JP2007002689A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ポスト噴射を実行する内燃機関において、エンジンオイルの希釈状態を精度良く推定でき、それにより、オイルダイリューション量を適切に制御することができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】 燃料を燃焼室3cに噴射するインジェクタ6を有する内燃機関3において、検出された内燃機関3の運転状態(エンジン回転数NE、アクセル開度AP)に基づいて、内燃機関3の膨張行程中または排気行程中にインジェクタ6から燃料を噴射するポスト噴射を実行し(ステップ7、8)、ポスト噴射された燃料によって希釈されたエンジンオイルの希釈量QAODを算出し(ステップ35)、エンジンオイルから蒸発した燃料の蒸発量QVAFを算出し(ステップ39)、算出されたエンジンオイル希釈量QAODおよび燃料蒸発量QVAFに基づいて、エンジンオイルの希釈状態QODを推定する(ステップ40、41)。
【選択図】 図4
【解決手段】 燃料を燃焼室3cに噴射するインジェクタ6を有する内燃機関3において、検出された内燃機関3の運転状態(エンジン回転数NE、アクセル開度AP)に基づいて、内燃機関3の膨張行程中または排気行程中にインジェクタ6から燃料を噴射するポスト噴射を実行し(ステップ7、8)、ポスト噴射された燃料によって希釈されたエンジンオイルの希釈量QAODを算出し(ステップ35)、エンジンオイルから蒸発した燃料の蒸発量QVAFを算出し(ステップ39)、算出されたエンジンオイル希釈量QAODおよび燃料蒸発量QVAFに基づいて、エンジンオイルの希釈状態QODを推定する(ステップ40、41)。
【選択図】 図4
Description
本発明は、ディーゼルエンジンなどにおいて、膨張行程中または排気行程中に燃料を燃焼室に噴射する内燃機関の制御装置に関する。
従来、この種のディーゼルエンジンの制御装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。このディーゼルエンジン(以下「エンジン」という)の吸気管には、燃焼室内にスワールを発生させるスワール制御弁が、排気管には、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタが、それぞれ設けられている。この制御装置では、エンジンの燃焼に必要な燃料に加えて、膨張行程中または排気行程中に燃料を燃焼室に噴射するポスト噴射が適宜、実行される。このポスト噴射により、未燃燃料を排ガス中に含ませ、フィルタなどで燃焼させることにより、フィルタの温度を上昇させ、フィルタに堆積したPMを燃焼させることによって、フィルタが再生される。
また、このようなポスト噴射を実行すると、排気行程中に燃焼室にポスト噴射された燃料の一部が、燃焼室から排出されずに、シリンダの壁面などに付着し、エンジンオイルに混入することによって、オイルダイリューションが生じる。このため、この従来の制御装置では、ポスト噴射の実行中に、上記スワール制御弁を制御し、スワールを発生させることによって、ポスト噴射された燃料の気化を促進し、それにより、シリンダ壁面への燃料の付着を抑制するようにしている。
上述したように、従来の制御装置では、ポスト噴射を実行する際にスワールを発生させる。しかし、スワールは、エンジンの吸気動作に伴って発生するものであるので、その後にポスト噴射が行われる膨張・排気行程中には、スワールが弱められることによって、ポスト噴射された燃料の気化を十分には促進できないため、オイルダイリューションを確実に防止できるとは限らない。このため、内燃機関の潤滑などのエンジンオイルの機能を確保できなくなるおそれがある。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ポスト噴射を実行する内燃機関において、エンジンオイルの希釈状態を精度良く推定でき、それにより、オイルダイリューション量を過大にならないように適切に制御することが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。
上記の目的を達成するため、請求項1に係る内燃機関の制御装置1は、燃料を燃焼室3cに噴射するインジェクタ6を有する内燃機関3において、内燃機関3の運転状態(実施形態における(以下、本項において同じ)エンジン回転数NE、アクセル開度AP)を検出する運転状態検出手段(クランク角センサ11、ECU2、アクセル開度センサ15)と、検出された内燃機関3の運転状態に基づいて、内燃機関3の膨張行程中または排気行程中にインジェクタ6から燃料を噴射するポスト噴射を実行するポスト噴射制御手段(ECU2、ステップ7、8)と、ポスト噴射された燃料によって希釈されたエンジンオイルの希釈量(オイルダイリューション発生量QAOD)を算出するエンジンオイル希釈量算出手段(ECU2、ステップ35)と、エンジンオイルから蒸発した燃料の蒸発量QVAFを算出する燃料蒸発量算出手段(ECU2、ステップ39)と、算出されたエンジンオイル希釈量および燃料蒸発量QVAFに基づいて、エンジンオイルの希釈状態(オイルダイリューション量QOD)を推定するエンジンオイル希釈状態推定手段(ECU2、ステップ40、41)と、を備えることを特徴とする。
この内燃機関の制御装置によれば、ポスト噴射制御手段によって、膨張行程中または排気行程中に燃料を燃焼室に噴射するポスト噴射が、検出された内燃機関の運転状態に基づいて実行され、ポスト噴射した燃料により希釈されたエンジンオイルの希釈量が、エンジンオイル希釈量算出手段によって算出される。また、エンジンオイルから蒸発した燃料の蒸発量が、燃料蒸発量算出手段によって算出され、算出した燃料蒸発量およびエンジンオイル希釈量に基づき、エンジンオイルの希釈状態が、エンジンオイル希釈状態推定手段によって推定される。
ポスト噴射された燃料の一部は、内燃機関のシリンダ壁面に付着し、その後、エンジンオイルに混入し、これを希釈する。また、そのように混入した燃料は、ポスト噴射を実行しないその後の通常の運転時には、エンジンオイルから蒸発する。したがって、上記のように、エンジンオイル希釈量および燃料蒸発量に基づいて、エンジンオイルの希釈状態を推定することによって、この推定を精度良く行うことができる。したがって、例えば、このように精度良く推定されたエンジンオイルの希釈状態に応じて内燃機関を制御することによって、オイルダイリューション量を過大にならないように適切に制御することが可能になる。
前記目的を達成するため、請求項2に係る内燃機関の制御装置1は、燃料を燃焼室3cに噴射するインジェクタ6を有する内燃機関3において、内燃機関の運転状態(実施形態における(以下、本項において同じ)エンジン回転数NE、アクセル開度AP)を検出する運転状態検出手段(クランク角センサ11、ECU2、アクセル開度センサ15)と、検出された内燃機関3の運転状態に基づいて、内燃機関3の膨張行程中または排気行程中にインジェクタ6から噴射される燃料量であるポスト噴射量QPOSTを算出するポスト噴射量算出手段(ECU2、ステップ7)と、エンジンオイルの希釈状態(オイルダイリューション量QOD)を推定または検出するエンジンオイル希釈状態検出手段(ECU2、ステップ40、41)と、推定または検出されたエンジンオイルの希釈状態に応じて、ポスト噴射量算出手段により算出されたポスト噴射量QPOSTを低減するポスト噴射量低減手段(ECU2、ステップ22〜25、ステップ3)と、を備えることを特徴とする。
この内燃機関の制御装置によれば、ポスト噴射量算出手段によって、検出された内燃機関の運転状態に基づいてポスト噴射量が算出され、エンジンオイル希釈状態検出手段によって、エンジンオイルの希釈状態が推定または検出される。また、そのように推定または検出したエンジンオイルの希釈状態に応じ、ポスト噴射量が、ポスト噴射量低減手段によって低減される。このように、エンジンオイルの希釈状態に応じてポスト噴射量を低減するので、例えば、オイルダイリューション量が比較的大きいときに、ポスト噴射を禁止することによって、オイルダイリューション量を、エンジンオイルの所期の機能を維持できるようなレベルに制御することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置1、およびこれを適用した内燃機関3を示している。この内燃機関(以下「エンジン」という)3は、車両(図示せず)に搭載された、例えば4気筒タイプのディーゼルエンジンである。
エンジン3のピストン3aとシリンダヘッド3bの間には、燃焼室3cが形成されている。シリンダヘッド3bには、吸気管4および排気管5がそれぞれ接続されるとともに、燃料噴射弁(以下「インジェクタ」という)6が、燃焼室3cに臨むように取り付けられている。
インジェクタ6は、燃焼室3cの天壁中央部に配置されており、コモンレールを介して、高圧ポンプおよび燃料タンク(いずれも図示せず)に順に接続されている。燃料タンクの燃料は、高圧ポンプによって、高圧に昇圧された後、コモンレールを介してインジェクタ6に送られ、インジェクタ6から燃焼室3cに噴射される。また、インジェクタ6の燃料噴射量QINJおよび噴射時期は後述するECU2によって設定され、インジェクタ6の開弁時間および開弁タイミングは、ECU2からの駆動信号によって、設定した燃料噴射量QINJおよび噴射時期が得られるように制御される。
エンジン3のクランクシャフト3dには、マグネットロータ11aが取り付けられており、このマグネットロータ11aとMREピックアップ11bによって、クランク角センサ11(運転状態検出手段)が構成されている。クランク角センサ11は、クランクシャフト3dの回転に伴い、パルス信号であるCRK信号およびTDC信号をECU2に出力する。
CRK信号は、所定のクランク角(例えば30゜)ごとに出力される。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを求める。TDC信号は、各シリンダのピストン3aが吸気行程開始時のTDC(上死点)付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、4気筒タイプの本例では、クランク角180゜ごとに出力される。
排気管5には、上流側から順に、酸化触媒7およびフィルタ8が設けられている。酸化触媒7は、排ガス中のHCおよびCOを酸化し、排ガスを浄化する。フィルタ8は、排ガス中の煤などのパティキュレート(以下「PM」という)を捕集することによって、大気中に排出されるPMを低減する。また、フィルタ8の表面には、酸化触媒7と同様の触媒(図示せず)が担持されている。
さらに、排気管5のフィルタ8のすぐ上流側には、排ガス温度センサ12が設けられている。排ガス温度センサ12は、フィルタ8のすぐ上流側の排ガスの温度(以下「フィルタ前ガス温度」という)TDPFGを検出し、その検出信号をECU2に出力する。
ECU2には、水温センサ13、油温センサ14およびアクセル開度センサ15(運転状態検出手段)から、エンジン3の本体内を循環する冷却水の温度(以下「エンジン水温」という)TWを表す検出信号が、エンジン3の潤滑などを行うエンジンオイルの温度(以下「油温」という)TOILを表す検出信号が、およびアクセルペダル(図示せず)の操作量(以下「アクセル開度」という)APを表す検出信号が、それぞれ出力される。また、ECU2には、DPFランプ21が接続されている。
ECU2は、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROMなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種のセンサ11〜15からの検出信号はそれぞれ、I/OインターフェースでA/D変換や整形がなされた後、CPUに入力される。
CPUは、これらの入力信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン3の運転状態を判別し、判別した運転状態に応じ、ポスト噴射を含むインジェクタ6の燃料噴射制御などを行う。また、本実施形態では、ECU2によって、運転状態検出手段、ポスト噴射制御手段、エンジンオイル希釈量算出手段、燃料蒸発量算出手段、エンジンオイル希釈状態推定手段、ポスト噴射量算出手段、エンジンオイル希釈状態検出手段、およびポスト噴射量低減手段が構成されている。
図2に示すポスト噴射制御処理は、上記のポスト噴射を制御するものであり、TDC信号の入力に同期して実行される。このポスト噴射は、フィルタ8に堆積したPMが大きくなったときに、排圧の上昇によるエンジン3の出力の低下や燃費の悪化を防止すべく、フィルタ8を再生するために行うものであり、膨張行程中または排気行程中にインジェクタ6から燃料を燃焼室3cに噴射することにより、未燃燃料を排ガス中に含ませ、酸化触媒7などで燃焼させ、フィルタ8に堆積したPMを燃焼させることによって、フィルタ8の再生が行われる。
まず、ステップ1(「S1」と図示。以下同じ)では、フィルタ8に堆積したPMの堆積量(以下「PM堆積量」という)SQPMDPFを算出する。具体的には、エンジン回転数NEおよび燃料噴射量QINJに応じ、PM排出量マップ(図示せず)を検索することによって、エンジン3から排出されたPMの排出量を算出する。この燃料噴射量QINJは、エンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じ、マップ(図示せず)を検索することなどによって算出される。次いで、フィルタ前ガス温度TDPFGに基づき、テーブル(図示せず)を検索することによって、フィルタ8で燃焼されたPMの燃焼量を算出する。そして、求めたPM排出量からPM燃焼量を減算することによって、1TDC当たりのPM堆積量を算出し、この1TDC当たりのPM堆積量をPM堆積量SQPMDPFの前回値に加算することによって、今回のPM堆積量SQPMDPFを算出する。
なお、PM堆積量SQPMDPFは、後述するようにフィルタ8の再生が完了したときに値0にリセットされるものであり、したがって、その時点においてフィルタ8に堆積しているPMの堆積量を表す。
次いで、ポスト噴射実行中フラグF_POSTONが「1」であるか否かを判別する(ステップ2)。この答がNOのとき、すなわち、ポスト噴射の実行中でないときには、実行条件成立フラグF_POSTOKが「1」であるか否かを判別する(ステップ3)。この実行条件成立フラグF_POSTOKは、後述する実行条件判定処理において、オイルダイリューション(以下「O/D」という)に関するポスト噴射の実行条件が成立しているときに、「1」にセットされるものである。
上記ステップ3の答がNOで、O/Dに関する実行条件が成立していないときには、ポスト噴射を実行しないものとして、そのまま本処理を終了する。一方、上記ステップ3の答がYESのときには、前記ステップ1で算出したPM堆積量SQPMDPFが所定のしきい値PMREF(例えば9g)よりも大きいか否かを判別する(ステップ4)。この答がNOのときには、フィルタ8におけるPMの堆積量がまだ少ないため、ポスト噴射を実行しないものとして、本処理を終了する。
一方、上記ステップ4の答がYESで、PM堆積量SQPMDPFがしきい値PMREFよりも大きくなったときには、フィルタ8を再生するためにポスト噴射を開始するものとして、ポスト噴射実行中フラグF_POSTONを「1」にセットし(ステップ5)、ステップ6に進む。一方、上記ステップ2の答がYESで、すでにポスト噴射の実行中であるときには、ステップ3〜5をスキップし、ステップ6に進む。
このステップ6では、PM堆積量SQPMDPFが判定値POSTFINよりも大きいか否かを判別する。この判定値POSTFINは、値0に近い小さな所定値に設定されている。この答がYESのときには、ステップ7および8において、ポスト噴射量QPOSTおよびポスト噴射時期TPOSTをそれぞれ算出した後、本処理を終了する。
ポスト噴射量QPOSTは、次のようにして算出される。すなわち、まず、エンジン回転数NEおよび燃料噴射量QINJに応じ、マップ(図示せず)を検索することによって基本ポスト噴射量を算出し、フィルタ前ガス温度TDPFGが目標温度(例えば600℃)になるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによってフィードバック補正項を算出する。次いで、算出した基本ポスト噴射量をフィードバック補正項で補正することによって、ポスト噴射量QPOSTが算出される。また、ポスト噴射時期TPOSTは、ポスト噴射量QPOSTなどに応じて算出される。そして、これらのポスト噴射量QPOSTおよびポスト噴射時期TPOSTに基づくポスト噴射が行われることによって、フィルタ前ガス温度TDPFGが目標温度になるように制御され、それにより、フィルタ8の溶損を防止しながら、フィルタ8が再生される。
一方、前記ステップ6の答がNOで、PM堆積量SQPMDPFが判定値POSTFIN以下になったときには、ポスト噴射の実行によって、フィルタ8に堆積したPMが十分に燃焼し、再生が完了したとして、ポスト噴射を終了し、ポスト噴射実行中フラグF_POSTONを「0」にリセットする(ステップ9)。次いで、PM堆積量SQPMDPFを値0にリセットし(ステップ10)、本処理を終了する。
図3は、O/Dに関するポスト噴射の実行条件が成立しているか否かを判定する実行条件判定処理を示しており、この処理は、所定時間(例えば20msec)ごとに実行される。まず、ステップ21では、実行条件成立フラグF_POSTOKが「1」であるか否かを判別する。この答がYESで、O/Dに関する実行条件が成立しているときには、O/D量QODが所定の第1しきい値QREF1(例えば10wt%相当)よりも大きいか否かを判別する(ステップ22)。この答がNOのときには、そのまま本処理を終了する。このO/D量QODは、エンジンオイルに実際に混入している燃料の量を表すものであり、後述するQOD算出処理において算出される。
一方、上記ステップ22の答がYESで、O/D量QODが第1しきい値QREF1よりも大きくなったときには、O/D量QODが増大し、過大になるのを防止するために、ポスト噴射を実行しないものとし、その実行条件が成立していないことを表すために、実行条件成立フラグF_POSTOKを「0」にセットし(ステップ23)、本処理を終了する。
一方、上記ステップ21の答がNOで、実行条件が成立していないときには、O/D量QODが上記第1しきい値QREF1よりも小さな所定の第2しきい値QREF2(例えば8wt%相当)よりも小さいか否かを判別する(ステップ24)。この答がNOのときには、そのまま本処理を終了する。
一方、上記ステップ24の答がYESで、O/D量QODが第2しきい値QREF2よりも小さくなったときには、ポスト噴射を実行しても、O/D量QODが過大になるおそれがないとして、O/Dに関する実行条件が成立していると判定する。そして、実行条件成立フラグF_POSTOKを「1」にセットし(ステップ25)、本処理を終了する。
以上のように、ポスト噴射の実行が許可されている状態で、O/D量QODが第1しきい値QREF1を上回ったときに、実行条件成立フラグF_POSTOKが「0」にセットされ(ステップ23)、ポスト噴射の実行が禁止される。また、その状態で、O/D量QODが第2しきい値QREF2を下回ったときに、F_POSTOKが「1」にセットされ(ステップ25)、ポスト噴射の実行禁止が解除される。
図4は、図3のステップ22などで用いられるO/D量QODを算出するQOD算出処理を示しており、この処理は、TDC信号の入力に同期して実行される。まず、ステップ31では、ポスト噴射実行中フラグF_POSTONが「1」であるか否かを判別する。この答がYESで、ポスト噴射の実行中のときには、以下のステップ32〜35において、O/D発生量QAODを算出する。このO/D発生量QAODは、ポスト噴射された燃料によって希釈された1TDC当たりのエンジンオイルの希釈量、すなわち、ポスト噴射された燃料のうち、燃焼室3cから排出されずに、シリンダ壁面などに付着した後、エンジンオイルに混入する燃料量を表す。
まず、ステップ32では、エンジン回転数NEおよび燃料噴射量QINJに応じ、マップ(図示せず)を検索することによって、O/D率RODを算出する。このO/D率RODは、ポスト噴射された総燃料量に対するエンジンオイルに混入する燃料量の割合を表す。また、上記のマップでは、O/D率RODは、エンジン回転数NEが低いほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン回転数NEが低いほど、ポスト噴射された燃料が気化しにくく、シリンダ壁面に付着しやすいためである。
次いで、エンジン水温TWに応じ、図5に示すKTWテーブルを検索することによって、水温補正係数KTWを算出する(ステップ33)。このKTWテーブルでは、水温補正係数KTWは、エンジン水温TWが低いほど、ポスト噴射された燃料が気化しにくいため、より大きな値に設定されている。
次に、ポスト噴射時期TPOSTに応じ、図6に示すKTPテーブルを検索することによって、噴射時期補正係数KTPを算出する(ステップ34)。このKTPテーブルでは、噴射時期補正係数KTPは、ポスト噴射時期TPOSTが遅角側であるほど、より大きな値に設定されている。これは、ポスト噴射時期TPOSTが遅角側であるほど、すなわち、圧縮上死点に対して遅れるほど、シリンダ内の圧力および温度がより低くなることから、ポスト噴射された燃料が気化しにくく、シリンダ壁面に付着しやすいためである。
次いで、ポスト噴射量QPOST、上記ステップ32〜34で算出されたO/D率ROD、水温補正係数KTWおよび噴射時期補正係数KTPを用い、次式(1)によって、O/D発生量QAODを算出する(ステップ35)。
QAOD←QPOST・ROD・KTW・KTP …… (1)
このように、ポスト噴射量QPOSTに、エンジン回転数NEおよび燃料噴射量QINJに応じて求めたO/D率RODを乗算するとともに、水温補正係数KTWおよび噴射時期補正係数KTPで補正することによって、O/D発生量QAODを適切に算出することができる。
QAOD←QPOST・ROD・KTW・KTP …… (1)
このように、ポスト噴射量QPOSTに、エンジン回転数NEおよび燃料噴射量QINJに応じて求めたO/D率RODを乗算するとともに、水温補正係数KTWおよび噴射時期補正係数KTPで補正することによって、O/D発生量QAODを適切に算出することができる。
一方、前記ステップ31の答がNO(F_POSTON=0)で、ポスト噴射の実行中でないときには、O/D発生量QAODを値0に設定する(ステップ36)。
上記ステップ35または36に続くステップ37〜39では、燃料蒸発量QVAFを算出する。この燃料蒸発量QVAFは、1TDC当たりにエンジンオイルから蒸発する燃料の蒸発量を表す。
まず、ステップ37では、エンジン回転数NEおよび燃料噴射量QINJに応じ、マップ(図示せず)を検索することによって、燃料蒸発率RVAFを算出する。この燃料蒸発率RVAFは、エンジンオイルに混入した総燃料量に対する燃料の蒸発量の割合を表す。また、上記のマップでは、燃料蒸発率RVAFは、エンジン回転数NEが大きいほど、また燃料噴射量QINJが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン回転数NEが大きいほど、また燃料噴射量QINJが大きいほど、エンジン3本体の温度がより高いことから、燃料がエンジンオイルから蒸発しやすいためである。
次いで、油温TOILに応じ、図7に示すKOILテーブルを検索することによって、油温補正係数KOILを算出する(ステップ38)。このKOILテーブルでは、油温補正係数KOILは、油温TOILが高いほど、エンジンオイルから燃料が蒸発しやすいため、より大きな値に設定されている。
次に、そのときに得られているO/D量QOD、上記ステップ37および38でそれぞれ算出された燃料蒸発率RVAFおよび油温補正係数KOILを用い、次式(2)によって燃料蒸発量QVAFを算出する(ステップ39)。
QVAF←QOD・RVAF・KOIL …… (2)
このように、O/D量QODに、エンジン回転数NEおよび燃料噴射量QINJに応じて求めた燃料蒸発率RVAFを乗算するとともに、油温補正係数KOILで補正することによって、燃料蒸発量QVAFを適切に算出することができる。
QVAF←QOD・RVAF・KOIL …… (2)
このように、O/D量QODに、エンジン回転数NEおよび燃料噴射量QINJに応じて求めた燃料蒸発率RVAFを乗算するとともに、油温補正係数KOILで補正することによって、燃料蒸発量QVAFを適切に算出することができる。
次いで、前記ステップ35および39でそれぞれ算出されたO/D発生量QAODと燃料蒸発量QVAFとの差を、今回の1TDC当たりのO/D量ΔQODとして算出する(ステップ40)。次に、そのときのO/D量QODに、算出された1TDC当たりのO/D量ΔQODを加算することによって、O/D量を算出し(ステップ41)、本処理を終了する。
以上の算出方法から明らかなように、算出したO/D量QODは、1TDC当たりのO/D量を表すO/D量ΔQODを積算したものであるので、そのときにエンジンオイルに実際に混入している燃料の量を適切に表す。なお、O/D量QODは、エンジンオイルの交換時に値0にリセットされる。
図8は、上記ステップ41で算出されたO/D量QODに応じて、DPFランプ21の動作を制御するDPFランプ制御処理を示しており、この処理は、所定時間(例えば100msec)ごとに実行される。まず、ステップ51では、O/D量QODが、第3しきい値QREF3よりも大きいか否かを判別する。この第3しきい値QREF3は、前記第1しきい値QREF1と第2しきい値QREF2の間の所定値、例えば9wt%相当に設定されている。
上記ステップ51の答がNOのときには、ランプフラグF_LAONを「0」にセットし(ステップ52)、本処理を終了する。これにより、DPFランプ21は消灯状態に制御される。一方、ステップ51の答がYESで、QOD>QREF3のときには、ランプフラグF_LAONを「1」にセットし(ステップ53)、本処理を終了する。これにより、DPFランプ21を点滅させることによって、運転者に高負荷運転を促す。
高負荷運転中では、排ガスの温度は非常に高く、それにより、フィルタ8が高温状態にあるので、ポスト噴射を実行しなくても、フィルタ8に堆積したPMは燃焼し、フィルタ8が再生される。したがって、上記ステップ51および53により、QOD>QREF3で、O/D量QODが比較的大きいときに、運転者に高負荷運転を促し、実行させることによって、PM堆積量SQPMDPFが前記しきい値PMREFを上回りにくくなり、それにより、ポスト噴射の実行頻度が低減されるので、O/D量QODが過大になるのを回避することが可能になる。
以上のように、本実施形態によれば、1TDC当たりのエンジンオイルの希釈量を表すO/D発生量QAODと、1TDC当たりのエンジンオイルからの燃料蒸発量QVAFを算出し、両者の差を1TDC当たりのO/D量ΔQODとして算出するとともに、さらにその積算値をO/D量QODとして算出するので、このO/D量QODによって、エンジンオイルの希釈状態を精度良く推定することができる。また、O/D量QODが第1しきい値QREF1よりも大きいときには、ポスト噴射の実行を禁止するので、O/D量QODを過大にならないように適切に制御でき、エンジンオイルの所期の機能を維持することができる。さらに、ポスト噴射の実行の禁止中に、O/D量QODが第2しきい値QREF2よりも小さくなったときには、この禁止を解除するので、ポスト噴射を過不足なく行うことができ、それにより、フィルタ8を適切に再生することができる。
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、エンジンオイルの希釈状態を、エンジン3の運転状態およびポスト噴射量QPOSTに応じて算出したO/D量QODによって推定しているが、例えば、センサによってエンジンオイルの希釈状態を検出してもよい。また、実施形態では、ポスト噴射を、フィルタ8を再生するために実行しているが、これに限らず、他の目的、例えば、排ガス中のNOxを捕捉するNOx捕捉材に捕捉されたNOxを還元するために実行するものでもよい。
さらに、実施形態では、O/D量QOD>第1しきい値QREF1のときに、ポスト噴射の実行を禁止しているが、ポスト噴射の実行を禁止せずに、例えば、前記ステップ4で用いられるしきい値PMREFを、通常時よりも大きな値にもち替え、それにより、ポスト噴射の実行頻度を低減するようにしてもよい。また、ポスト噴射に加えて、ポスト噴射を用いずにフィルタ8を再生する他の再生手段を有する場合には、O/D量QODが大きくなったときに、この再生手段による再生を優先して行うようにしてもよい。また、実施形態は、本発明をディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジン以外の各種のエンジン、例えば、ガソリンエンジンやクランク軸を鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンに適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
1 制御装置
2 ECU(運転状態検出手段、ポスト噴射制御手段、エンジンオイル希釈量
算出手段、燃料蒸発量算出手段、エンジンオイル希釈状態推定手
段、ポスト噴射量算出手段、エンジンオイル希釈状態検出手段、
ポスト噴射量低減手段)
3 エンジン
3c 燃焼室
6 インジェクタ
11 クランク角センサ(運転状態検出手段)
15 アクセル開度センサ(運転状態検出手段)
NE エンジン回転数(内燃機関の運転状態)
AP アクセル開度(内燃機関の運転状態)
QAOD O/D発生量(エンジンオイルの希釈量)
QVAF 燃料蒸発量
QOD O/D量(エンジンオイルの希釈状態)
QPOST ポスト噴射量
2 ECU(運転状態検出手段、ポスト噴射制御手段、エンジンオイル希釈量
算出手段、燃料蒸発量算出手段、エンジンオイル希釈状態推定手
段、ポスト噴射量算出手段、エンジンオイル希釈状態検出手段、
ポスト噴射量低減手段)
3 エンジン
3c 燃焼室
6 インジェクタ
11 クランク角センサ(運転状態検出手段)
15 アクセル開度センサ(運転状態検出手段)
NE エンジン回転数(内燃機関の運転状態)
AP アクセル開度(内燃機関の運転状態)
QAOD O/D発生量(エンジンオイルの希釈量)
QVAF 燃料蒸発量
QOD O/D量(エンジンオイルの希釈状態)
QPOST ポスト噴射量
Claims (2)
- 燃料を燃焼室に噴射するインジェクタを有する内燃機関において、
当該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された内燃機関の運転状態に基づいて、前記内燃機関の膨張行程中または排気行程中に前記インジェクタから燃料を噴射するポスト噴射を実行するポスト噴射制御手段と、
当該ポスト噴射された燃料によって希釈されたエンジンオイルの希釈量を算出するエンジンオイル希釈量算出手段と、
前記エンジンオイルから蒸発した燃料の蒸発量を算出する燃料蒸発量算出手段と、
前記算出されたエンジンオイル希釈量および燃料蒸発量に基づいて、前記エンジンオイルの希釈状態を推定するエンジンオイル希釈状態推定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 燃料を燃焼室に噴射するインジェクタを有する内燃機関において、
当該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された内燃機関の運転状態に基づいて、前記内燃機関の膨張行程中または排気行程中に前記インジェクタから噴射される燃料量であるポスト噴射量を算出するポスト噴射量算出手段と、
エンジンオイルの希釈状態を推定または検出するエンジンオイル希釈状態検出手段と、
当該推定または検出されたエンジンオイルの希釈状態に応じて、前記ポスト噴射量算出手段により算出されたポスト噴射量を低減するポスト噴射量低減手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
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