WO2019130515A1 - ガソリンエンジンの排気浄化方法および排気浄化装置 - Google Patents

ガソリンエンジンの排気浄化方法および排気浄化装置 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification method and an exhaust gas purification device for a gasoline engine provided with a GPF device and an EGR device.
  • GPF device gasoline particulate filter
  • JP2015-222028 discloses the following technology regarding a gasoline engine provided with a GPF device and an EGR device for introducing a part of the exhaust flowing through the exhaust passage into the intake passage.
  • the path actually used is switched between the first EGR path and the second EGR path (paragraphs 0005 to 0010, 0025).
  • JP2015-222028 takes into consideration that the exhaust particulates collected in the carrier (filter base material) of the GPF device are small and the exhaust particulates which escape through the GPF device are large while the particulate deposition amount is small. Then, if the second EGR path is selected, the deposition of exhaust particulates proceeds, and the particulate deposition amount increases, slip-through of the exhaust particulates is suppressed, and exhaust particulates can be sufficiently collected, so that the first EGR path is selected. It is a switch.
  • the above technology provides a path (first EGR path) for taking in the exhaust gas from the exhaust passage upstream of the GPF device, it does not consider the influence of the particulate matter deposition amount in the GPF device on the EGR control.
  • the pressure loss (pressure loss) generated in the GPF device correspondingly increases, which may cause a change in the actual EGR rate with respect to the opening degree of the EGR valve. And, this concern is particularly noticeable in gasoline engines where the exhaust flow rate to load fluctuation is large.
  • An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification method and an exhaust gas purification apparatus for a gasoline engine in consideration of the above problems.
  • a method of purifying exhaust of a gasoline engine is provided.
  • the exhaust particulates are collected by the GPF device, and the EGR control is performed to introduce the exhaust gas flowing through the exhaust passage upstream of the GPF device into the intake passage via the EGR passage.
  • the EGR control the opening area of the EGR passage is controlled, and the opening area of the EGR passage according to the operating state of the engine is reduced as the particulate matter deposition amount in the GPF device increases.
  • an exhaust purification system for a gasoline engine is provided.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration of a gasoline engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flow chart showing a basic flow of EGR control according to the above embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing a tendency of change in differential pressure (reference value) ⁇ Pegr0 before and after the EGR valve according to the operating state.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing a setting tendency of the GPF differential pressure correction amount HOSegr with respect to the EGR valve opening degree with respect to the actual differential pressure ⁇ Pegr1.
  • FIG. 5 is a flow chart showing the contents of processing relating to the estimation of the GPF differential pressure DIF gpf.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration of a gasoline engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flow chart showing a basic flow of EGR control according to the above embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing a tendency of change in differential pressure
  • FIG. 6 is an explanatory view showing a tendency of change of the partial GPF differential pressure DIFs with respect to the exhaust gas flow rate Vexh.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing a tendency of change of the partial GPF differential pressure DIFs with respect to the partial accumulation amount As.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a change in the ash GPF differential pressure DIFa with respect to the exhaust gas flow rate Vexh.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing the relationship between the partial GPF differential pressure DIFs, the ash GPF differential pressure DIFa, and the GPF differential pressure DIFgpf.
  • FIG. 10 is a schematic view showing the overall configuration of a gasoline engine according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flow chart showing a basic flow of EGR control according to the above embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing the setting tendency of the target admission differential pressure (basic value) ⁇ Padm_t with respect to the operating state.
  • FIG. 1 shows the overall configuration of a gasoline engine E1 according to a first embodiment of the present invention.
  • a gasoline engine (hereinafter simply referred to as "engine”) E1 includes an engine body 1, an intake system 2, and an exhaust system 3.
  • the engine E1 is a multi-cylinder spark-ignited direct injection engine.
  • the engine body 1 is divided into a crankcase, a cylinder block and a cylinder head, and a plurality of cylinders are provided. The number of cylinders may be one.
  • the intake system 2 includes an intake passage 21 and a throttle valve 22 and a collector 23 interposed in the intake passage 21, and supplies air in the atmosphere to the engine body 1 via the intake passage 21.
  • the air taken into the intake passage 21 is subjected to flow control by the throttle valve 22, and then flows into the collector 23, and is distributed to each cylinder of the engine body 1 by a manifold unit provided downstream of the collector 23.
  • the exhaust system 3 includes an exhaust passage 31, and a catalytic converter 32 and a GPF (gasoline particulate filter) device 33 interposed in the exhaust passage 31. Exhaust produced by combustion in the engine body 1 is transmitted to the exhaust passage. 31 into the atmosphere. After combustion in the engine body 1, the exhaust gas delivered from each cylinder to the exhaust passage 31 is collected in the manifold part, and further subjected to necessary post-treatments by the catalytic converter 32 and the GPF device 33 before being released to the atmosphere. Be done.
  • the catalytic converter 32 incorporates, but is not limited to, a three-way catalyst.
  • the GPF device 33 has a filter carrier capable of collecting particulates in exhaust gas generated by a gasoline engine (hereinafter sometimes referred to as “exhaust particulates”), and as such a filter carrier, a honeycomb shape made of cordierite as a material Can be exemplified.
  • the filter carrier used in the GPF device 33 is thinner than the filter carrier of a DPF (diesel particulate filter) device made of silicon carbide (SiC) or the like, and has a low heat resistance (for example, about 1350 ° C.). Is small.
  • the GPF device 33 is disposed in the exhaust passage 31 so that the exhaust gas passes through the filter carrier, and the exhaust gas is filtered when passing through the filter carrier, and particulates in the exhaust gas are removed.
  • Exhaust particulates include ash content derived from engine oil in addition to the fraction generated by combustion of gasoline fuel, and in this embodiment, as a differential pressure generated in the GPF device 33, a difference due to ash content in addition to the differential pressure due to fraction Consider pressure.
  • an EGR device 4 for performing external EGR is provided, and a part of the exhaust gas discharged from the engine body 1 to the exhaust passage 31 is recirculated to the engine body 1 by the EGR device 4.
  • the EGR device 4 roughly includes an EGR passage 41 connecting the exhaust passage 31 and the intake passage 21, and an EGR valve 42 and an EGR cooler 43 interposed in the EGR passage 41.
  • EGR gas the ratio (for example, mass ratio) of the exhaust gas (hereinafter sometimes referred to as "EGR gas”) recirculated from the exhaust passage 31 to the fresh air supplied to the engine main body 1 Control the EGR rate).
  • the EGR passage 41 connects the exhaust passage 31 upstream of the GPF device 33 and the intake passage 21 downstream of the throttle valve 22.
  • the intake passage 21a between the throttle valve 22 and the collector 23 is connected.
  • the EGR cooler 43 is configured as a heat exchanger that performs heat exchange between the EGR gas and the engine cooling water, and the EGR gas is taken into the EGR passage 41 and then flows into the intake passage 21 before the EGR cooler It is cooled by 43.
  • the engine controller 101 is configured as an electronic control unit, and includes a central processing unit (CPU), various storage devices such as a ROM and a RAM, an input / output interface, and the like.
  • CPU central processing unit
  • various storage devices such as a ROM and a RAM
  • an input / output interface and the like.
  • Detection signals from various sensors for detecting the operating state or operating condition of the engine E1 are input to the engine controller 101.
  • an accelerator sensor 201 for detecting the amount of accelerator operation by the driver a rotational speed sensor 202 for detecting the rotational speed of the engine E1, and a coolant temperature sensor 203 for detecting the temperature of the engine coolant are provided.
  • Detection signals from the sensors 201 to 203 are input to the engine controller 101 as an indicator of the operating state.
  • the accelerator operation amount is an index of the load required for the engine E1.
  • the engine controller 101 executes a predetermined operation based on the detected operating state to calculate a target intake air amount and a target fuel injection amount of the engine E1, and a target value according to the operating state of the EGR rate
  • the throttle valve 22, the fuel injector (not shown) and the EGR valve 42 are controlled based on the calculated values (hereinafter referred to as “target EGR rate”).
  • the fuel injector is installed on the cylinder head of the engine body 1 so as to be able to inject fuel directly into the cylinder.
  • a differential pressure sensor 204 that detects an actual differential pressure generated in the GPF device 33 is provided, and a detection signal of the differential pressure sensor 204 is also input to the engine controller 101.
  • a PCV (positive crankcase ventilation) valve 15 is installed in a passage or conduit connecting the crankcase of the engine body 1 and the intake passage 21 and blowby gas accumulated in the crankcase It is possible to supply the engine body 1 via the passage. In the calculation of the target fuel injection amount, correction is performed according to the supply amount of the blowby gas.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a basic flow of EGR control (including correction of the EGR valve opening degree) according to the present embodiment.
  • the engine controller 101 is programmed to execute EGR control according to the procedure shown in FIG. 2 at predetermined time intervals.
  • a target EGR rate Regr_t corresponding to the operating state of the engine E1 is set, the opening degree ⁇ egr of the EGR valve 42 is adjusted to achieve the target EGR rate Regr_t, and the EGR rate Regr or the EGR passage 41 is used.
  • the flow rate of the EGR gas (hereinafter referred to as “EGR amount” Vegr) to be recirculated to the engine body 1 is controlled.
  • a differential pressure generated in the GPF device 33 in other words, a differential pressure before and after the GPF device 33 (hereinafter referred to as "GPF differential pressure") DIFgpf is detected, and correction according to the GPF differential pressure DIFgpf I do.
  • GPF differential pressure a differential pressure before and after the GPF device 33
  • the EGR execution conditions include, for example, that the EGR device 4 is operating normally including the EGR valve 42 in addition to the operating state of the engine E1 being in the EGR region, and the coolant temperature is a predetermined temperature (for example, 60) C) or higher, and it is determined that the EGR execution condition is satisfied only when all of these conditions are satisfied. Not only when the operation of the EGR device 4 is not normal, but also when the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, there is a concern that the water vapor in the EGR gas condenses inside the EGR cooler 43 and a large amount of water is generated.
  • the EGR execution condition may be that the outside air temperature is a predetermined temperature (for example, 0 ° C.) or more. This is because condensation of water vapor in the EGR gas is also concerned when the outside air temperature is low.
  • a predetermined temperature for example, 0 ° C.
  • the GPF differential pressure estimation condition is confirmed.
  • the process proceeds to S103.
  • the GPF differential pressure estimation condition is not satisfied, the process proceeds to S107.
  • the estimation of the GPF differential pressure DIFgpf is not stopped in the GPF differential pressure estimation routine (FIG. 5) described later, it is determined that the GPF differential pressure estimation condition is satisfied.
  • a target EGR rate Regr_t is calculated.
  • the calculation of the target EGR rate Regr_t may be performed by any method already known to those skilled in the art. For example, the basic value of the target EGR rate Regr_t according to the rotational speed Ne of the engine E1 and the load Te is allocated The target EGR rate Regr_t is calculated by creating map data in advance and searching this map data based on the actual rotation speed Ne and the load Te.
  • the target EGR rate Regr_t is corrected according to the operating environment and the operating state. This correction is for reflecting a variable factor other than the one considered in the setting of the basic value (S103) with respect to the target EGR rate Regr_t. For example, when the exhaust gas temperature is high and the basic value can not return a sufficient amount of EGR gas as it is converted to mass, or backflow occurs in the EGR gas due to the pressure pulsation in the exhaust passage 31 Then, correction is made to apparently increase the target EGR rate Regr_t.
  • a correction amount of EGR control (hereinafter referred to as "GPF differential pressure correction amount") HOSegr according to the GPF differential pressure DIFgpf is calculated.
  • the GPF differential pressure correction amount HOSegr is calculated as a correction amount of the opening degree (EGR valve opening degree) ⁇ egr of the EGR valve 42 according to the GPF differential pressure DIFgpf, and as an overall tendency, the EGR valve opening degree The ⁇ egr is reduced relative to the increase of the GPF differential pressure DIF gpf.
  • the GPF differential pressure correction amount HOSegr is a ratio of the actual differential pressure ⁇ Pegr1 generated in the EGR valve 42 to the reference value ⁇ Pegr0 (hereinafter referred to as “differential pressure ratio”) ⁇ Pegr1 by searching from the operation table having a tendency shown in FIG. The larger the value of / ⁇ Pegr0, the smaller the value.
  • the reference value ⁇ Pegr0 is a differential pressure generated in the EGR valve 42 when the GPF device 33 does not generate a differential pressure, in other words, when the GPF differential pressure DIFgpf is 0, from the operating state of the engine E1. It is possible to estimate. Specifically, as shown in FIG.
  • the reference value ⁇ Pegr0 is estimated to be larger as the rotation speed Ne of the engine E1 is higher and the load Te is larger.
  • the actual differential pressure ⁇ Pegr1 can be calculated by adding the GPF differential pressure DIFgpf to the pressure downstream of the GPF device 33, and the pressure downstream of the GPF device 33 can be substituted by the atmospheric pressure. The detection of the GPF differential pressure DIFgpf is as described later.
  • the target value ⁇ egr_t of the EGR valve opening ⁇ egr is calculated by the following equation (1).
  • ⁇ egr_t A ( ⁇ thc) ⁇ Regr_t ⁇ HOS egr ... (1)
  • a ( ⁇ thc) is an intake opening area corresponding to the opening degree ⁇ thc of the stroll valve 22, and Regr_t is a target EGR rate (S104) after the environmental and operating state correction.
  • the target EGR valve opening degree ⁇ egr_t is set to 0, the EGR valve 42 is fully closed, and the EGR gas recirculation is stopped.
  • the EGR valve 42 may not only be fully closed, but also may significantly reduce the target EGR rate Regr_t. As a result, while the EGR itself is continued, even if fluctuations due to an increase in the GPF differential pressure DIFgpf occur in the differential pressure ⁇ Pegr before and after the EGR bubble 42, it is possible to slightly suppress the influence.
  • the target of correction by the GPF differential pressure correction amount HOSegr is the EGR valve opening degree ⁇ egr, but the target EGR rate Regr_t may be corrected by the GPF differential pressure correction amount HOSegr.
  • the target EGR rate Regr_t corresponding to the operating state of the engine E1 is corrected according to the environment / operating state and the GPF differential pressure DIFgpf.
  • FIG. 5 is a flow chart showing the contents of processing relating to detection of the GPF differential pressure DIFgpf.
  • the engine controller 101 executes the processing shown in FIG. 5 at the same or different time intervals as the basic routine shown in FIG.
  • S201 it is determined whether the control system is in a state capable of detecting the exhaust flow rate Vexh of the engine E1.
  • the exhaust flow rate Vexh is used as a volumetric flow rate, and the exhaust flow rate Vexh is detected by estimation calculation based on various parameters related to the volumetric flow rate, and it is determined whether the exhaust flow rate Vexh can be detected or not.
  • various sensors for detecting parameters are in an active state and operate normally. If the exhaust flow rate Vexh is in the detectable state, the process proceeds to S202. If the exhaust flow rate Vexh is not in the detectable state, the process proceeds to S208.
  • the exhaust flow rate Vexh is detected.
  • the detection of the exhaust flow rate Vexh may be performed by any method already known to those skilled in the art, and can be calculated from, for example, the intake air amount Qa, the exhaust temperature Texh and the air-fuel ratio A / F.
  • atmospheric pressure may be further considered.
  • the exhaust temperature Texh is, for example, a temperature in the exhaust passage 31 upstream of the GPF device 33, and is detected by a gas temperature sensor installed in the exhaust passage 31.
  • the intake air amount Qa is detected by an air flow meter attached to the inlet of the intake passage 21, and the air-fuel ratio A / F is detected by an air-fuel ratio sensor installed in the exhaust passage 31.
  • Vexh f (Qa, Texh, A / F) ...
  • a proportion accumulation amount As which is the accumulation amount of a portion, is calculated.
  • the calculation of the partial accumulation amount As is based on successive integration of the unit time of the partial discharged from the engine main body 1 to the emission amount dAs per unit engine rotation.
  • the unit discharge amount dAs can be calculated from the operating state of the engine E1 (for example, the rotational speed Ne, the load Te and the cooling water temperature Tw). Since the share can be removed by combustion, the amount Areg of decrease due to combustion is subtracted from the integrated value of the unit emissions dAs.
  • a GPF differential pressure corresponding to the partial accumulation amount As that is, a differential pressure due to the partial distribution (hereinafter referred to as "the partial GPF differential pressure") DIFs is calculated.
  • FIG. 6 shows the tendency of the change in the partial GPF differential pressure DIFs with respect to the exhaust flow rate Vexh for each partial accumulation amount As.
  • the partial GPF differential pressure DIFs0 indicates the differential pressure in the state where there is no deposition of exhaust particulates.
  • the partial GPF deposition amount DIFs tends to increase as the exhaust flow rate Vexh increases and as the partial accumulation amount As increases, and the change with the increase in the exhaust flow rate Vexh increases as the partial deposition amount As increases. It is sudden.
  • a calculation table having a tendency shown in FIG. 7 is prepared in advance for each exhaust flow rate Vexh, and the calculation table according to the exhaust flow rate Vexh is divided and accumulated in actual EGR control.
  • the partial GPF differential pressure DIFs is calculated by searching using the amount As.
  • an ash deposition amount Aa which is a deposition amount of ash (ash) among exhaust particulates accumulated in the GPF device 33.
  • the calculation of the ash deposition amount Aa is also performed by sequentially accumulating the unit time of the ash discharged from the engine body 1 to the discharge amount dAa per unit engine rotation, similarly to the calculation of the partial deposition amount As.
  • Aa ⁇ (dAa) (4)
  • a GPF differential pressure according to the ash deposition amount Aa that is, a differential pressure due to ash (hereinafter referred to as "ash GPF differential pressure") DIFa is calculated.
  • FIG. 8 shows the tendency of the change in the ash GPF differential pressure DIFa with respect to the exhaust flow rate Vexh for each ash deposition amount Aa.
  • the ash content GPF differential pressure DIFa0 indicates a differential pressure in a state where there is no deposition of exhaust particulates.
  • the ash GPF differential pressure DIFa also tends to increase as the exhaust flow rate Vexh increases and as the ash deposition amount Aa increases, but the change with the increase in the exhaust flow rate Vexh It is more gradual than that of the GPF differential pressure DIFs.
  • An operation table is created in advance for each exhaust flow rate Vexh, in which the relationship between the ash deposition amount Aa and the ash content GPF differential pressure DIFa is made data, and the operation content according to the exhaust flow rate Vexh is searched using the ash deposition amount Aa. It is possible to calculate the differential pressure DIFa.
  • the GPF differential pressure DIFgpf is a difference between the partial GPF differential pressure DIFs according to the partial accumulation amount As and the ash content GPF according to the ash accumulation amount Aa under a specific exhaust flow rate Vexh according to the operating state of the engine E1. It is given as the sum of the pressure DIFa.
  • DIFgpf DIFs + DIFa (5)
  • the differential pressure sensor 204 it is also possible to detect the actual GPF differential pressure DIFgpf by the differential pressure sensor 204 and calculate the proportional deposition amount As from the relationship between the GPF differential pressure DIFgpf corresponding to the exhaust flow rate Vexh and the particulate deposition amount. is there.
  • the GPF differential pressure DIFgpf is converted to the amount of particulate deposition, and the partial amount of deposition As is updated by the conversion value.
  • the fine particle deposition amount obtained from the GPF differential pressure DIFgpf includes not only the fine deposition amount As but also the ash deposition amount Aa. Therefore, when the partial deposition amount As is updated, the ash deposition amount Aa by sequential integration Let dAa) be 0.
  • the GPF differential pressure DIF gpf does not change significantly to the extent that the start and stop of the vehicle are repeated several times. It is also possible to use an actual measurement value by the differential pressure sensor 204 as the GPF differential pressure DIFgpf, instead of the estimated value by successive integration of the above.
  • the EGR valve 42 is installed, and the EGR valve opening degree ⁇ egr is corrected to a small value with respect to the increase in the particulate accumulation amount Agpf, and the opening area of the EGR passage 41 is reduced, thereby achieving the above-described effect.
  • a relatively easy implementation of the device is possible.
  • the opening area of the EGR passage 41 is more appropriate for the accumulation of exhaust particulates in the gasoline engine E1 in which the change in the exhaust flow rate Vexh with respect to the load Te is large compared to an engine such as a diesel engine without intake amount adjustment with a throttle.
  • the actual EGR rate Regr or the EGR amount Qegr can be made to follow the target value better.
  • the correction amount (GPF differential pressure correction amount HOSegr) of the EGR valve opening ⁇ egr with respect to the particulate deposition amount Agpf according to the exhaust flow rate Vexh the change of the GPF differential pressure DIFgpf due to the deposition of exhaust particulates
  • the EGR control can be appropriately made to be reflected accurately by control or correction of the valve opening degree ⁇ egr.
  • the particulate deposition amount Agpf in the GPF device 33 is the deposition amounts As and Aa of the fraction and the ash, respectively.
  • FIG. 10 shows the overall configuration of a gasoline engine E2 according to a second embodiment of the present invention.
  • the gasoline engine (hereinafter simply referred to as "engine") E2 includes a turbocharger TC.
  • the turbocharger TC includes a compressor portion 25 interposed in the intake passage 21 and a turbine portion (corresponding to an “exhaust turbine”) 35 interposed in the exhaust passage 31, and the exhaust gas passes through the turbine portion 35.
  • the turbine wheel of the turbine unit 35 receives exhaust energy and rotates, and a compressor wheel coaxially coupled to the turbine wheel is driven to perform supercharging.
  • the intercooler 26 provided in the intake passage 21 downstream of the compressor unit 25 cools the air after compression.
  • the recirculation valve 25 a attached to the compressor unit 25 is for releasing excess pressure generated in the intake passage 21 between the compressor unit 25 and the throttle valve 22 when the throttle valve 22 is closed.
  • the waste gate valve 35 a attached to the turbine unit 35 is for suppressing an excessive increase in the supercharging pressure by releasing the pressure generated on the upstream side of the turbine unit 35.
  • the EGR device 4 for performing the external EGR is provided also in the present embodiment, and part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 31 is introduced into the intake passage 21 by the EGR device 4.
  • the EGR passage 41 connecting the exhaust passage 31 and the intake passage 21 connects the exhaust passage 31 downstream of the turbine portion 35 of the turbocharger TC and the intake passage 21 upstream of the compressor portion 25.
  • the catalytic converter 32 and the GPF device 33 are both disposed downstream of the turbine unit 35, and the EGR passage 41 is an exhaust passage 31 b between the catalytic converter 32 and the GPF device 33 and an admission valve 27.
  • the intake passage 21 b between the compressor unit 25 and the compressor unit 25.
  • the admission valve 27 is installed in the intake passage 21 and increases the negative pressure on the downstream side by the decrease of the opening degree, whereby the inlet (exhaust passage 31 b) and the outlet (intake passage 21 b) of the EGR passage 41 To generate the differential pressure necessary for performing the EGR.
  • the low-pressure loop EGR (LP-EGR) device 4 configured to take in EGR gas from the exhaust passage 31 downstream of the turbine unit 35 is configured.
  • the EGR device 4 applicable to the present embodiment is not limited to this, and may be a high pressure loop type (HP-EGR) that takes in EGR gas from the exhaust passage 31 upstream of the turbine portion 35.
  • HP-EGR high pressure loop type
  • the exhaust passage 31 at the upstream of the turbine unit 35 and the intake passage 21 at the downstream of the trolley valve 22 are connected by the EGR passage 41. Interpose 43.
  • the admission valve 27 is unnecessary.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a basic flow of the EGR control (including the correction of the admission valve opening degree) according to the present embodiment.
  • the engine controller 101 executes the EGR control according to the procedure shown in FIG. 2 at predetermined time intervals.
  • a target admission differential pressure ⁇ Padm_t is calculated.
  • the target admission differential pressure ⁇ Padm_t is a target value of a differential pressure before and after the admission valve 27, in other words, a target value of negative pressure formed on the downstream side of the admission valve 27, and is calculated based on the operating state of the engine E2. It is possible.
  • the target admission differential pressure ⁇ Padm_t is calculated as a larger value as the rotational speed Ne is lower and the load Te is smaller in the EGR region of the engine E2 by searching from map data having a tendency shown in FIG. Be done.
  • a correction amount (GPF differential pressure correction amount) HOSadm of the EGR control according to the GPF differential pressure DIFgpf is calculated.
  • the GPF differential pressure correction amount HOSadm is calculated as a correction amount of the target admission differential pressure ⁇ Padm_t according to the GPF differential pressure DIFgpf, and as a general tendency, the target admission differential pressure ⁇ Padm_t, that is, admission The negative pressure downstream of the valve 27 is reduced relative to the increase of the GPF differential pressure DIFgpf.
  • the GPF differential pressure correction amount HOSadm may be, for example, the GPF differential pressure DIFgpf, and when the target admission differential pressure ⁇ Padm_t has a positive value, the GPF differential pressure correction amount HOSadm is obtained from the target admission differential pressure ⁇ Padm_t. By subtracting the differential pressure DIFgpf, it is possible to achieve the correction by the GPF differential pressure correction amount HOSadm.
  • ⁇ Padm_t ⁇ Padm_t-HOSadm (6)
  • the target admission valve opening degree ⁇ adm_t is calculated.
  • the calculation (S106) of the target EGR valve opening degree ⁇ egr_t is based on the target EGR rate Regr_t after the environmental / operating state correction.
  • ⁇ egr_t A ( ⁇ thc) ⁇ Regr_t (8)
  • the exhaust efficiency that has passed through the turbine portion 35 of the turbocharger TC is taken into the EGR passage 41, thereby improving the recovery efficiency of the exhaust energy by the turbocharger TC, and improving the exhaust characteristics and fuel consumption.
  • the target admission valve opening degree ⁇ adm_t is increased with respect to the increase in the particulate deposition amount Agpf in the GPF device 33, and the negative pressure formed on the downstream side of the admission valve 27 is reduced.
  • the differential pressure between the inlet and the outlet can be maintained in an appropriate range for achieving the target EGR rate Regr_t. Therefore, the deviation of the actual EGR rate Regr or the EGR amount Qegr from the target value according to the operating state is suppressed regardless of the increase of the exhaust pressure due to the accumulation of exhaust particulates, and the effect of the NOx reduction by the EGR control is secured. Can.
  • the admission valve 27 is closed to form a differential pressure necessary for performing EGR between the inlet (31b) and the outlet (21b) of the EGR passage 41,
  • the deposition of exhaust particulates proceeds, it is possible to reduce the pumping loss because it is not necessary to increase the negative pressure on the intake side in vain to obtain the differential pressure necessary for performing EGR.

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Abstract

排気微粒子をＧＰＦ（ガソリン・パティキュレート・フィルタ）装置により捕集する一方、ＥＧＲ制御を実施し、ＧＰＦ装置上流の排気通路を流れる排気を、ＥＧＲ通路を介して吸気通路に導入する。ＥＧＲ制御では、ＥＧＲ通路の開口面積を制御し、エンジンの運転状態に応じたＥＧＲ通路の開口面積を、ＧＰＦ装置における微粒子堆積量が多いときほど小さくする。

Description

ガソリンエンジンの排気浄化方法および排気浄化装置
　本発明は、ＧＰＦ装置とＥＧＲ装置とを備えるガソリンエンジンの排気浄化方法および排気浄化装置に関する。
　燃焼方式の直噴化等を背景に、排気性状の更なる改善のため、ガソリン・パティキュレート・フィルタ（以下「ＧＰＦ装置」という）の採用が検討されている。ＧＰＦ装置は、排気通路に設置され、ガソリンエンジンの排気中の微粒子を捕集する。ＪＰ２０１５－２２２０２８には、ＧＰＦ装置と、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に導入するＥＧＲ装置と、を備えるガソリンエンジンに関し、次のような技術が開示されている。ＧＰＦ装置上流の排気通路から排気を取り込み、これを吸気通路に導入する第１ＥＧＲ経路と、ＧＰＦ装置下流の排気通路から排気を取り込み、これを吸気通路に導入する第２ＥＧＲ経路と、を設け、第１ＥＧＲ経路と第２ＥＧＲ経路との間で、実際に使用する経路を切り換えるものである（段落０００５～００１０、００２５）。
　ＪＰ２０１５－２２２０２８の技術は、ＧＰＦ装置の担体（フィルタ基材）に捕集された排気微粒子が少なく、微粒子堆積量が少ないうちは、ＧＰＦ装置を捕集されずにすり抜ける排気微粒子が多いことを考慮して、第２ＥＧＲ経路を選択し、排気微粒子の堆積が進み、微粒子堆積量が増大した場合は、排気微粒子のすり抜けが抑制され、排気微粒子を充分に捕集可能であるとして、第１ＥＧＲ経路に切り換えるものである。
　このように、上記技術は、ＧＰＦ装置上流の排気通路から排気を取り込む経路（第１ＥＧＲ経路）を設けるものであるが、ＧＰＦ装置における微粒子堆積量がＥＧＲ制御に与える影響を考慮するものではない。微粒子堆積量が増えると、その分、ＧＰＦ装置で生じる圧損（圧力損失）が増大することから、ＥＧＲバルブの開度に対する実際のＥＧＲ率に変化が生じることが懸念される。そして、この懸念は、負荷に対する排気流量の変動が大きいガソリンエンジンにおいて、特に顕著である。
　本発明は、以上の問題を考慮したガソリンエンジンの排気浄化方法および排気浄化装置を提供することを目的とする。
　一形態では、ガソリンエンジンの排気浄化方法が提供される。本形態に係る排気浄化方法は、排気微粒子をＧＰＦ装置により捕集するとともに、ＧＰＦ装置上流の排気通路を流れる排気を、ＥＧＲ通路を介して吸気通路に導入するＥＧＲ制御を実施する。そして、ＥＧＲ制御において、ＥＧＲ通路の開口面積を制御し、エンジンの運転状態に応じたＥＧＲ通路の開口面積を、ＧＰＦ装置における微粒子堆積量が多いときほど小さくする。
　更に別の形態では、ガソリンエンジンの排気浄化装置が提供される。
図１は、本発明の一実施形態に係るガソリンエンジンの全体的な構成を示す概略図である。 図２は、同上実施形態に係るＥＧＲ制御の基本的な流れを示すフローチャートである。 図３は、ＥＧＲバルブ前後の差圧（基準値）ΔＰｅｇｒ０の、運転状態に応じた変化の傾向を示す説明図である。 図４は、ＥＧＲバルブ開度に関するＧＰＦ差圧補正量ＨＯＳｅｇｒの、実際の差圧ΔＰｅｇｒ１に対する設定の傾向を示す説明図である。 図５は、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆの推定に係る処理の内容を示すフローチャートである。 図６は、排気流量Ｖｅｘｈに対する煤分ＧＰＦ差圧ＤＩＦｓの変化の傾向を示す説明図である。 図７は、煤分堆積量Ａｓに対する煤分ＧＰＦ差圧ＤＩＦｓの変化の傾向を示す説明図である。 図８は、排気流量Ｖｅｘｈに対する灰分ＧＰＦ差圧ＤＩＦａの変化の傾向を示す説明図である。 図９は、煤分ＧＰＦ差圧ＤＩＦｓ、灰分ＧＰＦ差圧ＤＩＦａおよびＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆの関係を示す説明図である。 図１０は、本発明の他の実施形態に係るガソリンエンジンの全体的な構成を示す概略図である。 図１１は、同上実施形態に係るＥＧＲ制御の基本的な流れを示すフローチャートである。 図１２は、目標アドミッション差圧（基本値）ΔＰａｄｍ＿ｔの、運転状態に対する設定の傾向を示す説明図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
（全体構成の説明）
　図１は、本発明の第１実施形態に係るガソリンエンジンＥ１の全体的な構成を示している。
　本実施形態に係るガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」という）Ｅ１は、エンジン本体１と、吸気装置２と、排気装置３と、を備える。エンジンＥ１は、多気筒型の火花点火直噴エンジンであり、エンジン本体１がクランクケース、シリンダブロックおよびシリンダヘッドに分割形成され、複数の気筒が設けられている。気筒の数は、１つであってもよい。
　吸気装置２は、吸気通路２１と、吸気通路２１に介装されたスロットルバルブ２２およびコレクタ２３を備え、大気中の空気を、吸気通路２１を介してエンジン本体１に供給する。吸気通路２１に取り込まれた空気は、スロットルバルブ２２による流量制御を受けた後、コレクタ２３に流入し、コレクタ２３の下流側に設けられたマニホールド部でエンジン本体１の各気筒に分配される。
　排気装置３は、排気通路３１と、排気通路３１に介装された触媒コンバータ３２およびＧＰＦ（ガソリン・パティキュレート・フィルタ）装置３３を備え、エンジン本体１での燃焼により生じた排気を、排気通路３１を介して大気中に排出する。エンジン本体１での燃焼後、各気筒から排気通路３１に送出された排気は、マニホールド部で集められ、さらに、触媒コンバータ３２およびＧＰＦ装置３３による必要な後処理を受けた後、大気中に放出される。
　触媒コンバータ３２は、これに限定されるものではないが、三元触媒を内蔵する。
　ＧＰＦ装置３３は、ガソリンエンジンで生じる排気中の微粒子（以下「排気微粒子」という場合がある）を捕集可能なフィルタ担体を有し、そのようなフィルタ担体として、コージェライトを材料とするハニカム形状のモノリシック担体を例示することができる。ＧＰＦ装置３３に用いられるフィルタ担体は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等からなるＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）装置のフィルタ担体と比べて肉薄で、耐熱温度が低く（例えば、１３５０℃ほど）、圧損が小さいという特徴がある。ＧＰＦ装置３３は、排気通路３１において、排気がフィルタ担体を通過するように配置され、排気は、フィルタ担体を通過する際にろ過され、排気中の微粒子が除去される。排気微粒子には、ガソリン燃料の燃焼により生じる煤分に加えてエンジンオイル由来の灰分が包含され、本実施形態では、ＧＰＦ装置３３に生じる差圧として、煤分による差圧に加え、灰分による差圧を考慮する。
　本実施形態では、外部ＥＧＲを実行するＥＧＲ装置４を設け、ＥＧＲ装置４により、エンジン本体１から排気通路３１に排出された排気の一部をエンジン本体１に還流させる。ＥＧＲ装置４は、大まかには、排気通路３１と吸気通路２１とをつなぐＥＧＲ通路４１と、ＥＧＲ通路４１に介装されたＥＧＲバルブ４２およびＥＧＲクーラ４３と、からなり、ＥＧＲバルブ４２によりＥＧＲ通路４１の実質的な開口面積を調整することで、エンジン本体１に供給される新気に対する、排気通路３１から還流される排気（以下「ＥＧＲガス」という場合がある）の比率（例えば、質量比であり、以下「ＥＧＲ率」という）を制御する。ＥＧＲ通路４１は、ＧＰＦ装置３３上流の排気通路３１と、スロットルバルブ２２下流の吸気通路２１と、を接続し、本実施形態では、触媒コンバータ３２とＧＰＦ装置３３との間の排気通路３１ａと、スロットルバルブ２２とコレクタ２３との間の吸気通路２１ａと、を接続する。ＥＧＲクーラ４３は、ＥＧＲガスとエンジン冷却水との間で熱交換を行う熱交換器として構成され、ＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路４１に取り込まれた後、吸気通路２１への流入前に、ＥＧＲクーラ４３により冷却される。
（制御システムの構成）
　ＥＧＲ装置４を含むエンジンＥ１全体の動作は、エンジンコントローラ１０１により制御される。本実施形態において、エンジンコントローラ１０１は、電子制御ユニットとして構成され、中央演算装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の各種記憶装置、入出力インターフェース等を備える。
　エンジンコントローラ１０１へは、エンジンＥ１の運転状態ないし運転条件を検出するための各種センサからの検出信号が入力される。本実施形態では、運転者によるアクセル操作量を検出するアクセルセンサ２０１、エンジンＥ１の回転速度を検出する回転速度センサ２０２、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ２０３が設けられ、これらのセンサ２０１～２０３からの検出信号が、運転状態の指標としてエンジンコントローラ１０１に入力される。アクセル操作量は、エンジンＥ１に求められる負荷の指標である。
　エンジンコントローラ１０１は、検出された運転状態をもとに予め定められた演算を実行し、エンジンＥ１の目標吸入空気量および目標燃料噴射量を算出するとともに、ＥＧＲ率の運転状態に応じた目標値（以下「目標ＥＧＲ率」という）を算出し、これらの計算値に基づきスロットルバルブ２２、燃料インジェクタ（図示せず）およびＥＧＲバルブ４２を制御する。燃料インジェクタは、エンジン本体１のシリンダヘッドに、燃料を筒内に直接噴射可能に設置されている。
　本実施形態では、以上に加え、ＧＰＦ装置３３に生じる実際の差圧を検出する差圧センサ２０４が設けられ、差圧センサ２０４の検出信号も、エンジンコントローラ１０１に入力される。
　さらに、本実施形態では、エンジン本体１のクランクケースと吸気通路２１とをつなぐ通路ないし導管にＰＣＶ（ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション）バルブ１５が設置され、クランクケースに溜まったブローバイガスを、この通路を介してエンジン本体１に供給することが可能である。目標燃料噴射量の計算では、ブローバイガスの供給量に応じた補正を行う。
（フローチャートによる説明）
　図２は、本実施形態に係るＥＧＲ制御（ＥＧＲバルブ開度の補正を含む）の基本的な流れを示すフローチャートである。
　エンジンコントローラ１０１は、図２に示す手順に従うＥＧＲ制御を所定時間毎に実行するようにプログラムされている。
　ＥＧＲ制御では、エンジンＥ１の運転状態に応じた目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔを設定し、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔを達成するようにＥＧＲバルブ４２の開度θｅｇｒを調整して、ＥＧＲ率ＲｅｇｒまたはＥＧＲ通路４１を介してエンジン本体１に還流されるＥＧＲガスの流量（以下「ＥＧＲ量」Ｖｅｇｒという）を制御する。本実施形態では、ＥＧＲ制御において、ＧＰＦ装置３３に生じる差圧、換言すれば、ＧＰＦ装置３３前後の差圧（以下「ＧＰＦ差圧」という）ＤＩＦｇｐｆを検出し、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆに応じた補正を行う。
　Ｓ１０１では、ＥＧＲ実行条件を確認する。ＥＧＲ実行条件が成立しているときは、Ｓ１０２へ進み、成立していないときは、Ｓ１０７へ進む。ＥＧＲ実行条件とは、エンジンＥ１の運転状態がＥＧＲ領域にあることに加え、例えば、ＥＧＲバルブ４２を含め、ＥＧＲ装置４が正常に動作していること、冷却水温度が所定温度（例えば、６０℃）以上であることであり、これらの条件の全てが成立している場合にのみ、ＥＧＲ実行条件が成立していると判定する。ＥＧＲ装置４の動作が正常でない場合はもとより、冷却水温度が所定温度未満の場合は、ＥＧＲクーラ４３の内部でＥＧＲガス中の水蒸気が凝縮し、多量の水が生じる懸念があるからである。以上に加え、外気温を検出するセンサを設け、外気温が所定温度（例えば、０℃）以上であることをＥＧＲ実行条件としてもよい。外気温が低い場合も、ＥＧＲガス中の水蒸気の凝縮が懸念されるからである。エンジンＥ１の温度が低く、冷機状態にあるときや、加速走行時等の燃料増量時にあるときは、煤が多量に生じる傾向にあることから、ＥＧＲ領域にないとして、ＥＧＲ制御の実行自体を禁止する。
　Ｓ１０２では、ＧＰＦ差圧推定条件を確認する。ＧＰＦ差圧推定条件が成立しているときは、Ｓ１０３へ進み、成立していないときは、Ｓ１０７へ進む。本実施形態では、後に述べるＧＰＦ差圧推定ルーチン（図５）において、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆの推定が停止されていない場合に、ＧＰＦ差圧推定条件が成立していると判定する。
　Ｓ１０３では、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔを算出する。目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔの計算は、既に当業者に知られたいかなる方法によるものであってもよく、例えば、エンジンＥ１の回転速度Ｎｅおよび負荷Ｔｅに応じた目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔの基本値が割り付けられたマップデータを予め作成しておき、実際の回転速度Ｎｅおよび負荷Ｔｅによりこのマップデータを検索することで、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔを算出する。
　Ｓ１０４では、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔに対し、運転環境および運転状態に応じた補正を行う。この補正は、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔに対し、基本値の設定（Ｓ１０３）で考慮したもの以外の変動要因を反映させるためのものである。例えば、排気温度が高く、基本値のままでは質量換算で充分な量のＥＧＲガスを還流させることができない状態にあったり、排気通路３１における圧力脈動の影響でＥＧＲガスに逆流が生じたりする場合に、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔを見かけ上増大させる補正を行う。
　Ｓ１０５では、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆに応じたＥＧＲ制御の補正量（以下「ＧＰＦ差圧補正量」という）ＨＯＳｅｇｒを算出する。本実施形態において、ＧＰＦ差圧補正量ＨＯＳｅｇｒは、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆに応じたＥＧＲバルブ４２の開度（ＥＧＲバルブ開度）θｅｇｒの補正量として算出され、全体的な傾向として、ＥＧＲバルブ開度θｅｇｒを、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆの増大に対して減少させる。例えば、ＧＰＦ差圧補正量ＨＯＳｅｇｒは、図４に示す傾向を有する演算テーブルからの検索により、ＥＧＲバルブ４２に生じる実際の差圧ΔＰｅｇｒ１の、基準値ΔＰｅｇｒ０に対する比（以下「差圧比」という）ΔＰｅｇｒ１／ΔＰｅｇｒ０が大きいときほど小さな値として算出される。ここで、基準値ΔＰｅｇｒ０は、ＧＰＦ装置３３に差圧が生じていない状態、換言すれば、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆが０である場合にＥＧＲバルブ４２に生じる差圧であり、エンジンＥ１の運転状態から推定することが可能である。具体的には、基準値ΔＰｅｇｒ０は、図３に示すように、エンジンＥ１の回転速度Ｎｅが高く、負荷Ｔｅが大きいときほど大きな値として推定される。実差圧ΔＰｅｇｒ１は、ＧＰＦ装置３３下流の圧力にＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆを加算することにより算出可能であり、ＧＰＦ装置３３下流の圧力は、大気圧で代用することができる。ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆの検出は、後に述べるところによる。
　Ｓ１０６では、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔおよびにＧＰＦ差圧補正量ＨＯＳｅｇｒに基づき、次式（１）によりＥＧＲバルブ開度θｅｇｒの目標値θｅｇｒ＿ｔを算出する。
　θｅｇｒ＿ｔ＝Ａ（θｔｈｃ）×Ｒｅｇｒ＿ｔ×ＨＯＳｅｇｒ…（１）
　ここで、Ａ（θｔｈｃ）は、ストッロルバルブ２２の開度θｔｈｃに応じた吸気開口面積であり、Ｒｅｇｒ＿ｔは、環境・運転状態補正後の目標ＥＧＲ率（Ｓ１０４）である。
　Ｓ１０７では、目標ＥＧＲバルブ開度θｅｇｒ＿ｔを０として、ＥＧＲバルブ４２を全閉させ、ＥＧＲガスの還流を停止する。ＥＧＲバルブ４２は、全閉させるばかりでなく、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔを大幅に減少させてもよい。これにより、ＥＧＲ自体を継続させながら、ＥＧＲバブル４２前後の差圧ΔＰｅｇｒにＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆの増大による変動が生じたとしても、その影響を軽微に抑えることが可能である。
　このように、本実施形態では、ＧＰＦ差圧補正量ＨＯＳｅｇｒによる補正の対象をＥＧＲバルブ開度θｅｇｒとするが、ＧＰＦ差圧補正量ＨＯＳｅｇｒにより目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔを補正する構成としてもよい。例えば、エンジンＥ１の運転状態に応じた目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔに対し、環境・運転状態に応じた補正およびＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆに応じた補正を行うのである。
　図５は、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆの検出に係る処理の内容を示すフローチャートである。
　エンジンコントローラ１０１は、図５に示す処理を、図２に示す基本ルーチンと同じかまたは異なる時間毎に実行する。
　Ｓ２０１では、制御システムがエンジンＥ１の排気流量Ｖｅｘｈを検出可能な状態にあるか否かを判定する。本実施形態では、排気流量Ｖｅｘｈを体積流量として、これに関係を有する各種パラメータに基づく推定演算により排気流量Ｖｅｘｈを検出し、排気流量Ｖｅｘｈを検出可能な状態にあるか否かの判定は、上記パラメータを検出するための各種センサが活性状態にあり、正常に動作しているか否かを判定することによる。排気流量Ｖｅｘｈを検出可能な状態にある場合は、Ｓ２０２へ進み、検出可能な状態にない場合は、Ｓ２０８へ進む。
　Ｓ２０２では、排気流量Ｖｅｘｈを検出する。排気流量Ｖｅｘｈの検出は、既に当業者に知られたいかなる方法によるものであってもよく、例えば、吸入空気量Ｑａ、排気温度Ｔｅｘｈおよび空燃比Ａ／Ｆから算出することが可能である。以上に加え、大気圧をさらに考慮してもよい。排気温度Ｔｅｘｈは、例えば、ＧＰＦ装置３３上流の排気通路３１における温度であり、排気通路３１に設置されたガス温度センサにより検出する。さらに、吸入空気量Ｑａは、吸気通路２１の入口部に取り付けられたエアフローメータにより、空燃比Ａ／Ｆは、排気通路３１に設置された空燃比センサにより、夫々検出する。
　Ｖｅｘｈ＝ｆ（Ｑａ，Ｔｅｘｈ，Ａ／Ｆ）…（２）
　Ｓ２０３では、ＧＰＦ装置３３に溜まっている排気微粒子のうち、煤分の堆積量である煤分堆積量Ａｓを算出する。煤分堆積量Ａｓの計算は、エンジン本体１から排出される煤分の単位時間ないし単位エンジン回転当たりの排出量ｄＡｓを逐次積算することによる。単位排出量ｄＡｓは、エンジンＥ１の運転状態（例えば、回転速度Ｎｅ、負荷Ｔｅおよび冷却水温度Ｔｗ）から算出することが可能である。煤分は、燃焼により除去可能であることから、単位排出量ｄＡｓの積算値から燃焼による減少量Ａｒｅｇを減算する。減少量Ａｒｅｇの計算は、排気中の酸素が増大する燃料カット時等に、ＧＰＦ装置３３の温度をもとに行うことが可能である。
　Ａｓ＝Σ（ｄＡｓ）－Ａｒｅｇ…（３）
　Ｓ２０４では、煤分堆積量Ａｓに応じたＧＰＦ差圧、つまり、煤分による差圧（以下「煤分ＧＰＦ差圧」という）ＤＩＦｓを算出する。図６は、排気流量Ｖｅｘｈに対する煤分ＧＰＦ差圧ＤＩＦｓの変化の傾向を、煤分堆積量Ａｓ毎に示している。煤分ＧＰＦ差圧ＤＩＦｓ０は、排気微粒子の堆積がない状態での差圧を示している。煤分ＧＰＦ堆積量ＤＩＦｓは、排気流量Ｖｅｘｈが多いときほど、煤分堆積量Ａｓが多いときほど増大する傾向を有し、排気流量Ｖｅｘｈの増大に対する変化は、煤分堆積量Ａｓが多いときほど急である。煤分ＧＰＦ差圧ＤＩＦｓの計算のため、例えば、図７に示す傾向を有する演算テーブルを排気流量Ｖｅｘｈ毎に予め作成し、実際のＥＧＲ制御に際し、排気流量Ｖｅｘｈに応じた演算テーブルを煤分堆積量Ａｓにより検索することで、煤分ＧＰＦ差圧ＤＩＦｓを算出する。
　Ｓ２０５では、ＧＰＦ装置３３に溜まっている排気微粒子のうち、灰分（アッシュ）の堆積量である灰分堆積量Ａａを算出する。灰分堆積量Ａａの計算も、煤分堆積量Ａｓの計算と同様に、エンジン本体１から排出される灰分の単位時間ないし単位エンジン回転当たりの排出量ｄＡａを逐次積算することによる。
　Ａａ＝Σ（ｄＡａ）…（４）
　Ｓ２０６では、灰分堆積量Ａａに応じたＧＰＦ差圧、つまり、灰分による差圧（以下「灰分ＧＰＦ差圧」という）ＤＩＦａを算出する。図８は、排気流量Ｖｅｘｈに対する灰分ＧＰＦ差圧ＤＩＦａの変化の傾向を、灰分堆積量Ａａ毎に示している。灰分ＧＰＦ差圧ＤＩＦａ０は、排気微粒子の堆積がない状態での差圧を示している。灰分ＧＰＦ差圧ＤＩＦａも、煤分ＧＰＦ差圧ＤＩＦｓと同様に、排気流量Ｖｅｘｈが多いときほど、灰分堆積量Ａａが多いときほど増大する傾向を有するが、排気流量Ｖｅｘｈの増大に対する変化は、煤分ＧＰＦ差圧ＤＩＦｓのものと比べてより緩やかである。灰分堆積量Ａａと灰分ＧＰＦ差圧ＤＩＦａとの関係をデータ化した演算テーブルを排気流量Ｖｅｘｈ毎に予め作成し、排気流量Ｖｅｘｈに応じた演算テーブルを灰分堆積量Ａａにより検索することで、灰分ＧＰＦ差圧ＤＩＦａを算出することが可能である。
　Ｓ２０７では、煤分ＧＰＦ差圧ＤＩＦｓと灰分ＧＰＦ差圧ＤＩＦａとを加算して、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆを算出する。図９は、下式（５）の関係を模式的に示している。ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆは、エンジンＥ１の運転状態に応じた特定の排気流量Ｖｅｘｈのもとで、煤分堆積量Ａｓに応じた煤分ＧＰＦ差圧ＤＩＦｓと、灰分堆積量Ａａに応じた灰分ＧＰＦ差圧ＤＩＦａと、の合計として与えられる。
　ＤＩＦｇｐｆ＝ＤＩＦｓ＋ＤＩＦａ…（５）
　Ｓ２０８では、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆの推定を停止する。
　以上に加え、差圧センサ２０４により実際のＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆを検出し、排気流量Ｖｅｘｈに応じたＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆと微粒子堆積量との関係から、煤分堆積量Ａｓを算出することも可能である。例えば、排気流量Ｖｅｘｈが堆積量計算の精度を確保するうえで充分な量である場合に、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆを微粒子堆積量に換算し、その換算値により煤分堆積量Ａｓを更新するのである。ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆから求まる微粒子堆積量には煤分堆積量Ａｓのほか、灰分堆積量Ａａも含まれるので、煤分堆積量Ａｓを更新した場合は、逐次積算による灰分堆積量Ａａ（＝Σ（ｄＡａ））を０とする。
　さらに、ＧＰＦ装置３３の微粒子堆積量Ａｇｐｆにおいて、車両の発進および停止を数回繰り返した程度では、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆに有意な変動を及ぼすほどの変化は生じないと考えられることから、単位排出量の逐次積算による推定値に代え、差圧センサ２０４による実測値をＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆとして用いることも可能である。
（作用効果の説明）
　本実施形態に係るガソリンエンジンＥ１の排気浄化装置は、以上のように構成され、本実施形態により得られる効果について、以下に示す。
　第１に、エンジンＥ１の排気通路３１にＧＰＦ装置３３を介装したことにより、排気微粒子をＧＰＦ装置３３により捕集し、大気中への放出を抑制することができる。そして、ＧＰＦ装置３３における微粒子堆積量Ａｇｐｆの増大に対し、エンジンＥ１の運転状態に応じたＥＧＲ通路４１の開口面積を小さくすることで、ＧＰＦ装置３３前後における差圧の拡大（換言すれば、排圧の増大）によらず、実際のＥＧＲ率ＲｅｇｒないしＥＧＲ量Ｑｅｇｒの運転状態に応じた目標値からの乖離を抑制し、ＥＧＲ制御によるＮＯｘ低減の効果を確保することが可能となる。
　ここで、ＥＧＲバルブ４２を設置し、微粒子堆積量Ａｇｐｆの増大に対してＥＧＲバルブ開度θｅｇｒを小さな値に補正して、ＥＧＲ通路４１の開口面積を小さくすることで、上記効果を奏する排気浄化装置の比較的容易な実施が可能となる。
　第２に、エンジンＥ１の運転状態に応じたＥＧＲ通路４１の開口面積を排気流量Ｖｅｘｈが多いときほど減少させることで、排気流量Ｖｅｘｈに応じて変化するＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆの特性をＥＧＲ制御に反映させることが可能となる（図６、８）。これにより、ディーゼルエンジン等、スロットルによる吸気量調整を伴わないエンジンと比べて負荷Ｔｅに対する排気流量Ｖｅｘｈの変化が大きいガソリンエンジンＥ１において、排気微粒子の堆積に対してＥＧＲ通路４１の開口面積をより適切に制御し、実際のＥＧＲ率ＲｅｇｒないしＥＧＲ量Ｑｅｇｒを目標値に対してより良好に追従させることができる。
　そして、微粒子堆積量Ａｇｐｆに対するＥＧＲバルブ開度θｅｇｒの補正量（ＧＰＦ差圧補正量ＨＯＳｅｇｒ）を排気流量Ｖｅｘｈに応じて変更可能としたことで、排気微粒子の堆積によるＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆの変化をＥＧＲバルブ開度θｅｇｒの制御ないし補正により的確に反映させ、ＥＧＲ制御の適正化を図ることが可能となる。
　第３に、排気微粒子として、ガソリン燃料の燃焼により生じる煤分に加えてエンジンオイル由来の灰分を想定し、ＧＰＦ装置３３における微粒子堆積量Ａｇｐｆを、煤分および灰分の各堆積量Ａｓ、Ａａの合計として算出することで、微粒子堆積量Ａｇｐｆをより正確に把握し、ＥＧＲ制御の更なる適正化を図ることが可能となる。
（他の実施形態の説明）
　本発明の他の実施形態について、以下に説明する。
　図１０は、本発明の第２実施形態に係るガソリンエンジンＥ２の全体的な構成を示している。
　先に述べたエンジンＥ１との相違点を中心に説明する。
　本実施形態に係るガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」という）Ｅ２は、ターボチャージャＴＣを備える。ターボチャージャＴＣは、吸気通路２１に介装されたコンプレッサ部２５と、排気通路３１に介装されたタービン部（「排気タービン」に相当する）３５と、を備え、排気がタービン部３５を通過する際に、タービン部３５のタービンホイールが排気エネルギを受けて回転し、タービンホイールと同軸に結合されたコンプレッサホイールが駆動されて、過給が実施される。コンプレッサ部２５下流の吸気通路２１に設けられたインタークーラ２６は、圧縮後の空気を冷却する。コンプレッサ部２５に付設されたリサーキュレーションバルブ２５ａは、スロットルバルブ２２が閉じられた際に、コンプレッサ部２５とスロットルバルブ２２との間の吸気通路２１に生じる余剰圧力を解放するためのものである。タービン部３５に付設されたウェイストゲートバルブ３５ａは、タービン部３５の上流側に生じる圧力を逃がすことで、過給圧の過度な上昇を抑制するためのものである。
　先の実施形態におけると同様に、本実施形態でも外部ＥＧＲを実行するＥＧＲ装置４が設けられ、ＥＧＲ装置４により、排気通路３１を流れる排気の一部が吸気通路２１に導入され、エンジン本体１に還流される。ただし、本実施形態では、排気通路３１と吸気通路２１とをつなぐＥＧＲ通路４１が、ターボチャージャＴＣのタービン部３５下流の排気通路３１と、コンプレッサ部２５上流の吸気通路２１と、を接続する。具体的には、触媒コンバータ３２およびＧＰＦ装置３３がいずれもタービン部３５の下流側に配置され、ＥＧＲ通路４１は、触媒コンバータ３２とＧＰＦ装置３３との間の排気通路３１ｂと、アドミッションバルブ２７とコンプレッサ部２５との間の吸気通路２１ｂと、を接続する。アドミッションバルブ２７は、吸気通路２１に設置され、開度の減少によりその下流側の負圧を増大させることで、ＥＧＲ通路４１の入口部（排気通路３１ｂ）と出口部（吸気通路２１ｂ）との間に、ＥＧＲの実行に必要な差圧を生じさせるためのものである。
　このように、本実施形態では、ＥＧＲガスをタービン部３５下流の排気通路３１から取り込む低圧ループ式のＥＧＲ（ＬＰ－ＥＧＲ）装置４を構成する。しかし、本実施形態に適用可能なＥＧＲ装置４は、これに限らず、ＥＧＲガスをタービン部３５上流の排気通路３１から取り込む高圧ループ式のもの（ＨＰ－ＥＧＲ）であってもよい。高圧ループ式の場合は、例えば、ＥＧＲ通路４１により、タービン部３５上流の排気通路３１と、ストッロルバルブ２２下流の吸気通路２１と、を接続し、ＥＧＲ通路４１に、ＥＧＲバルブ４２およびＥＧＲクーラ４３を介装する。高圧ループ式の場合は、アドミッションバルブ２７は、不要である。
　図９は、本実施形態に係るＥＧＲ制御（アドミッションバルブ開度の補正を含む）の基本的な流れを示すフローチャートである。
　先の実施形態におけると同様に、エンジンコントローラ１０１は、図２に示す手順に従うＥＧＲ制御を所定時間毎に実行する。
　ここで、先の実施形態におけると同様の処理を行うステップには、図２におけると同一の符号を付し、再度の説明を省略する。
　Ｓ３０１では、目標アドミッション差圧ΔＰａｄｍ＿ｔを算出する。目標アドミッション差圧ΔＰａｄｍ＿ｔは、アドミッションバルブ２７前後の差圧、換言すれば、アドミッションバルブ２７の下流側に形成される負圧の目標値であり、エンジンＥ２の運転状態をもとに算出することが可能である。本実施形態において、目標アドミッション差圧ΔＰａｄｍ＿ｔは、図１２に示す傾向を有するマップデータからの検索により、エンジンＥ２のＥＧＲ領域において、回転速度Ｎｅが低く、負荷Ｔｅが小さいときほど大きな値として算出される。
　Ｓ３０２では、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆに応じたＥＧＲ制御の補正量（ＧＰＦ差圧補正量）ＨＯＳａｄｍを算出する。本実施形態において、ＧＰＦ差圧補正量ＨＯＳａｄｍは、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆに応じた目標アドミッション差圧ΔＰａｄｍ＿ｔの補正量として算出され、全体的な傾向として、目標アドミッション差圧ΔＰａｄｍ＿ｔ、つまり、アドミッションバルブ２７下流の負圧を、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆの増大に対して減少させる。ＧＰＦ差圧補正量ＨＯＳａｄｍは、例えば、ＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆであってよく、目標アドミッション差圧ΔＰａｄｍ＿ｔが正の値を有する場合に、目標アドミッション差圧ΔＰａｄｍ＿ｔから、ＧＰＦ差圧補正量ＨＯＳａｄｍとしてＧＰＦ差圧ＤＩＦｇｐｆを減算することで、ＧＰＦ差圧補正量ＨＯＳａｄｍによる補正を達成することが可能である。
　ΔＰａｄｍ＿ｔ＝ΔＰａｄｍ＿ｔ－ＨＯＳａｄｍ…（６）
　Ｓ３０３では、目標アドミッションバルブ開度θａｄｍ＿ｔを算出する。目標アドミッションバルブ開度θａｄｍ＿ｔの計算は、ＧＰＦ差圧補正量ＨＯＳａｄｍによる補正後の差圧目標値ΔＰａｄｍ＿ｔをアドミッションバルブ２７の開度θａｄｍに換算することによる。ＧＰＦ装置３３における微粒子堆積量Ａｇｐｆが多く、ＥＧＲバルブ４２前後の差圧が拡大する傾向にあるときほど、目標アドミッション差圧ΔＰａｄｍ＿ｔが小さな値に補正されるので、ＧＰＦ装置３３における排気微粒子の堆積に対し、目標アドミッションバルブ開度θａｄｍ＿ｔが増大することになる。
　θａｄｍ＿ｔ＝ｇ（ΔＰａｄｍ＿ｔ）…（７）
　本実施形態において、目標ＥＧＲバルブ開度θｅｇｒ＿ｔの計算（Ｓ１０６）は、環境・運転状態補正後の目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔに基づく。
　θｅｇｒ＿ｔ＝Ａ（θｔｈｃ）×Ｒｅｇｒ＿ｔ…（８）
　本実施形態によれば、ＥＧＲ制御において、ターボチャージャＴＣのタービン部３５を通過した排気をＥＧＲ通路４１に取り込むことで、ターボチャージャＴＣによる排気エネルギの回収効率を向上させ、排気性状の改善と燃費の向上との両立を図ることが可能となる。
　ここで、ＧＰＦ装置３３における微粒子堆積量Ａｇｐｆの増大に対し、目標アドミッションバルブ開度θａｄｍ＿ｔを増大させ、アドミッションバルブ２７の下流側に形成される負圧を低減させることで、ＥＧＲ通路４１の入口部と出口部との間の差圧を、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ＿ｔを達成するうえで適正な範囲に保持することが可能となる。よって、排気微粒子の堆積による排圧の増大によらず、実際のＥＧＲ率ＲｅｇｒないしＥＧＲ量Ｑｅｇｒの運転状態に応じた目標値からの乖離を抑制し、ＥＧＲ制御によるＮＯｘ低減の効果を確保することができる。
　そして、微粒子堆積量Ａｇｐｆが少ないうちは、アドミッションバルブ２７を閉じ、ＥＧＲ通路４１の入口部（３１ｂ）と出口部（２１ｂ）との間にＥＧＲの実行に必要な差圧を形成する一方、排気微粒子の堆積が進んだ場合は、ＥＧＲの実行に必要な差圧を得るために吸気側の負圧を無駄に増大させる必要がなくなることから、ポンピングロスを低減することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は、本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を、上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。上記実施形態に対し、請求の範囲に記載した事項の範囲内で様々な変更および修正が可能である。

Claims (10)

  1. 　排気微粒子をＧＰＦ装置により捕集し、
    　前記ＧＰＦ装置上流の排気通路を流れる排気を、ＥＧＲ通路を介して吸気通路に導入するＥＧＲ制御を実施し、
    　前記ＥＧＲ制御において、前記ＥＧＲ通路の開口面積を制御し、エンジンの運転状態に応じた前記ＥＧＲ通路の開口面積を、前記ＧＰＦ装置における微粒子堆積量が多いときほど小さくする、
    ガソリンエンジンの排気浄化方法。
  2. 　請求項１に記載のガソリンエンジンの排気浄化方法であって、
    　前記ＥＧＲ通路にＥＧＲバルブを設置し、
    　前記ＥＧＲ制御において、エンジンの運転状態に応じた前記ＥＧＲバルブの開度を、前記微粒子堆積量が多いときほど小さな値に補正して、前記ＥＧＲ通路の開口面積を小さくする、
    ガソリンエンジンの排気浄化方法。
  3. 　請求項２に記載のガソリンエンジンの排気浄化方法であって、
    　前記ＥＧＲ制御において、前記微粒子堆積量に対する前記ＥＧＲバルブの開度の補正量を、前記排気通路における排気流量に応じて異ならせる、
    ガソリンエンジンの排気浄化方法。
  4. 　請求項２または３に記載のガソリンエンジンの排気浄化方法であって、
    　前記吸気通路に、前記ＥＧＲ通路の入口部と出口部との間に生じる差圧を、開度の減少により拡大可能にアドミッションバルブを設置し、
    　前記ＥＧＲ制御において、
    　　前記アドミッションバルブの開度を制御し、
    　　前記ＥＧＲ通路の開口面積に代えて前記アドミッションバルブの開度を前記微粒子堆積量に応じて補正可能とし、エンジンの運転状態に応じた前記アドミッションバルブの開度を、前記微粒子堆積量が多いときほど大きくする、
    ガソリンエンジンの排気浄化方法。
  5. 　請求項１に記載のガソリンエンジンの排気浄化方法であって、
    　前記ＥＧＲ制御において、前記エンジンの運転状態に応じた前記ＥＧＲ通路の開口面積を、前記排気通路における排気流量が多いときほど減少させる、
    ガソリンエンジンの排気浄化方法。
  6. 　排気微粒子をＧＰＦ装置により捕集し、
    　前記ＧＰＦ装置上流の排気通路を流れる排気を、ＥＧＲ通路を介して吸気通路に導入するＥＧＲ制御を実施し、
    　前記ＥＧＲ制御において、前記ＥＧＲ通路の開口面積を制御し、エンジンの運転状態に応じた前記ＥＧＲ通路の開口面積を、前記排気通路における排気流量が多いときほど減少させる、
    ガソリンエンジンの排気浄化方法。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載のガソリンエンジンの排気浄化方法であって、
    　前記エンジンに、ターボチャージャを、排気タービンが排気の流れに関して前記ＧＰＦ装置の上流側に位置するように配設し、
    　前記排気タービンと前記ＧＰＦ装置との間の排気通路を流れる排気を、前記ＥＧＲ通路を介して前記吸気通路に導入する、
    ガソリンエンジンの排気浄化方法。
  8. 　請求項１～７のいずれか一項に記載のガソリンエンジンの排気浄化方法であって、
    　前記排気微粒子は、排気中の煤分を含む、
    ガソリンエンジンの排気浄化方法。
  9. 　請求項１～８のいずれか一項に記載のガソリンエンジンの排気浄化方法であって、
    　前記排気微粒子は、排気中の灰分を含む、
    ガソリンエンジンの排気浄化方法。
  10. 　エンジンの排気通路に介装され、排気微粒子を捕集するＧＰＦ装置と、
    　ＥＧＲバルブを有し、前記ＧＰＦ装置上流の排気通路から、前記ＥＧＲバルブの開度に応じた流量の排気を吸気通路に導入するＥＧＲ装置と、
    　前記ＥＧＲバルブの動作を制御するコントローラと、
    を備え、
    　前記コントローラは、エンジンの運転状態に応じた前記ＥＧＲバルブの開度を、前記ＧＰＦ装置における微粒子堆積量が多いときほど小さくする、
    ガソリンエンジンの排気浄化装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001152830A (ja) * 1999-11-26 2001-06-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2004162674A (ja) * 2002-11-15 2004-06-10 Isuzu Motors Ltd ターボチャージャーを備えた内燃機関のｅｇｒシステム
JP2007211788A (ja) * 2002-06-13 2007-08-23 Denso Corp 内燃機関の排ガス浄化装置
JP2015222028A (ja) 2014-05-22 2015-12-10 株式会社デンソー 内燃機関の排気処理装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3693855B2 (ja) * 1999-06-07 2005-09-14 三菱電機株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP2002138814A (ja) 2000-11-02 2002-05-17 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化装置、および排気ガスの浄化方法
JP2003065033A (ja) 2001-08-23 2003-03-05 Mitsubishi Motors Corp パティキュレートフィルタの再生時期判定装置
JP4075573B2 (ja) * 2002-06-13 2008-04-16 株式会社デンソー 内燃機関の排ガス浄化装置
WO2006064805A1 (ja) * 2004-12-17 2006-06-22 Munekatsu Furugen ディーゼルエンジンの排気ガス用電気式処理方法およびその装置
US8091347B2 (en) * 2005-02-28 2012-01-10 Yanmar Co., Ltd. Exhaust gas purification apparatus, internal combustion engine comprising the same, and particulate filter restoring method
JP5024066B2 (ja) * 2008-01-16 2012-09-12 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
DE102009014277B4 (de) * 2009-03-20 2016-10-13 Audi Ag Vorrichtung zum Betreiben einer Diesel-Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung
US8327628B2 (en) * 2009-09-29 2012-12-11 Ford Global Technologies, Llc Gasoline particulate filter regeneration and diagnostics
US9020739B2 (en) * 2009-11-11 2015-04-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine having an external exhaust gas recirculation system
DE102012017278A1 (de) 2012-08-31 2014-03-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zurn Betreiben eines solchen
JP5979012B2 (ja) * 2013-01-11 2016-08-24 トヨタ自動車株式会社 Ｐｍ排出量推定装置
US9297338B2 (en) * 2013-05-08 2016-03-29 Ford Global Technologies, Llc Diesel particulate filter passive regeneration during stationary power take-off
JP6540814B2 (ja) 2015-09-18 2019-07-10 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法
US9926867B1 (en) * 2016-12-06 2018-03-27 Achates Power, Inc. Maintaining EGR flow in a uniflow-scavenged, two-stroke cycle, opposed-piston engine
JP6881222B2 (ja) * 2017-10-19 2021-06-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
KR102540546B1 (ko) * 2018-08-23 2023-06-05 현대자동차주식회사 가솔린 egr 시스템의 밸브개방 제어장치 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001152830A (ja) * 1999-11-26 2001-06-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2007211788A (ja) * 2002-06-13 2007-08-23 Denso Corp 内燃機関の排ガス浄化装置
JP2004162674A (ja) * 2002-11-15 2004-06-10 Isuzu Motors Ltd ターボチャージャーを備えた内燃機関のｅｇｒシステム
JP2015222028A (ja) 2014-05-22 2015-12-10 株式会社デンソー 内燃機関の排気処理装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3734034A4

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