JP2008231951A - エンジンの排気温度推定装置及びエンジンの排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ターボチャージャ12を備えるエンジン1において、ターボチャージャ12のコンプレッサ12aよりも下流の吸気圧力(ブースト圧力Pbst)を検出するとともに、ターボチャージャ12のタービン12bの回転速度(タービン回転数Nt)、及びエンジン1に供給される燃料の流量(燃料流量Gf)を検出し、検出したブースト圧力Pbst、タービン回転数Nt及び燃料流量Gfに基づいて、エンジン1の排気温度Testを算出する。
【選択図】 図4
Description
本発明は、以上の問題に考慮したエンジンの排気温度推定装置及びエンジンの排気浄化装置を提供するものである。
図1は、本発明の一実施形態に係る排気温度推定装置を備えるエンジン1の構成を示している。本実施形態において、排気温度推定装置の「演算ユニット」及び排気浄化装置の「制御ユニット」としての機能は、エンジン1のコントロールユニット101に兼備させている。エンジン1は、ディーゼルエンジンであり、トラック等の車両の駆動源を構成する。
排気通路31には、マニホールド部の下流にターボチャージャ12のタービン12bが設置されており、排気によりタービン12bが駆動されることで、シャフト(図中、点線により示す。)を介してコンプレッサホイールが回転し、コンプレッサ12aが作動する。タービン12bの下流には、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)32が介装されている。DPF32は、セラミックからなるハニカムフィルタ担体(以下、単に「フィルタ担体」という。)321を内蔵しており、このフィルタ担体321により排気中のパティキュレートを捕集する。フィルタ担体321におけるパティキュレートの堆積が進むと、これに伴って排気の有効通路面積が減少し、圧損が増大するので、堆積しているパティキュレートを燃焼させ、DPF32を再生させることが必要である。本実施形態では、フィルタ担体321の上流に酸化触媒322を設置し、この酸化触媒322により排気中の一酸化窒素を二酸化窒素に転換させて、フィルタ担体321に二酸化窒素を供給することとしている。二酸化窒素は、酸化反応性の高いことが知られており、比較的に低い温度条件下にあってもパティキュレートを燃焼させることができる。本実施形態では、フィルタ担体321と酸化触媒322とを1つの筐体に内蔵し、いわゆる連続再生式のDPF32を構成している。なお、DPFは、連続再生式のものに限らず、間欠再生式のものであってもよい。この間欠再生式のDPFは、パティキュレートの堆積量を推定し、この堆積量が一定の量に達したときにパティキュレートを燃焼させるための制御を行うものである。たとえば、通常運転時におけるよりも空気過剰率を低下させるとともに、ポスト噴射等の排気昇温制御を実施することで、熱負荷を抑制しつつ、堆積しているパティキュレートを燃焼させることができる。
S102では、読み込んだ運転状態パラメータに基づいて、エンジン1に対するメイン噴射による燃料供給量Qfを算出する。
S105では、排気温度Testを推定する。排気温度の推定は、このS105のサブルーチンとして構成される排気温度推定ルーチン(図4)において、ブースト圧力Pbst、吸気圧力Pint及びタービン回転数Ntに基づいて算出される。この排気温度推定ルーチンの説明については、後述する。
S107では、排気温度Texh(故障判定の結果に応じ、検出排気温度Texh又は推定排気温度Test)が予め設定された再生可否判定用の閾値Trgn以上であるか否かを判定する。Trgn以上であるときは、S110へ進み、Trgnに満たないときは、ポスト噴射によりDPF32内の温度を上昇させるため、S108へ進む。
S109では、ポスト噴射の実施のため、算出されたポスト噴射量Qpをインジェクタ21の駆動回路に設定する。
図3は、本実施形態に係る故障診断ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、エンジン1の始動後、一定の時間が経過していることを条件に、所定の時間毎に実行される。このルーチンにより、「故障検出手段」としての機能が実現され、故障判定フラグFdgnが設定される。
S202では、排気温度センサ41からの出力電圧Eを読み込む。
S203では、読み込んだ出力電圧Eが、所定の値Esll,Eslhを夫々下限及び上限とする正常判定領域にあるか否かを判定する。正常判定領域にあるときは、排気温度センサ41は正常であるとして、S204へ進み、正常判定領域にないときは、故障しているか否かの確定的な判定のため、S206へ進む。
S205では、排気温度センサ41は正常であるとして、故障判定フラグFdgnを0に設定する。
S206では、判定確定用のカウンタの値CNTを1だけ増加させる。
S207では、増加後のカウンタの値CNTが所定の値CNTslに達したか否かを判定する。達したときは、S208へ進み、達していないうちは、このルーチンを終了して、診断に関する判定を保留する。
図4は、本実施形態に係る排気温度推定ルーチンのフローチャートである。既述の通り、このルーチンは、基本ルーチン(図2)におけるS105のサブルーチンとして構成される。このルーチンにより、推定排気温度Testが算出される。
S302では、吸気圧力センサ42により検出される、過給前の吸入空気の圧力(吸気圧力)Pintを読み込む。
S303では、回転速度センサ45により検出されるタービン回転数Ntを読み込む。
本実施形態において、排気温度センサ41が正常に動作しており、故障判定フラグFdgnが0に設定されている間が「第1の作動期間」に相当し、この間においては、排気昇温制御に検出排気温度Texhが用いられる。他方、排気温度センサ41の故障が検出され、故障判定フラグFdgnが1に設定されている間が「第2の作動期間」に相当し、この間においては、排気昇温制御に推定排気温度Testが用いられる。
本実施形態では、ターボチャージャ12のコンプレッサ12aよりも下流の吸気圧力であるブースト圧力Pbst、タービン12bの回転速度であるタービン回転数Nt、及びエンジン1に供給される燃料の流量Gfに基づいてエンジン1の排気温度Texh(=Test)を算出することとしたので、排気温度センサ41の故障時において、算出した推定排気温度Testに基づいて排気温度を制御し、DPF32の再生機能を維持することができ、パティキュレートの過剰な堆積による燃費の悪化を回避するとともに、フィルタ担体321に対する熱負荷を抑制することができる。
Claims (8)
- ターボチャージャを備えるエンジンの排気温度を推定する装置であって、
前記ターボチャージャのコンプレッサよりも下流の吸気圧力を第1の吸気圧力として検出する第1の圧力センサと、
前記ターボチャージャのタービンの回転速度を検出する回転速度センサと、
エンジンに供給される燃料の流量を検出するための手段と、
前記第1の圧力センサにより検出された第1の吸気圧力、前記回転速度センサにより検出されたタービンの回転速度、及び前記流量検出手段により検出された燃料流量に基づいて、エンジンの排気温度を算出する演算ユニットと、を含んで構成されるエンジンの排気温度推定装置。 - 前記演算ユニットは、前記第1の吸気圧力と吸入空気の流量との、前記タービンの回転速度に応じた関係が予め記憶された記憶部を有し、前記検出された第1の吸気圧力及び前記検出されたタービンの回転速度に基づいてこの関係により吸入空気の流量を算出するとともに、前記検出された燃料流量及び算出した吸入空気流量に基づいて、前記排気温度を算出する請求項1に記載のエンジンの排気温度推定装置。
- 前記コンプレッサよりも上流の吸気圧力を第2の吸気圧力として検出する第2の圧力センサを更に含んで構成され、
前記演算ユニットは、前記検出された第1の吸気圧力、タービンの回転速度及び燃料流量に加え、前記第2の圧力センサにより検出された第2の吸気圧力に基づいて、前記排気温度を算出する請求項1又は2に記載のエンジンの排気温度推定装置。 - 吸入空気の温度を検出する第1の温度センサを更に含んで構成され、
前記演算ユニットは、前記検出された第1の吸気圧力、タービンの回転速度及び燃料流量に加え、前記第1の温度センサにより検出された吸気温度に基づいて、前記排気温度を算出する請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンの排気温度推定装置。 - ターボチャージャを備えるエンジンの排気温度を推定する装置であって、
吸入空気の流量を検出する第1の流量検出手段と、
エンジンに供給される燃料の流量を検出する第2の流量検出手段と、
エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記第1の流量検出手段により検出された吸入空気流量、前記第2の流量検出手段により検出された燃料流量、及び前記回転速度検出手段により検出されたエンジンの回転速度に基づいて、エンジンの排気温度を算出する排気温度推定手段と、を含んで構成されるエンジンの排気温度推定装置。 - ターボチャージャを備えるエンジンの排気を浄化する装置であって、
排気中のパーティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタと、
請求項1〜5のいずれかに記載の排気温度推定装置と、
前記排気温度推定装置により算出された排気温度に基づいて、前記パティキュレートフィルタに流入する排気の温度を制御する制御ユニットと、を含んで構成されるエンジンの排気浄化装置。 - エンジンの排気温度を検出する第2の温度センサを更に含んで構成され、
前記制御ユニットは、第1の作動期間においては前記第2の温度センサにより検出された排気温度に基づいて、前記第1の作動期間以外の第2の作動期間においては前記算出された排気温度に基づいて、前記パティキュレートフィルタに流入する排気の温度を制御する請求項6に記載のエンジンの排気浄化装置。 - 前記第2の温度センサの故障を検出するための手段を更に含んで構成され、
前記第2の作動期間は、この故障検出手段による故障の検出に応答して定められる期間である請求項7に記載のエンジンの排気浄化装置。
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CN108730055A (zh) * | 2017-04-19 | 2018-11-02 | 三菱电机株式会社 | 内燃机的控制装置 |
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