceramic filter having a known structure. For example, a heat-resistant ceramic such as cordierite is formed into a honeycomb structure so that a large number of cells serving as gas flow paths are staggered on the inlet side or the outlet side. It is configured by sealing. The exhaust gas flows downstream while passing through the porous partition walls of the DPF 43, and PM in the exhaust gas is collected and gradually accumulated during that time.

DPF43は無尽蔵にPMを捕集できるわけではないので、DPF43に堆積したPMの量が多くなると、堆積したPMを燃焼除去してDPF43を再生させる再生処理が実行されるようになっている。その再生処理の詳細は後述する。なお、本実施形態では、酸化触媒42とDPF43とは別体で構成しているが、それらを一体化した酸化触媒付のDPFを採用しても良い。なお、DPF43が本発明の「捕集部」に相当する。   Since the DPF 43 cannot collect PM indefinitely, when the amount of PM deposited on the DPF 43 increases, a regeneration process for regenerating the DPF 43 by burning and removing the accumulated PM is executed. Details of the reproduction process will be described later. In the present embodiment, the oxidation catalyst 42 and the DPF 43 are configured separately, but a DPF with an oxidation catalyst that integrates them may be used. The DPF 43 corresponds to the “collecting part” of the present invention.

また、排気通路4の過給器のタービン41よりも上流、つまりエキゾーストマニホールドには、排気ガス温を検知するエキマニガス温センサ45が設けられている。さらに、排気通路4には、排気ガスの空燃比に応じた信号を出力するA/Fセンサ46が設けられている。   Further, an exhaust gas temperature sensor 45 that detects the exhaust gas temperature is provided upstream of the turbocharger turbine 41 in the exhaust passage 4, that is, in the exhaust manifold. Further, the exhaust passage 4 is provided with an A / F sensor 46 that outputs a signal according to the air-fuel ratio of the exhaust gas.

エンジンシステム1には、排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路3に導入(還流)するEGR(排気再循環)システム5が設けられている。そのEGRシステム5には、一端が排気通路4の過給器のタービン41よりも上流に接続され、他端が吸気通路3のスロットル34より下流に接続されて、排気通路4から吸気通路3にEGRガスを導くEGR通路51が設けられている。そのEGR通路51には、EGR通路51を流れるEGRガスの流量(EGRガス量)を調節するEGRバルブ52が設けられている。   The engine system 1 is provided with an EGR (exhaust gas recirculation) system 5 that introduces (refluxs) a part of the exhaust gas into the intake passage 3 as EGR gas. One end of the EGR system 5 is connected upstream of the turbocharger turbine 41 in the exhaust passage 4, and the other end is connected downstream of the throttle 34 in the intake passage 3. An EGR passage 51 that guides EGR gas is provided. The EGR passage 51 is provided with an EGR valve 52 that adjusts the flow rate (EGR gas amount) of EGR gas flowing through the EGR passage 51.

また、EGR通路51は、EGR通路51の上流地点から分岐し、下流地点で再度合流する通路511(以下、クーラ通路という)を含む。そのクーラ通路511には、クーラ通路511を流れるEGRガスを冷却するEGRクーラ53が設けられている。また、EGR通路51の、クーラ通路511が分岐する地点には、クーラ通路511を流れるEGRガス量を調節するバルブ54(以下、クーラバイパスバルブという)が設けられている。そのクーラバイパスバルブ54は、例えばクーラ通路511の開通時に、EGR通路51におけるクーラ通路511と並列に配置された通路512(以下、バイパス通路という)を閉鎖し、クーラ通路511の閉鎖時にバイパス通路512を開通させる3方弁として構成されている。クーラバイパスバルブ54によりクーラ通路511を流れるEGRガス量を調節することで、EGRガスの温度を調節できるようになっている。なお、EGRクーラ53及びクーラ通路511はEGRバルブ52よりも上流に設けられている。   Further, the EGR passage 51 includes a passage 511 (hereinafter referred to as a cooler passage) that branches from an upstream point of the EGR passage 51 and merges again at the downstream point. The cooler passage 511 is provided with an EGR cooler 53 that cools the EGR gas flowing through the cooler passage 511. Further, a valve 54 (hereinafter referred to as a cooler bypass valve) for adjusting the amount of EGR gas flowing through the cooler passage 511 is provided at a point of the EGR passage 51 where the cooler passage 511 branches. The cooler bypass valve 54 closes a passage 512 (hereinafter referred to as a bypass passage) arranged in parallel with the cooler passage 511 in the EGR passage 51 when the cooler passage 511 is opened, and the bypass passage 512 is closed when the cooler passage 511 is closed. Is configured as a three-way valve that opens the valve. By adjusting the amount of EGR gas flowing through the cooler passage 511 by the cooler bypass valve 54, the temperature of the EGR gas can be adjusted. The EGR cooler 53 and the cooler passage 511 are provided upstream of the EGR valve 52.

エンジンシステム1には、車両の運転者の要求トルクを車両側に知らせるためのアクセルペダルの操作量(踏み込み量)を検知するアクセルペダルセンサ61が設けられている。また、エンジンシステム1には、エンジン2の回転数を検知する回転数センサ62が設けられている。回転数センサ62は例えばクランク角を検知するクランク角センサである。   The engine system 1 is provided with an accelerator pedal sensor 61 that detects an operation amount (depression amount) of an accelerator pedal for notifying the vehicle side of the torque required by the driver of the vehicle. The engine system 1 is provided with a rotation speed sensor 62 that detects the rotation speed of the engine 2. The rotation speed sensor 62 is, for example, a crank angle sensor that detects a crank angle.

エンジンシステム1は、CPU、ROM、RAM等から構成されてエンジン2の運転を制御するECU10を備えている。そのECU10は、EEPROM等のメモリ11を備えている。そのメモリ11には、ECU10が実行する処理プログラムや、各種マップ(噴射量を決定するためのマップなど)が記憶されている。   The engine system 1 includes an ECU 10 that includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like and controls the operation of the engine 2. The ECU 10 includes a memory 11 such as an EEPROM. The memory 11 stores a processing program executed by the ECU 10 and various maps (such as a map for determining an injection amount).

ECU10は、例えばインジェクタ23で噴射させる燃料の噴射時期や噴射量を制御する。また、ECU10は、DPF43を再生させる再生処理を実行し、その再生処理として、DPF43で堆積したPMを燃焼除去するための未燃燃料(HC、炭化水素)を排気ガス中に供給する供給制御を実行する。具体的には、ECU10は、その供給制御として、エンジン2の動力を得る(出力トルクを生成する)ためになされるメインの燃料噴射(主噴射)から所定時間遅れた時期に1回又は多段噴射のポスト噴射を実行する。そのポスト噴射で噴射された燃料の大部分は燃焼されずに未燃燃料としてエンジン2から排出される。そして、酸化触媒42において未燃燃料の酸化反応が行われ、その酸化反応による反応熱で排気ガスが昇温する。そして、昇温した排気ガスがDPF43に供給されることで、DPF43に堆積したPMが燃焼除去される。   The ECU 10 controls, for example, the injection timing and the injection amount of fuel injected by the injector 23. Further, the ECU 10 executes a regeneration process for regenerating the DPF 43, and as the regeneration process, performs supply control for supplying unburned fuel (HC, hydrocarbons) into the exhaust gas for burning and removing PM accumulated in the DPF 43. Run. Specifically, as the supply control, the ECU 10 performs once or multistage injection at a time delayed by a predetermined time from the main fuel injection (main injection) that is performed to obtain the power of the engine 2 (generate output torque). Perform post-injection. Most of the fuel injected by the post-injection is not burned but is discharged from the engine 2 as unburned fuel. Then, an oxidation reaction of the unburned fuel is performed in the oxidation catalyst 42, and the temperature of the exhaust gas is raised by reaction heat due to the oxidation reaction. Then, the exhaust gas whose temperature has been raised is supplied to the DPF 43, whereby the PM deposited on the DPF 43 is removed by combustion.

ECU10は、供給制御において、DPF43に堆積したPM量に応じて排気ガス中に供給する未燃燃料量を調整するようにしている。具体的には、メモリ11には、ポスト噴射の制御パラメータ(燃料噴射量、噴射時期、噴射回数等)に応じてどの程度の未燃燃料量がエンジン2から排出されるかの推定モデルが記憶されている。そして、ECU10は、DPF43を再生させるのに必要な未燃燃料量を決定して、その未燃燃料量を供給するためのポスト噴射の制御パラメータをメモリ11に記憶された推定モデルに基づき決定する。そして、決定した制御パラメータでポスト噴射を実行する。このように、ECU10は、排気ガス中のおよその未燃燃料量を把握している。   In the supply control, the ECU 10 adjusts the amount of unburned fuel supplied into the exhaust gas according to the amount of PM accumulated in the DPF 43. Specifically, the memory 11 stores an estimation model of how much unburned fuel is discharged from the engine 2 in accordance with post injection control parameters (fuel injection amount, injection timing, number of injections, etc.). Has been. Then, the ECU 10 determines the amount of unburned fuel necessary to regenerate the DPF 43, and determines the post injection control parameter for supplying the amount of unburned fuel based on the estimated model stored in the memory 11. . Then, post injection is executed with the determined control parameters. In this way, the ECU 10 knows the approximate amount of unburned fuel in the exhaust gas.

なお、本実施形態では、ポスト噴射で排気ガス中に未燃燃料を供給しているが、酸化触媒42の上流の排気通路4に燃料を噴射するインジェクタを設けて、そのインジェクタで排気通路4に直接未燃燃料を供給しても良い。ECU10が本発明の「未燃燃料供給手段」に相当する。   In this embodiment, unburned fuel is supplied into the exhaust gas by post-injection. However, an injector for injecting fuel is provided in the exhaust passage 4 upstream of the oxidation catalyst 42, and the injector is provided in the exhaust passage 4. You may supply unburned fuel directly. The ECU 10 corresponds to the “unburned fuel supply means” of the present invention.

また、ECU10は、エンジン2でのNOx生成を抑制するために、エンジン2の運転状態に応じてEGRガスの導入を制御する。EGRガスは新気に比べて酸素濃度が低く、燃焼に寄与しない不活性成分が多い。そのため、EGRガスをエンジン2(燃焼室211)に導入すると、燃焼温度を下げることができ、その結果、NOx生成を抑制できる。ECU10は、エンジン2の運転状態(エンジン回転数、燃料噴射量等)に応じてEGRガスを導入するか否かを決定したり、EGRガスを導入する場合にはその導入量を決定したりする。また、ECU10は、車両の加速時など高いエンジン出力を必要とする時には、EGRバルブ52を閉じることでEGRガスの導入を停止させる(EGRカット)。なお、EGRカットを実行するECU10及びEGRバルブ52が本発明の「EGR停止手段」に相当する。   Further, the ECU 10 controls the introduction of EGR gas in accordance with the operating state of the engine 2 in order to suppress NOx generation in the engine 2. EGR gas has a lower oxygen concentration than fresh air and has many inert components that do not contribute to combustion. Therefore, when EGR gas is introduced into the engine 2 (combustion chamber 211), the combustion temperature can be lowered, and as a result, NOx generation can be suppressed. The ECU 10 determines whether or not to introduce EGR gas according to the operating state (engine speed, fuel injection amount, etc.) of the engine 2, and determines the amount of introduction when EGR gas is introduced. . Further, when a high engine output is required, such as when the vehicle is accelerated, the ECU 10 closes the EGR valve 52 to stop the introduction of EGR gas (EGR cut). The ECU 10 and the EGR valve 52 that perform EGR cut correspond to the “EGR stop means” of the present invention.

ところが、DPF43の再生処理時など、排気ガス中に未燃燃料が含まれている状況でEGRガスを導入すると、EGRシステム5のコンポーネント(EGRクーラ53、EGRバルブ52、EGR通路51等)において、未燃燃料がバインダとなって煤堆積を促進してしまう。EGRシステム5での煤の堆積量が多くなると、EGRガスが流れにくくなったり、冷却されにくくなったりするなどEGRシステム5の故障や性能低下が発生する。そこで、ECU10は、排気ガス中に未燃燃料が含まれている状況でEGRガスを導入する場合には、EGRシステム5の故障、性能低下の防止(煤堆積量の抑制)の観点で許容されるEGRガス量をEGR許容量として設定する。そして、ECU10は、そのEGR許容量の範囲内でのみEGRガスの導入を許可する。以下、EGR許容量の考え方について説明する。   However, when EGR gas is introduced in a situation where unburned fuel is contained in the exhaust gas, such as during regeneration processing of the DPF 43, in the components of the EGR system 5 (EGR cooler 53, EGR valve 52, EGR passage 51, etc.) Unburnt fuel becomes a binder and promotes soot deposition. If the amount of soot accumulated in the EGR system 5 increases, failure of the EGR system 5 or performance degradation occurs, such as difficulty in flowing EGR gas or cooling. Therefore, when introducing EGR gas in a state where unburned fuel is contained in the exhaust gas, the ECU 10 is allowed from the viewpoint of preventing failure of the EGR system 5 and performance deterioration (suppressing soot accumulation amount). The EGR gas amount to be set is set as the EGR allowable amount. Then, the ECU 10 permits the introduction of EGR gas only within the range of the EGR allowable amount. Hereinafter, the concept of the EGR allowable amount will be described.

図2は、排気ガス中の未燃燃料量と排気ガス温とに対するEGR許容量の3次元マップ7を示している。なお、図2のEGR許容量の軸は、EGR許容量の上限を示し、マップ7中のハッチング(ドット)の濃度が濃くなるほどその上限の値が大きくなる軸である。また、マップ7における未燃燃料量は、例えばエンジン2から排出される単位時間当たりの未燃燃料量である。また、マップ7における排気ガス温は、例えばエキゾーストマニホールド内の排気ガス温である。   FIG. 2 shows a three-dimensional map 7 of the EGR allowable amount with respect to the amount of unburned fuel in the exhaust gas and the exhaust gas temperature. The axis of the EGR allowable amount in FIG. 2 indicates the upper limit of the EGR allowable amount, and the upper limit value increases as the hatching (dot) density in the map 7 increases. The unburned fuel amount in the map 7 is, for example, the unburned fuel amount per unit time discharged from the engine 2. Further, the exhaust gas temperature in the map 7 is, for example, the exhaust gas temperature in the exhaust manifold.

未燃燃料が煤のバインダとして機能するのは特定温度以下になった場合に顕著である。すなわち、特定温度以下の低温のEGRガスがEGRシステム5に流入すると、EGRガス中の未燃燃料がEGRシステム5内に堆積(デポジット)しやすくなり、その堆積した未燃燃料をバインダとして煤の堆積を促進する。反対に、特定温度以上の高温のEGRガスがEGRシステム5に流入したとしても、バインダとして機能する未燃燃料はわずかであるので、煤の堆積を促進しない。また、当然、排気ガス中の未燃燃料量が多いほど、バインダとして機能する未燃燃料量も多くなるので、煤堆積量も多くなる。そこで、図2のマップ7では、排気ガス中の未燃燃料量が多いほど減少し、かつ排気ガス温が低いほど減少する上限を有したEGR許容量が設定されている。   The unburned fuel functions as a soot binder when the temperature falls below a specific temperature. That is, when low-temperature EGR gas lower than a specific temperature flows into the EGR system 5, unburned fuel in the EGR gas easily deposits (deposits) in the EGR system 5, and the accumulated unburned fuel is used as a binder. Promotes deposition. On the contrary, even if high-temperature EGR gas higher than a specific temperature flows into the EGR system 5, the amount of unburned fuel that functions as a binder is small, and so does not promote soot deposition. Naturally, as the amount of unburned fuel in the exhaust gas increases, the amount of unburned fuel that functions as a binder also increases, so the amount of soot accumulation increases. Therefore, in the map 7 of FIG. 2, an EGR allowable amount having an upper limit that decreases as the amount of unburned fuel in the exhaust gas increases and decreases as the exhaust gas temperature decreases is set.

さらに詳細にEGR許容量を説明すると、図3は、図2のマップ7を排気ガス温が一定の平面で切ったときのマップ、つまり、未燃燃料量に対するEGR許容量の2次元マップ71を示している。また、図4は、図2のマップ7を未燃燃料量が一定の平面で切ったときのマップ、つまり、排気ガス温に対するEGR許容量の2次元マップ72を示している。図3に示すように、EGR許容量は、排気ガス温を一定とした場合、未燃燃料量が多くなるほど減少する上限711を有している。また、図4に示すように、EGR許容量は、未燃燃料量を一定とした場合、排気ガス温が低くなるほど減少する上限721を有している。   Explaining the EGR allowable amount in more detail, FIG. 3 shows a map when the map 7 of FIG. 2 is cut along a plane where the exhaust gas temperature is constant, that is, a two-dimensional map 71 of the EGR allowable amount against the unburned fuel amount. Show. FIG. 4 shows a map obtained by cutting the map 7 of FIG. 2 along a plane where the amount of unburned fuel is constant, that is, a two-dimensional map 72 of the EGR allowable amount with respect to the exhaust gas temperature. As shown in FIG. 3, the EGR allowable amount has an upper limit 711 that decreases as the amount of unburned fuel increases when the exhaust gas temperature is constant. Further, as shown in FIG. 4, the allowable EGR amount has an upper limit 721 that decreases as the exhaust gas temperature decreases when the unburned fuel amount is constant.

また、EGRガスは、EGRシステム5内を通過する間に冷却されていく。そして、この冷却効率は、EGRシステム5内を流れるEGRガス量が少なくなるほど高まる。つまり、EGR許容量の上限以下であったとしても、EGRガス量が少なすぎるとEGRガスの通過に時間がかかるので、その通過の間にEGRガスの冷却がEGRシステム5内で進行してしまう。EGRガスの冷却が進行すると、そのEGRガス中の未燃燃料がEGRシステム5内に堆積しやすくなるので、煤堆積を促進してしまう。そのため、EGRシステム5内でのEGRガスの冷却を考慮して、EGR許容量は下限を有するのが好ましい。本実施形態では、図3、図4に示すように、EGR許容量には、未燃燃料量と排気ガス温とに応じて変化する下限712、722が設定されている。   Further, the EGR gas is cooled while passing through the EGR system 5. The cooling efficiency increases as the amount of EGR gas flowing through the EGR system 5 decreases. In other words, even if the EGR gas amount is less than or equal to the upper limit of the EGR allowable amount, if the amount of EGR gas is too small, it takes time for the EGR gas to pass, and cooling of the EGR gas proceeds in the EGR system 5 during the passage. . As the cooling of the EGR gas proceeds, unburned fuel in the EGR gas is likely to be deposited in the EGR system 5 and promotes soot deposition. Therefore, in consideration of cooling of the EGR gas in the EGR system 5, the EGR allowable amount preferably has a lower limit. In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, lower limits 712 and 722 that change according to the unburned fuel amount and the exhaust gas temperature are set in the EGR allowable amount.

具体的には、図3に示す下限712は、排気ガス温を一定とした場合に、未燃燃料量が多いほど増加するように設定されている。これは、排気ガス中の未燃燃料量が多いほど煤堆積量が増加しやすくなるので、その増加を抑えるために下限712を大きくしてEGRガスの冷却を抑える必要があるためである。なお、下限712は、未燃燃料量が少ないほど減少していき、未燃燃料量がゼロより大きいある値X(図3参照)のときにゼロとなる。つまり、未燃燃料量が値X以下の少量(ゼロを含む)のときには、EGR許容量の下限側の制限が無くなる。   Specifically, the lower limit 712 shown in FIG. 3 is set to increase as the amount of unburned fuel increases when the exhaust gas temperature is constant. This is because as the amount of unburned fuel in the exhaust gas increases, the amount of soot accumulation tends to increase. Therefore, in order to suppress the increase, it is necessary to increase the lower limit 712 to suppress the cooling of the EGR gas. The lower limit 712 decreases as the unburned fuel amount decreases, and becomes zero when the unburned fuel amount is a certain value X (see FIG. 3) greater than zero. That is, when the unburned fuel amount is a small amount (including zero) less than or equal to the value X, there is no limit on the lower limit side of the EGR allowable amount.

また、図4に示す下限722は、未燃燃料量を一定とした場合に、排気ガス温が低いほど増加するように設定されている。これは、排気ガス温が低いほど未燃燃料がバインダとして機能して煤堆積量が増加しやすくなるので、その増加を抑えるために下限722を大きくしてEGRガスの冷却を抑える必要があるためである。   Further, the lower limit 722 shown in FIG. 4 is set so that the lower the exhaust gas temperature, the higher the unburned fuel amount. This is because the lower the exhaust gas temperature, the more the unburned fuel functions as a binder and the amount of soot accumulation increases. Therefore, in order to suppress the increase, it is necessary to increase the lower limit 722 to suppress the cooling of the EGR gas. It is.

結局、図3のマップ71では、上限711以下でかつ下限712以上の範囲713にEGR許容量が設定されている。なお、上限711のラインと下限712のラインとが交わる点714より多い未燃燃料量の範囲では、EGR許容量は設定されないので(EGR許容量がゼロと考えることもできる)、EGRガスの導入は禁止されている。同様に、図4のマップ72では、上限721以下でかつ下限722以上の範囲724にEGR許容量が設定されている。なお、上限721のラインと下限722のラインとが交わる点725より低い排気ガス温の範囲では、EGR許容量は設定されないので、EGRガスの導入は禁止されている。   After all, in the map 71 of FIG. 3, the EGR allowable amount is set in the range 713 that is not more than the upper limit 711 and not less than the lower limit 712. In the range of the unburned fuel amount greater than the point 714 where the upper limit 711 line and the lower limit 712 line intersect, the EGR allowable amount is not set (it can be considered that the EGR allowable amount is zero). Is forbidden. Similarly, in the map 72 of FIG. 4, the EGR allowable amount is set in a range 724 that is not more than the upper limit 721 and not less than the lower limit 722. In the exhaust gas temperature range lower than the point 725 where the upper limit 721 line and the lower limit 722 line intersect, the EGR allowable amount is not set, so the introduction of EGR gas is prohibited.

また、高温のEGRガスがEGRシステム5内を流れると、EGRシステム5のコンポーネント(EGRバルブ52、EGRクーラ53等)が故障するおそれがある。そのため、未燃燃料をバインダとした煤堆積を抑制するという観点に加え、高温のEGRガスが流れることによるコンポーネント故障を防止するという観点(EGRシステム5の製品保護の観点)でも、EGR許容量を設定するのが好ましい。   Further, when high-temperature EGR gas flows through the EGR system 5, components of the EGR system 5 (EGR valve 52, EGR cooler 53, etc.) may fail. Therefore, in addition to the viewpoint of suppressing soot accumulation using unburned fuel as a binder, the EGR allowable amount is also reduced from the viewpoint of preventing component failure due to the flow of high-temperature EGR gas (product protection of the EGR system 5). It is preferable to set.

そこで、図4に示すマップ72は、EGRシステム5の製品保護の観点で設定されたEGR許容量の上限のライン723(以下、製品保護ラインという)を有している。その製品保護ライン723は、EGRシステム5の製品保護を実現するのに許容されるEGRガス量の上限を示し、上限721、下限722のラインよりも高温側に設定されている。製品保護ライン723は、排気ガス温が所定温度T1の場合にEGR許容量がゼロとなり、排気ガス温が所定温度T1から下がるにしたがってEGR許容量が次第に増加していくラインである。このように、製品保護ライン723は、排気ガス温が所定温度以上の場合にEGRガス量を制限するためのラインであり、具体的には排気ガス温が高くなるほど減少する、EGRシステム5の製品保護の観点で設定されたEGR許容量の上限である。図4のEGR許容量の範囲724は、上限721のライン、下限722のライン及び製品保護ライン723で囲まれた範囲に設定されている。   Therefore, the map 72 shown in FIG. 4 has an upper limit line 723 (hereinafter referred to as a product protection line) of the EGR allowable amount set from the viewpoint of product protection of the EGR system 5. The product protection line 723 indicates the upper limit of the amount of EGR gas allowed to realize product protection of the EGR system 5, and is set higher than the upper limit 721 and lower limit 722 lines. The product protection line 723 is a line in which the EGR allowable amount becomes zero when the exhaust gas temperature is the predetermined temperature T1, and the EGR allowable amount gradually increases as the exhaust gas temperature decreases from the predetermined temperature T1. As described above, the product protection line 723 is a line for limiting the amount of EGR gas when the exhaust gas temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. Specifically, the product protection line 723 decreases as the exhaust gas temperature increases. This is the upper limit of the EGR allowable amount set from the viewpoint of protection. 4 is set to a range surrounded by an upper limit 721 line, a lower limit 722 line, and a product protection line 723.

なお、EGRシステム5においては、未燃燃料がバインダとなって煤が堆積しやすい箇所があり、具体的には例えばEGRクーラ53の出口付近やEGRバルブ52の開口部周辺やEGR通路51の曲がり部に煤が堆積しやすい。EGRシステム5内の各箇所(特に、煤が堆積しやすい箇所)ごとに煤堆積を抑制できるEGR許容量を検討していき、得られた各箇所のEGR許容量を組み合わせることで図2のマップ7を作成するのが好ましい。これによって、EGRシステム5内のどの箇所でも煤堆積を抑制できるEGR許容量を得ることができる。   In the EGR system 5, there are places where unburned fuel becomes a binder and soot is likely to accumulate. Specifically, for example, the vicinity of the outlet of the EGR cooler 53, the vicinity of the opening of the EGR valve 52, and the bending of the EGR passage 51 Soot tends to accumulate on the part. The map shown in FIG. 2 is obtained by examining the EGR tolerance that can suppress soot accumulation at each location in the EGR system 5 (particularly where the soot easily accumulates) and combining the obtained EGR tolerances at each location. 7 is preferably created. As a result, an EGR allowable amount that can suppress soot deposition at any location in the EGR system 5 can be obtained.

または、EGRシステム5内の各箇所のうち最も煤が堆積しやすい箇所(例えばEGRクーラ53の出口付近)のEGR許容量のマップを、図2のマップ7として採用しても良い。これによって、簡単にマップ7を得ることができる。   Or you may employ | adopt the map of the EGR allowance of the location (for example, vicinity of the exit of the EGR cooler 53) in which soot is most likely to accumulate among each location in the EGR system 5 as the map 7 of FIG. Thereby, the map 7 can be easily obtained.

メモリ11には図2のマップ7が記憶されている。そして、ECU10は、そのマップ7を用いてEGRガスの導入を制御するEGR制御処理を実行している。以下、そのEGR制御処理の詳細を説明する。   The memory 11 stores a map 7 shown in FIG. Then, the ECU 10 performs an EGR control process for controlling the introduction of EGR gas using the map 7. Details of the EGR control process will be described below.

図5はEGR制御処理のフローチャートを示している。図5の処理は、例えばエンジン2の始動と同時に開始し、以降、一定時間おきに繰り返し実行される。図5の処理を開始すると、先ず、排気ガス中の未燃燃料量を推定する(S1)。ここでは、例えばエンジン2から排出される単位時間当たりの未燃燃料量を推定する。具体的には、上述したように、ECU10は、ポスト噴射における制御パラメータ(燃料噴射量、噴射時期等)に応じてどの程度の未燃燃料量が排気ガス中に供給されるのかを把握したうえでポスト噴射を行っている。S1では、この把握している未燃燃料量を用いる。このように、S1では、ポスト噴射における制御パラメータに応じた未燃燃料量の推定モデルに基づき、今回の制御パラメータに応じた未燃燃料量を推定する。なお、S1の処理を実行するECU10が本発明の「第1の推定手段」に相当する。   FIG. 5 shows a flowchart of the EGR control process. The processing in FIG. 5 starts, for example, at the same time as the engine 2 is started, and is thereafter repeatedly executed at regular intervals. When the processing of FIG. 5 is started, first, the amount of unburned fuel in the exhaust gas is estimated (S1). Here, for example, an unburned fuel amount per unit time discharged from the engine 2 is estimated. Specifically, as described above, the ECU 10 grasps how much unburned fuel amount is supplied into the exhaust gas in accordance with control parameters (fuel injection amount, injection timing, etc.) in post injection. In post injection. In S1, the grasped amount of unburned fuel is used. As described above, in S1, the unburned fuel amount corresponding to the current control parameter is estimated based on the unburned fuel amount estimation model corresponding to the control parameter in the post injection. The ECU 10 that executes the process of S1 corresponds to the “first estimating means” of the present invention.

次に、S1で推定した未燃燃料量に基づいて、EGRシステム5内に滞留している未燃燃料量である滞留燃料量を推定する(S2)。具体的には、例えば、S1で推定した未燃燃料量と、前回のS2の処理で推定した前回の滞留燃料量とに基づいて、最新の滞留燃料量に更新する。この際、EGRガス量に基づいてEGRシステム5へのガス流入、流出の応答性を考慮し、その応答性に応じてS1で推定した未燃燃料量のうちのEGRシステム5内に流入する分と、前回の滞留燃料量のうちのEGRシステム5から流出する分とを変える。具体的には、EGRガス量が多いほど上記応答性を速くする。EGRガス量は、例えばEGRバルブ52の開度から推定すれば良い。そして、応答性が速いほど、前回の滞留燃料量がS1で推定した未燃燃料量に置き換わる程度を大きくする。言い換えると、応答性が速いほど、S1で推定した未燃燃料量のうちのEGRシステム5内に流入する分と前回の滞留燃料量のうちのEGRシステム5から流出する分とを大きくする。   Next, based on the amount of unburned fuel estimated in S1, the amount of staying fuel that is the amount of unburned fuel staying in the EGR system 5 is estimated (S2). Specifically, for example, the latest staying fuel amount is updated based on the unburned fuel amount estimated in S1 and the previous staying fuel amount estimated in the previous processing in S2. At this time, the responsiveness of gas inflow and outflow to the EGR system 5 is taken into account based on the EGR gas amount, and the amount of unburned fuel estimated in S1 according to the responsiveness flows into the EGR system 5. And the amount flowing out from the EGR system 5 in the previous amount of staying fuel is changed. Specifically, the responsiveness is increased as the amount of EGR gas increases. The EGR gas amount may be estimated from the opening degree of the EGR valve 52, for example. Then, the faster the responsiveness, the larger the extent that the previous accumulated fuel amount is replaced with the unburned fuel amount estimated in S1. In other words, the faster the responsiveness, the larger the amount of unburned fuel estimated in S1 that flows into the EGR system 5 and the previous amount of retained fuel that flows out of the EGR system 5.

そこで、例えば、EGRガス量に基づいて決定される時定数を用いたフィルタを、滞留燃料量の演算モデルとして用いる。その時定数は、EGRシステム5へのガス流入、流出の応答性を示している。時定数が小さいほど応答性が速くなる。上記フィルタは、S1で推定した未燃燃料量のうち時定数に応じた分がEGRシステム5に流入し、前回のS2で推定した滞留燃料量のうち時定数に応じた分がEGRシステム5から流出するように構成したフィルタである。このようなフィルタを用いることで、滞留燃料量を簡単に演算することができる。   Therefore, for example, a filter using a time constant determined based on the EGR gas amount is used as a calculation model for the staying fuel amount. The time constant indicates the response of gas inflow and outflow to the EGR system 5. The smaller the time constant, the faster the response. In the filter, the amount corresponding to the time constant of the unburned fuel amount estimated in S1 flows into the EGR system 5, and the amount corresponding to the time constant in the amount of staying fuel estimated in the previous S2 is from the EGR system 5. A filter configured to flow out. By using such a filter, the amount of staying fuel can be calculated easily.

なお、S2では、S1で推定した未燃燃料量の全てが今回の時点にEGRシステム5内に流入すると考えて、S1で推定した未燃燃料量をEGRシステム5内の滞留燃料量として用いても良い。これによって、より簡単に滞留燃料量を得ることができる。なお、S2の処理を実行するECU10が本発明の「第2の推定手段」に相当する。   In S2, it is assumed that all the unburned fuel amount estimated in S1 flows into the EGR system 5 at this time, and the unburned fuel amount estimated in S1 is used as the staying fuel amount in the EGR system 5. Also good. As a result, the amount of staying fuel can be obtained more easily. The ECU 10 that executes the process of S2 corresponds to the “second estimation means” of the present invention.

次に、排気ガス温を推定する(S3)。ここでは、EGRシステム5に排気ガスが流入する前での排気ガス温を推定し、具体的にはエキマニガス温センサ45が検知したエキゾーストマニホールド内の温度を排気ガス温として用いる。なお、S3の処理を実行するECU10及びエキマニガス温センサ45が本発明の「ガス温推定手段」に相当する。   Next, the exhaust gas temperature is estimated (S3). Here, the exhaust gas temperature before the exhaust gas flows into the EGR system 5 is estimated, and specifically, the temperature in the exhaust manifold detected by the exhaust gas temperature sensor 45 is used as the exhaust gas temperature. Note that the ECU 10 and the exhaust gas temperature sensor 45 that execute the process of S3 correspond to the “gas temperature estimating means” of the present invention.

なお、排気ガス温はエンジン2の運転状態(燃焼室211で燃焼状態)によって変わってくるので、エキマニガス温センサ45が設けられていないシステムの場合には、エンジン2の運転状態に基づいて排気ガス温を推定しても良い。エンジン2の運転状態とは、例えば、排気ガス流量(エアフロメータ35で検知される新気量から推定できる)、インジェクタ23の燃料噴射量、エンジン回転数等である。また、EGR通路51に、EGR通路51内の温度を検知する温度センサを設けて、その温度センサが検知した温度をS3で推定する排気ガス温として用いても良い。この場合には、図2のマップ7での排気ガス温も、EGR通路51内での排気ガス温とする。   Since the exhaust gas temperature varies depending on the operating state of the engine 2 (the combustion state in the combustion chamber 211), in the case of a system in which the exhaust gas temperature sensor 45 is not provided, the exhaust gas temperature is determined based on the operating state of the engine 2. The gas temperature may be estimated. The operating state of the engine 2 is, for example, an exhaust gas flow rate (which can be estimated from a fresh air amount detected by the air flow meter 35), a fuel injection amount of the injector 23, an engine speed, and the like. Further, a temperature sensor that detects the temperature in the EGR passage 51 may be provided in the EGR passage 51, and the temperature detected by the temperature sensor may be used as the exhaust gas temperature estimated in S3. In this case, the exhaust gas temperature in the map 7 of FIG. 2 is also the exhaust gas temperature in the EGR passage 51.

次に、現在のエンジン2の運転状態(燃料噴射量、エンジン回転数等)に基づいて、NOx生成の抑制に必要な目標EGR量(EGRガス量の目標値)を演算する(S4)。具体的には、エンジン2の運転状態に応じてNOx生成量が変わってくるので、その運転状態に対する目標EGR量のマップを予めメモリ11に記憶しておき、このマップを用いて目標EGR量を演算する。また、S4では、EGRカットの要求がある場合には、目標EGR量をゼロに設定する。例えばアクセルペダルセンサ61(図1参照)の操作量が閾値以上の場合やアクセルペダルセンサ61の操作量が急に増加した場合にEGRカットの要求があるとする。なお、S4で演算する目標EGR量は後述の処理にて変更される場合があるので、図5のS4の部分には、「目標EGR量(基本量)」と図示している。   Next, based on the current operating state of the engine 2 (fuel injection amount, engine speed, etc.), a target EGR amount (target value of EGR gas amount) necessary for suppressing NOx generation is calculated (S4). Specifically, since the NOx generation amount varies depending on the operating state of the engine 2, a map of the target EGR amount for the operating state is stored in the memory 11 in advance, and the target EGR amount is determined using this map. Calculate. In S4, when there is a request for EGR cut, the target EGR amount is set to zero. For example, it is assumed that there is a request for EGR cut when the operation amount of the accelerator pedal sensor 61 (see FIG. 1) is equal to or greater than a threshold value or when the operation amount of the accelerator pedal sensor 61 increases suddenly. Note that since the target EGR amount calculated in S4 may be changed in the process described later, the portion of S4 in FIG. 5 is illustrated as “target EGR amount (basic amount)”.

次に、現在がDPF43の再生時か否かを判断する(S5)。つまり、DPF43に堆積したPMを燃焼除去するための未燃燃料を排気ガス中に供給する供給制御(ポスト噴射)を現在実行しているか否かを判断する(S5)。   Next, it is determined whether or not the present time is the regeneration of the DPF 43 (S5). That is, it is determined whether supply control (post injection) for supplying unburned fuel for exhausting PM accumulated in the DPF 43 into the exhaust gas is currently being executed (S5).

DPF43の再生時の場合には(S5:Yes)、クーラバイパスバルブ54(図1参照)を操作してクーラ通路511を閉鎖して、代わりにバイパス通路512を開通させる(S6)。これによって、EGRガスはバイパス通路512を通過するので、EGRクーラ53によるEGRガスの冷却機能を停止でき、EGRガスの冷却を抑制できる。その結果、未燃燃料がバインダとして機能するのを抑制でき、EGRシステム5内での煤堆積を抑制できる。なお、S6の処理を実行するECU10、クーラバイパスバルブ54及びバイパス通路512が本発明の「冷却停止手段」に相当する。S6の後、S7に移行する。   In the case of regeneration of the DPF 43 (S5: Yes), the cooler bypass valve 54 (see FIG. 1) is operated to close the cooler passage 511, and the bypass passage 512 is opened instead (S6). Thereby, since the EGR gas passes through the bypass passage 512, the cooling function of the EGR gas by the EGR cooler 53 can be stopped, and the cooling of the EGR gas can be suppressed. As a result, it is possible to suppress unburned fuel from functioning as a binder, and soot accumulation in the EGR system 5 can be suppressed. The ECU 10, the cooler bypass valve 54, and the bypass passage 512 that execute the process of S6 correspond to the “cooling stop unit” of the present invention. After S6, the process proceeds to S7.

DPF43の非再生時の場合には(S5:No)、S7に移行する。この場合には、クーラバイパスバルブ54によりクーラ通路511が開通して、EGRガスはEGRクーラ53で冷却されることになる。これによって、高温のEGRガスがエンジン2に導入されるのを防止できる。   When the DPF 43 is not regenerated (S5: No), the process proceeds to S7. In this case, the cooler passage 511 is opened by the cooler bypass valve 54, and the EGR gas is cooled by the EGR cooler 53. As a result, high temperature EGR gas can be prevented from being introduced into the engine 2.

次に、EGRカットの要求があるか否かを判断する(S7)。具体的にはS4で演算した目標EGR量(基本量)がゼロの場合にEGRカットの要求ありとし、目標EGR量(基本量)がゼロではない場合にはEGRカットの要求なしとする。EGRカットの要求がない場合には(S7:No)、S11に移行する。   Next, it is determined whether there is a request for EGR cut (S7). Specifically, when the target EGR amount (basic amount) calculated in S4 is zero, there is a request for EGR cut, and when the target EGR amount (basic amount) is not zero, there is no request for EGR cut. If there is no request for EGR cut (S7: No), the process proceeds to S11.

EGRカットの要求がある場合には(S7:Yes)、S2で推定した滞留燃料量が予め定められた閾値を超えたか否かを判断する(S8)。この閾値は、EGRバルブ52を直ちに閉じてS2の滞留燃料量を有したEGRガスがEGRシステム5内に滞留し続けた場合に、EGRシステム5内での未燃燃料及び煤の堆積量が問題になるか否かの観点で設定される。つまり、滞留燃料量が閾値を超えた場合には、その滞留燃料量を有したEGRガスがそのままEGRシステム5内に滞留し続けると、未燃燃料及び煤の堆積量が多くなって、EGRシステム5の故障、性能低下を引き起こす可能性が高いことを意味する。反対に、滞留燃料量が閾値未満の場合には、その滞留燃料量を有したEGRガスがそのままEGRシステム5内に滞留し続けてもEGRシステム5の故障、性能低下を引き起こす可能性は低いことを意味する。   If there is an EGR cut request (S7: Yes), it is determined whether or not the amount of staying fuel estimated in S2 exceeds a predetermined threshold (S8). This threshold value is caused by the amount of unburned fuel and soot accumulated in the EGR system 5 when the EGR valve 52 is immediately closed and the EGR gas having the accumulated fuel amount of S2 continues to stay in the EGR system 5. It is set in terms of whether or not. That is, when the amount of staying fuel exceeds the threshold, if the EGR gas having the amount of staying fuel continues to stay in the EGR system 5 as it is, the amount of unburned fuel and soot is increased, and the EGR system This means that there is a high possibility of causing a failure of 5 and performance degradation. On the contrary, when the amount of staying fuel is less than the threshold value, it is unlikely that the EGR system 5 having the staying fuel amount stays in the EGR system 5 as it is, and thus the failure of the EGR system 5 and the performance deterioration are low. Means.

滞留燃料量が閾値未満の場合には(S8:No)、S2の滞留燃料量がEGRシステム5内に滞留し続けても、EGRシステム5の故障、性能低下が問題にならないとして、S11の処理に移行する。この場合には、後述する図5のS16で、EGRバルブ52を直ちに閉じてEGRガスの導入を停止することになる。   If the amount of staying fuel is less than the threshold value (S8: No), it is determined that failure of the EGR system 5 and deterioration in performance do not become a problem even if the amount of staying fuel in S2 continues to stay in the EGR system 5. Migrate to In this case, in S16 of FIG. 5 described later, the EGR valve 52 is immediately closed to stop the introduction of the EGR gas.

一方、滞留燃料量が閾値を超えた場合には(S8:Yes)、未燃燃料供給手段としてのECU10は、排気ガス中に未燃燃料を供給するためのポスト噴射を有した燃焼を停止する(S9)。つまり、ポスト噴射を有した燃焼から、排気ガス中の未燃燃料をなくした通常燃焼に切り替える(S9)。これによって、エンジン2から未燃燃料の排出が抑えられるので、以降、EGRシステム5内に未燃燃料が流入するのを抑制できる。   On the other hand, when the amount of staying fuel exceeds the threshold value (S8: Yes), the ECU 10 as the unburned fuel supply means stops the combustion with post injection for supplying unburned fuel in the exhaust gas. (S9). That is, the combustion with post injection is switched to the normal combustion with no unburned fuel in the exhaust gas (S9). Thereby, since discharge of unburned fuel from the engine 2 is suppressed, it is possible to suppress the unburned fuel from flowing into the EGR system 5 thereafter.

次に、EGRカットをする前にS2で推定した滞留燃料量をEGRシステム5から排出させるために、目標EGR量をゼロにする時期を遅らせるディレイ機能を作動させる(S10)。ここで、図6は、このディレイ機能を説明する図であり、詳細には時間に対する目標EGR量の変化を示している。図6において、ライン101はディレイ機能を作動させた場合の目標EGR量の変化を示している。ライン102は、ディレイ機能を作動させない場合の目標EGR量の変化を示している。   Next, in order to discharge the staying fuel amount estimated in S2 before the EGR cut from the EGR system 5, a delay function is operated to delay the timing for setting the target EGR amount to zero (S10). Here, FIG. 6 is a diagram for explaining the delay function, and more specifically shows a change in the target EGR amount with respect to time. In FIG. 6, a line 101 indicates a change in the target EGR amount when the delay function is activated. A line 102 indicates a change in the target EGR amount when the delay function is not activated.

時点t1でEGRカットの要求が出されたとすると、ディレイ機能を作動させない場合には、ライン102で示すようにEGRカットの要求時点t1から直ちに目標EGR量をゼロに落とす。この場合には、EGRバルブ52は要求時点t1から直ちに閉じられることになる。   Assuming that an EGR cut request is issued at time t1, if the delay function is not activated, the target EGR amount is reduced to zero immediately from the EGR cut request time t1 as indicated by line 102. In this case, the EGR valve 52 is immediately closed from the request time t1.

これに対して、ディレイ機能を作動させた場合には、ライン101で示すように、目標EGR量をゼロにする時期を、要求時点t1よりも遅い時点t2まで遅らせる。言い換えると、目標EGR量を直ちにゼロに落とさないで、時間の経過にしたがって徐々にゼロまで落とす。この際、時点t2と要求時点t1の間隔Δtを、S2で推定した滞留燃料量が多いほど長い間隔に設定する。より具体的には、S2で推定した滞留燃料量がEGRシステム5から排出されるように必要最小限の間隔Δtを設定する。   On the other hand, when the delay function is activated, as shown by the line 101, the timing for setting the target EGR amount to zero is delayed until a time point t2 later than the request time point t1. In other words, the target EGR amount is not immediately reduced to zero, but is gradually reduced to zero as time passes. At this time, the interval Δt between the time point t2 and the request time point t1 is set to a longer interval as the amount of staying fuel estimated in S2 increases. More specifically, the necessary minimum interval Δt is set so that the amount of staying fuel estimated in S2 is discharged from the EGR system 5.

図6のライン101で示すディレイ機能を実現するために、例えば、滞留燃料量に基づいて決定される時定数を用いたフィルタを用いる。その時定数は、EGRカットの要求時点t1から目標EGR量をゼロに落とすまでの応答性を示している。時定数が小さいほど応答性が速い、つまり目標EGR量をゼロに落とす時点t2が要求時点t1に近づいていくことを示している。このフィルタは、時間に対して目標EGR量がライン101のように変化するように構成されたフィルタである。このようなフィルタを用いることで、目標EGR量のディレイ機能を簡単に実現できる。   In order to realize the delay function indicated by the line 101 in FIG. 6, for example, a filter using a time constant determined based on the amount of staying fuel is used. The time constant indicates the responsiveness from when the EGR cut is requested t1 until the target EGR amount is reduced to zero. The smaller the time constant is, the faster the response is, that is, the time point t2 when the target EGR amount is reduced to zero approaches the request time point t1. This filter is a filter configured such that the target EGR amount changes as indicated by a line 101 with respect to time. By using such a filter, the delay function of the target EGR amount can be easily realized.

なお、滞留燃料量が多いほど図6の間隔Δtが長くなるマップを予めメモリ11に記憶しておき、このマップに基づいて今回の滞留燃料量に応じた間隔Δtを求める。そして、要求時点t1から間隔Δtだけ待った後、直ちに目標EGR量をゼロに落とすようにしても良い(図6のライン103参照)。この場合には、目標EGR量をゼロに落とす時点t2が経過するまでは、要求時点t1での目標EGR量が維持されるので、ライン101に比べてEGRカットの性能面で劣るものの、ディレイ機能をより簡単に実現できる。S10の後、S11に移行する。なおS10の処理を実行するECU10が本発明のEGR停止遅延手段に相当する。   A map in which the interval Δt in FIG. 6 becomes longer as the amount of staying fuel increases is stored in the memory 11 in advance, and the interval Δt corresponding to the current amount of staying fuel is obtained based on this map. Then, after waiting for the interval Δt from the request time t1, the target EGR amount may be immediately reduced to zero (see line 103 in FIG. 6). In this case, the target EGR amount at the required time t1 is maintained until the time point t2 when the target EGR amount is reduced to zero, so that the delay function is inferior to the line 101 in terms of the performance of EGR cut. Can be realized more easily. After S10, the process proceeds to S11. The ECU 10 that executes the process of S10 corresponds to the EGR stop delay means of the present invention.

S11では、EGRシステム5への煤堆積を抑制するなどの観点から許容されるEGRガス量(EGR許容量)を設定する。具体的には、図2のマップ7を用いて、S1、S3で推定した今回の未燃燃料量と排気ガス温とに応じたEGR許容量の上限及び下限を設定する。なお、未燃燃料の非供給時(DPF43の非再生時)には、S1で推定される未燃燃料量はゼロとなるので、図2のマップ7において未燃燃料量がゼロの平面で切ったマップ(排気ガス温に対するEGR許容量の2次元マップ)に基づき、EGR許容量の上限を設定する。このEGR許容量の上限は、未燃燃料をバインダとした煤堆積よりも、高温のEGRガスがEGRシステム5内を流れることによる故障防止の観点、つまりEGRシステム5の製品保護の観点が強く反映されたものである。また、未燃燃料の非供給時には、EGR許容量の下限=0に設定する。つまり、EGRガス量を少なくする方向には制限を設けない。   In S11, an EGR gas amount (EGR allowable amount) that is allowed from the viewpoint of suppressing soot accumulation on the EGR system 5 is set. Specifically, the upper limit and the lower limit of the EGR allowable amount corresponding to the current unburned fuel amount and the exhaust gas temperature estimated in S1 and S3 are set using the map 7 of FIG. Note that when the unburned fuel is not supplied (when the DPF 43 is not regenerated), the amount of unburned fuel estimated in S1 is zero. Therefore, in the map 7 of FIG. The upper limit of the EGR allowable amount is set based on the map (two-dimensional map of the EGR allowable amount with respect to the exhaust gas temperature). The upper limit of the EGR allowable amount strongly reflects the viewpoint of preventing failure due to high temperature EGR gas flowing in the EGR system 5, that is, the viewpoint of product protection of the EGR system 5, rather than soot deposition using unburned fuel as a binder. It has been done. Further, when the unburned fuel is not supplied, the lower limit of the EGR allowable amount = 0 is set. That is, there is no restriction in the direction of decreasing the EGR gas amount.

また、燃焼室211に多量のEGRガスが導入されると失火のおそれがあるので、S11で設定するEGR許容量には、未燃燃料の供給制御を実行しているか否かにかかわらず、EGRガスの導入による失火を防止するという観点も反映させる。失火のおそれの程度は、同じEGRガス量を導入したとしてもエンジン2の運転状態(燃料噴射量、エンジン回転数等)によって変わってくる。そこで、例えば、図2のマップ7から得られた上限が、現在のエンジン2の運転状態(燃料噴射量、エンジン回転数等)からみて失火のおそれがあるほど高すぎる場合には、その上限を失火が発生しない値に補正する。   Further, if a large amount of EGR gas is introduced into the combustion chamber 211, there is a risk of misfire. Therefore, the EGR allowable amount set in S11 includes EGR regardless of whether or not the unburned fuel supply control is executed. It also reflects the viewpoint of preventing misfire due to the introduction of gas. The degree of misfire may vary depending on the operating state of the engine 2 (fuel injection amount, engine speed, etc.) even if the same EGR gas amount is introduced. Therefore, for example, when the upper limit obtained from the map 7 in FIG. 2 is too high to cause a misfire in view of the current operating state of the engine 2 (fuel injection amount, engine speed, etc.), the upper limit is set. Correct to a value that does not cause misfire.

結局、未燃燃料の供給時にS11で設定されるEGR許容量は、EGRシステム5への煤堆積の抑制と、EGRシステム5の製品保護と、失火の防止の全てを実現できるEGRガス量である。また、未燃燃料の非供給時に設定されるEGR許容量は、EGRシステム5の製品保護と、失火の防止の全てを実現できるEGRガス量である。なお、未燃燃料の非供給時に設定されるEGR許容量の範囲は、EGRシステム5への煤堆積の抑制という制限がない分、未燃燃料の供給時に設定されるEGR許容量の範囲よりも広い。なお、S11の処理を実行するECU10及び図2のマップ7が本発明の「許容量設定手段」に相当する。   After all, the EGR allowable amount set in S11 at the time of supplying unburned fuel is the amount of EGR gas that can realize all of suppression of soot accumulation on the EGR system 5, product protection of the EGR system 5, and prevention of misfire. . The EGR allowable amount set when the unburned fuel is not supplied is an amount of EGR gas that can realize all of product protection of the EGR system 5 and prevention of misfire. The range of the EGR allowable amount set when the unburned fuel is not supplied is larger than the range of the EGR allowable amount set when the unburned fuel is supplied, because there is no restriction of suppressing soot accumulation on the EGR system 5. wide. The ECU 10 that executes the process of S11 and the map 7 of FIG. 2 correspond to the “allowable amount setting means” of the present invention.

次に、S11で設定したEGR許容量の範囲内で、目標EGR量を設定しなおす。具体的には、先ず、S4で演算した目標EGR量が、S11で設定したEGR許容量の上限を超えているか否かを判断する(S12)。超えている場合には(S12:Yes)、目標EGR量をEGR許容量の上限に設定しなおす(S13)。例えば、S4で演算した目標EGR量が図3、図4の点81で示す値であったとすると、S13では、目標EGR量を点81から上限711、721上の点82に設定しなおす。これによって、EGRシステム5への煤堆積を抑制でき、かつ、高温のガスが流れることによるEGRシステム5の故障を防止でき、かつ、失火を防止できる目標EGR量を得ることができる。また、目標EGR量をEGR許容量の上限に設定するので、その上限より小さい値に設定した場合に比べてNOx生成を抑制できる。S13の後、S16に移行する。   Next, the target EGR amount is reset within the range of the EGR allowable amount set in S11. Specifically, first, it is determined whether or not the target EGR amount calculated in S4 exceeds the upper limit of the EGR allowable amount set in S11 (S12). If it exceeds (S12: Yes), the target EGR amount is reset to the upper limit of the EGR allowable amount (S13). For example, if the target EGR amount calculated in S4 is the value indicated by the point 81 in FIGS. 3 and 4, the target EGR amount is reset to the point 82 on the upper limits 711 and 721 from the point 81 in S13. Thus, soot accumulation on the EGR system 5 can be suppressed, a failure of the EGR system 5 due to the flow of high-temperature gas can be prevented, and a target EGR amount that can prevent misfire can be obtained. Further, since the target EGR amount is set to the upper limit of the EGR allowable amount, NOx generation can be suppressed as compared with the case where the target EGR amount is set to a value smaller than the upper limit. After S13, the process proceeds to S16.

S12において、目標EGR量がEGR許容量の上限以下の場合には(S12:No)、次に、目標EGR量が、S11で設定したEGR許容量の下限未満か否かを判断する(S14)。目標EGR量がEGR許容量の下限未満の場合には(S14:Yes)、目標EGR量をゼロに設定しなおす(S15)。これによって、目標EGRがゼロとなって、後述のS16でEGRバルブ52が閉じられることになるので、EGRガスの導入が停止(禁止)され、EGRシステム5に未燃燃料を含むEGRガスが通過するのを停止できる。ゆえに、EGRシステム5への煤堆積を抑制できる。   If the target EGR amount is equal to or less than the upper limit of the EGR allowable amount in S12 (S12: No), it is next determined whether or not the target EGR amount is less than the lower limit of the EGR allowable amount set in S11 (S14). . When the target EGR amount is less than the lower limit of the EGR allowable amount (S14: Yes), the target EGR amount is reset to zero (S15). As a result, the target EGR becomes zero and the EGR valve 52 is closed in S16 described later, so that the introduction of EGR gas is stopped (prohibited), and the EGR gas containing unburned fuel passes through the EGR system 5. You can stop doing. Therefore, soot accumulation on the EGR system 5 can be suppressed.

また、S4で演算した目標EGR量がEGR許容量の下限未満ということは、エンジン2の運転状態がNOxがそれほど生成されない運転状態であるので、EGRガスの導入を停止したとしても、NOx生成への影響は少ない。また、本実施形態では、目標EGR量がEGR許容量の範囲から外れている場合には、S13、S15では、目標EGR量を減らす方向に設定しなおしているので、目標EGR量を増やす方向に設定しなおす場合に比べて、失火のリスクや、エンジン出力の低下を抑制できる。S15の後、S16に移行する。   Further, the target EGR amount calculated in S4 being less than the lower limit of the EGR allowable amount means that the operation state of the engine 2 is an operation state in which NOx is not generated so much, so even if the introduction of EGR gas is stopped, NOx generation is performed. Is less affected. In the present embodiment, when the target EGR amount is out of the range of the EGR allowable amount, since the target EGR amount is reset in S13 and S15, the target EGR amount is increased. Compared with resetting, the risk of misfire and a decrease in engine output can be suppressed. After S15, the process proceeds to S16.

S14において、目標EGR量がEGR許容量の下限以上の場合には(S14:No)、S16に移行する。この場合には、S4で演算した目標EGR量はEGR許容量の範囲内なので、その目標EGR量をそのまま用いる。なお、未燃燃料の非供給時(DPF43の非再生時)の場合には、EGR許容量の下限はゼロに設定されるので、S14の処理では常に否定判断がされる(S14:No)。   In S14, when the target EGR amount is equal to or greater than the lower limit of the EGR allowable amount (S14: No), the process proceeds to S16. In this case, since the target EGR amount calculated in S4 is within the range of the EGR allowable amount, the target EGR amount is used as it is. Note that when the unburned fuel is not supplied (when the DPF 43 is not regenerated), the lower limit of the EGR allowable amount is set to zero, so a negative determination is always made in the processing of S14 (S14: No).

なお、EGRカットの要求があり、滞留燃料量が閾値未満の場合には(S7:Yes、S8:No)、S12〜S15の処理にかかわらず、図6のライン102で示すように、目標EGR量を直ちにゼロとする。また、EGRカットの要求があり、滞留燃料量が閾値を超えた場合には(S7:Yes、S8:Yes)、S12〜S15の処理にかかわらず、S10で目標EGR量のディレイ機能を作動、つまりEGRカットの要求時点での目標EGR量をその要求時点から遅らせてゼロに落とす。   If there is an EGR cut request and the amount of staying fuel is less than the threshold (S7: Yes, S8: No), the target EGR is shown as indicated by line 102 in FIG. 6 regardless of the processing of S12 to S15. Immediately reduce the volume to zero. If there is a request for EGR cut and the amount of staying fuel exceeds the threshold (S7: Yes, S8: Yes), the delay function of the target EGR amount is activated in S10 regardless of the processing of S12 to S15. That is, the target EGR amount at the time of requesting EGR cut is delayed from that request time and dropped to zero.

S12〜S15で最終的な目標EGR量を設定した後、実際のEGRガス量がその目標EGR量となるようにEGRバルブ52の開度を調整する(S16)。実際のEGRガス量は例えば以下のようにして演算する。すなわち、エアフロメータ35の検知信号に基づき新気量を推定する。また、インマニ圧センサ36及びインマニガス温センサ37が検知したインテークマニホールド内の圧力及びガス温に基づいて、燃焼室211に吸入するガス量(吸入ガス量)を推定する。その吸入ガス量は新気量とEGRガス量とを含んだ値なので、吸入ガス量から新気量を差し引くことで、EGRガス量を演算できる。そのEGRガス量と目標EGR量との差異に応じた分だけEGRバルブ52の開度を閉じ側、又は開き側に制御することで、EGRガス量を目標EGR量に調整できる。   After the final target EGR amount is set in S12 to S15, the opening degree of the EGR valve 52 is adjusted so that the actual EGR gas amount becomes the target EGR amount (S16). The actual EGR gas amount is calculated as follows, for example. That is, the fresh air amount is estimated based on the detection signal of the air flow meter 35. Further, the amount of gas sucked into the combustion chamber 211 (intake gas amount) is estimated based on the pressure and gas temperature in the intake manifold detected by the intake manifold pressure sensor 36 and the intake manifold gas temperature sensor 37. Since the intake gas amount is a value including the fresh air amount and the EGR gas amount, the EGR gas amount can be calculated by subtracting the fresh air amount from the intake gas amount. The EGR gas amount can be adjusted to the target EGR amount by controlling the opening degree of the EGR valve 52 to the close side or the open side by an amount corresponding to the difference between the EGR gas amount and the target EGR amount.

また、S16では、EGRカットの要求があり、滞留燃料量が閾値未満の場合には、EGRバルブ52を直ちに閉じる。また、S16では、EGRカットの要求があり、滞留燃料量が閾値を超えた場合には、図6のライン101又はライン103のように目標EGR量が変化するのに合わせて、EGRバルブ52を閉じる時期を、EGRカットの要求があった時点から遅らせる。これによって、EGRバルブ52を閉じた時にEGRシステム5内に未燃燃料が滞留してしまうのを抑制できる。その結果、EGRシステム5内において、未燃燃料及びその未燃燃料をバインダとした煤の堆積を抑制できる。S16の後、図5のフローチャートの処理を終了する。   In S16, when there is a request for EGR cut and the amount of staying fuel is less than the threshold value, the EGR valve 52 is immediately closed. In S16, when there is a request for EGR cut and the amount of staying fuel exceeds the threshold value, the EGR valve 52 is turned on in accordance with the change in the target EGR amount as shown by the line 101 or the line 103 in FIG. The closing time is delayed from the time when the EGR cut is requested. Thereby, it is possible to prevent the unburned fuel from staying in the EGR system 5 when the EGR valve 52 is closed. As a result, in the EGR system 5, unburned fuel and soot accumulation using the unburned fuel as a binder can be suppressed. After S16, the process of the flowchart of FIG.

なお、S4、S12〜S16の処理を実行するECU10が本発明の「EGR制限手段」に相当する。また、S4、S12〜S15の処理を実行するECU10が本発明の「目標EGR量設定手段」に相当する。また、S16の処理を実行するECU10が本発明の「バルブ制御手段」に相当する。また、図4の製品保護ライン723及びS11、S12、S13、S16において製品保護ライン723以下の範囲内にEGRガスの導入を制限するECU10が本発明の「高温時EGR制限手段」に相当する。   In addition, ECU10 which performs the process of S4 and S12-S16 is corresponded to the "EGR restriction | limiting means" of this invention. Moreover, ECU10 which performs the process of S4 and S12-S15 is corresponded to the "target EGR amount setting means" of this invention. Further, the ECU 10 that executes the process of S16 corresponds to the “valve control means” of the present invention. In addition, the ECU 10 that restricts the introduction of EGR gas within the range of the product protection line 723 and below in the product protection line 723 and S11, S12, S13, and S16 in FIG. 4 corresponds to the “high temperature EGR restriction means” of the present invention.

以上説明したように、本実施形態によれば、未燃燃料の供給時(DPF43の再生時)、つまり排気ガス中に未燃燃料が含まれている状況では、図2のマップ7で示すEGR許容量の範囲内でのみEGRガスの導入が許可されるので、バインダとして機能する未燃燃料がEGRシステム5を通過するのを抑制でき、その結果、EGRシステム5への煤堆積を抑制できる。また、DPF43の再生時であってもEGRガスを導入できるので、NOx生成を抑制できる。   As described above, according to the present embodiment, when the unburned fuel is supplied (when the DPF 43 is regenerated), that is, when the unburned fuel is contained in the exhaust gas, the EGR shown by the map 7 in FIG. Since introduction of EGR gas is permitted only within the allowable range, it is possible to suppress unburned fuel functioning as a binder from passing through the EGR system 5, and as a result, soot accumulation on the EGR system 5 can be suppressed. In addition, since EGR gas can be introduced even during regeneration of the DPF 43, NOx generation can be suppressed.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、DPF以外の後処理装置(例えばNOx吸蔵還元触媒)の再生時(NOx吸蔵還元触媒の場合には空燃比をリッチにする燃焼時)に、EGRガスの導入を、排気ガス中の未燃燃料量と排気ガス温とから定まるEGR許容量の範囲内に制限しても良い。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible to the limit which does not deviate from description of a claim. For example, when regenerating an after-treatment device other than DPF (for example, NOx storage reduction catalyst) (when NOx storage reduction catalyst is burned to make the air-fuel ratio rich), introduction of EGR gas is made unburned in exhaust gas. You may restrict | limit within the range of the EGR permissible amount defined from fuel amount and exhaust gas temperature.

また、EGRシステムにEGRクーラが設けられていない場合も本発明を適用できる。この場合には、図5のS5、S6の処理を省略すれば良い。また、上記実施形態では、EGRクーラが配置された通路と並列に、バイパス通路を設けて、そのバイパス通路にEGRガスをバイパスさせることで、EGRクーラによる冷却機能を停止させていた。しかし、バイパス通路が設けられていないシステムの場合には、EGRクーラの作動をオフすることで、EGRクーラによる冷却機能を停止させても良い。また、上記実施形態では、S10において、滞留燃料量に応じて目標EGR量をゼロにする時期を決定していたが、その時期を滞留燃料量にかかわらず不変としても良い。これによっても、EGRシステム内に未燃燃料が滞留するのを抑制できるととともに、滞留燃料量を考慮する必要がないので制御が簡単になる。また、ガソリンエンジンのシステムに本発明を適用しても良い。   Further, the present invention can also be applied when an EGR cooler is not provided in the EGR system. In this case, the processes of S5 and S6 in FIG. 5 may be omitted. In the above embodiment, the cooling function by the EGR cooler is stopped by providing a bypass passage in parallel with the passage in which the EGR cooler is disposed and bypassing the EGR gas in the bypass passage. However, in the case of a system in which no bypass passage is provided, the cooling function by the EGR cooler may be stopped by turning off the operation of the EGR cooler. In the above-described embodiment, the time for setting the target EGR amount to zero is determined in S10 according to the amount of staying fuel. However, the time may be unchanged regardless of the amount of staying fuel. This also makes it possible to prevent the unburned fuel from staying in the EGR system and to simplify the control because it is not necessary to consider the amount of staying fuel. Further, the present invention may be applied to a gasoline engine system.

1 エンジンシステム(EGR制御装置)
2 ディーゼルエンジン(内燃機関)
5 EGRシステム
10 ECU
45 エキマニガス温センサ
1 Engine system (EGR controller)
2 Diesel engine (internal combustion engine)
5 EGR system 10 ECU
45 Exhaust gas temperature sensor

Claims (15)

内燃機関(2)から排出される排気ガスの一部をEGRガスとして前記内燃機関の吸気に導入するEGRシステム(5)と、
排気ガス中の未燃燃料量を推定する第1の推定手段(S1)と、
排気ガス温を推定するガス温推定手段(S3、45)と、
前記第1の推定手段が推定した未燃燃料量と前記ガス温推定手段が推定した排気ガス温とに基づいて、前記EGRシステムへの煤堆積を抑制するのに許容されるEGRガス量であるEGR許容量を設定する許容量設定手段(S11、7)と、
前記許容量設定手段が設定したEGR許容量でEGRガスの導入を許可する一方で、前記EGR許容量から外れるEGRガスの導入を禁止するEGR制限手段(S4、S12〜S16)と、
を備え
前記許容量設定手段は、前記未燃燃料量が多いほど減少する前記EGR許容量の上限(711)を設定し、
前記EGR制限手段は、前記上限以下の範囲内でEGRガスの導入を許可する一方で、その範囲から外れるEGRガスの導入を禁止することを特徴とするEGR制御装置(1)。
An EGR system (5) for introducing a part of exhaust gas discharged from the internal combustion engine (2) into the intake air of the internal combustion engine as EGR gas;
First estimating means (S1) for estimating the amount of unburned fuel in the exhaust gas;
Gas temperature estimating means (S3, 45) for estimating the exhaust gas temperature;
Based on the unburned fuel amount estimated by the first estimating means and the exhaust gas temperature estimated by the gas temperature estimating means, an EGR gas amount allowed to suppress soot accumulation in the EGR system. Tolerance setting means (S11, 7) for setting the EGR tolerance,
EGR limiting means (S4, S12 to S16) for prohibiting introduction of EGR gas that deviates from the EGR allowable amount while permitting introduction of EGR gas at the EGR allowable amount set by the allowable amount setting means;
Equipped with a,
The allowable amount setting means sets an upper limit (711) of the EGR allowable amount that decreases as the unburned fuel amount increases.
The EGR control device (1) is characterized in that the EGR restriction means permits introduction of EGR gas within a range equal to or less than the upper limit, but prohibits introduction of EGR gas outside the range .
内燃機関(2)から排出される排気ガスの一部をEGRガスとして前記内燃機関の吸気に導入するEGRシステム(5)と、  An EGR system (5) for introducing a part of exhaust gas discharged from the internal combustion engine (2) into the intake air of the internal combustion engine as EGR gas;
排気ガス中の未燃燃料量を推定する第1の推定手段(S1)と、  First estimating means (S1) for estimating the amount of unburned fuel in the exhaust gas;
排気ガス温を推定するガス温推定手段(S3、45)と、  Gas temperature estimating means (S3, 45) for estimating the exhaust gas temperature;
前記第1の推定手段が推定した未燃燃料量と前記ガス温推定手段が推定した排気ガス温とに基づいて、前記EGRシステムへの煤堆積を抑制するのに許容されるEGRガス量であるEGR許容量を設定する許容量設定手段(S11、7)と、  Based on the unburned fuel amount estimated by the first estimating means and the exhaust gas temperature estimated by the gas temperature estimating means, an EGR gas amount allowed to suppress soot accumulation in the EGR system. Tolerance setting means (S11, 7) for setting the EGR tolerance,
前記許容量設定手段が設定したEGR許容量でEGRガスの導入を許可する一方で、前記EGR許容量から外れるEGRガスの導入を禁止するEGR制限手段(S4、S12〜S16)と、  EGR limiting means (S4, S12 to S16) for prohibiting introduction of EGR gas that deviates from the EGR allowable amount while permitting the introduction of EGR gas at the EGR allowable amount set by the allowable amount setting means;
を備え、  With
前記許容量設定手段は、前記排気ガス温が低いほど減少する前記EGR許容量の上限(721)を設定し、  The allowable amount setting means sets an upper limit (721) of the EGR allowable amount that decreases as the exhaust gas temperature decreases,
前記EGR制限手段は、前記上限以下の範囲内でEGRガスの導入を許可する一方で、その範囲から外れるEGRガスの導入を禁止することを特徴とするEGR制御装置(1)。  The EGR control device (1) is characterized in that the EGR restriction means permits introduction of EGR gas within a range equal to or less than the upper limit, but prohibits introduction of EGR gas outside the range.
内燃機関(2)から排出される排気ガスの一部をEGRガスとして前記内燃機関の吸気に導入するEGRシステム(5)と、  An EGR system (5) for introducing a part of exhaust gas discharged from the internal combustion engine (2) into the intake air of the internal combustion engine as EGR gas;
排気ガス中の未燃燃料量を推定する第1の推定手段(S1)と、  First estimating means (S1) for estimating the amount of unburned fuel in the exhaust gas;
排気ガス温を推定するガス温推定手段(S3、45)と、  Gas temperature estimating means (S3, 45) for estimating the exhaust gas temperature;
前記第1の推定手段が推定した未燃燃料量と前記ガス温推定手段が推定した排気ガス温とに基づいて、前記EGRシステムへの煤堆積を抑制するのに許容されるEGRガス量であるEGR許容量を設定する許容量設定手段(S11、7)と、  Based on the unburned fuel amount estimated by the first estimating means and the exhaust gas temperature estimated by the gas temperature estimating means, an EGR gas amount allowed to suppress soot accumulation in the EGR system. Tolerance setting means (S11, 7) for setting the EGR tolerance,
前記許容量設定手段が設定したEGR許容量でEGRガスの導入を許可する一方で、前記EGR許容量から外れるEGRガスの導入を禁止するEGR制限手段(S4、S12〜S16)と、  EGR limiting means (S4, S12 to S16) for prohibiting introduction of EGR gas that deviates from the EGR allowable amount while permitting the introduction of EGR gas at the EGR allowable amount set by the allowable amount setting means;
排気ガス中に未燃燃料を供給する供給制御を実行する未燃燃料供給手段(10)と、  Unburned fuel supply means (10) for performing supply control for supplying unburned fuel into the exhaust gas;
を備え、  With
前記EGR制限手段は、前記供給制御の実行時に前記EGR許容量でEGRガスの導入を許可する一方で、前記EGR許容量から外れるEGRガスの導入を禁止することを特徴とするEGR制御装置(1)。  The EGR restricting means permits the introduction of EGR gas at the EGR allowable amount during execution of the supply control, while prohibiting the introduction of EGR gas that deviates from the EGR allowable amount (1). ).
前記許容量設定手段は、前記未燃燃料量が多いほど減少する前記EGR許容量の上限(711)を設定し、The allowable amount setting means sets an upper limit (711) of the EGR allowable amount that decreases as the unburned fuel amount increases.
前記EGR制限手段は、前記上限以下の範囲内でEGRガスの導入を許可する一方で、その範囲から外れるEGRガスの導入を禁止することを特徴とする請求項2又は3に記載のEGR制御装置。  4. The EGR control device according to claim 2, wherein the EGR restriction unit permits introduction of EGR gas within a range equal to or less than the upper limit, and prohibits introduction of EGR gas outside the range. 5. .
前記許容量設定手段は、前記排気ガス温が低いほど減少する前記EGR許容量の上限(721)を設定し、The allowable amount setting means sets an upper limit (721) of the EGR allowable amount that decreases as the exhaust gas temperature decreases,
前記EGR制限手段は、前記上限以下の範囲内でEGRガスの導入を許可する一方で、その範囲から外れるEGRガスの導入を禁止することを特徴とする請求項1又は3に記載のEGR制御装置。  4. The EGR control device according to claim 1, wherein the EGR restriction unit permits introduction of EGR gas within a range equal to or less than the upper limit, and prohibits introduction of EGR gas outside the range. 5. .
前記許容量設定手段は、前記未燃燃料量と前記排気ガス温とに基づいて前記EGR許容量の下限(712、722)を設定し、The allowable amount setting means sets a lower limit (712, 722) of the EGR allowable amount based on the unburned fuel amount and the exhaust gas temperature,
前記EGR制限手段は、前記上限以下でかつ前記下限以上の範囲内(713、724)でEGRガスの導入を許可する一方で、その範囲から外れるEGRガスの導入を禁止することを特徴とする請求項1、2、4、5のいずれか1項に記載のEGR制御装置。  The EGR restriction means permits introduction of EGR gas within a range (713, 724) that is less than or equal to the upper limit and greater than or equal to the lower limit, and prohibits introduction of EGR gas that is out of the range. Item 6. The EGR control device according to any one of Items 1, 2, 4, and 5.
前記許容量設定手段は、前記未燃燃料量が多いほど増加する前記下限(712)を設定することを特徴とする請求項6に記載のEGR制御装置。  The EGR control device according to claim 6, wherein the allowable amount setting means sets the lower limit (712) that increases as the unburned fuel amount increases. 前記許容量設定手段は、前記排気ガス温が低いほど増加する前記下限(722)を設定することを特徴とする請求項6又は7に記載のEGR制御装置。  The EGR control device according to claim 6 or 7, wherein the allowable amount setting means sets the lower limit (722) that increases as the exhaust gas temperature decreases. 前記EGRシステムは、前記内燃機関の排気通路から吸気通路にEGRガスを導くEGR通路(51)と、そのEGR通路を流れるEGRガス量を調節するEGRバルブ(52)とを備え、  The EGR system includes an EGR passage (51) for guiding EGR gas from an exhaust passage of the internal combustion engine to an intake passage, and an EGR valve (52) for adjusting the amount of EGR gas flowing through the EGR passage,
前記EGR制限手段は、  The EGR limiting means includes
EGRガス量の目標値である目標EGR量を前記EGR許容量の範囲内で設定する目標EGR量設定手段(S4、S12〜S15)と、  Target EGR amount setting means (S4, S12 to S15) for setting a target EGR amount that is a target value of the EGR gas amount within a range of the EGR allowable amount;
実際のEGRガス量が前記目標EGR量となるように前記EGRバルブの開度を制御するバルブ制御手段(S16)とを備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のEGR制御装置。  The valve control means (S16) which controls the opening degree of the EGR valve so that the actual EGR gas amount becomes the target EGR amount is provided. EGR control device.
排気ガス中に未燃燃料を供給する供給制御を実行する未燃燃料供給手段(10)を備え、  Comprising unburned fuel supply means (10) for performing supply control for supplying unburned fuel into the exhaust gas,
前記EGR制限手段は、前記供給制御の実行時に前記EGR許容量でEGRガスの導入を許可する一方で、前記EGR許容量から外れるEGRガスの導入を禁止することを特徴とする請求項1又は2に記載のEGR制御装置。  3. The EGR restriction means permits introduction of EGR gas at the EGR allowable amount at the time of execution of the supply control, while prohibiting introduction of EGR gas that deviates from the EGR allowable amount. The EGR control device described in 1.
前記内燃機関の排気通路(4)には、排気ガス中の有害物質を捕集する捕集部(43)が設けられ、  The exhaust passage (4) of the internal combustion engine is provided with a collection part (43) for collecting harmful substances in the exhaust gas,
前記未燃燃料供給手段は、前記捕集部に堆積した有害物質を燃焼除去するために前記供給制御を実行することを特徴とする請求項3又は10に記載のEGR制御装置。  The EGR control apparatus according to claim 3 or 10, wherein the unburned fuel supply means performs the supply control in order to burn and remove harmful substances accumulated in the collection unit.
所定条件が成立した場合に前記内燃機関へのEGRガスの導入を停止するEGR停止手段(10、52)と、  EGR stop means (10, 52) for stopping the introduction of EGR gas to the internal combustion engine when a predetermined condition is satisfied;
前記EGRシステム内の未燃燃料量を滞留燃料量として推定する第2の推定手段(S2)とを備え、  Second estimation means (S2) for estimating the amount of unburned fuel in the EGR system as the amount of staying fuel,
前記未燃燃料供給手段(S9)は、前記滞留燃料量が閾値を超えた状態で前記所定条件が成立した場合には前記供給制御の実行を停止し、  The unburned fuel supply means (S9) stops the supply control when the predetermined condition is satisfied when the amount of staying fuel exceeds a threshold value,
前記EGR停止手段は、前記滞留燃料量が前記閾値を超えた状態で前記所定条件が成立した場合には、前記所定条件が成立した時点から遅らせてEGRガスの導入を停止するEGR停止遅延手段(S10)を備えることを特徴とする請求項3、10、11のいずれか1項に記載のEGR制御装置。  When the predetermined condition is satisfied when the amount of staying fuel exceeds the threshold, the EGR stop means delays from the time when the predetermined condition is satisfied to stop the introduction of EGR gas ( The EGR control device according to any one of claims 3, 10, and 11, comprising S10).
前記EGR停止遅延手段は、前記滞留燃料量が前記閾値を超えた状態で前記所定条件が成立した場合には、前記滞留燃料量が多いほど遅い時期にEGRガスの導入を停止することを特徴とする請求項12に記載のEGR制御装置。  The EGR stop delay means stops introduction of EGR gas at a later timing when the predetermined condition is satisfied when the amount of staying fuel exceeds the threshold value, as the amount of staying fuel increases. The EGR control device according to claim 12. 前記EGRシステムは、EGRガスを冷却するEGRクーラ(53)を備え、  The EGR system includes an EGR cooler (53) that cools EGR gas,
前記供給制御の実行時に前記EGRクーラによるEGRガスの冷却機能を停止させる冷却停止手段(S6、54、512)を備えることを特徴とする請求項3、10〜13のいずれか1項に記載のEGR制御装置。  The cooling stop means (S6, 54, 512) which stops the cooling function of the EGR gas by the EGR cooler when the supply control is executed is provided. EGR control device.
前記排気ガス温が所定温度より高温の場合にEGRガス量を制限する高温時EGR制限手段(S11、S12、S13、S16、723)を備えることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載のEGR制御装置。  The high temperature EGR limiting means (S11, S12, S13, S16, 723) for limiting the amount of EGR gas when the exhaust gas temperature is higher than a predetermined temperature is provided. The EGR control device according to Item.
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