JP2008240559A

JP2008240559A - Exhaust emission control system for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2008240559A
Application number: JP2007079247A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hashizume; 剛橋詰
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2008-10-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control system for an internal combustion engine, offering technology for suppressing the occurrence of misfire even when opening an EGR valve before opening an exhaust throttle valve. <P>SOLUTION: The exhaust emission control system comprises an exhaust emission control device 10, the exhaust throttle valve 11 on the downstream side of the exhaust emission control device 10, an EGR passage 41 connecting an exhaust passage 4 on the upstream side of the exhaust throttle valve 11 to an intake passage 3, the EGR valve 42, an exhaust throttle valve closing means 13 for reducing the opening of the exhaust throttle valve when recovering the control capability of the exhaust emission control device, a fuel injection valve 8 for injecting fuel into a cylinder 2 of the internal combustion engine 1, an EGR valve opening means 13 for opening the EGR valve 42 after the exhaust throttle valve closing means 13 reduces the opening of the exhaust throttle valve 11 but before the opening of the exhaust throttle valve 11 is greater, and a fuel injection timing advancing means for advancing a timing for injecting fuel from the fuel injection valve 8 when opening the EGR valve 42. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine.

排気絞り弁を閉じた状態でパティキュレートフィルタの再生を行い、このパティキュレートフィルタの再生が完了した後であって排気絞り弁を開く前にＥＧＲ弁を開くことにより、排気絞り弁を開くとき伴って発生する騒音を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−３１５１８９号公報 When the exhaust throttle valve is opened, the particulate filter is regenerated, and after the regeneration of the particulate filter is completed and before the exhaust throttle valve is opened, the EGR valve is opened. There is known a technique for reducing noise generated by the above method (for example, see Patent Document 1).
JP 2005-315189 A

しかし、ＥＧＲ弁を開くときには排気絞り弁よりも上流の排気の圧力が高くなっているため、圧力の低い吸気通路に大量のＥＧＲガスが気筒内に流入する。これにより、気筒内の酸素濃度が低下して失火が起こる虞がある。 However, when the EGR valve is opened, the pressure of the exhaust gas upstream from the exhaust throttle valve is high, so that a large amount of EGR gas flows into the cylinder through the intake passage having a low pressure. As a result, the oxygen concentration in the cylinder may be reduced and misfire may occur.

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気絞り弁を開く前にＥＧＲ弁を開いても失火の発生を抑制することができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and in an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, a technique capable of suppressing the occurrence of misfire even if the EGR valve is opened before the exhaust throttle valve is opened. The purpose is to provide.

上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化システムは、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも下流の排気通路に設けられ該排気通路の通路断面積を調節する排気絞り弁と、
前記排気絞り弁よりも上流の排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、
前記高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調節する高圧ＥＧＲ弁と、
前記排気浄化装置の浄化能力を回復させるときには、回復させないときよりも、前記排気絞り弁の開度を小さくする排気絞り弁閉弁手段と、
前記内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記排気絞り弁閉弁手段が前記排気絞り弁の開度を小さくした後であって該排気絞り弁の開度をそれよりも大きくする前に前記高圧ＥＧＲ弁を開くＥＧＲ弁開弁手段と、
前記ＥＧＲ弁開弁手段により高圧ＥＧＲ弁を開くときは、該高圧ＥＧＲ弁を開かないときと比較して、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を進角させる燃料噴射時期進角手段と、
を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention employs the following means. That is, the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention is:
An exhaust purification device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An exhaust throttle valve that is provided in an exhaust passage downstream of the exhaust purification device and adjusts a cross-sectional area of the exhaust passage;
A high pressure EGR passage connecting an exhaust passage upstream of the exhaust throttle valve and an intake passage of the internal combustion engine;
A high-pressure EGR valve that adjusts a cross-sectional area of the high-pressure EGR passage;
When recovering the purification ability of the exhaust purification device, an exhaust throttle valve closing means for reducing the opening of the exhaust throttle valve than when not recovering;
A fuel injection valve for injecting fuel into the cylinder of the internal combustion engine;
EGR valve opening means for opening the high-pressure EGR valve after the exhaust throttle valve closing means reduces the opening of the exhaust throttle valve and before increasing the opening of the exhaust throttle valve;
A fuel injection timing advance means for advancing the fuel injection timing from the fuel injection valve when the high pressure EGR valve is opened by the EGR valve opening means, compared to when the high pressure EGR valve is not opened;
It is characterized by providing.

つまり、排気浄化装置の浄化能力を回復させるときに排気絞り弁が閉じられる。その後排気絞り弁を開く前にＥＧＲ弁が開かれる。排気絞り弁を開く前にＥＧＲ弁を開くことにより、排気がＥＧＲ通路を流れて吸気通路へ流入するため、排気絞り弁よりも上流側の排気通路内の圧力を減少させることができる。 That is, the exhaust throttle valve is closed when the purification capability of the exhaust purification device is restored. Thereafter, the EGR valve is opened before the exhaust throttle valve is opened. By opening the EGR valve before opening the exhaust throttle valve, the exhaust gas flows through the EGR passage and flows into the intake passage, so that the pressure in the exhaust passage upstream of the exhaust throttle valve can be reduced.

ところで、燃料噴射弁からの燃料噴射は、ＮＯxの発生を抑制する等のために上死点よ
りも後に行なわれている。つまり、上死点よりも後になるとピストンが下降するため、気筒内の温度が低下する。そのため、燃料が燃焼したときの温度も低く抑えることができる
ため、ＮＯxの発生を抑制できる。しかし、燃料噴射時の気筒内の温度が低下するため、
燃料に着火し難くなる。したがって、燃料噴射時期を進角させると、燃料に着火し易くなる。 Incidentally, the fuel injection from the fuel injection valve is performed after the top dead center in order to suppress the generation of NOx. That is, since the piston descends after the top dead center, the temperature in the cylinder falls. Therefore, the temperature when the fuel is combusted can be kept low, and the generation of NOx can be suppressed. However, because the temperature in the cylinder during fuel injection decreases,
It becomes difficult to ignite the fuel. Therefore, if the fuel injection timing is advanced, it becomes easier to ignite the fuel.

そして、ＥＧＲガスが気筒内へ多く供給されると、酸素濃度が低くなるため、燃料に着火し難くなる。これに対し、燃料噴射弁からの燃料の噴射時期を進角させることにより、燃料に着火し易くなるため、失火の発生を抑制できる。 When a large amount of EGR gas is supplied into the cylinder, the oxygen concentration becomes low, and it becomes difficult to ignite the fuel. On the other hand, since the fuel is easily ignited by advancing the fuel injection timing from the fuel injection valve, the occurrence of misfire can be suppressed.

なお、燃料噴射は主噴射のみ進角させてもよく、複数回の噴射が行なわれる場合には夫々の噴射を進角させてもよい。 In addition, the fuel injection may be advanced only in the main injection, and when multiple injections are performed, the respective injections may be advanced.

上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化システムは、以下の手段を採用してもよい。すなわち、本発明による内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも下流の排気通路に設けられ該排気通路の通路断面積を調節する排気絞り弁と、
前記排気絞り弁よりも上流の排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、
前記高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調節する高圧ＥＧＲ弁と、
前記排気浄化装置の浄化能力を回復させるときには、回復させないときよりも、前記排気絞り弁の開度を小さくする排気絞り弁閉弁手段と、
前記内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記排気絞り弁閉弁手段が前記排気絞り弁の開度を小さくした後であって該排気絞り弁の開度をそれよりも大きくする前に前記高圧ＥＧＲ弁を開くＥＧＲ弁開弁手段と、
前記ＥＧＲ弁開弁手段により高圧ＥＧＲ弁を開くときは、該高圧ＥＧＲ弁を開かないときと比較して、前記燃料噴射弁からのパイロット噴射量を増加させるパイロット噴射量増加手段と、
を備えることを特徴としてもよい。 In order to achieve the above object, an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention may employ the following means. That is, the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention is:
An exhaust purification device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An exhaust throttle valve that is provided in an exhaust passage downstream of the exhaust purification device and adjusts a cross-sectional area of the exhaust passage;
A high pressure EGR passage connecting an exhaust passage upstream of the exhaust throttle valve and an intake passage of the internal combustion engine;
A high-pressure EGR valve that adjusts a cross-sectional area of the high-pressure EGR passage;
When recovering the purification ability of the exhaust purification device, an exhaust throttle valve closing means for reducing the opening of the exhaust throttle valve than when not recovering;
A fuel injection valve for injecting fuel into the cylinder of the internal combustion engine;
EGR valve opening means for opening the high-pressure EGR valve after the exhaust throttle valve closing means reduces the opening of the exhaust throttle valve and before increasing the opening of the exhaust throttle valve;
When the high pressure EGR valve is opened by the EGR valve opening means, the pilot injection amount increasing means for increasing the pilot injection amount from the fuel injection valve as compared to when the high pressure EGR valve is not opened;
It is good also as providing.

パイロット噴射は燃料噴射弁からの主噴射の前に行なわれる。これにより、主噴射前に混合気が作られて燃料に着火し易くなる。そして、パイロット噴射量を増加させることで、燃料により着火し易くなるため、失火の発生を抑制できる。 The pilot injection is performed before the main injection from the fuel injection valve. As a result, the air-fuel mixture is created before the main injection, and the fuel is easily ignited. Then, by increasing the pilot injection amount, it becomes easy to ignite with the fuel, so that the occurrence of misfire can be suppressed.

上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化システムは、以下の手段を採用してもよい。すなわち、本発明による内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも下流の排気通路に設けられ該排気通路の通路断面積を調節する排気絞り弁と、
前記排気絞り弁よりも上流の排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、
前記高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調節する高圧ＥＧＲ弁と、
前記排気浄化装置の浄化能力を回復させるときには、回復させないときよりも、前記排気絞り弁の開度を小さくする排気絞り弁閉弁手段と、
前記排気絞り弁閉弁手段が前記排気絞り弁の開度を小さくした後であって該排気絞り弁の開度をそれよりも大きくする前に前記高圧ＥＧＲ弁を開くＥＧＲ弁開弁手段と、
前記ＥＧＲ弁開弁手段により高圧ＥＧＲ弁を開くときは、該高圧ＥＧＲ弁が開いている期間を、前記排気絞り弁よりも上流側の排気の圧力が所定圧力以下となるまでの期間として設定する開弁期間設定手段と、
を備えることを特徴としてもよい。 In order to achieve the above object, an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention may employ the following means. That is, the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention is:
An exhaust purification device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An exhaust throttle valve that is provided in an exhaust passage downstream of the exhaust purification device and adjusts a cross-sectional area of the exhaust passage;
A high pressure EGR passage connecting an exhaust passage upstream of the exhaust throttle valve and an intake passage of the internal combustion engine;
A high-pressure EGR valve that adjusts a cross-sectional area of the high-pressure EGR passage;
When recovering the purification ability of the exhaust purification device, an exhaust throttle valve closing means for reducing the opening of the exhaust throttle valve than when not recovering;
EGR valve opening means for opening the high-pressure EGR valve after the exhaust throttle valve closing means reduces the opening of the exhaust throttle valve and before increasing the opening of the exhaust throttle valve;
When the high pressure EGR valve is opened by the EGR valve opening means, a period during which the high pressure EGR valve is open is set as a period until the pressure of the exhaust gas upstream of the exhaust throttle valve becomes a predetermined pressure or less. A valve opening period setting means;
It is good also as providing.

所定圧力とは、排気絞り弁を開いたときに発生する音が許容範囲となる上限値（例えば７５ｋＰａ）である。ＥＧＲ弁を開く期間が長いほど、排気通路内の圧力が低下するため、排気絞り弁を開いたときの音が小さくなる。しかし、ＥＧＲ弁を開いていると大量にＥＧＲガスが気筒内に供給されるため失火が発生し易くなる。これに対し排気の圧力が所定圧力以下となるようにＥＧＲ弁を開く期間を決定すれば、失火の発生の抑制と、騒音の発生の抑制と、を両立させることができる。 The predetermined pressure is an upper limit value (for example, 75 kPa) at which a sound generated when the exhaust throttle valve is opened is within an allowable range. The longer the period in which the EGR valve is opened, the lower the pressure in the exhaust passage, and thus the sound when the exhaust throttle valve is opened becomes smaller. However, if the EGR valve is opened, a large amount of EGR gas is supplied into the cylinder, and misfire is likely to occur. On the other hand, if the period during which the EGR valve is opened is determined so that the exhaust pressure is equal to or lower than the predetermined pressure, it is possible to achieve both suppression of misfire and suppression of noise.

上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化システムは、以下の手段を採用してもよい。すなわち、本発明による内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも下流の排気通路に設けられ該排気通路の通路断面積を調節する排気絞り弁と、
前記排気絞り弁よりも上流の排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、
前記高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調節する高圧ＥＧＲ弁と、
前記排気浄化装置の浄化能力を回復させるときには、回復させないときよりも、前記排気絞り弁の開度を小さくする排気絞り弁閉弁手段と、
前記排気絞り弁閉弁手段が前記排気絞り弁の開度を小さくした後であって該排気絞り弁の開度をそれよりも大きくする前に前記高圧ＥＧＲ弁を開くＥＧＲ弁開弁手段と、
前記排気絞り弁よりも上流側の排気の圧力を検出する排気圧力検出手段と、
を備え、
前記ＥＧＲ弁開弁手段が高圧ＥＧＲ弁を開いてから前記排気圧力検出手段により検出される排気の圧力が所定圧力以下となった後に前記排気絞り弁を開くことを特徴としてもよい。 In order to achieve the above object, an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention may employ the following means. That is, the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention is:
An exhaust purification device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An exhaust throttle valve that is provided in an exhaust passage downstream of the exhaust purification device and adjusts a cross-sectional area of the exhaust passage;
A high pressure EGR passage connecting an exhaust passage upstream of the exhaust throttle valve and an intake passage of the internal combustion engine;
A high-pressure EGR valve that adjusts a cross-sectional area of the high-pressure EGR passage;
When recovering the purification ability of the exhaust purification device, an exhaust throttle valve closing means for reducing the opening of the exhaust throttle valve than when not recovering;
EGR valve opening means for opening the high-pressure EGR valve after the exhaust throttle valve closing means reduces the opening of the exhaust throttle valve and before increasing the opening of the exhaust throttle valve;
Exhaust pressure detection means for detecting the pressure of the exhaust upstream of the exhaust throttle valve;
With
The exhaust throttle valve may be opened after the EGR valve opening means opens the high pressure EGR valve and the exhaust pressure detected by the exhaust pressure detection means falls below a predetermined pressure.

例えば排気の圧力を実際に測定し、測定された圧力が所定圧力以下となったときにＥＧＲ弁を閉じる。これにより、気筒内に供給されるＥＧＲガス量を減少させることができるため、失火の発生を抑制できる。また、排気の圧力を減少させることができるため、騒音の発生も抑制できる。さらに、ＥＧＲ弁を開く期間を予め決定する必要はなくなる。 For example, the exhaust pressure is actually measured, and the EGR valve is closed when the measured pressure falls below a predetermined pressure. Thereby, since the amount of EGR gas supplied into the cylinder can be reduced, the occurrence of misfire can be suppressed. Further, since the exhaust pressure can be reduced, the generation of noise can also be suppressed. Furthermore, it is not necessary to determine in advance the period for opening the EGR valve.

本発明においては、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段をさらに備え、
前記ＥＧＲ弁開弁手段は、前記高圧ＥＧＲ弁を開くときの該高圧ＥＧＲ弁の開度を、排気中の酸素濃度が低いほど小さくすることができる。 The present invention further includes an oxygen concentration detection means for detecting the oxygen concentration in the exhaust,
The EGR valve opening means can make the opening degree of the high pressure EGR valve when opening the high pressure EGR valve smaller as the oxygen concentration in the exhaust gas is lower.

ここで、気筒内に供給される排気中の酸素濃度が低いほど、失火が発生し易くなる。これに対し、排気中の酸素濃度が低いほどＥＧＲ弁の開度を小さくすることにより、気筒内に供給される排気の量がより少なくなるため、気筒内の酸素濃度が過剰に低くなることを抑制できる。 Here, the lower the oxygen concentration in the exhaust gas supplied into the cylinder, the easier it is to misfire. On the other hand, the lower the oxygen concentration in the exhaust, the smaller the amount of exhaust gas supplied into the cylinder by reducing the opening of the EGR valve, so that the oxygen concentration in the cylinder becomes excessively low. Can be suppressed.

本発明においては、前記排気絞り弁よりも下流の排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調節する低圧ＥＧＲ弁と、
をさらに備え、
前記ＥＧＲ弁開弁手段が前記高圧ＥＧＲ弁を開くときには、開かないときと比較して、前記低圧ＥＧＲ弁の開度を小さくすることができる。 In the present invention, a low pressure EGR passage connecting an exhaust passage downstream of the exhaust throttle valve and an intake passage of the internal combustion engine,
A low pressure EGR valve that adjusts a cross-sectional area of the low pressure EGR passage;
Further comprising
When the EGR valve opening means opens the high pressure EGR valve, the opening of the low pressure EGR valve can be made smaller than when the EGR valve opening means does not open.

ここで、低圧ＥＧＲ通路は排気絞り弁よりも下流側の排気通路に接続されているため、排気絞り弁が閉じられているときに低圧ＥＧＲ弁を開いても、該排気絞り弁よりも上流の排気通路内の圧力を低減することができない。つまり、低圧ＥＧＲ弁を開いたとしても、排気絞り弁を開いたときの音を小さくすることはできない。 Here, since the low pressure EGR passage is connected to the exhaust passage on the downstream side of the exhaust throttle valve, even if the low pressure EGR valve is opened when the exhaust throttle valve is closed, it is upstream of the exhaust throttle valve. The pressure in the exhaust passage cannot be reduced. That is, even if the low pressure EGR valve is opened, the sound when the exhaust throttle valve is opened cannot be reduced.

また、排気絞り弁が閉じているときに高圧ＥＧＲ弁を開くと、高圧ＥＧＲ通路の吸気通路側と排気通路側との圧力差が大きいために、高圧ＥＧＲ通路内を多量の排気が流れる。これにより、排気絞り弁を開いたときの音を小さくすることができる。 If the high pressure EGR valve is opened while the exhaust throttle valve is closed, a large pressure difference flows between the intake passage side and the exhaust passage side of the high pressure EGR passage, so that a large amount of exhaust flows in the high pressure EGR passage. Thereby, the sound when the exhaust throttle valve is opened can be reduced.

つまり、騒音の低減を目的とするのならば、低圧ＥＧＲ弁を開く必要は無い。また、気筒内にＥＧＲガスを供給する必要があったとしても、ＥＧＲガスは高圧ＥＧＲ通路から供給される。そのため、排気絞り弁を開く前には高圧ＥＧＲ通路へより多く排気を流し、低圧ＥＧＲ通路へはより少なく排気を流すことができる。これにより、気筒内に供給される排気の量を減少させることができるため、失火の発生を抑制することができる。 That is, it is not necessary to open the low pressure EGR valve for the purpose of reducing noise. Even if it is necessary to supply EGR gas into the cylinder, the EGR gas is supplied from the high-pressure EGR passage. Therefore, before the exhaust throttle valve is opened, more exhaust gas can flow through the high-pressure EGR passage and less exhaust gas can flow through the low-pressure EGR passage. Thereby, since the amount of exhaust gas supplied into the cylinder can be reduced, the occurrence of misfire can be suppressed.

本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、排気絞り弁を開く前にＥＧＲ弁を開いても失火の発生を抑制することができる。 The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention can suppress the occurrence of misfire even if the EGR valve is opened before the exhaust throttle valve is opened.

以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 A specific embodiment of an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化システムを適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to this embodiment is applied and its intake / exhaust system. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel engine having four cylinders 2.

内燃機関１の各気筒２には、該気筒２内に燃料を噴射する燃料噴射弁８が取り付けられている。 Each cylinder 2 of the internal combustion engine 1 is provided with a fuel injection valve 8 for injecting fuel into the cylinder 2.

内燃機関１には、吸気通路３および排気通路４が接続されている。この吸気通路３の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ５のコンプレッサハウジング５ａが設けられている。 An intake passage 3 and an exhaust passage 4 are connected to the internal combustion engine 1. In the middle of the intake passage 3, a compressor housing 5a of a turbocharger 5 that operates using exhaust energy as a drive source is provided.

また、コンプレッサハウジング５ａよりも上流の吸気通路３には、該吸気通路３内を流通する吸気の流量を調節するスロットル６が設けられている。このスロットル６は、電動アクチュエータにより開閉される。 The intake passage 3 upstream of the compressor housing 5a is provided with a throttle 6 for adjusting the flow rate of the intake air flowing through the intake passage 3. The throttle 6 is opened and closed by an electric actuator.

スロットル６よりも上流の吸気通路３には、該吸気通路３内を流通する吸気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ７が設けられている。このエアフローメータ７により、内燃機関１の吸入空気量が測定される。 An air flow meter 7 is provided in the intake passage 3 upstream of the throttle 6 to output a signal corresponding to the flow rate of the intake air flowing through the intake passage 3. The air flow meter 7 measures the intake air amount of the internal combustion engine 1.

一方、排気通路４の途中には、前記ターボチャージャ５のタービンハウジング５ｂが設けられている。また、タービンハウジング５ｂよりも下流の排気通路４には、パティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという。）１０が設けられている。このフィルタ１０は、排気中のＰＭを捕集する。なお、本実施例においてはフィルタ１０が、本発明における排気浄化装置に相当する。 On the other hand, a turbine housing 5 b of the turbocharger 5 is provided in the middle of the exhaust passage 4. Further, a particulate filter (hereinafter simply referred to as a filter) 10 is provided in the exhaust passage 4 downstream of the turbine housing 5b. This filter 10 collects PM in the exhaust. In the present embodiment, the filter 10 corresponds to the exhaust purification device of the present invention.

フィルタ１０よりも下流の排気通路４には、該排気通路４内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁１１が設けられている。この排気絞り弁１１は、電動アクチュエータにより開閉される。 An exhaust throttle valve 11 that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 is provided in the exhaust passage 4 downstream of the filter 10. The exhaust throttle valve 11 is opened and closed by an electric actuator.

タービンハウジング５ｂよりも上流の排気通路４には、該排気通路４を流通する排気中
に還元剤たる燃料（軽油）を噴射する燃料添加弁１２を備えている。燃料添加弁１２は、後述するＥＣＵ１３からの信号により開弁して排気中へ燃料を噴射する。なお、本実施例においては燃料添加弁１２から燃料を添加することにより、例えばフィルタ１０に担持した触媒で燃料を反応させ、この反応熱によりフィルタ１０の温度を上昇させて該フィルタ１０の再生を行なう。 The exhaust passage 4 upstream of the turbine housing 5 b is provided with a fuel addition valve 12 that injects fuel (light oil) as a reducing agent into the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4. The fuel addition valve 12 is opened by a signal from the ECU 13 described later and injects fuel into the exhaust. In this embodiment, by adding fuel from the fuel addition valve 12, for example, the fuel is reacted with the catalyst supported on the filter 10, and the temperature of the filter 10 is raised by this reaction heat to regenerate the filter 10. Do.

さらに、内燃機関１には、排気通路４内を流通する排気の一部を高圧で吸気通路３へ再循環させる高圧ＥＧＲ装置４０が備えられている。この高圧ＥＧＲ装置４０は、高圧ＥＧＲ通路４１、および高圧ＥＧＲ弁４２を備えて構成されている。 Further, the internal combustion engine 1 is provided with a high pressure EGR device 40 that recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 to the intake passage 3 at a high pressure. The high pressure EGR device 40 includes a high pressure EGR passage 41 and a high pressure EGR valve 42.

高圧ＥＧＲ通路４１は、タービンハウジング５ｂよりも上流側の排気通路４と、コンプレッサハウジング５ａよりも下流側の吸気通路３と、を接続している。この高圧ＥＧＲ通路４１を通って、排気が高圧で再循環される。そして、本実施例では、高圧ＥＧＲ通路４１を通って再循環される排気を高圧ＥＧＲガスと称している。 The high pressure EGR passage 41 connects the exhaust passage 4 upstream of the turbine housing 5b and the intake passage 3 downstream of the compressor housing 5a. Exhaust gas is recirculated at high pressure through the high pressure EGR passage 41. In this embodiment, the exhaust gas recirculated through the high pressure EGR passage 41 is referred to as high pressure EGR gas.

また、高圧ＥＧＲ弁４２は、高圧ＥＧＲ通路４１の通路断面積を調節することにより、該高圧ＥＧＲ通路４１を流れる高圧ＥＧＲガスの量を調節する。 The high pressure EGR valve 42 adjusts the amount of high pressure EGR gas flowing through the high pressure EGR passage 41 by adjusting the passage cross-sectional area of the high pressure EGR passage 41.

そして、タービンハウジング５ｂよりも下流で且つフィルタ１０よりも上流の排気通路４には、該排気通路４内を流れる排気の酸素濃度を測定する酸素濃度センサ１７が取り付けられている。この酸素濃度センサ１７は空燃比センサであってもよい。また、タービンハウジング５ｂよりも下流で且つフィルタ１０よりも上流の排気通路４には、該排気通路４内を流れる排気の圧力を測定する圧力センサ１８が取り付けられている。なお、本実施例においては圧力センサ１８が、本発明における排気圧力検出手段に相当する。 An oxygen concentration sensor 17 that measures the oxygen concentration of the exhaust flowing in the exhaust passage 4 is attached to the exhaust passage 4 downstream of the turbine housing 5b and upstream of the filter 10. The oxygen concentration sensor 17 may be an air-fuel ratio sensor. A pressure sensor 18 for measuring the pressure of the exhaust gas flowing in the exhaust passage 4 is attached to the exhaust passage 4 downstream of the turbine housing 5 b and upstream of the filter 10. In this embodiment, the pressure sensor 18 corresponds to the exhaust pressure detection means in the present invention.

以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１３が併設されている。このＥＣＵ１３は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。 The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 13 that is an electronic control unit for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 13 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver.

また、ＥＣＵ１３には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１４を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検出可能なアクセル開度センサ１５、および機関回転数を検出するクランクポジションセンサ１６が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１３に入力されるようになっている。 In addition to the above sensor, the ECU 13 outputs an electric signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 14 by the driver, and an accelerator opening sensor 15 that can detect the engine load, and a crank position that detects the engine speed. Sensors 16 are connected via electrical wiring, and output signals from these various sensors are input to the ECU 13.

一方、ＥＣＵ１３には、スロットル６及び高圧ＥＧＲ弁４２が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１３によりこれらの機器が制御される。 On the other hand, a throttle 6 and a high-pressure EGR valve 42 are connected to the ECU 13 via electric wiring, and these devices are controlled by the ECU 13.

ここで、本実施例では、フィルタ１０の再生を行なうときに排気絞り弁１１を閉じる。これにより、フィルタ１０内の酸素密度が高くなるためフィルタ１０の再生を促進させることができる。しかし、フィルタ１０の再生が完了した後で排気絞り弁１１を開くときに、該排気絞り弁１１よりも上流の圧力が高いままだと騒音が発生する。なお、本実施例においてはこのように排気絞り弁１１を閉じるＥＣＵ１３が、本発明における排気絞り弁閉弁手段に相当する。 In this embodiment, the exhaust throttle valve 11 is closed when the filter 10 is regenerated. Thereby, since the oxygen density in the filter 10 becomes high, regeneration of the filter 10 can be promoted. However, when the exhaust throttle valve 11 is opened after the regeneration of the filter 10 is completed, noise is generated if the pressure upstream of the exhaust throttle valve 11 remains high. In this embodiment, the ECU 13 that closes the exhaust throttle valve 11 in this way corresponds to the exhaust throttle valve closing means in the present invention.

これに対し、排気絞り弁１１を開く前に高圧ＥＧＲ弁４２を開いておくと、排気絞り弁１１よりも上流側の圧力が低下する。これにより、排気絞り弁１１を開いたときに発生する音を小さくすることができる。なお、高圧ＥＧＲ弁４２を開いたときにも音が出るが、この音は気筒２を通過することにより小さくなる。なお、本実施例においてはこのように高圧ＥＧＲ弁４２を開くＥＣＵ１３が、本発明におけるＥＧＲ弁開弁手段に相当する。 On the other hand, if the high pressure EGR valve 42 is opened before the exhaust throttle valve 11 is opened, the pressure on the upstream side of the exhaust throttle valve 11 is reduced. Thereby, the sound generated when the exhaust throttle valve 11 is opened can be reduced. Note that a sound is produced when the high pressure EGR valve 42 is opened, but this sound is reduced by passing through the cylinder 2. In this embodiment, the ECU 13 that opens the high-pressure EGR valve 42 in this way corresponds to the EGR valve opening means in the present invention.

このように高圧ＥＧＲ弁４２を開くときに、本実施例では燃料噴射弁８からの燃料噴射時期を早くする（進角する）。例えば高圧ＥＧＲ弁４２が開いてから閉じるまでの間は燃料噴射時期を進角してもよい。また、高圧ＥＧＲ弁４２が開いてから、排気絞り弁１１が開くまでの間に燃料噴射時期を進角してもよい。さらに、気筒２内のＥＧＲ率が十分低下したとされる規定値となるまで燃料噴射時期を進角してもよい。 As described above, when the high pressure EGR valve 42 is opened, the fuel injection timing from the fuel injection valve 8 is advanced (advanced) in this embodiment. For example, the fuel injection timing may be advanced from when the high-pressure EGR valve 42 is opened to when it is closed. Further, the fuel injection timing may be advanced after the high pressure EGR valve 42 is opened and before the exhaust throttle valve 11 is opened. Further, the fuel injection timing may be advanced until the EGR rate in the cylinder 2 reaches a specified value that is sufficiently reduced.

また、燃料噴射時期は、高圧ＥＧＲ弁４２を開かないと仮定したときよりも進角させる。例えば内燃機関１の運転状態に応じて設定される燃料噴射時期よりも進角させてもよい。また、フィルタ１０の再生時において設定される燃料噴射時期より進角させてもよい。なお、進角させる前の燃料噴射時期は、例えば圧縮上死点よりも後である。 Further, the fuel injection timing is advanced more than when it is assumed that the high pressure EGR valve 42 is not opened. For example, the angle may be advanced from the fuel injection timing set according to the operating state of the internal combustion engine 1. Further, it may be advanced from the fuel injection timing set when the filter 10 is regenerated. The fuel injection timing before the advance is, for example, after the compression top dead center.

このように、燃料噴射時期を進角させると、気筒２内の温度がより高いときに燃料を噴射することができるため、燃料に着火し易くなる。そのため、失火の発生を抑制することができる。 As described above, when the fuel injection timing is advanced, the fuel can be injected when the temperature in the cylinder 2 is higher, so that the fuel is easily ignited. Therefore, the occurrence of misfire can be suppressed.

なお、本実施例では、燃料噴射時期の進角に代えて、または燃料噴射時期の進角と共に、パイロット噴射量を増加させてもよい。パイロット噴射は、主噴射よりも前の噴射であり、主に混合気を生成させるために行なわれる。例えば高圧ＥＧＲ弁４２が開いてから閉じるまでの間はパイロット噴射量を増加してもよい。また、高圧ＥＧＲ弁４２が開いてから、排気絞り弁１１が開くまでの間にパイロット噴射量を増加してもよい。さらに、気筒２内のＥＧＲ率が十分低下したとされる規定値となるまでパイロット噴射量を増加してもよい。 In this embodiment, the pilot injection amount may be increased instead of the advance angle of the fuel injection timing or together with the advance angle of the fuel injection timing. The pilot injection is an injection prior to the main injection, and is mainly performed to generate an air-fuel mixture. For example, the pilot injection amount may be increased from when the high-pressure EGR valve 42 is opened to when it is closed. Further, the pilot injection amount may be increased after the high pressure EGR valve 42 is opened and before the exhaust throttle valve 11 is opened. Further, the pilot injection amount may be increased until the EGR rate in the cylinder 2 reaches a specified value that is sufficiently decreased.

また、パイロット噴射量は、高圧ＥＧＲ弁４２を開かないと仮定したときよりも増加させる。例えば内燃機関１の運転状態に応じて設定されるパイロット噴射量よりも増加させてもよい。また、フィルタ１０の再生時において設定されるパイロット噴射量より増加させてもよい。 Further, the pilot injection amount is increased more than when it is assumed that the high pressure EGR valve 42 is not opened. For example, the pilot injection amount set in accordance with the operating state of the internal combustion engine 1 may be increased. Further, it may be increased from the pilot injection amount set when the filter 10 is regenerated.

このように、パイロット噴射量を増加させると、主噴射前の混合気の量をより多くすることができるため、燃料に着火し易くなる。そのため、失火の発生を抑制することができる。 As described above, when the pilot injection amount is increased, the amount of the air-fuel mixture before the main injection can be increased, so that the fuel is easily ignited. Therefore, the occurrence of misfire can be suppressed.

ここで図２は、高圧ＥＧＲ弁４２を開くときの各種値を示した図である。 Here, FIG. 2 is a diagram showing various values when the high-pressure EGR valve 42 is opened.

ＶＳＶ信号は、排気絞り弁１１を開くための信号である。ＶＳＶ信号が０から１５となると排気絞り弁１１を開弁するためのアクチュエータ等が作動を始める。そして、その後に排気絞り弁１１が実際に開く。 The VSV signal is a signal for opening the exhaust throttle valve 11. When the VSV signal changes from 0 to 15, an actuator or the like for opening the exhaust throttle valve 11 starts operating. Thereafter, the exhaust throttle valve 11 is actually opened.

ＰＥＧＦＩＮは、高圧ＥＧＲ弁４２の開度の指令値であり、０が全閉、１００が全開を表す。ＰＥＧＡＣＴは、高圧ＥＧＲ弁４２の実際の開度であり、０が全閉、１００が全開を表す。 PEGFIN is a command value for the opening degree of the high-pressure EGR valve 42, where 0 represents fully closed and 100 represents fully opened. PEGACT is the actual opening of the high-pressure EGR valve 42, where 0 represents fully closed and 100 represents fully opened.

Ｐ６は、排気絞り弁１１よりも上流の排気の圧力を示している。このＰ６は、ＰＥＧＡＣＴが大きくなるにしたがって低下する。 P6 indicates the pressure of the exhaust gas upstream of the exhaust throttle valve 11. This P6 decreases as PEGACT increases.

騒音は、排気絞り弁１１が実際に開いたときに発生するが、本実施例では９０ｄＢＡを少し超える程度に抑えられる。なお、高圧ＥＧＲ弁４２を開かずに排気絞り弁１１を開いた場合の騒音は、例えば１００ｄＢＡ程度となる。 Noise is generated when the exhaust throttle valve 11 is actually opened, but in this embodiment, it is suppressed to a level slightly exceeding 90 dBA. Note that the noise when the exhaust throttle valve 11 is opened without opening the high-pressure EGR valve 42 is, for example, about 100 dBA.

ＧＮは、内燃機関１の吸入空気量を示している。ＥＧＲ率は、気筒２内のガス中に含ま
れるＥＧＲガスの割合を示している。このＥＧＲ率は、高圧ＥＧＲ弁４２が開くと上昇する。ただし、高圧ＥＧＲ弁４２が閉じられても高圧ＥＧＲ通路４１及び吸気通路３には高圧ＥＧＲガスが残留しているため、高圧ＥＧＲ弁４２が全閉となっても、ＥＧＲ率は緩やかに低下する。 GN represents the intake air amount of the internal combustion engine 1. The EGR rate indicates the ratio of EGR gas contained in the gas in the cylinder 2. The EGR rate increases when the high pressure EGR valve 42 is opened. However, since the high pressure EGR gas remains in the high pressure EGR passage 41 and the intake passage 3 even when the high pressure EGR valve 42 is closed, the EGR rate gradually decreases even when the high pressure EGR valve 42 is fully closed. .

噴射進角は、０が圧縮上死点を示し、正の値が遅角角度、負の値が進角角度を示している。 As for the injection advance angle, 0 indicates a compression top dead center, a positive value indicates a retard angle, and a negative value indicates an advance angle.

図２に示すように、本実施例では、ＥＧＲ率に応じて燃料噴射時期を変えている。ＥＧＲ率が高くなるほど燃料に着火し難くなるため、燃料噴射時期をより進角させて失火の発生を抑制している。同様に、ＥＧＲ率が高くなるほど、パイロット噴射量をより増加させてもよい。 As shown in FIG. 2, in this embodiment, the fuel injection timing is changed according to the EGR rate. Since the higher the EGR rate, the more difficult it is to ignite the fuel, the fuel injection timing is further advanced to suppress the occurrence of misfire. Similarly, the pilot injection amount may be further increased as the EGR rate becomes higher.

また、高圧ＥＧＲ弁４２を閉じた後もＥＧＲ率は直ぐには低下しないため、高圧ＥＧＲ弁４２を閉じた後も燃料噴射時期を進角している。 Further, since the EGR rate does not decrease immediately after the high pressure EGR valve 42 is closed, the fuel injection timing is advanced even after the high pressure EGR valve 42 is closed.

次に図３は、本実施例における排気絞り弁１１を開くときのフローを示したフローチャートである。本ルーチンはフィルタ１０の再生時において所定の時間毎に繰り返し実行される。 Next, FIG. 3 is a flowchart showing a flow when the exhaust throttle valve 11 in the present embodiment is opened. This routine is repeatedly executed every predetermined time when the filter 10 is regenerated.

ステップＳ１０１では、内燃機関１の運転領域が排気絞りＯＦＦ領域であるか否か判定される。排気絞りＯＦＦ領域とは、排気絞り弁１１を閉じると排気の圧力が高くなりすぎて気筒２内での燃焼状態が不安定となる運転領域である。 In step S101, it is determined whether or not the operating region of the internal combustion engine 1 is an exhaust throttle OFF region. The exhaust throttle OFF region is an operating region where the exhaust pressure becomes too high when the exhaust throttle valve 11 is closed, and the combustion state in the cylinder 2 becomes unstable.

ここで図４は、機関回転数及び燃料噴射量と排気絞りＯＦＦ領域との関係を示した図である。このように、高回転または高負荷の少なくとも一方のときに排気絞りＯＦＦ領域となる。なお、排気絞りＯＮ領域は排気絞り弁１１を閉じることができる運転領域である。つまり、排気絞り弁１１を閉じているときに内燃機関１の運転領域が排気絞りＯＦＦ領域となれば、排気絞り弁１１を開かなくてはならない。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the engine speed and the fuel injection amount and the exhaust throttle OFF region. In this way, the exhaust throttle OFF region is reached when at least one of high rotation and high load. The exhaust throttle ON region is an operation region where the exhaust throttle valve 11 can be closed. That is, if the operating range of the internal combustion engine 1 becomes the exhaust throttle OFF region when the exhaust throttle valve 11 is closed, the exhaust throttle valve 11 must be opened.

ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。 If an affirmative determination is made in step S101, the process proceeds to step S102, whereas if a negative determination is made, this routine is temporarily terminated.

ステップＳ１０２では、高圧ＥＧＲ弁４２が開かれ、燃料噴射時期が進角され、さらにパイロット噴射量が増加される。これにより、排気絞り弁１１よりも上流の排気の圧力を減少しつつ、気筒２内で失火が発生することを抑制できる。なお、本実施例においてはステップＳ１０２で燃料噴射時期を進角させるＥＣＵ１３が、本発明における燃料噴射時期進角手段に相当する。また、本実施例においてはステップＳ１０２でパイロット噴射量を増加させるＥＣＵ１３が、本発明におけるパイロット噴射量増加手段に相当する。 In step S102, the high pressure EGR valve 42 is opened, the fuel injection timing is advanced, and the pilot injection amount is further increased. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of misfire in the cylinder 2 while reducing the pressure of the exhaust upstream of the exhaust throttle valve 11. In this embodiment, the ECU 13 that advances the fuel injection timing in step S102 corresponds to the fuel injection timing advance means in the present invention. In this embodiment, the ECU 13 that increases the pilot injection amount in step S102 corresponds to the pilot injection amount increasing means in the present invention.

ステップＳ１０３では、排気絞り弁１１よりも上流の排気の圧力が所定圧力（例えば７５ｋＰａ）以下となったか否か判定される。 In step S103, it is determined whether the pressure of the exhaust gas upstream of the exhaust throttle valve 11 has become a predetermined pressure (for example, 75 kPa) or less.

ここで、排気の圧力が下がり切るまで高圧ＥＧＲ弁４２を開いていると、多量の高圧ＥＧＲガスが気筒２内に供給される時間が長くなる。これにより、燃焼状態が不安定になり得る期間が長くなる。そのため、排気絞り弁１１を開いたときに発生する音の大きさが許容範囲内であれば、高圧ＥＧＲ弁４２を閉じる。つまり本ステップでは、排気絞り弁１１を開いたとしても発生する音の大きさが許容範囲内であるか否か判定される。 Here, if the high-pressure EGR valve 42 is opened until the exhaust pressure has dropped, the time during which a large amount of high-pressure EGR gas is supplied into the cylinder 2 becomes longer. This lengthens the period during which the combustion state can be unstable. For this reason, the high pressure EGR valve 42 is closed if the volume of sound generated when the exhaust throttle valve 11 is opened is within the allowable range. That is, in this step, it is determined whether or not the volume of the generated sound is within the allowable range even when the exhaust throttle valve 11 is opened.

なお、排気の圧力は圧力センサ１８により実際に測定してもよく、また内燃機関１の運
転状態から推定してもよい。さらに、排気の圧力が所定圧力以下となる期間を予め実験等により求めておき、該期間が経過したときに排気の圧力が所定圧力以下となっているとしてもよい。なお、本実施例においてはステップＳ１０３で高圧ＥＧＲ弁４２の開弁期間を設定するＥＣＵ１３が、本発明における開弁期間設定手段に相当する。 The exhaust pressure may be actually measured by the pressure sensor 18 or may be estimated from the operating state of the internal combustion engine 1. Further, a period during which the exhaust pressure is equal to or lower than a predetermined pressure may be obtained in advance through experiments or the like, and the exhaust pressure may be equal to or lower than the predetermined pressure when the period elapses. In this embodiment, the ECU 13 that sets the valve opening period of the high-pressure EGR valve 42 in step S103 corresponds to the valve opening period setting means in the present invention.

ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３が再度実行される。 If an affirmative determination is made in step S103, the process proceeds to step S104. If a negative determination is made, step S103 is executed again.

ステップＳ１０４では、排気絞り弁１１が開かれる。このときには、排気の圧力が十分に低くなっているため、騒音の発生が抑制される。 In step S104, the exhaust throttle valve 11 is opened. At this time, since the exhaust pressure is sufficiently low, the generation of noise is suppressed.

ステップＳ１０５では、高圧ＥＧＲ弁４２が閉じられ、燃料噴射時期が遅角され、パイロット噴射量が減少される。つまり、夫々の値が、内燃機関１の運転状態から設定される通常の値とされる。 In step S105, the high pressure EGR valve 42 is closed, the fuel injection timing is retarded, and the pilot injection amount is decreased. That is, each value is a normal value set from the operating state of the internal combustion engine 1.

このようにして、排気絞り弁１１を開く前に高圧ＥＧＲ弁４２を開き、且つ燃料噴射時期の進角またはパイロット噴射量の増加の少なくとも一方を行なうことで、騒音の発生と失火の発生とを抑制することができる。 In this manner, the high pressure EGR valve 42 is opened before the exhaust throttle valve 11 is opened, and at least one of the advance of the fuel injection timing or the increase of the pilot injection amount is performed, thereby generating noise and misfire. Can be suppressed.

また、排気絞り弁１１よりも上流の排気の圧力が所定圧力以下となったときに高圧ＥＧＲ弁４２を閉じるため、燃焼状態が悪化することを抑制できる。 Moreover, since the high pressure EGR valve 42 is closed when the pressure of the exhaust gas upstream of the exhaust throttle valve 11 becomes a predetermined pressure or less, it is possible to suppress deterioration of the combustion state.

本実施例では、排気中の酸素濃度が低いほど高圧ＥＧＲ弁４２の開度を小さくする。その他の装置については実施例１と同じため説明を省略する。 In this embodiment, the lower the oxygen concentration in the exhaust, the smaller the opening degree of the high pressure EGR valve 42. Since other devices are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

ここで、排気中の酸素濃度が低くなるほど、高圧ＥＧＲガス中の酸素濃度も低くなる。そのため、気筒２内の酸素濃度も低くなる。そして、高圧ＥＧＲ弁４２を開いている場合には、排気中の酸素濃度が低くなるほど気筒２内で燃料が燃焼し難くなるため、失火が発生する虞がある。 Here, the lower the oxygen concentration in the exhaust gas, the lower the oxygen concentration in the high-pressure EGR gas. Therefore, the oxygen concentration in the cylinder 2 is also lowered. When the high-pressure EGR valve 42 is opened, the lower the oxygen concentration in the exhaust gas, the more difficult the fuel is combusted in the cylinder 2, which may cause misfire.

これに対し、排気中の酸素濃度が低いほど高圧ＥＧＲ弁４２の開度を小さくすることにより、高圧ＥＧＲガスの供給量を減少させることができるため、気筒２内の酸素濃度が過剰に低下することを抑制できる。なお、排気中の酸素濃度は酸素濃度センサ１７により測定される。なお、本実施例においては酸素濃度センサ１７が、本発明における酸素濃度検出手段に相当する。 On the other hand, the lower the oxygen concentration in the exhaust, the smaller the opening amount of the high pressure EGR valve 42, thereby reducing the supply amount of the high pressure EGR gas, so that the oxygen concentration in the cylinder 2 decreases excessively. This can be suppressed. The oxygen concentration in the exhaust gas is measured by the oxygen concentration sensor 17. In this embodiment, the oxygen concentration sensor 17 corresponds to the oxygen concentration detecting means in the present invention.

ここで、図５は、排気中の酸素濃度と高圧ＥＧＲ弁４２の開度との関係を示した図である。この関係は予め実験等により求めてＥＣＵ１３に記憶させておく。なお、高圧ＥＧＲ弁４２の開度は、段階的に変えてもよい。 Here, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the oxygen concentration in the exhaust gas and the opening degree of the high-pressure EGR valve 42. This relationship is obtained in advance by experiments or the like and stored in the ECU 13. Note that the opening degree of the high-pressure EGR valve 42 may be changed stepwise.

このようにして、高圧ＥＧＲ弁４２を開いたときに気筒２内の酸素濃度が過剰に低下することを抑制できるため、失火が発生することを抑制できる。 In this way, since the oxygen concentration in the cylinder 2 can be prevented from excessively decreasing when the high pressure EGR valve 42 is opened, the occurrence of misfire can be suppressed.

図６は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化システムを適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。なお、図１と異なる点を主に説明する。 FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to this embodiment is applied and its intake / exhaust system. Note that differences from FIG. 1 will be mainly described.

本実施例では、排気通路４内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路３へ再循環させる低圧ＥＧＲ装置３０が備えられている。この低圧ＥＧＲ装置３０は、低圧ＥＧＲ通路３１
、および低圧ＥＧＲ弁３２を備えて構成されている。 In the present embodiment, a low-pressure EGR device 30 that recirculates a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 to the intake passage 3 at a low pressure is provided. The low pressure EGR device 30 includes a low pressure EGR passage 31.
, And a low-pressure EGR valve 32.

低圧ＥＧＲ通路３１は、排気絞り弁１１よりも下流側の排気通路４と、コンプレッサハウジング５ａよりも上流且つスロットル６よりも下流の吸気通路３と、を接続している。この低圧ＥＧＲ通路３１を通って、排気が低圧で再循環される。そして、本実施例では、低圧ＥＧＲ通路３１を通って再循環される排気を低圧ＥＧＲガスと称している。 The low pressure EGR passage 31 connects the exhaust passage 4 downstream of the exhaust throttle valve 11 and the intake passage 3 upstream of the compressor housing 5 a and downstream of the throttle 6. Through this low pressure EGR passage 31, the exhaust gas is recirculated at a low pressure. In this embodiment, the exhaust gas recirculated through the low pressure EGR passage 31 is referred to as low pressure EGR gas.

また、低圧ＥＧＲ弁３２は、低圧ＥＧＲ通路３１の通路断面積を調節することにより、該低圧ＥＧＲ通路３１を流れる低圧ＥＧＲガスの量を調節する。 The low pressure EGR valve 32 adjusts the amount of the low pressure EGR gas flowing through the low pressure EGR passage 31 by adjusting the passage sectional area of the low pressure EGR passage 31.

低圧ＥＧＲ弁３２は電気配線を介してＥＣＵ１３に接続されており、該ＥＣＵ１３により低圧ＥＧＲ弁３２の開度が制御される。 The low pressure EGR valve 32 is connected to the ECU 13 via an electrical wiring, and the opening degree of the low pressure EGR valve 32 is controlled by the ECU 13.

例えば、気筒２内に供給される全ＥＧＲガスのうち、高圧ＥＧＲガスの割合または低圧ＥＧＲガスの割合を内燃機関１の運転状態に応じて変えている。つまり、内燃機関１の低回転低負荷時には高圧ＥＧＲガスのみを流している。また、高回転または高負荷時の少なくとも一方のときに低圧ＥＧＲガスのみを流している。その他の運転状態のときには高圧ＥＧＲガス及び低圧ＥＧＲガスの両方を流している。そのときの高圧ＥＧＲガス量または低圧ＥＧＲガス量は、内燃機関１の運転状態（例えば機関回転数及び機関負荷）に応じて決定される。 For example, the ratio of the high pressure EGR gas or the ratio of the low pressure EGR gas among all the EGR gases supplied into the cylinder 2 is changed according to the operating state of the internal combustion engine 1. That is, only the high-pressure EGR gas is allowed to flow when the internal combustion engine 1 has a low rotation and a low load. Further, only the low pressure EGR gas is allowed to flow during at least one of high rotation and high load. In other operating states, both high pressure EGR gas and low pressure EGR gas are allowed to flow. The amount of high-pressure EGR gas or the amount of low-pressure EGR gas at that time is determined according to the operating state of the internal combustion engine 1 (for example, the engine speed and the engine load).

そして本実施例では、排気絞り弁１１を開く前に高圧ＥＧＲ弁４２を開くときであって、低圧ＥＧＲガスと高圧ＥＧＲガスとの両方を供給する場合には、低圧ＥＧＲ弁３２の開度を小さくする。その他の装置については実施例１と同じため説明を省略する。 In this embodiment, when the high pressure EGR valve 42 is opened before the exhaust throttle valve 11 is opened and both the low pressure EGR gas and the high pressure EGR gas are supplied, the opening degree of the low pressure EGR valve 32 is set. Make it smaller. Since other devices are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

なお、低圧ＥＧＲ弁３２の開度は、高圧ＥＧＲ弁４２を開かないと仮定したときよりも小さくする。例えば内燃機関１の運転状態に応じて設定される低圧ＥＧＲ弁３２の開度よりも小さくしてもよい。また、フィルタ１０の再生時において設定される低圧ＥＧＲ弁３２の開度よりも小さくしてもよい。このときの低圧ＥＧＲ弁３２の開度は予め実験等により求めておいてもよい。 The opening degree of the low pressure EGR valve 32 is made smaller than when it is assumed that the high pressure EGR valve 42 is not opened. For example, the opening degree of the low-pressure EGR valve 32 set according to the operating state of the internal combustion engine 1 may be made smaller. Further, the opening degree of the low-pressure EGR valve 32 set during regeneration of the filter 10 may be made smaller. The opening degree of the low pressure EGR valve 32 at this time may be obtained in advance by experiments or the like.

そして、例えば高圧ＥＧＲ弁４２が開いてから閉じるまでの間は低圧ＥＧＲ弁３２の開度を小さくしてもよい。また、高圧ＥＧＲ弁４２が開いてから、排気絞り弁１１が開くまでの間に低圧ＥＧＲ弁３２の開度を小さくしてもよい。さらに、気筒２内のＥＧＲ率が十分低下したとされる規定値となるまで低圧ＥＧＲ弁３２の開度を小さくしてもよい。 For example, the opening degree of the low-pressure EGR valve 32 may be reduced from when the high-pressure EGR valve 42 is opened to when it is closed. Further, the opening degree of the low pressure EGR valve 32 may be reduced between the time when the high pressure EGR valve 42 is opened and the time when the exhaust throttle valve 11 is opened. Furthermore, the opening degree of the low pressure EGR valve 32 may be reduced until the EGR rate in the cylinder 2 reaches a specified value that is sufficiently reduced.

ここで、排気絞り弁１１が閉じているときに高圧ＥＧＲ弁４２を開くと、気筒２内に多量の高圧ＥＧＲガスが流入する。この状態でさらに低圧ＥＧＲガスを供給すると、気筒２内のＥＧＲ率がより高くなり失火が発生し易くなる。また、気筒２内にＥＧＲガスを供給する必要がある場合であっても、高圧ＥＧＲガスが多量に供給されるため、低圧ＥＧＲガスの供給量は少なくてもよい。さらに、低圧ＥＧＲ通路３１は排気絞り弁１１よりも下流側に接続されているため、低圧ＥＧＲ弁３２を開いても排気絞り弁１１よりも上流の圧力を減少させることはできない。 Here, if the high-pressure EGR valve 42 is opened while the exhaust throttle valve 11 is closed, a large amount of high-pressure EGR gas flows into the cylinder 2. If the low-pressure EGR gas is further supplied in this state, the EGR rate in the cylinder 2 becomes higher and misfire is likely to occur. Even when it is necessary to supply the EGR gas into the cylinder 2, the supply amount of the low-pressure EGR gas may be small because a large amount of the high-pressure EGR gas is supplied. Furthermore, since the low pressure EGR passage 31 is connected to the downstream side of the exhaust throttle valve 11, even if the low pressure EGR valve 32 is opened, the pressure upstream of the exhaust throttle valve 11 cannot be reduced.

つまり、高圧ＥＧＲ弁４２を開くときに低圧ＥＧＲ弁３２の開度を小さくすると、気筒２内での酸素濃度の低下を抑制しつつ、排気絞り弁１１よりも上流の排気の圧力を減少させることができる。これにより、失火の発生を抑制しつつ、騒音の発生を抑制することができる。 That is, if the opening degree of the low pressure EGR valve 32 is reduced when the high pressure EGR valve 42 is opened, the pressure of the exhaust gas upstream of the exhaust throttle valve 11 is reduced while suppressing the decrease in the oxygen concentration in the cylinder 2. Can do. Thereby, generation | occurrence | production of noise can be suppressed, suppressing generation | occurrence | production of misfire.

実施例１，２に係る内燃機関の排気浄化システムを適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to Embodiments 1 and 2 is applied and an intake / exhaust system thereof. 高圧ＥＧＲ弁を開くときの各種値を示した図である。It is the figure which showed the various values when opening a high pressure EGR valve. 実施例における排気絞り弁を開くときのフローを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow when opening the exhaust-throttle valve in an Example. 機関回転数及び燃料噴射量と排気絞りＯＦＦ領域との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between an engine speed and fuel injection quantity, and an exhaust-throttle OFF area | region. 排気中の酸素濃度と高圧ＥＧＲ弁の開度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the oxygen concentration in exhaust gas, and the opening degree of a high pressure EGR valve. 実施例３に係る内燃機関の排気浄化システムを適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to a third embodiment is applied and an intake / exhaust system thereof.

符号の説明Explanation of symbols

１内燃機関
２気筒
３吸気通路
４排気通路
５ターボチャージャ
５ａコンプレッサハウジング
５ｂタービンハウジング
６スロットル
７エアフローメータ
８燃料噴射弁
１０パティキュレートフィルタ
１１排気絞り弁
１２燃料添加弁
１３ＥＣＵ
１４アクセルペダル
１５アクセル開度センサ
１６クランクポジションセンサ
１７酸素濃度センサ
１８圧力センサ
３０低圧ＥＧＲ装置
３１低圧ＥＧＲ通路
３２低圧ＥＧＲ弁
４０高圧ＥＧＲ装置
４１高圧ＥＧＲ通路
４２高圧ＥＧＲ弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Cylinder 3 Intake passage 4 Exhaust passage 5 Turbocharger 5a Compressor housing 5b Turbine housing 6 Throttle 7 Air flow meter 8 Fuel injection valve 10 Particulate filter 11 Exhaust throttle valve 12 Fuel addition valve 13 ECU
14 Accelerator pedal 15 Accelerator opening sensor 16 Crank position sensor 17 Oxygen concentration sensor 18 Pressure sensor 30 Low pressure EGR device 31 Low pressure EGR passage 32 Low pressure EGR valve 40 High pressure EGR device 41 High pressure EGR passage 42 High pressure EGR valve

Claims

内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも下流の排気通路に設けられ該排気通路の通路断面積を調節する排気絞り弁と、
前記排気絞り弁よりも上流の排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、
前記高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調節する高圧ＥＧＲ弁と、
前記排気浄化装置の浄化能力を回復させるときには、回復させないときよりも、前記排気絞り弁の開度を小さくする排気絞り弁閉弁手段と、
前記内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記排気絞り弁閉弁手段が前記排気絞り弁の開度を小さくした後であって該排気絞り弁の開度をそれよりも大きくする前に前記高圧ＥＧＲ弁を開くＥＧＲ弁開弁手段と、
前記ＥＧＲ弁開弁手段により高圧ＥＧＲ弁を開くときは、該高圧ＥＧＲ弁を開かないときと比較して、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を進角させる燃料噴射時期進角手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 An exhaust purification device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An exhaust throttle valve that is provided in an exhaust passage downstream of the exhaust purification device and adjusts a cross-sectional area of the exhaust passage;
A high pressure EGR passage connecting an exhaust passage upstream of the exhaust throttle valve and an intake passage of the internal combustion engine;
A high-pressure EGR valve that adjusts a cross-sectional area of the high-pressure EGR passage;
When recovering the purification ability of the exhaust purification device, an exhaust throttle valve closing means for reducing the opening of the exhaust throttle valve than when not recovering;
A fuel injection valve for injecting fuel into the cylinder of the internal combustion engine;
EGR valve opening means for opening the high-pressure EGR valve after the exhaust throttle valve closing means reduces the opening of the exhaust throttle valve and before increasing the opening of the exhaust throttle valve;
A fuel injection timing advance means for advancing the fuel injection timing from the fuel injection valve when the high pressure EGR valve is opened by the EGR valve opening means, compared to when the high pressure EGR valve is not opened;
An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, comprising:

内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも下流の排気通路に設けられ該排気通路の通路断面積を調節する排気絞り弁と、
前記排気絞り弁よりも上流の排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、
前記高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調節する高圧ＥＧＲ弁と、
前記排気浄化装置の浄化能力を回復させるときには、回復させないときよりも、前記排気絞り弁の開度を小さくする排気絞り弁閉弁手段と、
前記内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記排気絞り弁閉弁手段が前記排気絞り弁の開度を小さくした後であって該排気絞り弁の開度をそれよりも大きくする前に前記高圧ＥＧＲ弁を開くＥＧＲ弁開弁手段と、
前記ＥＧＲ弁開弁手段により高圧ＥＧＲ弁を開くときは、該高圧ＥＧＲ弁を開かないときと比較して、前記燃料噴射弁からのパイロット噴射量を増加させるパイロット噴射量増加手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 An exhaust purification device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An exhaust throttle valve that is provided in an exhaust passage downstream of the exhaust purification device and adjusts a cross-sectional area of the exhaust passage;
A high pressure EGR passage connecting an exhaust passage upstream of the exhaust throttle valve and an intake passage of the internal combustion engine;
A high-pressure EGR valve that adjusts a cross-sectional area of the high-pressure EGR passage;
When recovering the purification ability of the exhaust purification device, an exhaust throttle valve closing means for reducing the opening of the exhaust throttle valve than when not recovering;
A fuel injection valve for injecting fuel into the cylinder of the internal combustion engine;
EGR valve opening means for opening the high-pressure EGR valve after the exhaust throttle valve closing means reduces the opening of the exhaust throttle valve and before increasing the opening of the exhaust throttle valve;
When the high pressure EGR valve is opened by the EGR valve opening means, the pilot injection amount increasing means for increasing the pilot injection amount from the fuel injection valve as compared to when the high pressure EGR valve is not opened;
An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, comprising:

内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも下流の排気通路に設けられ該排気通路の通路断面積を調節する排気絞り弁と、
前記排気絞り弁よりも上流の排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、
前記高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調節する高圧ＥＧＲ弁と、
前記排気浄化装置の浄化能力を回復させるときには、回復させないときよりも、前記排気絞り弁の開度を小さくする排気絞り弁閉弁手段と、
前記排気絞り弁閉弁手段が前記排気絞り弁の開度を小さくした後であって該排気絞り弁の開度をそれよりも大きくする前に前記高圧ＥＧＲ弁を開くＥＧＲ弁開弁手段と、
前記ＥＧＲ弁開弁手段により高圧ＥＧＲ弁を開くときは、該高圧ＥＧＲ弁が開いている期間を、前記排気絞り弁よりも上流側の排気の圧力が所定圧力以下となるまでの期間として設定する開弁期間設定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 An exhaust purification device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An exhaust throttle valve that is provided in an exhaust passage downstream of the exhaust purification device and adjusts a cross-sectional area of the exhaust passage;
A high pressure EGR passage connecting an exhaust passage upstream of the exhaust throttle valve and an intake passage of the internal combustion engine;
A high-pressure EGR valve that adjusts a cross-sectional area of the high-pressure EGR passage;
When recovering the purification ability of the exhaust purification device, an exhaust throttle valve closing means for reducing the opening of the exhaust throttle valve than when not recovering;
EGR valve opening means for opening the high-pressure EGR valve after the exhaust throttle valve closing means reduces the opening of the exhaust throttle valve and before increasing the opening of the exhaust throttle valve;
When the high pressure EGR valve is opened by the EGR valve opening means, a period during which the high pressure EGR valve is open is set as a period until the pressure of the exhaust gas upstream of the exhaust throttle valve becomes a predetermined pressure or less. A valve opening period setting means;
An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, comprising:

内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも下流の排気通路に設けられ該排気通路の通路断面積を調節する排気絞り弁と、
前記排気絞り弁よりも上流の排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、
前記高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調節する高圧ＥＧＲ弁と、
前記排気浄化装置の浄化能力を回復させるときには、回復させないときよりも、前記排気絞り弁の開度を小さくする排気絞り弁閉弁手段と、
前記排気絞り弁閉弁手段が前記排気絞り弁の開度を小さくした後であって該排気絞り弁の開度をそれよりも大きくする前に前記高圧ＥＧＲ弁を開くＥＧＲ弁開弁手段と、
前記排気絞り弁よりも上流側の排気の圧力を検出する排気圧力検出手段と、
を備え、
前記ＥＧＲ弁開弁手段が高圧ＥＧＲ弁を開いてから前記排気圧力検出手段により検出される排気の圧力が所定圧力以下となった後に前記排気絞り弁を開くことを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 An exhaust purification device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An exhaust throttle valve that is provided in an exhaust passage downstream of the exhaust purification device and adjusts a cross-sectional area of the exhaust passage;
A high pressure EGR passage connecting an exhaust passage upstream of the exhaust throttle valve and an intake passage of the internal combustion engine;
A high-pressure EGR valve that adjusts a cross-sectional area of the high-pressure EGR passage;
When recovering the purification ability of the exhaust purification device, an exhaust throttle valve closing means for reducing the opening of the exhaust throttle valve than when not recovering;
EGR valve opening means for opening the high-pressure EGR valve after the exhaust throttle valve closing means reduces the opening of the exhaust throttle valve and before increasing the opening of the exhaust throttle valve;
Exhaust pressure detection means for detecting the pressure of the exhaust upstream of the exhaust throttle valve;
With
Exhaust gas purification for an internal combustion engine, wherein the exhaust throttle valve is opened after the pressure of the exhaust gas detected by the exhaust gas pressure detecting means falls below a predetermined pressure after the EGR valve opening means opens the high pressure EGR valve system.

排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段をさらに備え、
前記ＥＧＲ弁開弁手段は、前記高圧ＥＧＲ弁を開くときの該高圧ＥＧＲ弁の開度を、排気中の酸素濃度が低いほど小さくすることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。 It further comprises oxygen concentration detection means for detecting the oxygen concentration in the exhaust,
5. The EGR valve opening means reduces the opening degree of the high pressure EGR valve when the high pressure EGR valve is opened as the oxygen concentration in the exhaust gas decreases. Exhaust gas purification system for internal combustion engines.

前記排気絞り弁よりも下流の排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路の通路断面積を調節する低圧ＥＧＲ弁と、
をさらに備え、
前記ＥＧＲ弁開弁手段が前記高圧ＥＧＲ弁を開くときには、開かないときと比較して、前記低圧ＥＧＲ弁の開度を小さくすることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。 A low pressure EGR passage connecting an exhaust passage downstream of the exhaust throttle valve and an intake passage of the internal combustion engine;
A low pressure EGR valve that adjusts a cross-sectional area of the low pressure EGR passage;
Further comprising
6. The internal combustion engine according to claim 1, wherein when the EGR valve opening means opens the high pressure EGR valve, the opening of the low pressure EGR valve is made smaller than when the high pressure EGR valve is not opened. Engine exhaust purification system.