内燃機関の排気再循環を制御する方法およびそのシステム
【課題】 外部に排出される煤量を抑制しつつ、ＮＯｘ発生量も抑制する。
【解決手段】 ターボ過給機２０のタービン２０ａの下流側の排気通路１２とコンプレッサ２０ｂの上流側の吸気通路１４とを連通する低圧ＥＧＲ通路１８と、タービンの上流側の排気通路とコンプレッサの下流側の吸気通路とを連通する高圧ＥＧＲ通路１６と、排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタ２２とを有する圧縮着火式の内燃機関１０の排気再循環を制御する方法であって、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、該フィルタの煤捕集能力が低い場合は、全還流量に対する低圧ＥＧＲ通路の還流量と高圧ＥＧＲ通路の還流量との配分比が所定の比である第１配分比で排気ガスを還流する第１工程を実行し、煤捕集能力が高い場合は、第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスを還流する第２工程を実行する。
【解決手段】 ターボ過給機２０のタービン２０ａの下流側の排気通路１２とコンプレッサ２０ｂの上流側の吸気通路１４とを連通する低圧ＥＧＲ通路１８と、タービンの上流側の排気通路とコンプレッサの下流側の吸気通路とを連通する高圧ＥＧＲ通路１６と、排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタ２２とを有する圧縮着火式の内燃機関１０の排気再循環を制御する方法であって、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、該フィルタの煤捕集能力が低い場合は、全還流量に対する低圧ＥＧＲ通路の還流量と高圧ＥＧＲ通路の還流量との配分比が所定の比である第１配分比で排気ガスを還流する第１工程を実行し、煤捕集能力が高い場合は、第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスを還流する第２工程を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路から吸気通路へ還流する排気ガス量を制御して内燃機関の燃焼室内の酸素濃度を調節し、ＮＯｘの発生を抑制する内燃機関の排気再循環を制御する方法およびそのシステムに関し、排気浄化技術の分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気ガスの一部を排気通路からＥＧＲ通路を介して吸気通路に還流し、それにより燃焼室内の酸素量をエンジンの要求出力が達成できる必要最低限の量まで減少する方法が知られている。これにより、必要以上の酸素の燃焼によって燃焼室内が過剰に高温・高圧になることを原因とする、ＮＯｘの発生を抑制する。
【０００３】
このような方法において、例えば特許文献１に記載しているエンジンのように、エンジンが排気ターボ過給機を備える場合、該過給機のタービンの下流側の排気通路から該過給機のコンプレッサの上流側の吸気通路とを連通して低圧の排気ガスを還流する低圧ＥＧＲ通路と、タービンの上流側の排気通路からコンプレッサの下流側の吸気通路とを連通して高圧の排気ガスを還流する高圧ＥＧＲ通路とが設けられる。また、それぞれのＥＧＲ通路に、還流量（ＥＧＲ量）を調節するＥＧＲ弁が設けられる。
【０００４】
このようなエンジンの場合、高負荷時は、燃焼室内の酸素量を十分に確保するために、還流する排気ガスの温度が高圧ＥＧＲ通路に比べて低い（ガス密度が高いので酸素量が多い）低圧ＥＧＲ通路が使用される。
【０００５】
一方、低負荷時は、高負荷時に比べて燃焼室内の酸素量が少なくても済むので、還流する排気ガスの温度が低圧ＥＧＲ通路に比べて高い（ガス密度が低いので酸素量が少ない）高圧ＥＧＲ通路が使用される。
【０００６】
また、いずれの負荷においても、エンジンの回転数が高くなると、すなわち必要な酸素量が増えると、ＥＧＲ量が減少するようにＥＧＲ弁が制御される。
【０００７】
このように、エンジンの運転状態により、高圧ＥＧＲ通路と低圧ＥＧＲ通路を使い分けるとともに、各通路のＥＧＲ量を調整することにより、エンジンの出力要求を達成しつつ、ＮＯｘの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３３６５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に記載されたエンジンのように低圧ＥＧＲ通路と高圧ＥＧＲ通路とが設けられている場合、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態でエンジンの負荷が減少すると、低圧ＥＧＲ通路によるＥＧＲ量が増加するように（燃焼室内の酸素量が減少するように）ＥＧＲ弁が制御される。しかし、ＥＧＲ弁が設けられている低圧ＥＧＲ通路の位置から燃焼室までは長い経路であるため、エンジン負荷の減少に遅れて燃焼室内の酸素量が減少する。その結果、エンジン負荷が減少したときからその減少先の負荷値に対応した酸素量に減少するまでの間、燃焼室内の酸素濃度が一時的に過剰になり、その過剰分の酸素に対応する量のＮＯｘが発生する。
【００１０】
そこで、本発明は、排気ターボ過給機と、該過給機のタービンの下流側の排気通路から該過給機のコンプレッサの上流側の吸気通路とを連通して低圧の排気ガスを還流する低圧ＥＧＲ通路と、タービンの上流側の排気通路からコンプレッサの下流側の吸気通路とを連通して高圧の排気ガスを還流する高圧ＥＧＲ通路とを有するエンジンにおいて、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態でエンジンの負荷が減少したときに、すぐに燃焼室内の酸素濃度を減少させ、ＮＯｘの発生を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、排気通路に配置されたタービンと吸気通路に配置されたコンプレッサとでなる排気ターボ過給機と、前記タービンの下流側の排気通路と前記コンプレッサの上流側の吸気通路とを連通する低圧ＥＧＲ通路と、前記タービンの上流側の排気通路と前記コンプレッサの下流側の吸気通路とを連通する高圧ＥＧＲ通路と、前記低圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する低圧ＥＧＲ量調節手段と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する高圧ＥＧＲ量調節手段と、排気通路に設けられて排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタとを有する圧縮着火式の内燃機関の排気再循環を制御する方法であって、
前記低圧ＥＧＲ量調節手段および高圧ＥＧＲ量調節手段の少なくとも一方を制御して、燃焼室内の酸素濃度を内燃機関の負荷に対応する濃度に制御する酸素濃度制御工程を含み、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御工程として、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より低い場合は、全排気ガス還流量に対する前記低圧ＥＧＲ通路による還流量と前記高圧ＥＧＲ通路による還流量との配分比が所定の比である第１配分比で排気ガスを還流する第１工程を実行し、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より高い場合は、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスを還流する第２工程を実行することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気再循環を制御する方法であって、
排気ガス中のＮＯｘを処理することにより該ＮＯｘの外部への排出を抑制するＮＯｘ処理装置が備えられている場合において、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力が前記所定捕集能力より低く、かつ前記ＮＯｘ処理装置のＮＯｘ処理能力が所定処理能力より低い場合は、前記酸素濃度制御工程として、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第３配分比で排気ガスを還流する第３工程を実行し、
それとともに、燃料の分割噴射の回数を増加する燃料噴射制御工程を実行することを特徴とする。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の排気再循環を制御する方法であって、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御工程として前記第１工程を実行する場合、該第１工程の実行開始時に、減少先の負荷値に基づく全排気ガス還流量を一時的に増量補正し、その増量補正に従い前記低圧ＥＧＲ量調節手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
一方、請求項４に記載の発明は、排気通路に配置されたタービンと吸気通路に配置されたコンプレッサとでなる排気ターボ過給機と、前記タービンの下流側の排気通路と前記コンプレッサの上流側の吸気通路とを連通する低圧ＥＧＲ通路と、前記タービンの上流側の排気通路と前記コンプレッサの下流側の吸気通路とを連通する高圧ＥＧＲ通路と、前記低圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する低圧ＥＧＲ量調節手段と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する高圧ＥＧＲ量調節手段と、排気通路に設けられて排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタとを有する圧縮着火式の内燃機関の排気再循環を制御するシステムであって、
前記低圧ＥＧＲ量調節手段および高圧ＥＧＲ量調節手段の少なくとも一方を制御して、燃焼室内の酸素濃度を内燃機関の負荷に対応する濃度に制御する酸素濃度制御手段と、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力を検出する煤捕集能力検出手段とを有し、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御手段が、
前記煤捕集能力検出手段が検出するパティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より低い場合は、全排気ガス還流量に対する前記低圧ＥＧＲ通路による還流量と前記高圧ＥＧＲ通路による還流量との配分比が所定の比である第１配分比で排気ガスを還流する第１制御を実行し、
前記煤捕集能力検出手段が検出するパティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より高い場合は、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスを還流する第２制御を実行することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の排気再循環を制御するシステムであって、
排気ガス中のＮＯｘを処理することにより該ＮＯｘの外部への排出を抑制するＮＯｘ処理装置と、
前記ＮＯｘ処理装置の処理能力を検出するＮＯｘ処理能力検出手段と、
燃焼室への燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを有し、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記煤捕集能力検出手段が検出するパティキュレートフィルタの煤捕集能力が前記所定捕集能力より低く、かつ前記ＮＯｘ処理能力検出手段が検出するＮＯｘ処理装置のＮＯｘ処理能力が所定処理能力より低い場合は、前記酸素濃度制御手段は、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第３配分比で排気ガスを還流する第３制御を実行し、
それとともに、前記燃料噴射制御手段が、燃料の分割噴射の回数を増加することを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の内燃機関の排気再循環を制御するシステムであって、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御手段が前記第１制御を実行する場合、該第１制御の実行開始時に、減少先の負荷値に基づく全排気ガス還流量を一時的に増量補正し、その増量補正に従い前記低圧ＥＧＲ量調節手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、低圧ＥＧＲ通路とともに、高圧ＥＧＲ通路も使用される。高圧ＥＧＲ通路に設けられた高圧ＥＧＲ量調節手段から燃焼室までの距離は、低圧ＥＧＲ通路に設けられた低圧ＥＧＲ量調節手段から燃焼室までの距離より短いので、内燃機関の負荷の減少とほぼ同時に、燃焼室に供給する排気ガス量を増加する、言い換えると燃焼室内の酸素濃度を減少することができる。その結果、内燃機関の負荷の減少直後において、燃焼室内の酸素が過剰になることが抑制され、ＮＯｘの発生が抑制される。
【００１８】
また、パティキュレートフィルタの煤捕集能力が、所定捕集能力より低い場合は、全排気ガス還流量に対する低圧ＥＧＲ通路による還流量と高圧ＥＧＲ通路による還流量の配分比が所定の比である第１配分比で、一方、所定捕集能力より高い場合は第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスが還流される。
【００１９】
すなわち、高圧ＥＧＲ通路を介して排気ガスを還流することによって発生する煤（酸素量不足による噴霧混合気の局所リッチ部によって生成される煤）をパティキュレートフィルタが十分に捕集できるときは、高圧ＥＧＲ通路による還流量を多くする。一方、煤をパティキュレートフィルタが十分に捕集できないときは、高圧ＥＧＲ通路の還流量を少なくする。
【００２０】
これにより、外気に排出される煤を抑制しつつ、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明によれば、排気ガス中のＮＯｘを処理することにより、ＮＯｘの外部への排出を抑制するＮＯｘ処理装置が備えられている場合、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、パティキュレートフィルタの煤捕集能力が前記所定捕集能力より低く、かつＮＯｘ処理装置のＮＯｘ処理能力が所定処理能力より低い場合、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第３配分比で排気ガスが還流される。それとともに、燃料の分割噴射の回数が増加される。
【００２２】
ＮＯｘ処理装置の処理能力が低くても、高圧ＥＧＲ通路による還流量が多いので、すなわち燃焼室内の酸素濃度が減少するのでＮＯｘの発生が抑制される。その結果、外部に排出されるＮＯｘ量は抑制される。
【００２３】
このとき、パテキュレートフィルタの煤捕集能力が低い場合、煤の溜まり過ぎによってパティキュレートフィルタが異常燃焼する問題が懸念されるが、この問題は、燃料の分割噴射の回数を増加して不完全燃焼を抑制することにより、煤の発生量が抑制されるので解決される。その結果、高圧ＥＧＲ通路による還流量が多くても、且つパティキュレートフィルタの煤捕集能力が低くても、パティキュレートフィルタが異常燃焼することを防止できる。
【００２４】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、前記第１配分比による排気ガスの還流の開始時（第１工程開始時）に、減少先の負荷値に基づく全排気ガス還流量を一時的に増量補正し、その増量補正に従い前記低圧ＥＧＲ量調節手段を制御する。これにより、増量補正しない場合に比べて、内燃機関の負荷の減少直後において、ＮＯｘの発生量の増加が抑制される。
【００２５】
一方、請求項４に記載の発明によれば、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、低圧ＥＧＲ通路とともに、高圧ＥＧＲ通路も使用される。高圧ＥＧＲ通路に設けられた高圧ＥＧＲ量調節手段から燃焼室までの距離は、低圧ＥＧＲ通路に設けられた低圧ＥＧＲ量調節手段から燃焼室までの距離より短いので、内燃機関の負荷の減少とほぼ同時に、燃焼室に供給する排気ガス量を増加する、言い換えると燃焼室内の酸素濃度を減少することができる。その結果、内燃機関の負荷の減少直後において、燃焼室内の酸素が過剰になることが抑制され、ＮＯｘの発生が抑制される。
【００２６】
また、パティキュレートフィルタの煤捕集能力が、所定捕集能力より低い場合は、全排気ガス還流量に対する低圧ＥＧＲ通路による還流量と高圧ＥＧＲ通路による還流量の配分比が所定の比である第１配分比で、一方、所定捕集能力より高い場合は第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスが還流される。
【００２７】
すなわち、高圧ＥＧＲ通路を介して排気ガスを還流することによって発生する煤（酸素量不足による噴霧混合気の局所リッチ部によって生成される煤）をパティキュレートフィルタが十分に捕集できるときは、高圧ＥＧＲ通路による還流量を多くする。一方、煤をパティキュレートフィルタが十分に捕集できないときは、高圧ＥＧＲ通路の還流量を少なくする。
【００２８】
これにより、外気に排出される煤を抑制しつつ、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００２９】
また、請求項５に記載の発明によれば、気ガス中のＮＯｘを処理することにより、ＮＯｘの外部への排出を抑制するＮＯｘ処理装置が備えられている場合、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、パティキュレートフィルタの煤捕集能力が前記所定捕集能力より低く、かつＮＯｘ処理装置のＮＯｘ処理能力が所定処理能力より低い場合、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第３配分比で排気ガスが還流される。それとともに、燃料の分割噴射の回数が増加される。
【００３０】
ＮＯｘ処理装置の処理能力が低くても、高圧ＥＧＲ通路による還流量が多いので、すなわち燃焼室内の酸素濃度が減少するのでＮＯｘの発生が抑制される。その結果、外部に排出されるＮＯｘ量は抑制される。
【００３１】
このとき、パテキュレートフィルタの煤捕集能力が低い場合、煤の溜まり過ぎによってパテキュレートフィルタが異常燃焼する問題が懸念されるが、この問題は、燃料の分割噴射の回数を増加して不完全燃焼を抑制することにより、煤の発生量が抑制されるので解決される。その結果、高圧ＥＧＲ通路による還流量が多くても、且つパティキュレートフィルタの煤捕集能力が低くても、パティキュレートフィルタが異常燃焼することを防止できる。
【００３２】
さらに、請求項６に記載の発明によれば、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、前記第１配分比による排気ガスの還流の開始時（第１制御開始時）に、減少先の負荷値に基づく全排気ガス還流量を一時的に増量補正し、その増量補正に従い前記低圧ＥＧＲ量調節手段を制御する。これにより、増量補正しない場合に比べて、内燃機関の負荷の減少直後において、ＮＯｘの発生量の増加が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るディーゼルエンジンおよびその吸排気系の概略的な構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るディーゼルエンジンの制御装置を含む制御系の概略図である。
【図３】エンジン回転数とエンジン負荷との基づいて使用するＥＧＲ通路を決定するためのマップを示す図である。
【図４】低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷が減少するときに実行する複数の制御のタイムチャートと、該制御を実行しない場合のタイムチャートを示す図である。
【図５】排気ガスの還流量を一時的に増量補正するための変化率と偏差を説明するための図である。
【図６】変化率に基づいて還流量の増量補正量を決定するためのマップを示す図である。
【図７】偏差に基づいて還流量の増量補正量を決定するためのマップを示す図である。
【図８】分割噴射を説明するためのタイムチャートを示す図である。
【図９】一実施形態に係る制御のフローを示す図である。
【図１０】他の実施形態に係る制御のフローを示す図である。
【図１１】さらに別の実施形態に係る制御のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３５】
図１は本発明の一実施形態に係る、ディーゼルエンジンおよびその吸排気系の構成を簡略的に示している。また、図２は、ディーゼルエンジンの制御系を示している。
【００３６】
図１に示すディーゼルエンジン１０は、排気ガスの一部が排気通路１２から吸気通路１４に還流されるエンジンであって、排気ガスを還流するために、高圧ＥＧＲ通路１６と低圧ＥＧＲ通路１８とが設けられている。
【００３７】
また、ディーゼルエンジン１０は、排気ターボ過給機２０を有し、そのタービン２０ａが排気通路１２に、コンプレッサ２０ｂが吸気通路１４に配置されている。
【００３８】
高圧ＥＧＲ通路１６は、このターボ過給機２０のタービン２０ａの上流側の排気通路１２部分と、コンプレッサ２０ｂの下流側の吸気通路１４部分とを連通している。また、高圧ＥＧＲ通路１６には、該通路１６を通過する排気ガスの還流量（ＥＧＲ量）を調節する高圧ＥＧＲ弁１６ａが設けられている。
【００３９】
低圧ＥＧＲ通路１８は、ターボ過給機２０のタービン２０ａの下流側の排気通路１２部分と、コンプレッサ２０ｂの上流側の吸気通路１４部分とを連通している。また、低圧ＥＧＲ通路１８には、該通路１８を通過する排気ガスのＥＧＲ量を調節する低圧ＥＧＲ弁１８ａと、還流排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ１８ｂとが設けられている。
【００４０】
また、ディーゼルエンジン１０は、その排気通路１２に、具体的にはターボ過給機２０のタービン２０ａと低圧ＥＧＲ通路１８との間の排気通路１２部分に、排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタ２２と、低圧ＥＧＲ通路１８の下流側の排気通路１２部分に、排気ガス中のＮＯｘを処理（トラップ）して、ＮＯｘの外部への排出を抑制するリーンＮＯｘトラップ触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」と称する。）２４とを備える。
【００４１】
さらに、ディーゼルエンジン１０は、吸気を冷却するインタークーラ２６を、ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ｂと高圧ＥＧＲ通路１６との間の吸気通路１４部分に備えるとともに、吸気を清浄化するエアクリーナ２８を、低圧ＥＧＲ通路１８の上流側の吸気通路１４部分に備える。
【００４２】
さらにまた、ディーゼルエンジン１０は、低圧ＥＧＲ通路１８とエアクリーナ２８との間の吸気通路１４部分に負圧調整弁３０を備えるとともに、高圧ＥＧＲ通路１６とインタークーラ２６との間の吸気通路１４部分にスロットル弁３２とを備える。
【００４３】
負圧調整弁３０は、吸気通路１４のコンプレッサ２０ｂの上流側の圧力を調節する弁であって、その開度量を制御することにより外気の吸気通路１４への流入を調節する。負圧調整弁３０の開度量を調節すると、この弁３０とコンプレッサ２０ｂとの間の吸気通路１４部分の負圧が調節され、その負圧調整により低圧ＥＧＲ通路１８を介して排気通路１２から吸気通路１４に向かって流れる排気ガス量が調節される。
【００４４】
このようなディーゼルエンジン１０の制御装置５０は、図２に示すように、乗員のアクセルペダル踏込み量を検出するアクセル開度センサ５２（この開度量はディーゼルエンジン１０の負荷に対応）と、ディーゼルエンジン１０の回転数を検出するエンジン回転数センサ５４と、パティキュレートフィルタ２２の上流側の圧力を検出するフィルタ上流側圧センサ５６と、該フィルタ５８の下流側の圧力を検出するフィルタ下流側圧センサ５８からの信号に基づいて、高圧ＥＧＲ弁１６ａ、低圧ＥＧＲ弁１８ａ、および燃焼噴射ノズル１０ｂに対して種々の制御を実行するように構成されている。
【００４５】
まず、制御装置５０は、エンジン回転数センサ５４とアクセル開度センサ５２からの信号に基づいて、すなわちエンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｌとに基づいて、ディーゼルエンジン１０の燃焼室１０ａに還流する総ＥＧＲ量（高圧ＥＧＲ通路１６によるＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ通路１８によるＥＧＲ量の和）を決定するように構成されている。
【００４６】
具体的には、図３に示すマップによって総ＥＧＲ量を決定する。エンジン回転数Ｎが規定回転数Ｎｐを超える場合、制御装置５０は、ディーゼルエンジン１０の燃焼室１０ａに排気ガスを還流しない（高圧ＥＧＲ弁１６ａと低圧ＥＧＲ弁１８ａとを閉じる。）。このＮｐを超えるエンジン回転数であるときに排気ガスを燃焼室１０ａに還流すると、燃焼室１０ａ内の酸素量が低下して燃焼が弱まり、その回転数での出力を達成できないためである。
【００４７】
エンジン回転数ＮがＮｐを超えず、エンジン負荷Ｌが低い場合、制御装置５０は、高圧ＥＧＲ通路１６のみを介して排気ガスをディーゼルエンジン１０の燃焼室１０ａに還流し（低圧ＥＧＲ弁１８ａを閉じる。）、一方エンジン負荷Ｌが高い場合は低圧ＥＧＲ通路１８のみを介して排気ガスを還流する（高圧ＥＧＲ弁１６ａを閉じる。）。なお、その間のエンジン負荷である場合（過渡領域の場合）、両方のＥＧＲ通路を介して排気ガスを還流する。
【００４８】
説明すると、低圧ＥＧＲ通路１８を介して燃焼室１０ａに還流される排気ガスは、ＥＧＲクーラ１８ｂとインタクーラ２６によって冷却されるため、高圧ＥＧＲ通路１６を介して還流される排気ガスに比べて、その温度は低い、すなわちガス密度が高いので酸素量が多い。したがって、エンジン負荷Ｌが高負荷であるときは、その負荷での出力を達成するために、すなわち燃焼室１０ａ内の酸素量を多くするために低圧ＥＧＲ通路１８を介する排気ガスを燃焼室１０ａに還流する。一方、エンジン負荷Ｌが低負荷であるときは、燃焼室１０ａ内の酸素量が高負荷の場合に比べて少なくてもすむので、高圧ＥＧＲ通路１６を介する排気ガスを燃焼室１０ａに還流する。
【００４９】
高圧ＥＧＲ通路１６または低圧ＥＧＲ通路１８のいずれかによって排気ガスを還流する場合、制御装置５０は、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｌとに基づいて、すなわちディーゼルエンジン１０の出力に基づいて、その総ＥＧＲ量を算出する。言い換えるとその出力を達成できる必要最低限の燃焼室１０ａ内の酸素濃度を算出する。そして、算出した酸素濃度になるようにＥＧＲ弁１６ａおよび／または１８ａの開度量を制御する。これにより、ＮＯｘの発生を抑制しつつ、必要なディーゼルエンジン１０の出力を確保する。
【００５０】
また、制御装置５０は、フィルタ上流側圧センサ５６とフィルタ下流側圧センサ５８とからの信号に基づいて、パティキュレートフィルタ２２の上流側圧と下流側圧との圧力差を算出し、算出した圧力差から該フィルタ２２が捕集している煤量を算出するように構成されている。具体的には、実験的に圧力差と煤の捕集量との関係が求められており、その関係と算出した圧力差からパティキュレートフィルタ２２が捕集している煤量を算出する。
【００５１】
さらに、制御装置５０は、エンジン回転数センサ５４とアクセル開度センサ５２からの信号の変化の履歴に基づいて、すなわちディーゼルエンジン１０の出力の変化の履歴に基づいて、発生したＮＯｘの総量を算出し、その算出した総量のＮＯｘを処理したものとして、ＮＯｘ触媒２４の残りのＮＯｘの処理可能量（処理能力）を算出するように構成されている。
【００５２】
さらにまた、制御装置５０は、本発明に係る制御として、図３に示す低圧ＥＧＲ領域においてエンジン負荷が減少するとき（単位時間あたりの負荷減少量が規定量を超えて減少するとき）、すなわち低圧ＥＧＲ通路１８で排気ガスを還流している状態でディーゼルエンジン１０の負荷が減少するときに、以下の制御を実行する。
【００５３】
説明すると、低圧ＥＧＲ通路１８で排気ガスを還流している状態でディーゼルエンジン１０の負荷が減少すると、その減少先の負荷値に対応する燃焼室１０ａ内酸素濃度値に低下するように低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を大きくするが、この場合、実際には負荷の減少に遅れて燃焼室１０ａ内の酸素濃度は低下する。すなわち、図４（Ａ）のタイムチャートに示すように、燃焼室１０ａ内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒが、エンジン負荷Ｌに基づく目標値Ｃｔに遅れて低下する。この遅れの分、図に示すように、エンジン負荷Ｌが減少した直後に、一時的にＮＯｘの発生量が増加する。
【００５４】
これは、低圧ＥＧＲ弁１８ａから燃焼室１０ａまでの経路が長いために起こることで、燃焼室１０ａ内の酸素濃度Ｃの低下が遅れた分だけ燃焼室１０ａ内の酸素が過剰になり、それに対応して、エンジン負荷が減少した直後において、ＮＯｘの発生量が増加する。
【００５５】
この対処として、制御装置５０は、低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷が減少すると、高圧ＥＧＲ弁１６ａの開度量を一時的に大きくする、または、減少先の負荷値に基づく排気ガスの総ＥＧＲ量を一時的に増量補正するように構成されている。
【００５６】
まず、図４（Ｂ）に示すように、条件としてパテキュレートフィルタ２２の煤捕集量が規定量より少ない場合（煤捕集能力が高い場合）、制御装置５０は、図３の低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷Ｌが減少すると、その減少先の負荷値に対応する燃焼室１０ａ内酸素濃度Ｃに低下するように低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を大きくするとともに（図４（Ａ）と同様）、実値Ｃｒと目標値Ｃｔとが一致して燃焼室１０ａ内の酸素濃度Ｃが低下するように、高圧ＥＧＲ弁１６ａの開度量を一時的に大きくする（高圧ＥＧＲ通路１６によるＥＧＲ量を一時的に増量する。）。すなわち、総ＥＧＲ量に対する低圧ＥＧＲ通路１８によるＥＧＲ量と高圧ＥＧＲ通路１６によるＥＧＲ量との比（配分比）において、高圧ＥＧＲ通路１６の値を一時的に高くする。これにより、図４（Ｂ）に示すように、エンジン負荷が減少した直後において、ＮＯｘ発生量の増加を抑制することができる。
【００５７】
この場合、高圧ＥＧＲ通路１６によるＥＧＲ量が多くなることにより（燃焼室１０ａ内の酸素量が低下することにより）、噴霧混合気の局所リッチ部が生成されて煤の発生量が多くなるものの、パティキュレートフィルタ２２が発生した煤を捕集するため、外部に排出される煤量は抑制される。
【００５８】
一方、条件としてパテキュレートフィルタ２２の煤捕集量が規定量より多く（煤捕集能力が低く）、且つＮＯｘ触媒２４の残りのＮＯｘの処理可能量が多い（ＮＯｘ処理能力が高い）場合、制御装置５０は、低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷Ｌが減少すると、図４（Ｃ）に示すように、その減少先の負荷値に対応する燃焼室１０ａ内酸素濃度Ｃに負荷Ｌに遅れずに低下するように、低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を一時的に増量補正しながら大きくする。言い換えると、減少先の負荷値に基づく排気ガスの総ＥＧＲ量を一時的に増量補正し、それに従い低圧ＥＧＲ弁１８ａを制御する。
【００５９】
排気ガスの総ＥＧＲ量の増量補正量は、エンジン負荷Ｌに基づいて算出される酸素濃度Ｃの目標値Ｃｔの変化率ΔＣｔと、目標値Ｃｔと実値Ｃｒとの偏差Ｄとに基づいて決定される。具体的には、図６に示すような変化率ΔＣｔと増量補正量Ｅａとの関係を表すマップと、図７に示すような偏差Ｄと増量補正量ＥＬａとの関係を表すマップとが実験的に予め作成されており、この２つのマップと変化率ΔＣｔと偏差Ｄとに基づいて、排気ガスの総ＥＧＲ量が増量補正される。
【００６０】
この場合、排気ガスの総ＥＧＲ量の増量補正により、燃焼室１０ａ内の酸素濃度Ｃの低下の遅れ（酸素濃度Ｃの目標値Ｃｒに対する実値Ｃｔの遅れ）は、図４（Ａ）の増量補正しない場合に比べて短くなるものの、図４（Ｂ）に比べては長い。また、エンジン負荷Ｌが減少した直後において、ＮＯｘ発生量の増加量は図４（Ａ）の場合に比べて少ないものの、図４（Ｂ）に比べては多い。これは、図１に示すように、低圧ＥＧＲ弁１８ａから燃焼室１０ａまでの距離が、高圧ＥＧＲ弁１６ａから燃焼室１０ａまでの距離に比べて長いためである。
【００６１】
さらに、条件としてパテキュレートフィルタ２２の煤捕集量が規定量より多く（煤捕集能力が低く）、且つＮＯｘ触媒２４の残りのＮＯｘの処理可能量が少ない（ＮＯｘ処理能力が低い）場合、制御装置５０は、制御装置５０は、図４（Ｄ）に示すように、図４（Ｂ）と同様の制御を、高圧ＥＧＲ弁１６ａと低圧ＥＧＲ弁１８ａに対して実行するとともに、燃料の分割噴射の回数を増加する。
【００６２】
図８は、燃料の分割噴射と、それに伴う発生熱量と、ピストン行程との関係を示している。
【００６３】
制御装置５０は、図８に示すように、燃料噴射ノズル１０ｂを制御して、一回の燃料噴射を主噴射と副噴射とに分割し、その副噴射を主噴射による燃焼の後期に実行し（主噴射の燃焼による発生した熱量がゼロになる前に副噴射の燃焼を開始し）、不完全燃焼の発生を抑制する、すなわち不完全燃焼による煤の発生を抑制する。これにより、パティキュレートフィルタ２２の煤捕集能力が低くても、外部に排出される煤量は抑制される。
【００６４】
ここからは、図４（Ｂ）〜（Ｄ）に示す制御のいずれを実行するかを決定する制御の流れを、図９に示すフローを参照しながら説明する。
【００６５】
まず、図９に示すフローは、ステップＳ１００において低圧ＥＧＲ領域であること、ステップＳ１１０においてエンジン負荷の単位時間あたりの減少量ΔＬが規定量より大きいこと、ステップＳ１２０において燃焼室１０ｂ内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒと目標値Ｃｔとの偏差Ｄが規定値より大きいこと、すなわち低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷が減少したことを検出して開始される。
【００６６】
ステップＳ１３０において、制御装置５０は、パティキュレートフィルタ２２の煤捕集量が規定量より少ないか否かを判定する。少ない場合はステップＳ１４０に進む。そうでない場合はステップＳ１５０に進む。
【００６７】
ステップＳ１４０において、制御装置５０は、高圧ＥＧＲ弁１６ａの開度量を増量し、高圧ＥＧＲ通路１６によるＥＧＲ量を増量する（図４（Ｂ）参照。）。
【００６８】
一方、ステップＳ１３０でパティキュレートフィルタ２２の煤捕集量が多いと判定すると、ステップＳ１５０において、制御装置５０は、ＮＯｘ触媒２４の残りの処理能力が規定能力より大きいか否か、すなわち残りのＮＯｘの処理可能量が規定量より大きいか否かを判定する。大きい場合はステップＳ１６０に進む。そうでない場合はステップＳ１７０に進む。
【００６９】
ステップＳ１６０において、制御装置５０は、低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を増量補正する（図４（Ｃ）参照。）。
【００７０】
一方、ステップＳ１５０でＮＯｘ触媒２４の処理能力が小さいと判定すると、ステップＳ１７０において、制御装置５０は、高圧ＥＧＲ弁１６ａの開度量を増量し、高圧ＥＧＲ通路１６によるＥＧＲ量を増量するとともに、燃料の分割噴射の回数を増加する。
【００７１】
ステップＳ１８０において、制御装置５０は、燃焼室１０ｂ内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒと目標値Ｃｔとの偏差Ｄがほぼゼロであるか否かを判定する。ほぼゼロの場合はステップＳ１９０に進む。そうでない場合はステップＳ１３０に戻る。
【００７２】
ステップＳ１９０において、制御装置５０は、通常の低圧ＥＧＲ領域での制御にリセットする。そして、リターンに進み、スタートに戻る。
【００７３】
本実施形態によれば、低圧ＥＧＲ領域内においてディーゼルエンジン１０の負荷が減少したときに、すぐに燃焼室１０ａ内の酸素濃度を減少することができる。それにより、負荷が減少した直後において、ＮＯｘの発生量が増加することが抑制される。また、それを、パティキュレートフィルタ２２やＮＯｘ触媒２３の状態を考慮して、すなわち外部に排出される煤やＮＯｘの量を抑制して実行できる。
【００７４】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００７５】
例えば、上述の実施形態の場合、図４（Ｃ）に示すタイムチャートに関する制御は、低圧ＥＧＲ領域においてディーゼルエンジン１０の負荷が減少したときに、減少先の負荷値に基づく排気ガスの総ＥＧＲ量を一次的に増量補正し、その増量補正に従い低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を一時的に増量補正しているが、それとともに、または代わって、高圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を増量してもよい。ただし、排気ガスの総ＥＧＲ量が増量補正されているので、高圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量が増量しすぎると、燃焼室１０ａの酸素濃度が大きく低下し、煤が大量に発生することになる。
【００７６】
また、上述の実施形態の制御は、図９にも示すように、ＮＯｘ触媒２４の処理能力を考慮し、燃料を燃焼室１０ａに分割噴射できるディーゼルエンジン１０に対するものであるが、ＮＯｘ触媒を備えず分割噴射を実行しないディーゼルエンジンにも本発明は適用可能である。
【００７７】
この場合、図１０に示すフローのような制御の流れになる。図９に示すフローと異なる点は、ＮＯｘ触媒２４の処理能力を判定するステップ（Ｓ１５０）と、高圧ＥＧＲ弁１６ａの開度量を増量するとともに、副噴射を実行するステップ
（Ｓ１７０）とが存在しない点である。
【００７８】
図１０に示すフローを説明すると、このフローは、ステップＳ３００において低圧ＥＧＲ領域であること、ステップＳ３１０においてエンジン負荷の単位時間あたりの減少量ΔＬが規定量より大きいこと、ステップＳ３２０において燃焼室内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒと目標値Ｃｔとの偏差Ｄが規定値より大きいこと、すなわち低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷が減少したことを検出して開始される。
【００７９】
ステップＳ３３０において、制御装置は、パティキュレートフィルタの煤捕集量が規定量より少ないか否かを判定する。少ない場合はステップＳ３４０に進む。そうでない場合はステップＳ３５０に進む。
【００８０】
ステップＳ３４０において、制御装置は、高圧ＥＧＲ弁の開度量を増量し、高圧ＥＧＲ通路によるＥＧＲ量を増量する。
【００８１】
一方、ステップＳ３３０でパティキュレートフィルタの煤捕集量が多いと判定すると、ステップＳ３５０において、制御装置は、低圧ＥＧＲ弁の開度量を増量補正する。
ステップＳ３６０において、制御装置は、燃焼室内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒと目標値Ｃｔとの偏差Ｄがほぼゼロであるか否かを判定する。ほぼゼロの場合はステップＳ３７０に進む。そうでない場合はステップＳ３３０に戻る。
【００８２】
ステップＳ３７０において、制御装置は、通常の低圧ＥＧＲ領域での制御にリセットする。そして、リターンに進み、スタートに戻る。
【００８３】
さらに、図９の実施形態の制御は、ＮＯｘ触媒を備えず分割噴射を実行できるディーゼルエンジンにおいて、燃費を多少犠牲にしてでもＮＯｘを極力抑えたい場合に、低圧ＥＧＲ弁の開度量を増量する代わりに高圧ＥＧＲ弁の開度量を増量するとともに副噴射を実行してもよい。
【００８４】
この場合、図１１に示すフローのような制御の流れになる。図９に示すフローと異なる点は、ＮＯｘ触媒２４の処理能力を判定するステップ（Ｓ１５０）と、低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を増量補正するステップ（Ｓ１６０）とが存在しない点である。
【００８５】
図１１に示すフローを説明すると、このフローは、ステップＳ５００において低圧ＥＧＲ領域であること、ステップＳ５１０においてエンジン負荷の単位時間あたりの減少量ΔＬが規定量より大きいこと、ステップＳ５２０において燃焼室内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒと目標値Ｃｔとの偏差Ｄが規定値より大きいこと、すなわち低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷が減少したことを検出して開始される。
【００８６】
ステップＳ５３０において、制御装置は、パティキュレートフィルタの煤捕集量が規定量より少ないか否かを判定する。少ない場合はステップＳ５４０に進む。そうでない場合はステップＳ５５０に進む。
【００８７】
ステップＳ５４０において、制御装置は、高圧ＥＧＲ弁の開度量を増量し、高圧ＥＧＲ通路によるＥＧＲ量を増量する。
【００８８】
一方、ステップＳ５３０でパティキュレートフィルタの煤捕集量が多いと判定すると、ステップＳ５５０において、制御装置は、高圧ＥＧＲ弁の開度量を増量するとともに副噴射を実行する。
ステップＳ５６０において、制御装置は、燃焼室内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒと目標値Ｃｔとの偏差Ｄがほぼゼロであるか否かを判定する。ほぼゼロの場合はステップＳ５７０に進む。そうでない場合はステップＳ５３０に戻る。
【００８９】
ステップＳ５７０において、制御装置は、通常の低圧ＥＧＲ領域での制御にリセットする。そして、リターンに進み、スタートに戻る。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上のように、本発明は、排気ターボ過給機と、該過給機のタービンの下流側の排気通路から該過給機のコンプレッサの上流側の吸気通路とを連通して低圧の排気ガスを還流する低圧ＥＧＲ通路と、タービンの上流側の排気通路からコンプレッサの下流側の吸気通路とを連通して高圧の排気ガスを還流する高圧ＥＧＲ通路とを有するエンジンにおいて、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態でエンジンの負荷が減少したときに、すぐに燃焼室内の酸素濃度を減少させ、ＮＯｘの発生を抑制することができる。したがって、ディーゼルエンジンを搭載した車両の分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【００９１】
１０ 内燃機関（ディーゼルエンジン）
１２ 排気通路
１４ 吸気通路
１６ 高圧ＥＧＲ通路
１８ 低圧ＥＧＲ通路
２０ ターボ過給機
２０ａ タービン
２０ｂ コンプレッサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路から吸気通路へ還流する排気ガス量を制御して内燃機関の燃焼室内の酸素濃度を調節し、ＮＯｘの発生を抑制する内燃機関の排気再循環を制御する方法およびそのシステムに関し、排気浄化技術の分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気ガスの一部を排気通路からＥＧＲ通路を介して吸気通路に還流し、それにより燃焼室内の酸素量をエンジンの要求出力が達成できる必要最低限の量まで減少する方法が知られている。これにより、必要以上の酸素の燃焼によって燃焼室内が過剰に高温・高圧になることを原因とする、ＮＯｘの発生を抑制する。
【０００３】
このような方法において、例えば特許文献１に記載しているエンジンのように、エンジンが排気ターボ過給機を備える場合、該過給機のタービンの下流側の排気通路から該過給機のコンプレッサの上流側の吸気通路とを連通して低圧の排気ガスを還流する低圧ＥＧＲ通路と、タービンの上流側の排気通路からコンプレッサの下流側の吸気通路とを連通して高圧の排気ガスを還流する高圧ＥＧＲ通路とが設けられる。また、それぞれのＥＧＲ通路に、還流量（ＥＧＲ量）を調節するＥＧＲ弁が設けられる。
【０００４】
このようなエンジンの場合、高負荷時は、燃焼室内の酸素量を十分に確保するために、還流する排気ガスの温度が高圧ＥＧＲ通路に比べて低い（ガス密度が高いので酸素量が多い）低圧ＥＧＲ通路が使用される。
【０００５】
一方、低負荷時は、高負荷時に比べて燃焼室内の酸素量が少なくても済むので、還流する排気ガスの温度が低圧ＥＧＲ通路に比べて高い（ガス密度が低いので酸素量が少ない）高圧ＥＧＲ通路が使用される。
【０００６】
また、いずれの負荷においても、エンジンの回転数が高くなると、すなわち必要な酸素量が増えると、ＥＧＲ量が減少するようにＥＧＲ弁が制御される。
【０００７】
このように、エンジンの運転状態により、高圧ＥＧＲ通路と低圧ＥＧＲ通路を使い分けるとともに、各通路のＥＧＲ量を調整することにより、エンジンの出力要求を達成しつつ、ＮＯｘの発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３３６５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に記載されたエンジンのように低圧ＥＧＲ通路と高圧ＥＧＲ通路とが設けられている場合、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態でエンジンの負荷が減少すると、低圧ＥＧＲ通路によるＥＧＲ量が増加するように（燃焼室内の酸素量が減少するように）ＥＧＲ弁が制御される。しかし、ＥＧＲ弁が設けられている低圧ＥＧＲ通路の位置から燃焼室までは長い経路であるため、エンジン負荷の減少に遅れて燃焼室内の酸素量が減少する。その結果、エンジン負荷が減少したときからその減少先の負荷値に対応した酸素量に減少するまでの間、燃焼室内の酸素濃度が一時的に過剰になり、その過剰分の酸素に対応する量のＮＯｘが発生する。
【００１０】
そこで、本発明は、排気ターボ過給機と、該過給機のタービンの下流側の排気通路から該過給機のコンプレッサの上流側の吸気通路とを連通して低圧の排気ガスを還流する低圧ＥＧＲ通路と、タービンの上流側の排気通路からコンプレッサの下流側の吸気通路とを連通して高圧の排気ガスを還流する高圧ＥＧＲ通路とを有するエンジンにおいて、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態でエンジンの負荷が減少したときに、すぐに燃焼室内の酸素濃度を減少させ、ＮＯｘの発生を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、排気通路に配置されたタービンと吸気通路に配置されたコンプレッサとでなる排気ターボ過給機と、前記タービンの下流側の排気通路と前記コンプレッサの上流側の吸気通路とを連通する低圧ＥＧＲ通路と、前記タービンの上流側の排気通路と前記コンプレッサの下流側の吸気通路とを連通する高圧ＥＧＲ通路と、前記低圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する低圧ＥＧＲ量調節手段と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する高圧ＥＧＲ量調節手段と、排気通路に設けられて排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタとを有する圧縮着火式の内燃機関の排気再循環を制御する方法であって、
前記低圧ＥＧＲ量調節手段および高圧ＥＧＲ量調節手段の少なくとも一方を制御して、燃焼室内の酸素濃度を内燃機関の負荷に対応する濃度に制御する酸素濃度制御工程を含み、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御工程として、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より低い場合は、全排気ガス還流量に対する前記低圧ＥＧＲ通路による還流量と前記高圧ＥＧＲ通路による還流量との配分比が所定の比である第１配分比で排気ガスを還流する第１工程を実行し、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より高い場合は、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスを還流する第２工程を実行することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気再循環を制御する方法であって、
排気ガス中のＮＯｘを処理することにより該ＮＯｘの外部への排出を抑制するＮＯｘ処理装置が備えられている場合において、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力が前記所定捕集能力より低く、かつ前記ＮＯｘ処理装置のＮＯｘ処理能力が所定処理能力より低い場合は、前記酸素濃度制御工程として、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第３配分比で排気ガスを還流する第３工程を実行し、
それとともに、燃料の分割噴射の回数を増加する燃料噴射制御工程を実行することを特徴とする。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の排気再循環を制御する方法であって、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御工程として前記第１工程を実行する場合、該第１工程の実行開始時に、減少先の負荷値に基づく全排気ガス還流量を一時的に増量補正し、その増量補正に従い前記低圧ＥＧＲ量調節手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
一方、請求項４に記載の発明は、排気通路に配置されたタービンと吸気通路に配置されたコンプレッサとでなる排気ターボ過給機と、前記タービンの下流側の排気通路と前記コンプレッサの上流側の吸気通路とを連通する低圧ＥＧＲ通路と、前記タービンの上流側の排気通路と前記コンプレッサの下流側の吸気通路とを連通する高圧ＥＧＲ通路と、前記低圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する低圧ＥＧＲ量調節手段と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する高圧ＥＧＲ量調節手段と、排気通路に設けられて排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタとを有する圧縮着火式の内燃機関の排気再循環を制御するシステムであって、
前記低圧ＥＧＲ量調節手段および高圧ＥＧＲ量調節手段の少なくとも一方を制御して、燃焼室内の酸素濃度を内燃機関の負荷に対応する濃度に制御する酸素濃度制御手段と、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力を検出する煤捕集能力検出手段とを有し、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御手段が、
前記煤捕集能力検出手段が検出するパティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より低い場合は、全排気ガス還流量に対する前記低圧ＥＧＲ通路による還流量と前記高圧ＥＧＲ通路による還流量との配分比が所定の比である第１配分比で排気ガスを還流する第１制御を実行し、
前記煤捕集能力検出手段が検出するパティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より高い場合は、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスを還流する第２制御を実行することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の排気再循環を制御するシステムであって、
排気ガス中のＮＯｘを処理することにより該ＮＯｘの外部への排出を抑制するＮＯｘ処理装置と、
前記ＮＯｘ処理装置の処理能力を検出するＮＯｘ処理能力検出手段と、
燃焼室への燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを有し、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記煤捕集能力検出手段が検出するパティキュレートフィルタの煤捕集能力が前記所定捕集能力より低く、かつ前記ＮＯｘ処理能力検出手段が検出するＮＯｘ処理装置のＮＯｘ処理能力が所定処理能力より低い場合は、前記酸素濃度制御手段は、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第３配分比で排気ガスを還流する第３制御を実行し、
それとともに、前記燃料噴射制御手段が、燃料の分割噴射の回数を増加することを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の内燃機関の排気再循環を制御するシステムであって、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御手段が前記第１制御を実行する場合、該第１制御の実行開始時に、減少先の負荷値に基づく全排気ガス還流量を一時的に増量補正し、その増量補正に従い前記低圧ＥＧＲ量調節手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、低圧ＥＧＲ通路とともに、高圧ＥＧＲ通路も使用される。高圧ＥＧＲ通路に設けられた高圧ＥＧＲ量調節手段から燃焼室までの距離は、低圧ＥＧＲ通路に設けられた低圧ＥＧＲ量調節手段から燃焼室までの距離より短いので、内燃機関の負荷の減少とほぼ同時に、燃焼室に供給する排気ガス量を増加する、言い換えると燃焼室内の酸素濃度を減少することができる。その結果、内燃機関の負荷の減少直後において、燃焼室内の酸素が過剰になることが抑制され、ＮＯｘの発生が抑制される。
【００１８】
また、パティキュレートフィルタの煤捕集能力が、所定捕集能力より低い場合は、全排気ガス還流量に対する低圧ＥＧＲ通路による還流量と高圧ＥＧＲ通路による還流量の配分比が所定の比である第１配分比で、一方、所定捕集能力より高い場合は第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスが還流される。
【００１９】
すなわち、高圧ＥＧＲ通路を介して排気ガスを還流することによって発生する煤（酸素量不足による噴霧混合気の局所リッチ部によって生成される煤）をパティキュレートフィルタが十分に捕集できるときは、高圧ＥＧＲ通路による還流量を多くする。一方、煤をパティキュレートフィルタが十分に捕集できないときは、高圧ＥＧＲ通路の還流量を少なくする。
【００２０】
これにより、外気に排出される煤を抑制しつつ、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明によれば、排気ガス中のＮＯｘを処理することにより、ＮＯｘの外部への排出を抑制するＮＯｘ処理装置が備えられている場合、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、パティキュレートフィルタの煤捕集能力が前記所定捕集能力より低く、かつＮＯｘ処理装置のＮＯｘ処理能力が所定処理能力より低い場合、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第３配分比で排気ガスが還流される。それとともに、燃料の分割噴射の回数が増加される。
【００２２】
ＮＯｘ処理装置の処理能力が低くても、高圧ＥＧＲ通路による還流量が多いので、すなわち燃焼室内の酸素濃度が減少するのでＮＯｘの発生が抑制される。その結果、外部に排出されるＮＯｘ量は抑制される。
【００２３】
このとき、パテキュレートフィルタの煤捕集能力が低い場合、煤の溜まり過ぎによってパティキュレートフィルタが異常燃焼する問題が懸念されるが、この問題は、燃料の分割噴射の回数を増加して不完全燃焼を抑制することにより、煤の発生量が抑制されるので解決される。その結果、高圧ＥＧＲ通路による還流量が多くても、且つパティキュレートフィルタの煤捕集能力が低くても、パティキュレートフィルタが異常燃焼することを防止できる。
【００２４】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、前記第１配分比による排気ガスの還流の開始時（第１工程開始時）に、減少先の負荷値に基づく全排気ガス還流量を一時的に増量補正し、その増量補正に従い前記低圧ＥＧＲ量調節手段を制御する。これにより、増量補正しない場合に比べて、内燃機関の負荷の減少直後において、ＮＯｘの発生量の増加が抑制される。
【００２５】
一方、請求項４に記載の発明によれば、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、低圧ＥＧＲ通路とともに、高圧ＥＧＲ通路も使用される。高圧ＥＧＲ通路に設けられた高圧ＥＧＲ量調節手段から燃焼室までの距離は、低圧ＥＧＲ通路に設けられた低圧ＥＧＲ量調節手段から燃焼室までの距離より短いので、内燃機関の負荷の減少とほぼ同時に、燃焼室に供給する排気ガス量を増加する、言い換えると燃焼室内の酸素濃度を減少することができる。その結果、内燃機関の負荷の減少直後において、燃焼室内の酸素が過剰になることが抑制され、ＮＯｘの発生が抑制される。
【００２６】
また、パティキュレートフィルタの煤捕集能力が、所定捕集能力より低い場合は、全排気ガス還流量に対する低圧ＥＧＲ通路による還流量と高圧ＥＧＲ通路による還流量の配分比が所定の比である第１配分比で、一方、所定捕集能力より高い場合は第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスが還流される。
【００２７】
すなわち、高圧ＥＧＲ通路を介して排気ガスを還流することによって発生する煤（酸素量不足による噴霧混合気の局所リッチ部によって生成される煤）をパティキュレートフィルタが十分に捕集できるときは、高圧ＥＧＲ通路による還流量を多くする。一方、煤をパティキュレートフィルタが十分に捕集できないときは、高圧ＥＧＲ通路の還流量を少なくする。
【００２８】
これにより、外気に排出される煤を抑制しつつ、ＮＯｘの発生を抑制することができる。
【００２９】
また、請求項５に記載の発明によれば、気ガス中のＮＯｘを処理することにより、ＮＯｘの外部への排出を抑制するＮＯｘ処理装置が備えられている場合、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、パティキュレートフィルタの煤捕集能力が前記所定捕集能力より低く、かつＮＯｘ処理装置のＮＯｘ処理能力が所定処理能力より低い場合、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第３配分比で排気ガスが還流される。それとともに、燃料の分割噴射の回数が増加される。
【００３０】
ＮＯｘ処理装置の処理能力が低くても、高圧ＥＧＲ通路による還流量が多いので、すなわち燃焼室内の酸素濃度が減少するのでＮＯｘの発生が抑制される。その結果、外部に排出されるＮＯｘ量は抑制される。
【００３１】
このとき、パテキュレートフィルタの煤捕集能力が低い場合、煤の溜まり過ぎによってパテキュレートフィルタが異常燃焼する問題が懸念されるが、この問題は、燃料の分割噴射の回数を増加して不完全燃焼を抑制することにより、煤の発生量が抑制されるので解決される。その結果、高圧ＥＧＲ通路による還流量が多くても、且つパティキュレートフィルタの煤捕集能力が低くても、パティキュレートフィルタが異常燃焼することを防止できる。
【００３２】
さらに、請求項６に記載の発明によれば、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、前記第１配分比による排気ガスの還流の開始時（第１制御開始時）に、減少先の負荷値に基づく全排気ガス還流量を一時的に増量補正し、その増量補正に従い前記低圧ＥＧＲ量調節手段を制御する。これにより、増量補正しない場合に比べて、内燃機関の負荷の減少直後において、ＮＯｘの発生量の増加が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るディーゼルエンジンおよびその吸排気系の概略的な構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るディーゼルエンジンの制御装置を含む制御系の概略図である。
【図３】エンジン回転数とエンジン負荷との基づいて使用するＥＧＲ通路を決定するためのマップを示す図である。
【図４】低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷が減少するときに実行する複数の制御のタイムチャートと、該制御を実行しない場合のタイムチャートを示す図である。
【図５】排気ガスの還流量を一時的に増量補正するための変化率と偏差を説明するための図である。
【図６】変化率に基づいて還流量の増量補正量を決定するためのマップを示す図である。
【図７】偏差に基づいて還流量の増量補正量を決定するためのマップを示す図である。
【図８】分割噴射を説明するためのタイムチャートを示す図である。
【図９】一実施形態に係る制御のフローを示す図である。
【図１０】他の実施形態に係る制御のフローを示す図である。
【図１１】さらに別の実施形態に係る制御のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３５】
図１は本発明の一実施形態に係る、ディーゼルエンジンおよびその吸排気系の構成を簡略的に示している。また、図２は、ディーゼルエンジンの制御系を示している。
【００３６】
図１に示すディーゼルエンジン１０は、排気ガスの一部が排気通路１２から吸気通路１４に還流されるエンジンであって、排気ガスを還流するために、高圧ＥＧＲ通路１６と低圧ＥＧＲ通路１８とが設けられている。
【００３７】
また、ディーゼルエンジン１０は、排気ターボ過給機２０を有し、そのタービン２０ａが排気通路１２に、コンプレッサ２０ｂが吸気通路１４に配置されている。
【００３８】
高圧ＥＧＲ通路１６は、このターボ過給機２０のタービン２０ａの上流側の排気通路１２部分と、コンプレッサ２０ｂの下流側の吸気通路１４部分とを連通している。また、高圧ＥＧＲ通路１６には、該通路１６を通過する排気ガスの還流量（ＥＧＲ量）を調節する高圧ＥＧＲ弁１６ａが設けられている。
【００３９】
低圧ＥＧＲ通路１８は、ターボ過給機２０のタービン２０ａの下流側の排気通路１２部分と、コンプレッサ２０ｂの上流側の吸気通路１４部分とを連通している。また、低圧ＥＧＲ通路１８には、該通路１８を通過する排気ガスのＥＧＲ量を調節する低圧ＥＧＲ弁１８ａと、還流排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ１８ｂとが設けられている。
【００４０】
また、ディーゼルエンジン１０は、その排気通路１２に、具体的にはターボ過給機２０のタービン２０ａと低圧ＥＧＲ通路１８との間の排気通路１２部分に、排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタ２２と、低圧ＥＧＲ通路１８の下流側の排気通路１２部分に、排気ガス中のＮＯｘを処理（トラップ）して、ＮＯｘの外部への排出を抑制するリーンＮＯｘトラップ触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」と称する。）２４とを備える。
【００４１】
さらに、ディーゼルエンジン１０は、吸気を冷却するインタークーラ２６を、ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ｂと高圧ＥＧＲ通路１６との間の吸気通路１４部分に備えるとともに、吸気を清浄化するエアクリーナ２８を、低圧ＥＧＲ通路１８の上流側の吸気通路１４部分に備える。
【００４２】
さらにまた、ディーゼルエンジン１０は、低圧ＥＧＲ通路１８とエアクリーナ２８との間の吸気通路１４部分に負圧調整弁３０を備えるとともに、高圧ＥＧＲ通路１６とインタークーラ２６との間の吸気通路１４部分にスロットル弁３２とを備える。
【００４３】
負圧調整弁３０は、吸気通路１４のコンプレッサ２０ｂの上流側の圧力を調節する弁であって、その開度量を制御することにより外気の吸気通路１４への流入を調節する。負圧調整弁３０の開度量を調節すると、この弁３０とコンプレッサ２０ｂとの間の吸気通路１４部分の負圧が調節され、その負圧調整により低圧ＥＧＲ通路１８を介して排気通路１２から吸気通路１４に向かって流れる排気ガス量が調節される。
【００４４】
このようなディーゼルエンジン１０の制御装置５０は、図２に示すように、乗員のアクセルペダル踏込み量を検出するアクセル開度センサ５２（この開度量はディーゼルエンジン１０の負荷に対応）と、ディーゼルエンジン１０の回転数を検出するエンジン回転数センサ５４と、パティキュレートフィルタ２２の上流側の圧力を検出するフィルタ上流側圧センサ５６と、該フィルタ５８の下流側の圧力を検出するフィルタ下流側圧センサ５８からの信号に基づいて、高圧ＥＧＲ弁１６ａ、低圧ＥＧＲ弁１８ａ、および燃焼噴射ノズル１０ｂに対して種々の制御を実行するように構成されている。
【００４５】
まず、制御装置５０は、エンジン回転数センサ５４とアクセル開度センサ５２からの信号に基づいて、すなわちエンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｌとに基づいて、ディーゼルエンジン１０の燃焼室１０ａに還流する総ＥＧＲ量（高圧ＥＧＲ通路１６によるＥＧＲ量と低圧ＥＧＲ通路１８によるＥＧＲ量の和）を決定するように構成されている。
【００４６】
具体的には、図３に示すマップによって総ＥＧＲ量を決定する。エンジン回転数Ｎが規定回転数Ｎｐを超える場合、制御装置５０は、ディーゼルエンジン１０の燃焼室１０ａに排気ガスを還流しない（高圧ＥＧＲ弁１６ａと低圧ＥＧＲ弁１８ａとを閉じる。）。このＮｐを超えるエンジン回転数であるときに排気ガスを燃焼室１０ａに還流すると、燃焼室１０ａ内の酸素量が低下して燃焼が弱まり、その回転数での出力を達成できないためである。
【００４７】
エンジン回転数ＮがＮｐを超えず、エンジン負荷Ｌが低い場合、制御装置５０は、高圧ＥＧＲ通路１６のみを介して排気ガスをディーゼルエンジン１０の燃焼室１０ａに還流し（低圧ＥＧＲ弁１８ａを閉じる。）、一方エンジン負荷Ｌが高い場合は低圧ＥＧＲ通路１８のみを介して排気ガスを還流する（高圧ＥＧＲ弁１６ａを閉じる。）。なお、その間のエンジン負荷である場合（過渡領域の場合）、両方のＥＧＲ通路を介して排気ガスを還流する。
【００４８】
説明すると、低圧ＥＧＲ通路１８を介して燃焼室１０ａに還流される排気ガスは、ＥＧＲクーラ１８ｂとインタクーラ２６によって冷却されるため、高圧ＥＧＲ通路１６を介して還流される排気ガスに比べて、その温度は低い、すなわちガス密度が高いので酸素量が多い。したがって、エンジン負荷Ｌが高負荷であるときは、その負荷での出力を達成するために、すなわち燃焼室１０ａ内の酸素量を多くするために低圧ＥＧＲ通路１８を介する排気ガスを燃焼室１０ａに還流する。一方、エンジン負荷Ｌが低負荷であるときは、燃焼室１０ａ内の酸素量が高負荷の場合に比べて少なくてもすむので、高圧ＥＧＲ通路１６を介する排気ガスを燃焼室１０ａに還流する。
【００４９】
高圧ＥＧＲ通路１６または低圧ＥＧＲ通路１８のいずれかによって排気ガスを還流する場合、制御装置５０は、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｌとに基づいて、すなわちディーゼルエンジン１０の出力に基づいて、その総ＥＧＲ量を算出する。言い換えるとその出力を達成できる必要最低限の燃焼室１０ａ内の酸素濃度を算出する。そして、算出した酸素濃度になるようにＥＧＲ弁１６ａおよび／または１８ａの開度量を制御する。これにより、ＮＯｘの発生を抑制しつつ、必要なディーゼルエンジン１０の出力を確保する。
【００５０】
また、制御装置５０は、フィルタ上流側圧センサ５６とフィルタ下流側圧センサ５８とからの信号に基づいて、パティキュレートフィルタ２２の上流側圧と下流側圧との圧力差を算出し、算出した圧力差から該フィルタ２２が捕集している煤量を算出するように構成されている。具体的には、実験的に圧力差と煤の捕集量との関係が求められており、その関係と算出した圧力差からパティキュレートフィルタ２２が捕集している煤量を算出する。
【００５１】
さらに、制御装置５０は、エンジン回転数センサ５４とアクセル開度センサ５２からの信号の変化の履歴に基づいて、すなわちディーゼルエンジン１０の出力の変化の履歴に基づいて、発生したＮＯｘの総量を算出し、その算出した総量のＮＯｘを処理したものとして、ＮＯｘ触媒２４の残りのＮＯｘの処理可能量（処理能力）を算出するように構成されている。
【００５２】
さらにまた、制御装置５０は、本発明に係る制御として、図３に示す低圧ＥＧＲ領域においてエンジン負荷が減少するとき（単位時間あたりの負荷減少量が規定量を超えて減少するとき）、すなわち低圧ＥＧＲ通路１８で排気ガスを還流している状態でディーゼルエンジン１０の負荷が減少するときに、以下の制御を実行する。
【００５３】
説明すると、低圧ＥＧＲ通路１８で排気ガスを還流している状態でディーゼルエンジン１０の負荷が減少すると、その減少先の負荷値に対応する燃焼室１０ａ内酸素濃度値に低下するように低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を大きくするが、この場合、実際には負荷の減少に遅れて燃焼室１０ａ内の酸素濃度は低下する。すなわち、図４（Ａ）のタイムチャートに示すように、燃焼室１０ａ内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒが、エンジン負荷Ｌに基づく目標値Ｃｔに遅れて低下する。この遅れの分、図に示すように、エンジン負荷Ｌが減少した直後に、一時的にＮＯｘの発生量が増加する。
【００５４】
これは、低圧ＥＧＲ弁１８ａから燃焼室１０ａまでの経路が長いために起こることで、燃焼室１０ａ内の酸素濃度Ｃの低下が遅れた分だけ燃焼室１０ａ内の酸素が過剰になり、それに対応して、エンジン負荷が減少した直後において、ＮＯｘの発生量が増加する。
【００５５】
この対処として、制御装置５０は、低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷が減少すると、高圧ＥＧＲ弁１６ａの開度量を一時的に大きくする、または、減少先の負荷値に基づく排気ガスの総ＥＧＲ量を一時的に増量補正するように構成されている。
【００５６】
まず、図４（Ｂ）に示すように、条件としてパテキュレートフィルタ２２の煤捕集量が規定量より少ない場合（煤捕集能力が高い場合）、制御装置５０は、図３の低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷Ｌが減少すると、その減少先の負荷値に対応する燃焼室１０ａ内酸素濃度Ｃに低下するように低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を大きくするとともに（図４（Ａ）と同様）、実値Ｃｒと目標値Ｃｔとが一致して燃焼室１０ａ内の酸素濃度Ｃが低下するように、高圧ＥＧＲ弁１６ａの開度量を一時的に大きくする（高圧ＥＧＲ通路１６によるＥＧＲ量を一時的に増量する。）。すなわち、総ＥＧＲ量に対する低圧ＥＧＲ通路１８によるＥＧＲ量と高圧ＥＧＲ通路１６によるＥＧＲ量との比（配分比）において、高圧ＥＧＲ通路１６の値を一時的に高くする。これにより、図４（Ｂ）に示すように、エンジン負荷が減少した直後において、ＮＯｘ発生量の増加を抑制することができる。
【００５７】
この場合、高圧ＥＧＲ通路１６によるＥＧＲ量が多くなることにより（燃焼室１０ａ内の酸素量が低下することにより）、噴霧混合気の局所リッチ部が生成されて煤の発生量が多くなるものの、パティキュレートフィルタ２２が発生した煤を捕集するため、外部に排出される煤量は抑制される。
【００５８】
一方、条件としてパテキュレートフィルタ２２の煤捕集量が規定量より多く（煤捕集能力が低く）、且つＮＯｘ触媒２４の残りのＮＯｘの処理可能量が多い（ＮＯｘ処理能力が高い）場合、制御装置５０は、低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷Ｌが減少すると、図４（Ｃ）に示すように、その減少先の負荷値に対応する燃焼室１０ａ内酸素濃度Ｃに負荷Ｌに遅れずに低下するように、低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を一時的に増量補正しながら大きくする。言い換えると、減少先の負荷値に基づく排気ガスの総ＥＧＲ量を一時的に増量補正し、それに従い低圧ＥＧＲ弁１８ａを制御する。
【００５９】
排気ガスの総ＥＧＲ量の増量補正量は、エンジン負荷Ｌに基づいて算出される酸素濃度Ｃの目標値Ｃｔの変化率ΔＣｔと、目標値Ｃｔと実値Ｃｒとの偏差Ｄとに基づいて決定される。具体的には、図６に示すような変化率ΔＣｔと増量補正量Ｅａとの関係を表すマップと、図７に示すような偏差Ｄと増量補正量ＥＬａとの関係を表すマップとが実験的に予め作成されており、この２つのマップと変化率ΔＣｔと偏差Ｄとに基づいて、排気ガスの総ＥＧＲ量が増量補正される。
【００６０】
この場合、排気ガスの総ＥＧＲ量の増量補正により、燃焼室１０ａ内の酸素濃度Ｃの低下の遅れ（酸素濃度Ｃの目標値Ｃｒに対する実値Ｃｔの遅れ）は、図４（Ａ）の増量補正しない場合に比べて短くなるものの、図４（Ｂ）に比べては長い。また、エンジン負荷Ｌが減少した直後において、ＮＯｘ発生量の増加量は図４（Ａ）の場合に比べて少ないものの、図４（Ｂ）に比べては多い。これは、図１に示すように、低圧ＥＧＲ弁１８ａから燃焼室１０ａまでの距離が、高圧ＥＧＲ弁１６ａから燃焼室１０ａまでの距離に比べて長いためである。
【００６１】
さらに、条件としてパテキュレートフィルタ２２の煤捕集量が規定量より多く（煤捕集能力が低く）、且つＮＯｘ触媒２４の残りのＮＯｘの処理可能量が少ない（ＮＯｘ処理能力が低い）場合、制御装置５０は、制御装置５０は、図４（Ｄ）に示すように、図４（Ｂ）と同様の制御を、高圧ＥＧＲ弁１６ａと低圧ＥＧＲ弁１８ａに対して実行するとともに、燃料の分割噴射の回数を増加する。
【００６２】
図８は、燃料の分割噴射と、それに伴う発生熱量と、ピストン行程との関係を示している。
【００６３】
制御装置５０は、図８に示すように、燃料噴射ノズル１０ｂを制御して、一回の燃料噴射を主噴射と副噴射とに分割し、その副噴射を主噴射による燃焼の後期に実行し（主噴射の燃焼による発生した熱量がゼロになる前に副噴射の燃焼を開始し）、不完全燃焼の発生を抑制する、すなわち不完全燃焼による煤の発生を抑制する。これにより、パティキュレートフィルタ２２の煤捕集能力が低くても、外部に排出される煤量は抑制される。
【００６４】
ここからは、図４（Ｂ）〜（Ｄ）に示す制御のいずれを実行するかを決定する制御の流れを、図９に示すフローを参照しながら説明する。
【００６５】
まず、図９に示すフローは、ステップＳ１００において低圧ＥＧＲ領域であること、ステップＳ１１０においてエンジン負荷の単位時間あたりの減少量ΔＬが規定量より大きいこと、ステップＳ１２０において燃焼室１０ｂ内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒと目標値Ｃｔとの偏差Ｄが規定値より大きいこと、すなわち低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷が減少したことを検出して開始される。
【００６６】
ステップＳ１３０において、制御装置５０は、パティキュレートフィルタ２２の煤捕集量が規定量より少ないか否かを判定する。少ない場合はステップＳ１４０に進む。そうでない場合はステップＳ１５０に進む。
【００６７】
ステップＳ１４０において、制御装置５０は、高圧ＥＧＲ弁１６ａの開度量を増量し、高圧ＥＧＲ通路１６によるＥＧＲ量を増量する（図４（Ｂ）参照。）。
【００６８】
一方、ステップＳ１３０でパティキュレートフィルタ２２の煤捕集量が多いと判定すると、ステップＳ１５０において、制御装置５０は、ＮＯｘ触媒２４の残りの処理能力が規定能力より大きいか否か、すなわち残りのＮＯｘの処理可能量が規定量より大きいか否かを判定する。大きい場合はステップＳ１６０に進む。そうでない場合はステップＳ１７０に進む。
【００６９】
ステップＳ１６０において、制御装置５０は、低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を増量補正する（図４（Ｃ）参照。）。
【００７０】
一方、ステップＳ１５０でＮＯｘ触媒２４の処理能力が小さいと判定すると、ステップＳ１７０において、制御装置５０は、高圧ＥＧＲ弁１６ａの開度量を増量し、高圧ＥＧＲ通路１６によるＥＧＲ量を増量するとともに、燃料の分割噴射の回数を増加する。
【００７１】
ステップＳ１８０において、制御装置５０は、燃焼室１０ｂ内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒと目標値Ｃｔとの偏差Ｄがほぼゼロであるか否かを判定する。ほぼゼロの場合はステップＳ１９０に進む。そうでない場合はステップＳ１３０に戻る。
【００７２】
ステップＳ１９０において、制御装置５０は、通常の低圧ＥＧＲ領域での制御にリセットする。そして、リターンに進み、スタートに戻る。
【００７３】
本実施形態によれば、低圧ＥＧＲ領域内においてディーゼルエンジン１０の負荷が減少したときに、すぐに燃焼室１０ａ内の酸素濃度を減少することができる。それにより、負荷が減少した直後において、ＮＯｘの発生量が増加することが抑制される。また、それを、パティキュレートフィルタ２２やＮＯｘ触媒２３の状態を考慮して、すなわち外部に排出される煤やＮＯｘの量を抑制して実行できる。
【００７４】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００７５】
例えば、上述の実施形態の場合、図４（Ｃ）に示すタイムチャートに関する制御は、低圧ＥＧＲ領域においてディーゼルエンジン１０の負荷が減少したときに、減少先の負荷値に基づく排気ガスの総ＥＧＲ量を一次的に増量補正し、その増量補正に従い低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を一時的に増量補正しているが、それとともに、または代わって、高圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を増量してもよい。ただし、排気ガスの総ＥＧＲ量が増量補正されているので、高圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量が増量しすぎると、燃焼室１０ａの酸素濃度が大きく低下し、煤が大量に発生することになる。
【００７６】
また、上述の実施形態の制御は、図９にも示すように、ＮＯｘ触媒２４の処理能力を考慮し、燃料を燃焼室１０ａに分割噴射できるディーゼルエンジン１０に対するものであるが、ＮＯｘ触媒を備えず分割噴射を実行しないディーゼルエンジンにも本発明は適用可能である。
【００７７】
この場合、図１０に示すフローのような制御の流れになる。図９に示すフローと異なる点は、ＮＯｘ触媒２４の処理能力を判定するステップ（Ｓ１５０）と、高圧ＥＧＲ弁１６ａの開度量を増量するとともに、副噴射を実行するステップ
（Ｓ１７０）とが存在しない点である。
【００７８】
図１０に示すフローを説明すると、このフローは、ステップＳ３００において低圧ＥＧＲ領域であること、ステップＳ３１０においてエンジン負荷の単位時間あたりの減少量ΔＬが規定量より大きいこと、ステップＳ３２０において燃焼室内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒと目標値Ｃｔとの偏差Ｄが規定値より大きいこと、すなわち低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷が減少したことを検出して開始される。
【００７９】
ステップＳ３３０において、制御装置は、パティキュレートフィルタの煤捕集量が規定量より少ないか否かを判定する。少ない場合はステップＳ３４０に進む。そうでない場合はステップＳ３５０に進む。
【００８０】
ステップＳ３４０において、制御装置は、高圧ＥＧＲ弁の開度量を増量し、高圧ＥＧＲ通路によるＥＧＲ量を増量する。
【００８１】
一方、ステップＳ３３０でパティキュレートフィルタの煤捕集量が多いと判定すると、ステップＳ３５０において、制御装置は、低圧ＥＧＲ弁の開度量を増量補正する。
ステップＳ３６０において、制御装置は、燃焼室内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒと目標値Ｃｔとの偏差Ｄがほぼゼロであるか否かを判定する。ほぼゼロの場合はステップＳ３７０に進む。そうでない場合はステップＳ３３０に戻る。
【００８２】
ステップＳ３７０において、制御装置は、通常の低圧ＥＧＲ領域での制御にリセットする。そして、リターンに進み、スタートに戻る。
【００８３】
さらに、図９の実施形態の制御は、ＮＯｘ触媒を備えず分割噴射を実行できるディーゼルエンジンにおいて、燃費を多少犠牲にしてでもＮＯｘを極力抑えたい場合に、低圧ＥＧＲ弁の開度量を増量する代わりに高圧ＥＧＲ弁の開度量を増量するとともに副噴射を実行してもよい。
【００８４】
この場合、図１１に示すフローのような制御の流れになる。図９に示すフローと異なる点は、ＮＯｘ触媒２４の処理能力を判定するステップ（Ｓ１５０）と、低圧ＥＧＲ弁１８ａの開度量を増量補正するステップ（Ｓ１６０）とが存在しない点である。
【００８５】
図１１に示すフローを説明すると、このフローは、ステップＳ５００において低圧ＥＧＲ領域であること、ステップＳ５１０においてエンジン負荷の単位時間あたりの減少量ΔＬが規定量より大きいこと、ステップＳ５２０において燃焼室内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒと目標値Ｃｔとの偏差Ｄが規定値より大きいこと、すなわち低圧ＥＧＲ領域内においてエンジン負荷が減少したことを検出して開始される。
【００８６】
ステップＳ５３０において、制御装置は、パティキュレートフィルタの煤捕集量が規定量より少ないか否かを判定する。少ない場合はステップＳ５４０に進む。そうでない場合はステップＳ５５０に進む。
【００８７】
ステップＳ５４０において、制御装置は、高圧ＥＧＲ弁の開度量を増量し、高圧ＥＧＲ通路によるＥＧＲ量を増量する。
【００８８】
一方、ステップＳ５３０でパティキュレートフィルタの煤捕集量が多いと判定すると、ステップＳ５５０において、制御装置は、高圧ＥＧＲ弁の開度量を増量するとともに副噴射を実行する。
ステップＳ５６０において、制御装置は、燃焼室内の酸素濃度Ｃの実値Ｃｒと目標値Ｃｔとの偏差Ｄがほぼゼロであるか否かを判定する。ほぼゼロの場合はステップＳ５７０に進む。そうでない場合はステップＳ５３０に戻る。
【００８９】
ステップＳ５７０において、制御装置は、通常の低圧ＥＧＲ領域での制御にリセットする。そして、リターンに進み、スタートに戻る。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上のように、本発明は、排気ターボ過給機と、該過給機のタービンの下流側の排気通路から該過給機のコンプレッサの上流側の吸気通路とを連通して低圧の排気ガスを還流する低圧ＥＧＲ通路と、タービンの上流側の排気通路からコンプレッサの下流側の吸気通路とを連通して高圧の排気ガスを還流する高圧ＥＧＲ通路とを有するエンジンにおいて、低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態でエンジンの負荷が減少したときに、すぐに燃焼室内の酸素濃度を減少させ、ＮＯｘの発生を抑制することができる。したがって、ディーゼルエンジンを搭載した車両の分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【００９１】
１０ 内燃機関（ディーゼルエンジン）
１２ 排気通路
１４ 吸気通路
１６ 高圧ＥＧＲ通路
１８ 低圧ＥＧＲ通路
２０ ターボ過給機
２０ａ タービン
２０ｂ コンプレッサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に配置されたタービンと吸気通路に配置されたコンプレッサとでなる排気ターボ過給機と、前記タービンの下流側の排気通路と前記コンプレッサの上流側の吸気通路とを連通する低圧ＥＧＲ通路と、前記タービンの上流側の排気通路と前記コンプレッサの下流側の吸気通路とを連通する高圧ＥＧＲ通路と、前記低圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する低圧ＥＧＲ量調節手段と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する高圧ＥＧＲ量調節手段と、排気通路に設けられて排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタとを有する圧縮着火式の内燃機関の排気再循環を制御する方法であって、
前記低圧ＥＧＲ量調節手段および高圧ＥＧＲ量調節手段の少なくとも一方を制御して、燃焼室内の酸素濃度を内燃機関の負荷に対応する濃度に制御する酸素濃度制御工程を含み、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御工程として、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より低い場合は、全排気ガス還流量に対する前記低圧ＥＧＲ通路による還流量と前記高圧ＥＧＲ通路による還流量との配分比が所定の比である第１配分比で排気ガスを還流する第１工程を実行し、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より高い場合は、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスを還流する第２工程を実行することを特徴とする内燃機関の排気再循環を制御する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排気再循環を制御する方法であって、
排気ガス中のＮＯｘを処理することにより該ＮＯｘの外部への排出を抑制するＮＯｘ処理装置が備えられている場合において、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力が前記所定捕集能力より低く、かつ前記ＮＯｘ処理装置のＮＯｘ処理能力が所定処理能力より低い場合は、前記酸素濃度制御工程として、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第３配分比で排気ガスを還流する第３工程を実行し、
それとともに、燃料の分割噴射の回数を増加する燃料噴射制御工程を実行することを特徴とする内燃機関の排気再循環を制御する方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の排気再循環を制御する方法であって、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御工程として前記第１工程を実行する場合、該第１工程の実行開始時に、減少先の負荷値に基づく全排気ガス還流量を一時的に増量補正し、その増量補正に従い前記低圧ＥＧＲ量調節手段を制御することを特徴とする内燃機関の排気再循環を制御する方法。
【請求項４】
排気通路に配置されたタービンと吸気通路に配置されたコンプレッサとでなる排気ターボ過給機と、前記タービンの下流側の排気通路と前記コンプレッサの上流側の吸気通路とを連通する低圧ＥＧＲ通路と、前記タービンの上流側の排気通路と前記コンプレッサの下流側の吸気通路とを連通する高圧ＥＧＲ通路と、前記低圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する低圧ＥＧＲ量調節手段と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する高圧ＥＧＲ量調節手段と、排気通路に設けられて排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタとを有する圧縮着火式の内燃機関の排気再循環を制御するシステムであって、
前記低圧ＥＧＲ量調節手段および高圧ＥＧＲ量調節手段の少なくとも一方を制御して、燃焼室内の酸素濃度を内燃機関の負荷に対応する濃度に制御する酸素濃度制御手段と、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力を検出する煤捕集能力検出手段とを有し、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御手段が、
前記煤捕集能力検出手段が検出するパティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より低い場合は、全排気ガス還流量に対する前記低圧ＥＧＲ通路による還流量と前記高圧ＥＧＲ通路による還流量との配分比が所定の比である第１配分比で排気ガスを還流する第１制御を実行し、
前記煤捕集能力検出手段が検出するパティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より高い場合は、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスを還流する第２制御を実行することを特徴とする内燃機関の排気再循環を制御するシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の排気再循環を制御するシステムであって、
排気ガス中のＮＯｘを処理することにより該ＮＯｘの外部への排出を抑制するＮＯｘ処理装置と、
前記ＮＯｘ処理装置の処理能力を検出するＮＯｘ処理能力検出手段と、
燃焼室への燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを有し、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記煤捕集能力検出手段が検出するパティキュレートフィルタの煤捕集能力が前記所定捕集能力より低く、かつ前記ＮＯｘ処理能力検出手段が検出するＮＯｘ処理装置のＮＯｘ処理能力が所定処理能力より低い場合は、前記酸素濃度制御手段は、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第３配分比で排気ガスを還流する第３制御を実行し、
それとともに、前記燃料噴射制御手段が、燃料の分割噴射の回数を増加することを特徴とする内燃機関の排気再循環を制御するシステム。
【請求項６】
請求項４または５に記載の内燃機関の排気再循環を制御するシステムであって、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御手段が前記第１制御を実行する場合、該第１制御の実行開始時に、減少先の負荷値に基づく全排気ガス還流量を一時的に増量補正し、その増量補正に従い前記低圧ＥＧＲ量調節手段を制御することを特徴とする内燃機関の排気再循環を制御するシステム。
【請求項１】
排気通路に配置されたタービンと吸気通路に配置されたコンプレッサとでなる排気ターボ過給機と、前記タービンの下流側の排気通路と前記コンプレッサの上流側の吸気通路とを連通する低圧ＥＧＲ通路と、前記タービンの上流側の排気通路と前記コンプレッサの下流側の吸気通路とを連通する高圧ＥＧＲ通路と、前記低圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する低圧ＥＧＲ量調節手段と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する高圧ＥＧＲ量調節手段と、排気通路に設けられて排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタとを有する圧縮着火式の内燃機関の排気再循環を制御する方法であって、
前記低圧ＥＧＲ量調節手段および高圧ＥＧＲ量調節手段の少なくとも一方を制御して、燃焼室内の酸素濃度を内燃機関の負荷に対応する濃度に制御する酸素濃度制御工程を含み、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御工程として、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より低い場合は、全排気ガス還流量に対する前記低圧ＥＧＲ通路による還流量と前記高圧ＥＧＲ通路による還流量との配分比が所定の比である第１配分比で排気ガスを還流する第１工程を実行し、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より高い場合は、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスを還流する第２工程を実行することを特徴とする内燃機関の排気再循環を制御する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排気再循環を制御する方法であって、
排気ガス中のＮＯｘを処理することにより該ＮＯｘの外部への排出を抑制するＮＯｘ処理装置が備えられている場合において、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力が前記所定捕集能力より低く、かつ前記ＮＯｘ処理装置のＮＯｘ処理能力が所定処理能力より低い場合は、前記酸素濃度制御工程として、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第３配分比で排気ガスを還流する第３工程を実行し、
それとともに、燃料の分割噴射の回数を増加する燃料噴射制御工程を実行することを特徴とする内燃機関の排気再循環を制御する方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の排気再循環を制御する方法であって、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御工程として前記第１工程を実行する場合、該第１工程の実行開始時に、減少先の負荷値に基づく全排気ガス還流量を一時的に増量補正し、その増量補正に従い前記低圧ＥＧＲ量調節手段を制御することを特徴とする内燃機関の排気再循環を制御する方法。
【請求項４】
排気通路に配置されたタービンと吸気通路に配置されたコンプレッサとでなる排気ターボ過給機と、前記タービンの下流側の排気通路と前記コンプレッサの上流側の吸気通路とを連通する低圧ＥＧＲ通路と、前記タービンの上流側の排気通路と前記コンプレッサの下流側の吸気通路とを連通する高圧ＥＧＲ通路と、前記低圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する低圧ＥＧＲ量調節手段と、前記高圧ＥＧＲ通路に設けられて該通路を通過する排気ガスの還流量を調節する高圧ＥＧＲ量調節手段と、排気通路に設けられて排気ガス中の煤を捕集するパティキュレートフィルタとを有する圧縮着火式の内燃機関の排気再循環を制御するシステムであって、
前記低圧ＥＧＲ量調節手段および高圧ＥＧＲ量調節手段の少なくとも一方を制御して、燃焼室内の酸素濃度を内燃機関の負荷に対応する濃度に制御する酸素濃度制御手段と、
前記パティキュレートフィルタの煤捕集能力を検出する煤捕集能力検出手段とを有し、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御手段が、
前記煤捕集能力検出手段が検出するパティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より低い場合は、全排気ガス還流量に対する前記低圧ＥＧＲ通路による還流量と前記高圧ＥＧＲ通路による還流量との配分比が所定の比である第１配分比で排気ガスを還流する第１制御を実行し、
前記煤捕集能力検出手段が検出するパティキュレートフィルタの煤捕集能力が所定捕集能力より高い場合は、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第２配分比で排気ガスを還流する第２制御を実行することを特徴とする内燃機関の排気再循環を制御するシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の排気再循環を制御するシステムであって、
排気ガス中のＮＯｘを処理することにより該ＮＯｘの外部への排出を抑制するＮＯｘ処理装置と、
前記ＮＯｘ処理装置の処理能力を検出するＮＯｘ処理能力検出手段と、
燃焼室への燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを有し、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記煤捕集能力検出手段が検出するパティキュレートフィルタの煤捕集能力が前記所定捕集能力より低く、かつ前記ＮＯｘ処理能力検出手段が検出するＮＯｘ処理装置のＮＯｘ処理能力が所定処理能力より低い場合は、前記酸素濃度制御手段は、前記第１配分比よりも高圧ＥＧＲ通路による還流量の割合が高い第３配分比で排気ガスを還流する第３制御を実行し、
それとともに、前記燃料噴射制御手段が、燃料の分割噴射の回数を増加することを特徴とする内燃機関の排気再循環を制御するシステム。
【請求項６】
請求項４または５に記載の内燃機関の排気再循環を制御するシステムであって、
前記低圧ＥＧＲ通路で排気ガスを還流している状態で内燃機関の負荷が減少するときに、
前記酸素濃度制御手段が前記第１制御を実行する場合、該第１制御の実行開始時に、減少先の負荷値に基づく全排気ガス還流量を一時的に増量補正し、その増量補正に従い前記低圧ＥＧＲ量調節手段を制御することを特徴とする内燃機関の排気再循環を制御するシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２０３２８２（Ｐ２０１０−２０３２８２Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４７８２７（Ｐ２００９−４７８２７）
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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