内燃機関の制御装置
【課題】 排気中の微粒子を捕集する排気フィルタの再生処理に伴う触媒装置の劣化進行を抑止する。
【解決手段】 排気フィルタに捕集された微粒子を燃焼させる処理の途中でエンジンが低回転・低負荷領域に移行すると、吸気絞りなどにより空燃比を制御して、NOx吸蔵触媒装置の溶損を防止する。ここで、外気温度が規定値以下であるときには、前記空燃比制御における目標空燃比を通常よりも大きくすることで、燃焼を安定化させ、排気中の未燃焼成分を少なくし、排気フィルタと共に排気通路に設けられる触媒装置の温度上昇を抑制する。
【解決手段】 排気フィルタに捕集された微粒子を燃焼させる処理の途中でエンジンが低回転・低負荷領域に移行すると、吸気絞りなどにより空燃比を制御して、NOx吸蔵触媒装置の溶損を防止する。ここで、外気温度が規定値以下であるときには、前記空燃比制御における目標空燃比を通常よりも大きくすることで、燃焼を安定化させ、排気中の未燃焼成分を少なくし、排気フィルタと共に排気通路に設けられる触媒装置の温度上昇を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、排気微粒子を捕集する排気フィルタ及び触媒装置を排気通路に備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、排気微粒子を捕集する排気フィルタを備えたディーゼル機関において、前記排気フィルタを再生させる場合に、燃料噴射遅角装置と吸気絞り弁との両方を作動させることで排気温度を上昇させ、前記排気微粒子を燃焼させる構成が開示されている。
【特許文献1】特開平07−189656号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、排気フィルタの再生を行っている状態から、フィルタ再生処理が困難な低回転・低負荷に移行したときに、直ちに空燃比を通常値に戻すと、残っている排気微粒子の急激な燃焼によって排気フィルタの溶損を招く可能性があるため、排気フィルタの温度が所定温度以下に低下するまで、空気過剰率λを例えば1.2程度に保持させることが望まれる。
【0004】
しかし、外気温度が低い条件下で、空気過剰率λを例えば1.2程度とする低回転・低負荷運転を行うと、低外気温により燃焼が不安定になる(失火が発生する)ことで排気中の未燃焼成分(HC)が多く、かつ、空気過剰率λが1よりも大きいために排気中の酸素が多く、然も、低回転・低負荷運転により排気流量が少ないので、前記排気フィルタと共に機関の排気通路に設けられる酸化触媒装置やNOx吸蔵触媒装置などの酸化機能を有する触媒装置の温度が高くなり、前記触媒装置の劣化が進行するという問題があった。
【0005】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、排気フィルタの再生処理に伴う触媒装置の劣化進行を抑止できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
このため、本発明に係る内燃機関の制御装置は、排気フィルタに捕集された排気微粒子を酸化させる再生処理中又は再生処理直後の機関運転状態の変化に応じて空燃比を制御するときに、低外気温度条件で燃焼を安定化させる制御を行う構成とした。
【発明の効果】
【0007】
上記構成によると、排気フィルタの再生処理中又は再生処理直後の機関運転状態の変化に応じて空燃比制御を行うときに、低外気温度条件であると燃焼が不安定になって排気中の未燃焼成分(HC)が多くなり、この未燃焼成分(HC)が触媒装置で酸化して、触媒装置の温度を上昇させることになるので、燃焼を安定化させる制御を行うことで、排気中の未燃焼成分(HC)の増大を抑止し、以って、触媒装置における温度上昇を抑制する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下に本発明の実施形態を説明する。
図1は、車両用のディーゼルエンジン(内燃機関)1のシステム図である。
エンジン1の吸気通路2の上流に、ターボチャージャ3のコンプレッサ3aが配置されている。
エンジン1の吸入空気は、前記コンプレッサ3aによって過給された後、インタークーラ4で冷却され、吸気絞り弁6を通過した後、各気筒の燃焼室内へ流入する。
【0009】
前記吸気絞り弁6は、モータ等のアクチュエータ(図示省略)で開閉駆動される電子制御式の絞り弁である。
燃料は、燃料噴射ポンプ8により高圧化されてコモンレール9に送られ、各気筒の燃料噴射弁10から燃焼室内へ直接噴射される。
前記燃料噴射ポンプ8,コモンレール9及び燃料噴射弁10によって、コモンレール式燃料噴射装置が構成される。
【0010】
そして、エンジン1の燃焼室内に流入した空気と燃焼室内に噴射された燃料とによって生成される混合気は、圧縮着火により燃焼し、排気は排気通路12へ排出される。
前記排気通路12へ排出された排気の一部は、排気還流制御弁19が介装される排気還流通路11を介して吸気側へ還流される。
排気の残りは、ターボチャージャ3のタービン3bを回転駆動し、該タービン3bと同軸に設けられる前記コンプレッサ3aが吸気を過給する。
【0011】
前記タービン3b下流側の前記排気通路12には、酸化触媒装置5,NOx吸蔵触媒装置13及びディーゼルパティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter;以下「DPF」という)14が、上流側からこの順に配設される。
前記酸化触媒装置5は、排気中のHC,COを酸化する機能を有する触媒装置である。
前記NOx吸蔵触媒装置13は、流入する排気の空燃比が理論空燃比よりもリーンのときに排気中のNOxを吸蔵し、流入する排気の空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチのときにNOxを放出して還元処理する触媒装置である。
【0012】
前記NOx吸蔵触媒装置13では、貴金属上でNOxを吸蔵しやすいように酸化した後に吸蔵材中に一時的に吸蔵し、空燃比が理論空燃比付近になると前記NOxが再び貴金属上に移動して、HCやCOなどと反応して窒素に還元される。
前記DPF14は、排気中の微粒子(PM:Particulate Matter)を捕集するトラップ機能を有し、排気フィルタに相当する。
【0013】
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット(以下「ECU」と称する)25には、エンジン制御のため、各種センサからの検出信号が入力される。
前記各種センサとしては、エンジン回転速度Neを検出する回転速度センサ20、アクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ21、前記NOx吸蔵触媒装置13の温度を検出する触媒温度センサ22、前記DPF14の入口側で排気圧力を検出する排気圧力センサ17、DPF14の温度を検出するDPF温度センサ23、DPF14出口側で排気空燃比を検出する空燃比センサ16、外気温度を検出する外気温度センサ26が設けられる。
【0014】
但し、前記NOx吸蔵触媒装置13及びDPF14の温度は、これらの下流側に排気温度センサを設け、該排気温度センサで検出される排気温度に基づいて推定することができる。
前記ECU25は、前記各種センサの検出信号に基づく演算処理によって、燃料噴射量及び噴射時期を制御する燃料噴射弁10への燃料噴射指令信号、吸気絞り弁6への開度指令信号、排気還流制御弁19への開度指令信号等を出力する。
【0015】
また、前記ECU25は、前記NOxトラップ触媒装置13,DPF14(排気フィルタ)の再生処理を制御する。
前記再生処理として、DPF14に堆積した微粒子PMを高温かつリーン雰囲気で酸化させる処理(DPF再生処理)、NOx吸蔵触媒装置13に堆積したNOxをリッチ雰囲気で脱離・還元する処理(リッチスパイク処理)、NOx吸蔵触媒装置13の硫黄被毒を高温かつリッチ雰囲気で解除する処理(硫黄被毒解除処理)が行われる。
【0016】
図2は、上記再生制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
ステップS1では、エンジン回転速度Ne、アクセル開度APO、NOx吸蔵触媒装置13の温度、DPF14の入口側及び出口側の排気圧力、DPF14の温度などの運転状態を読み込む。
また、ステップS1では、エンジン回転速度Neとアクセル開度APOとをパラメータとするマップから演算される燃料噴射量Qを読み込む。
【0017】
ステップS2では、NOx吸蔵触媒装置13に堆積されたNOxの量を推定する。
前記NOx堆積量は、エンジン回転速度Neや車両走行距離の積算値から推定することができる。
尚、NOx堆積量の推定結果は、NOxの脱離・還元処理が完了した時点(硫黄被毒解除の実施によりNOxの脱離・還元処理が同時になされた場合を含む)でリセットされる。
【0018】
ステップS3では、NOx吸蔵触媒装置13に堆積した硫黄分(SOx)の量を推定する。
前記硫黄堆積量の推定は、前述のNOx堆積量と同様に、エンジン回転速度Neや走行距離の積算値から推定することができ、硫黄被毒解除が完了した時点で推定結果はリセットされる。
【0019】
ステップS4では、DPF14に堆積している微粒子PMの量を推定する。
前記微粒子PMの堆積量は、排気圧力センサ17により検出されるDPF14の入口側排気圧力と、現在の運転状態(エンジン回転速度Ne,エンジン負荷)に応じた基準排気圧力とを比較することで推定される。
尚、前回のDPF14の再生時からの走行距離又はエンジン回転速度Neの積算値から前記微粒子PMの堆積量を推定させることもでき、更に、走行距離又はエンジン回転速度Neの積算値と、排気圧力とのを組み合わせから、前記微粒子PMの堆積量を推定することも可能である。
【0020】
ステップS5では、前記外気温度センサ26で検出された外気温度を読み込む。
ステップS6では、DPF14の再生モード(微粒子PMの酸化処理)中であるか否かを示すregフラグを判定する。
そして、regフラグ=0であってDPF14の再生モード中でない場合には、ステップS7へ進む。
【0021】
一方、regフラグ=1であってDPF14の再生モード中である場合には、図3のフローチャートに示すDPF再生モードの処理を行う。
ステップS7では、NOx吸蔵触媒装置13の硫黄被毒解除モード中であるか否かを示すdesulフラグを判定する。
そして、desulフラグ=0であって硫黄被毒解除モード中でない場合には、ステップS8へ進む。
【0022】
一方、desulフラグ=1であって硫黄被毒解除モード中である場合には、図4のフローチャートに示す硫黄被毒解除モードの処理を行う。
ステップS8では、NOx吸蔵触媒装置13に堆積したNOxを脱離・還元処理するために、排気空燃比を一時的にリッチ化するリッチスパイクモード中であるか否かを示すspフラグを判定する。
【0023】
そして、spフラグ=0であってリッチスパイクモード中でない場合には、ステップS9へ進む。
一方、spフラグ=1であってリッチスパイクモード中である場合には、図5のフローチャートに示すリッチスパイクモードの処理を行う。
ステップS9では、DPF14の再生モード後における溶損防止モード中であるか否かを示すreqフラグを判定する。
【0024】
そして、reqフラグ=0であって、溶損防止モード中でない場合には、ステップS10へ進む。
一方、reqフラグ=1であって、溶損防止モード中である場合には、図6のフローチャートに示す溶損防止モードの処理を行う。
ステップS10では、前記ステップS4で推定したDPF14における微粒子PMの堆積量が閾値PM1以下であるか否かを判別する。
【0025】
そして、微粒子PMの堆積量が閾値PM1以下である場合には、ステップS11へ進む。
一方、微粒子PMの堆積量が閾値PM1を超えるには、図7のフローチャートのステップS501へ進んで、前記regフラグに1をセットする。
ステップS11では、前記ステップS3で推定したNOx吸蔵触媒装置13における硫黄分(SOx)の堆積量が閾値SM1以下であるか否かを判別する。
【0026】
そして、硫黄分(SOx)の堆積量が閾値SM1以下である場合には、ステップS12へ進む。
一方、硫黄分(SOx)の堆積量が閾値SM1を超えるには、図8のフローチャートのステップS701へ進んで、前記desulフラグに1をセットする。
ステップS12では、前記ステップS2で推定したNOx吸蔵触媒装置13におけるNOxの堆積量が閾値NOx1以下であるか否かを判別する。
【0027】
そして、NOxの堆積量が閾値NOx1以下である場合には、本ルーチンを終了させる。
一方、NOxの堆積量が閾値NOx1を超えるには、図9のフローチャートのステップS801へ進んで、前記spフラグに1をセットする。
次に、前記ステップS6で、regフラグ=1と判定されたときのDPF再生処理を、図3のフローチャートに従って説明する。
【0028】
ステップS101では、DPF再生時における目標空燃比に制御する。
上記目標空燃比への制御は、吸気絞り弁6による吸気絞り及び/又は排気還流制御弁19による排気還流量の制御で行われる。
尚、目標空燃比の初期値は、図10に示すように、DPF14における微粒子PMの堆積量に応じて設定されるが、概ね空気過剰率λで1.1〜1.3程度とする。
【0029】
ステップS102では、図11中に斜線で示すようなアイドルを含む所定の低回転・低負荷領域内でエンジン1が運転されているか否かを判別する。
そして、前記低回転・低負荷領域での運転ではなく、より高い回転・負荷でエンジン1が運転されている場合には、DPF再生が可能な運転条件であると判断し、ステップS103へ進む。
【0030】
ステップS103では、DPF14の温度が再生中の目標上限値T1以下であるか否かを判別する。
そして、DPF14の温度が目標上限値T1以下であれば、ステップS105へ進む。
一方、DPF14の温度が再生中の目標上限値T1を超えている場合には、ステップS104へ進んで、燃料噴射の時期を進角させることで排気温度の低下を図り、DPF14の温度が目標上限値T1以下になるようにする。
【0031】
ステップS105では、DPF14の温度が再生中の目標下限値T2(<目標上限値T1)以上であるか否かを判別する。
そして、DPF14の温度が目標下限値T2以上であれば、ステップS107へ進む。
一方、DPF14の温度が目標下限値T2を下回っている場合には、ステップS106へ進んで、燃料噴射の時期を遅角させることで排気温度の上昇を図り、DPF14の温度が目標下限値T2以上になるようにする。
【0032】
即ち、燃料噴射時期の進角・遅角補正によって、DPF14の温度が前記目標下限値T2と目標上限値T1との間の温度になるようにする。
ステップS107では、DPF再生処理を行った時間t1が目標時間tdpfreg以上になったか否かを判別する。
目標時間tdpfregが経過しており、DPF14に堆積していた微粒子PMの燃焼処理が完了したと判断されると、ステップS108へ進む。
【0033】
ステップS108では、燃料噴射時期の進角・遅角補正を停止させて通常の噴射時期に戻し、また、空燃比を通常値に戻す。
次のステップS109では、前記regフラグを0にリセットする。
一方、目標時間tdpfregが経過する前、即ち、DPF14に堆積していた微粒子PMの燃焼処理が完了する前に、運転者がアクセルを閉操作してエンジン1の負荷・回転速度が低下し、ステップS102で所定の低回転・低負荷領域内でエンジン1が運転されていると判別されるようになると、ステップS110へ進む。
【0034】
ステップS110では、そのときの外気温度が規定温度を超えているか否かを判別する。
前記規定温度は、後述する溶損防止モードにおける空燃比制御状態において、低外気温度のためにエンジン1の燃焼安定性が所定以上に低下するか否かを判別するために予め設定される。
【0035】
外気温度が前記規定温度を超えている場合、即ち、溶損防止モードにおける空燃比制御状態において充分な燃焼安定性を確保できると判断されるときには、ステップS111へ進み、前記reqフラグに1をセットする。
一方、外気温度が前記規定温度以下であって、後述する溶損防止モードにおける空燃比制御状態において燃焼安定性が低下する可能性が高い場合には、ステップS112へ進み、前記reqフラグに1をセットした後、ステップS113に進んで低外気温度条件であることを示すgaikiフラグに1をセットする。
【0036】
次に、前記ステップS7でdesulフラグ=1と判定されたときのNOx吸蔵触媒装置13の硫黄被毒解除処理を、図4のフローチャートに従って説明する。
ステップS201では、NOx吸蔵触媒装置13の硫黄被毒解除のために空燃比をストイキ(理論空燃比)に制御する。
前記空燃比の制御は、DPF再生時と同様に、吸気絞り弁6や排気還流制御弁19によって行われる。
【0037】
ステップS202では、NOx吸蔵触媒装置13の温度が所定温度T3以上であるか否かを判別する。
例えば、NOx吸蔵触媒装置13としてBa系のNOx吸蔵触媒を使った場合には、リッチ〜ストイキ雰囲気でNOx吸蔵触媒装置13の温度を600℃より高くする必要があることから、所定温度T3は600℃以上に設定される。
【0038】
触媒温度が所定温度T3より高い場合には、ステップS203へ進む。
一方、触媒温度が所定温度T3よりも低い場合には、ステップS208へ進む。
ステップS208では、NOx吸蔵触媒装置13の温度が所定温度T3よりも低く、硫黄被毒解除のための温度条件が成立していないので、燃料噴射時期を遅角して排気温度を上昇させる。
【0039】
ステップS203では、ストイキ空燃比かつ高排気温条件として硫黄被毒解除を行った時間t2が、所定の時間tdesul以上になったか否かを判別する。
前記所定の時間tdesulだけ硫黄被毒解除の処理を行うと、ステップS204へ進む。
ステップS204では、ストイキ運転及び噴射時期の遅角補正を解除し、次のステップS205ではdesulフラグを0にリセットする。
【0040】
更に、次のステップS206では、NOx吸蔵触媒装置13におけるNOx堆積量を0にリセットし、ステップS207では、前記spフラグを0にリセットする。
前記硫黄被毒解除の処理によってNOx吸蔵触媒装置13が長時間ストイキの空燃比に晒されることにより、硫黄被毒解除と同時にNOxの脱離・還元処理が行われるために、上記ステップS206,207の処理を行う。
【0041】
次に、ステップS8でsp=1と判定されたときのリッチスパイクモード(NOxの脱離・還元処理)を、図5のフローチャートに基づいて説明する。
ステップS301では、空燃比を、理論空燃比よりもリッチである所定の目標空燃比(リッチ空燃比)に制御する。
これにより、NOx吸蔵触媒装置13の雰囲気をリッチ(還元雰囲気)にして、NOx吸蔵触媒装置13に吸蔵されていたNOxを脱離・還元処理する。
【0042】
ステップS302では、リッチスパイク制御を行った時間t3が所定の時間tspike以上になったか否かを判別する。
リッチスパイク制御時間t3が所定時間tspike以上になると、ステップS303へ進み、リッチスパイクモードを示すspフラグを0にリセットする。
一方、リッチスパイク制御時間t3が所定時間tspikeを超えていない場合には、リッチスパイク制御を継続させるべく、ステップS303を迂回して本ルーチンを終了する。
【0043】
次に、前記ステップS9でreqフラグ=1と判定されたときの溶損防止モードを、図6のフローチャートに基づいて説明する。
ステップS401では、DPF14の温度を検出する。
ステップS402では、前記gaikiフラグ=1であるか否か、即ち、低外気温度条件であるか否かを判別する。
【0044】
ここで、前記gaikiフラグ=0であって、低外気温度条件でない場合には、ステップS404へ進んで、溶損防止モードにおける目標空燃比として、通常値(例えば空気過剰率λ=1.2)を設定する。
前記目標空燃比になるように吸気を絞る(又は還流排気を増やす)ことで、排気中の酸素量を抑制し、燃え残りの微粒子が急激に燃焼することを回避する。
【0045】
一方、前記gaikiフラグ=1であって、低外気温度条件である場合には、ステップS403へ進んで、溶損防止モードにおける目標空燃比として、前記通常値よりも僅かに大きな値を設定する
前記通常値よりも大きな値とは、通常値よりもリーン側の値であり、例えば空気過剰率λ=1.4程度とする。
【0046】
溶損防止モードにおける目標空燃比をリーン側に修正することで、吸気の絞りが抑制され、圧縮端温度が上がり燃焼安定性が向上する。
目標空燃比を通常値とする低回転・低負荷での溶損防止モードでは、そのときの外気温度が低いと、燃焼が不安定になる(失火が発生する)ことで排気中の未燃焼成分(HC)が多くなり、かつ、空気過剰率λが1よりも大きいために排気中の酸素が多く、然も、低回転・低負荷運転により排気流量が少ないので、酸化触媒装置5やNOx吸蔵触媒装置14が酸化反応によって温度上昇し、前記触媒装置5,14の劣化が進行する(図12参照)。
【0047】
そこで、低外気温度条件では、溶損防止モードにおける目標空燃比をリーン側に修正することで燃焼安定性を向上させ、これにより、排気中の未燃焼成分(HC)を少なくすることで、前記触媒装置5,14の温度上昇を抑えて劣化の進行を抑制する(図12参照)。
また、上記のように、溶損防止モードにおける目標空燃比を低外気温度条件でリーン側に修正する場合には、図13に示す係数Kにより、微粒子PMの堆積量の閾値PM1を外気温度に応じて修正する。
【0048】
図13は、前記閾値PM1の修正係数Kと外気温度との相関を示し、外気温度が低いほど前記修正係数Kをより小さい値に設定して、外気温度が低いほど閾値PM1をより小さく修正させる。
前記閾値PM1をより小さい値に修正すると、微粒子PMの堆積量がより少ない状態で再生処理が行われ、燃え残り量を抑制できるので、溶損防止モードにおける目標空燃比をリーン側に修正することにより溶損防止効果が低下しても、DPF14の溶損を回避できる。
【0049】
ステップS405では、DPF14の温度が所定温度T4以下であるか否かを判定する。
DPF14の温度が所定温度T4を超える場合には、ステップS406,407を迂回して進むことで、溶損防止モードを継続させる。
一方、DPF14の温度が所定温度T4以下である場合には、溶損防止制御は不要になったと判断し、ステップS406へ進む。
【0050】
ステップS406では、空燃比制御を停止させて通常の空燃比に戻し、次のステップS407では、前記reqフラグを0にリセットする。
図14のフローチャートは、前記溶損防止モードの第2実施形態を示す。
ステップS601では、DPF14の温度を検出する。
ステップS602では、前記gaikiフラグ=1であるか否か、即ち、低外気温度条件であるか否かを判別する。
【0051】
そして、前記gaikiフラグ=1であって低外気温度条件であるときには、ステップS603へ進み、吸気加熱を実行する。
前記吸気加熱は、図1に示すように、インタークーラ4と吸気絞り弁6との間に設けたヒータ27によって行う。
ヒータ27によって吸気を加熱して吸気温度を上昇させることで、圧縮端温度が上昇して燃焼安定性が向上する。
【0052】
そして、燃焼安定性が向上することで、排気中の未燃焼成分(HC)が少なくなり、前記触媒装置5,14の温度上昇が抑えられる。
尚、ヒータ27への通電開始から実際に吸気を加熱できるようになるまでのタイムラグが長い場合には、例えばregフラグに1がセットされた時点で外気温度が規定温度以下であるか否かを判別し、外気温度が規定温度以下であれば、予めヒータ27への通電を開始させておくことができる。
【0053】
また、溶損防止モードにおける目標空燃比を修正する制御と吸気温度を上昇させる制御とを同時に行っても良い。
ステップS604では、溶損防止モードにおける通常の目標空燃比に制御する。
ステップS605〜607の処理は、前記ステップS405〜407の処理と同じである。
【0054】
尚、上記実施形態では、DPF14の再生中に低負荷・低回転域に移行したときの溶損防止モードにおいて低外気温度条件であれば目標空燃比をリーン側に補正し、及び/又は、吸気温度を上昇させる構成としたが、DPF14の再生完了後にDPF温度がまだ高く溶損防止のために空気過剰率λを1.2程度に保持させている間に、低負荷・低回転域に移行した場合に、低外気温度条件であれば、目標空燃比の修正及び/又は吸気温度の上昇制御を行わせる構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】実施形態におけるエンジンのシステム構成図。
【図2】実施形態における再生制御のメインルーチンを示すフローチャート。
【図3】実施形態におけるDPF再生処理を示すフローチャート。
【図4】実施形態における硫黄被毒解除処理を示すフローチャート。
【図5】実施形態におけるリッチスパイク処理を示すフローチャート。
【図6】実施形態における溶損防止処理を示すフローチャート。
【図7】実施形態におけるDPF再生要求の設定を示すフローチャート。
【図8】実施形態における硫黄被毒解除要求の設定を示すフローチャート。
【図9】実施形態におけるリッチスパイク要求の設定を示すフローチャート。
【図10】DPFにおけるPM堆積量とDPF再生処理における目標空燃比との相関を示す線図。
【図11】DPF再生を中断させる低負荷・低回転領域を示す線図。
【図12】溶損防止モードにおける目標空燃比と触媒温度との相関を示すタイムチャート。
【図13】DPFにおける堆積量の閾値PM1を修正する係数Kと外気温度との相関を示す線図。
【図14】溶損防止処理の第2実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
【0056】
1…エンジン,2…吸気通路,5…酸化触媒装置,6…吸気絞り弁,8…燃料噴射ポンプ,9…コモンレール,10…燃料噴射弁,11…排気還流通路,12…排気通路,13…NOxトラップ触媒装置,14…DPF,16…空燃比センサ,17…排気圧力センサ,19…排気還流制御弁,20…クランク角センサ,21…アクセル開度センサ,22…触媒温度センサ,23…DPF温度センサ,25…ECU,26…外気温度センサ,27…ヒータ
【技術分野】
【0001】
本発明は、排気微粒子を捕集する排気フィルタ及び触媒装置を排気通路に備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、排気微粒子を捕集する排気フィルタを備えたディーゼル機関において、前記排気フィルタを再生させる場合に、燃料噴射遅角装置と吸気絞り弁との両方を作動させることで排気温度を上昇させ、前記排気微粒子を燃焼させる構成が開示されている。
【特許文献1】特開平07−189656号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、排気フィルタの再生を行っている状態から、フィルタ再生処理が困難な低回転・低負荷に移行したときに、直ちに空燃比を通常値に戻すと、残っている排気微粒子の急激な燃焼によって排気フィルタの溶損を招く可能性があるため、排気フィルタの温度が所定温度以下に低下するまで、空気過剰率λを例えば1.2程度に保持させることが望まれる。
【0004】
しかし、外気温度が低い条件下で、空気過剰率λを例えば1.2程度とする低回転・低負荷運転を行うと、低外気温により燃焼が不安定になる(失火が発生する)ことで排気中の未燃焼成分(HC)が多く、かつ、空気過剰率λが1よりも大きいために排気中の酸素が多く、然も、低回転・低負荷運転により排気流量が少ないので、前記排気フィルタと共に機関の排気通路に設けられる酸化触媒装置やNOx吸蔵触媒装置などの酸化機能を有する触媒装置の温度が高くなり、前記触媒装置の劣化が進行するという問題があった。
【0005】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、排気フィルタの再生処理に伴う触媒装置の劣化進行を抑止できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
このため、本発明に係る内燃機関の制御装置は、排気フィルタに捕集された排気微粒子を酸化させる再生処理中又は再生処理直後の機関運転状態の変化に応じて空燃比を制御するときに、低外気温度条件で燃焼を安定化させる制御を行う構成とした。
【発明の効果】
【0007】
上記構成によると、排気フィルタの再生処理中又は再生処理直後の機関運転状態の変化に応じて空燃比制御を行うときに、低外気温度条件であると燃焼が不安定になって排気中の未燃焼成分(HC)が多くなり、この未燃焼成分(HC)が触媒装置で酸化して、触媒装置の温度を上昇させることになるので、燃焼を安定化させる制御を行うことで、排気中の未燃焼成分(HC)の増大を抑止し、以って、触媒装置における温度上昇を抑制する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下に本発明の実施形態を説明する。
図1は、車両用のディーゼルエンジン(内燃機関)1のシステム図である。
エンジン1の吸気通路2の上流に、ターボチャージャ3のコンプレッサ3aが配置されている。
エンジン1の吸入空気は、前記コンプレッサ3aによって過給された後、インタークーラ4で冷却され、吸気絞り弁6を通過した後、各気筒の燃焼室内へ流入する。
【0009】
前記吸気絞り弁6は、モータ等のアクチュエータ(図示省略)で開閉駆動される電子制御式の絞り弁である。
燃料は、燃料噴射ポンプ8により高圧化されてコモンレール9に送られ、各気筒の燃料噴射弁10から燃焼室内へ直接噴射される。
前記燃料噴射ポンプ8,コモンレール9及び燃料噴射弁10によって、コモンレール式燃料噴射装置が構成される。
【0010】
そして、エンジン1の燃焼室内に流入した空気と燃焼室内に噴射された燃料とによって生成される混合気は、圧縮着火により燃焼し、排気は排気通路12へ排出される。
前記排気通路12へ排出された排気の一部は、排気還流制御弁19が介装される排気還流通路11を介して吸気側へ還流される。
排気の残りは、ターボチャージャ3のタービン3bを回転駆動し、該タービン3bと同軸に設けられる前記コンプレッサ3aが吸気を過給する。
【0011】
前記タービン3b下流側の前記排気通路12には、酸化触媒装置5,NOx吸蔵触媒装置13及びディーゼルパティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter;以下「DPF」という)14が、上流側からこの順に配設される。
前記酸化触媒装置5は、排気中のHC,COを酸化する機能を有する触媒装置である。
前記NOx吸蔵触媒装置13は、流入する排気の空燃比が理論空燃比よりもリーンのときに排気中のNOxを吸蔵し、流入する排気の空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチのときにNOxを放出して還元処理する触媒装置である。
【0012】
前記NOx吸蔵触媒装置13では、貴金属上でNOxを吸蔵しやすいように酸化した後に吸蔵材中に一時的に吸蔵し、空燃比が理論空燃比付近になると前記NOxが再び貴金属上に移動して、HCやCOなどと反応して窒素に還元される。
前記DPF14は、排気中の微粒子(PM:Particulate Matter)を捕集するトラップ機能を有し、排気フィルタに相当する。
【0013】
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット(以下「ECU」と称する)25には、エンジン制御のため、各種センサからの検出信号が入力される。
前記各種センサとしては、エンジン回転速度Neを検出する回転速度センサ20、アクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ21、前記NOx吸蔵触媒装置13の温度を検出する触媒温度センサ22、前記DPF14の入口側で排気圧力を検出する排気圧力センサ17、DPF14の温度を検出するDPF温度センサ23、DPF14出口側で排気空燃比を検出する空燃比センサ16、外気温度を検出する外気温度センサ26が設けられる。
【0014】
但し、前記NOx吸蔵触媒装置13及びDPF14の温度は、これらの下流側に排気温度センサを設け、該排気温度センサで検出される排気温度に基づいて推定することができる。
前記ECU25は、前記各種センサの検出信号に基づく演算処理によって、燃料噴射量及び噴射時期を制御する燃料噴射弁10への燃料噴射指令信号、吸気絞り弁6への開度指令信号、排気還流制御弁19への開度指令信号等を出力する。
【0015】
また、前記ECU25は、前記NOxトラップ触媒装置13,DPF14(排気フィルタ)の再生処理を制御する。
前記再生処理として、DPF14に堆積した微粒子PMを高温かつリーン雰囲気で酸化させる処理(DPF再生処理)、NOx吸蔵触媒装置13に堆積したNOxをリッチ雰囲気で脱離・還元する処理(リッチスパイク処理)、NOx吸蔵触媒装置13の硫黄被毒を高温かつリッチ雰囲気で解除する処理(硫黄被毒解除処理)が行われる。
【0016】
図2は、上記再生制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
ステップS1では、エンジン回転速度Ne、アクセル開度APO、NOx吸蔵触媒装置13の温度、DPF14の入口側及び出口側の排気圧力、DPF14の温度などの運転状態を読み込む。
また、ステップS1では、エンジン回転速度Neとアクセル開度APOとをパラメータとするマップから演算される燃料噴射量Qを読み込む。
【0017】
ステップS2では、NOx吸蔵触媒装置13に堆積されたNOxの量を推定する。
前記NOx堆積量は、エンジン回転速度Neや車両走行距離の積算値から推定することができる。
尚、NOx堆積量の推定結果は、NOxの脱離・還元処理が完了した時点(硫黄被毒解除の実施によりNOxの脱離・還元処理が同時になされた場合を含む)でリセットされる。
【0018】
ステップS3では、NOx吸蔵触媒装置13に堆積した硫黄分(SOx)の量を推定する。
前記硫黄堆積量の推定は、前述のNOx堆積量と同様に、エンジン回転速度Neや走行距離の積算値から推定することができ、硫黄被毒解除が完了した時点で推定結果はリセットされる。
【0019】
ステップS4では、DPF14に堆積している微粒子PMの量を推定する。
前記微粒子PMの堆積量は、排気圧力センサ17により検出されるDPF14の入口側排気圧力と、現在の運転状態(エンジン回転速度Ne,エンジン負荷)に応じた基準排気圧力とを比較することで推定される。
尚、前回のDPF14の再生時からの走行距離又はエンジン回転速度Neの積算値から前記微粒子PMの堆積量を推定させることもでき、更に、走行距離又はエンジン回転速度Neの積算値と、排気圧力とのを組み合わせから、前記微粒子PMの堆積量を推定することも可能である。
【0020】
ステップS5では、前記外気温度センサ26で検出された外気温度を読み込む。
ステップS6では、DPF14の再生モード(微粒子PMの酸化処理)中であるか否かを示すregフラグを判定する。
そして、regフラグ=0であってDPF14の再生モード中でない場合には、ステップS7へ進む。
【0021】
一方、regフラグ=1であってDPF14の再生モード中である場合には、図3のフローチャートに示すDPF再生モードの処理を行う。
ステップS7では、NOx吸蔵触媒装置13の硫黄被毒解除モード中であるか否かを示すdesulフラグを判定する。
そして、desulフラグ=0であって硫黄被毒解除モード中でない場合には、ステップS8へ進む。
【0022】
一方、desulフラグ=1であって硫黄被毒解除モード中である場合には、図4のフローチャートに示す硫黄被毒解除モードの処理を行う。
ステップS8では、NOx吸蔵触媒装置13に堆積したNOxを脱離・還元処理するために、排気空燃比を一時的にリッチ化するリッチスパイクモード中であるか否かを示すspフラグを判定する。
【0023】
そして、spフラグ=0であってリッチスパイクモード中でない場合には、ステップS9へ進む。
一方、spフラグ=1であってリッチスパイクモード中である場合には、図5のフローチャートに示すリッチスパイクモードの処理を行う。
ステップS9では、DPF14の再生モード後における溶損防止モード中であるか否かを示すreqフラグを判定する。
【0024】
そして、reqフラグ=0であって、溶損防止モード中でない場合には、ステップS10へ進む。
一方、reqフラグ=1であって、溶損防止モード中である場合には、図6のフローチャートに示す溶損防止モードの処理を行う。
ステップS10では、前記ステップS4で推定したDPF14における微粒子PMの堆積量が閾値PM1以下であるか否かを判別する。
【0025】
そして、微粒子PMの堆積量が閾値PM1以下である場合には、ステップS11へ進む。
一方、微粒子PMの堆積量が閾値PM1を超えるには、図7のフローチャートのステップS501へ進んで、前記regフラグに1をセットする。
ステップS11では、前記ステップS3で推定したNOx吸蔵触媒装置13における硫黄分(SOx)の堆積量が閾値SM1以下であるか否かを判別する。
【0026】
そして、硫黄分(SOx)の堆積量が閾値SM1以下である場合には、ステップS12へ進む。
一方、硫黄分(SOx)の堆積量が閾値SM1を超えるには、図8のフローチャートのステップS701へ進んで、前記desulフラグに1をセットする。
ステップS12では、前記ステップS2で推定したNOx吸蔵触媒装置13におけるNOxの堆積量が閾値NOx1以下であるか否かを判別する。
【0027】
そして、NOxの堆積量が閾値NOx1以下である場合には、本ルーチンを終了させる。
一方、NOxの堆積量が閾値NOx1を超えるには、図9のフローチャートのステップS801へ進んで、前記spフラグに1をセットする。
次に、前記ステップS6で、regフラグ=1と判定されたときのDPF再生処理を、図3のフローチャートに従って説明する。
【0028】
ステップS101では、DPF再生時における目標空燃比に制御する。
上記目標空燃比への制御は、吸気絞り弁6による吸気絞り及び/又は排気還流制御弁19による排気還流量の制御で行われる。
尚、目標空燃比の初期値は、図10に示すように、DPF14における微粒子PMの堆積量に応じて設定されるが、概ね空気過剰率λで1.1〜1.3程度とする。
【0029】
ステップS102では、図11中に斜線で示すようなアイドルを含む所定の低回転・低負荷領域内でエンジン1が運転されているか否かを判別する。
そして、前記低回転・低負荷領域での運転ではなく、より高い回転・負荷でエンジン1が運転されている場合には、DPF再生が可能な運転条件であると判断し、ステップS103へ進む。
【0030】
ステップS103では、DPF14の温度が再生中の目標上限値T1以下であるか否かを判別する。
そして、DPF14の温度が目標上限値T1以下であれば、ステップS105へ進む。
一方、DPF14の温度が再生中の目標上限値T1を超えている場合には、ステップS104へ進んで、燃料噴射の時期を進角させることで排気温度の低下を図り、DPF14の温度が目標上限値T1以下になるようにする。
【0031】
ステップS105では、DPF14の温度が再生中の目標下限値T2(<目標上限値T1)以上であるか否かを判別する。
そして、DPF14の温度が目標下限値T2以上であれば、ステップS107へ進む。
一方、DPF14の温度が目標下限値T2を下回っている場合には、ステップS106へ進んで、燃料噴射の時期を遅角させることで排気温度の上昇を図り、DPF14の温度が目標下限値T2以上になるようにする。
【0032】
即ち、燃料噴射時期の進角・遅角補正によって、DPF14の温度が前記目標下限値T2と目標上限値T1との間の温度になるようにする。
ステップS107では、DPF再生処理を行った時間t1が目標時間tdpfreg以上になったか否かを判別する。
目標時間tdpfregが経過しており、DPF14に堆積していた微粒子PMの燃焼処理が完了したと判断されると、ステップS108へ進む。
【0033】
ステップS108では、燃料噴射時期の進角・遅角補正を停止させて通常の噴射時期に戻し、また、空燃比を通常値に戻す。
次のステップS109では、前記regフラグを0にリセットする。
一方、目標時間tdpfregが経過する前、即ち、DPF14に堆積していた微粒子PMの燃焼処理が完了する前に、運転者がアクセルを閉操作してエンジン1の負荷・回転速度が低下し、ステップS102で所定の低回転・低負荷領域内でエンジン1が運転されていると判別されるようになると、ステップS110へ進む。
【0034】
ステップS110では、そのときの外気温度が規定温度を超えているか否かを判別する。
前記規定温度は、後述する溶損防止モードにおける空燃比制御状態において、低外気温度のためにエンジン1の燃焼安定性が所定以上に低下するか否かを判別するために予め設定される。
【0035】
外気温度が前記規定温度を超えている場合、即ち、溶損防止モードにおける空燃比制御状態において充分な燃焼安定性を確保できると判断されるときには、ステップS111へ進み、前記reqフラグに1をセットする。
一方、外気温度が前記規定温度以下であって、後述する溶損防止モードにおける空燃比制御状態において燃焼安定性が低下する可能性が高い場合には、ステップS112へ進み、前記reqフラグに1をセットした後、ステップS113に進んで低外気温度条件であることを示すgaikiフラグに1をセットする。
【0036】
次に、前記ステップS7でdesulフラグ=1と判定されたときのNOx吸蔵触媒装置13の硫黄被毒解除処理を、図4のフローチャートに従って説明する。
ステップS201では、NOx吸蔵触媒装置13の硫黄被毒解除のために空燃比をストイキ(理論空燃比)に制御する。
前記空燃比の制御は、DPF再生時と同様に、吸気絞り弁6や排気還流制御弁19によって行われる。
【0037】
ステップS202では、NOx吸蔵触媒装置13の温度が所定温度T3以上であるか否かを判別する。
例えば、NOx吸蔵触媒装置13としてBa系のNOx吸蔵触媒を使った場合には、リッチ〜ストイキ雰囲気でNOx吸蔵触媒装置13の温度を600℃より高くする必要があることから、所定温度T3は600℃以上に設定される。
【0038】
触媒温度が所定温度T3より高い場合には、ステップS203へ進む。
一方、触媒温度が所定温度T3よりも低い場合には、ステップS208へ進む。
ステップS208では、NOx吸蔵触媒装置13の温度が所定温度T3よりも低く、硫黄被毒解除のための温度条件が成立していないので、燃料噴射時期を遅角して排気温度を上昇させる。
【0039】
ステップS203では、ストイキ空燃比かつ高排気温条件として硫黄被毒解除を行った時間t2が、所定の時間tdesul以上になったか否かを判別する。
前記所定の時間tdesulだけ硫黄被毒解除の処理を行うと、ステップS204へ進む。
ステップS204では、ストイキ運転及び噴射時期の遅角補正を解除し、次のステップS205ではdesulフラグを0にリセットする。
【0040】
更に、次のステップS206では、NOx吸蔵触媒装置13におけるNOx堆積量を0にリセットし、ステップS207では、前記spフラグを0にリセットする。
前記硫黄被毒解除の処理によってNOx吸蔵触媒装置13が長時間ストイキの空燃比に晒されることにより、硫黄被毒解除と同時にNOxの脱離・還元処理が行われるために、上記ステップS206,207の処理を行う。
【0041】
次に、ステップS8でsp=1と判定されたときのリッチスパイクモード(NOxの脱離・還元処理)を、図5のフローチャートに基づいて説明する。
ステップS301では、空燃比を、理論空燃比よりもリッチである所定の目標空燃比(リッチ空燃比)に制御する。
これにより、NOx吸蔵触媒装置13の雰囲気をリッチ(還元雰囲気)にして、NOx吸蔵触媒装置13に吸蔵されていたNOxを脱離・還元処理する。
【0042】
ステップS302では、リッチスパイク制御を行った時間t3が所定の時間tspike以上になったか否かを判別する。
リッチスパイク制御時間t3が所定時間tspike以上になると、ステップS303へ進み、リッチスパイクモードを示すspフラグを0にリセットする。
一方、リッチスパイク制御時間t3が所定時間tspikeを超えていない場合には、リッチスパイク制御を継続させるべく、ステップS303を迂回して本ルーチンを終了する。
【0043】
次に、前記ステップS9でreqフラグ=1と判定されたときの溶損防止モードを、図6のフローチャートに基づいて説明する。
ステップS401では、DPF14の温度を検出する。
ステップS402では、前記gaikiフラグ=1であるか否か、即ち、低外気温度条件であるか否かを判別する。
【0044】
ここで、前記gaikiフラグ=0であって、低外気温度条件でない場合には、ステップS404へ進んで、溶損防止モードにおける目標空燃比として、通常値(例えば空気過剰率λ=1.2)を設定する。
前記目標空燃比になるように吸気を絞る(又は還流排気を増やす)ことで、排気中の酸素量を抑制し、燃え残りの微粒子が急激に燃焼することを回避する。
【0045】
一方、前記gaikiフラグ=1であって、低外気温度条件である場合には、ステップS403へ進んで、溶損防止モードにおける目標空燃比として、前記通常値よりも僅かに大きな値を設定する
前記通常値よりも大きな値とは、通常値よりもリーン側の値であり、例えば空気過剰率λ=1.4程度とする。
【0046】
溶損防止モードにおける目標空燃比をリーン側に修正することで、吸気の絞りが抑制され、圧縮端温度が上がり燃焼安定性が向上する。
目標空燃比を通常値とする低回転・低負荷での溶損防止モードでは、そのときの外気温度が低いと、燃焼が不安定になる(失火が発生する)ことで排気中の未燃焼成分(HC)が多くなり、かつ、空気過剰率λが1よりも大きいために排気中の酸素が多く、然も、低回転・低負荷運転により排気流量が少ないので、酸化触媒装置5やNOx吸蔵触媒装置14が酸化反応によって温度上昇し、前記触媒装置5,14の劣化が進行する(図12参照)。
【0047】
そこで、低外気温度条件では、溶損防止モードにおける目標空燃比をリーン側に修正することで燃焼安定性を向上させ、これにより、排気中の未燃焼成分(HC)を少なくすることで、前記触媒装置5,14の温度上昇を抑えて劣化の進行を抑制する(図12参照)。
また、上記のように、溶損防止モードにおける目標空燃比を低外気温度条件でリーン側に修正する場合には、図13に示す係数Kにより、微粒子PMの堆積量の閾値PM1を外気温度に応じて修正する。
【0048】
図13は、前記閾値PM1の修正係数Kと外気温度との相関を示し、外気温度が低いほど前記修正係数Kをより小さい値に設定して、外気温度が低いほど閾値PM1をより小さく修正させる。
前記閾値PM1をより小さい値に修正すると、微粒子PMの堆積量がより少ない状態で再生処理が行われ、燃え残り量を抑制できるので、溶損防止モードにおける目標空燃比をリーン側に修正することにより溶損防止効果が低下しても、DPF14の溶損を回避できる。
【0049】
ステップS405では、DPF14の温度が所定温度T4以下であるか否かを判定する。
DPF14の温度が所定温度T4を超える場合には、ステップS406,407を迂回して進むことで、溶損防止モードを継続させる。
一方、DPF14の温度が所定温度T4以下である場合には、溶損防止制御は不要になったと判断し、ステップS406へ進む。
【0050】
ステップS406では、空燃比制御を停止させて通常の空燃比に戻し、次のステップS407では、前記reqフラグを0にリセットする。
図14のフローチャートは、前記溶損防止モードの第2実施形態を示す。
ステップS601では、DPF14の温度を検出する。
ステップS602では、前記gaikiフラグ=1であるか否か、即ち、低外気温度条件であるか否かを判別する。
【0051】
そして、前記gaikiフラグ=1であって低外気温度条件であるときには、ステップS603へ進み、吸気加熱を実行する。
前記吸気加熱は、図1に示すように、インタークーラ4と吸気絞り弁6との間に設けたヒータ27によって行う。
ヒータ27によって吸気を加熱して吸気温度を上昇させることで、圧縮端温度が上昇して燃焼安定性が向上する。
【0052】
そして、燃焼安定性が向上することで、排気中の未燃焼成分(HC)が少なくなり、前記触媒装置5,14の温度上昇が抑えられる。
尚、ヒータ27への通電開始から実際に吸気を加熱できるようになるまでのタイムラグが長い場合には、例えばregフラグに1がセットされた時点で外気温度が規定温度以下であるか否かを判別し、外気温度が規定温度以下であれば、予めヒータ27への通電を開始させておくことができる。
【0053】
また、溶損防止モードにおける目標空燃比を修正する制御と吸気温度を上昇させる制御とを同時に行っても良い。
ステップS604では、溶損防止モードにおける通常の目標空燃比に制御する。
ステップS605〜607の処理は、前記ステップS405〜407の処理と同じである。
【0054】
尚、上記実施形態では、DPF14の再生中に低負荷・低回転域に移行したときの溶損防止モードにおいて低外気温度条件であれば目標空燃比をリーン側に補正し、及び/又は、吸気温度を上昇させる構成としたが、DPF14の再生完了後にDPF温度がまだ高く溶損防止のために空気過剰率λを1.2程度に保持させている間に、低負荷・低回転域に移行した場合に、低外気温度条件であれば、目標空燃比の修正及び/又は吸気温度の上昇制御を行わせる構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】実施形態におけるエンジンのシステム構成図。
【図2】実施形態における再生制御のメインルーチンを示すフローチャート。
【図3】実施形態におけるDPF再生処理を示すフローチャート。
【図4】実施形態における硫黄被毒解除処理を示すフローチャート。
【図5】実施形態におけるリッチスパイク処理を示すフローチャート。
【図6】実施形態における溶損防止処理を示すフローチャート。
【図7】実施形態におけるDPF再生要求の設定を示すフローチャート。
【図8】実施形態における硫黄被毒解除要求の設定を示すフローチャート。
【図9】実施形態におけるリッチスパイク要求の設定を示すフローチャート。
【図10】DPFにおけるPM堆積量とDPF再生処理における目標空燃比との相関を示す線図。
【図11】DPF再生を中断させる低負荷・低回転領域を示す線図。
【図12】溶損防止モードにおける目標空燃比と触媒温度との相関を示すタイムチャート。
【図13】DPFにおける堆積量の閾値PM1を修正する係数Kと外気温度との相関を示す線図。
【図14】溶損防止処理の第2実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
【0056】
1…エンジン,2…吸気通路,5…酸化触媒装置,6…吸気絞り弁,8…燃料噴射ポンプ,9…コモンレール,10…燃料噴射弁,11…排気還流通路,12…排気通路,13…NOxトラップ触媒装置,14…DPF,16…空燃比センサ,17…排気圧力センサ,19…排気還流制御弁,20…クランク角センサ,21…アクセル開度センサ,22…触媒温度センサ,23…DPF温度センサ,25…ECU,26…外気温度センサ,27…ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
排気微粒子を捕集する排気フィルタ及び触媒装置を排気通路に備えた内燃機関において、
前記排気フィルタに捕集された排気微粒子を酸化させる再生処理中又は再生処理直後の機関運転状態の変化に応じて空燃比を制御するときに、低外気温度条件で燃焼を安定化させる制御を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項2】
前記燃焼を安定化させる制御が、前記空燃比の制御における目標空燃比を低外気温度条件においてリーン側に修正する制御であることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
【請求項3】
前記空燃比の制御における目標空燃比を低外気温度条件においてリーン側に修正すると共に、前記排気フィルタの再生処理を開始する排気微粒子の捕集量の目標値を低外気温度条件においてより少なく修正することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。
【請求項4】
前記燃焼を安定化させる制御が、内燃機関の吸気温度を上昇させる制御であることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
【請求項5】
前記機関運転状態の変化が所定の低回転・低負荷領域への変化であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項1】
排気微粒子を捕集する排気フィルタ及び触媒装置を排気通路に備えた内燃機関において、
前記排気フィルタに捕集された排気微粒子を酸化させる再生処理中又は再生処理直後の機関運転状態の変化に応じて空燃比を制御するときに、低外気温度条件で燃焼を安定化させる制御を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項2】
前記燃焼を安定化させる制御が、前記空燃比の制御における目標空燃比を低外気温度条件においてリーン側に修正する制御であることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
【請求項3】
前記空燃比の制御における目標空燃比を低外気温度条件においてリーン側に修正すると共に、前記排気フィルタの再生処理を開始する排気微粒子の捕集量の目標値を低外気温度条件においてより少なく修正することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。
【請求項4】
前記燃焼を安定化させる制御が、内燃機関の吸気温度を上昇させる制御であることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
【請求項5】
前記機関運転状態の変化が所定の低回転・低負荷領域への変化であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【公開番号】特開2006−170101(P2006−170101A)
【公開日】平成18年6月29日(2006.6.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−364640(P2004−364640)
【出願日】平成16年12月16日(2004.12.16)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年6月29日(2006.6.29)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年12月16日(2004.12.16)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】
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