JP2009008023A - 内燃機関の排気制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】EGRクーラへの還元剤の付着を防止しつつ、多量のEGR量の要求を満たすことが可能な内燃機関の排気制御装置を提供する。
【解決手段】還元剤の添加要求があり、かつ、軽負荷時には、EGR弁48とバイパス制御弁54を共に開弁することで、両排気マニホールド34,35から排気ガスを取り出すようにする。排気燃料添加弁36を有する第2排気マニホールド35から排気ガスを取り出すバイパス通路52は、EGRクーラ46をバイパスするように、EGRクーラ46下流のEGR通路44に接続される。
【選択図】図4
【解決手段】還元剤の添加要求があり、かつ、軽負荷時には、EGR弁48とバイパス制御弁54を共に開弁することで、両排気マニホールド34,35から排気ガスを取り出すようにする。排気燃料添加弁36を有する第2排気マニホールド35から排気ガスを取り出すバイパス通路52は、EGRクーラ46をバイパスするように、EGRクーラ46下流のEGR通路44に接続される。
【選択図】図4
Description
本発明は、分割型排気マニホールドを有する内燃機関の排気制御装置に関する。
EGR吸入口を有する排気マニホールドと、HC添加用インジェクタを有する排気マニホールドとを備えた装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この装置によれば、EGR吸入口とHC添加用インジェクタとが干渉しないため、HCがEGRパイプ内部(特に、EGRクーラ)に付着することを回避できる。
しかしながら、上記特許文献1の装置では、低負荷時のよう多量のEGR量が要求される場合に、EGR量の要求を満たすことができない可能性がある。すなわち、多量のEGR量を確保することができない可能性がある。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、EGRクーラへの還元剤の付着を防止しつつ、多量のEGR量の要求を満たすことが可能な内燃機関の排気制御装置を提供することを目的とする。
第1の発明は、上記の目的を達成するため、複数の気筒群と分割型排気マニホールドとを有する内燃機関の排気制御装置であって、
第1気筒群に接続された第1排気マニホールドと、
第2気筒群に接続された第2排気マニホールドと、
前記第1排気マニホールドに設けられたEGR取出口と、
前記EGR取出口と吸気通路を接続するEGR通路と、
前記EGR通路の途中に設けられたEGRクーラと、
前記EGRクーラよりも下流の前記EGR通路に設けられたEGR弁と、
前記第1排気マニホールドと前記第2排気マニホールドの合流点よりも下流に配置されたNOx触媒と、
前記第2排気マニホールドに設けられ、前記NOx触媒を還元するための還元剤を添加する排気添加弁と、
吸気弁の開弁特性を変更可能な第1可変動弁機構と、
排気弁の開弁特性を変更可能な第2可変動弁機構と、
軽負荷時かつ還元剤添加時は、前記EGR弁を開弁すると共に、前記第1及び第2可変動弁機構を駆動させて吸気弁と排気弁とが共に開弁されるバルブオーバラップ期間を所定値以上形成する制御手段とを備えたことを特徴とする。
第1気筒群に接続された第1排気マニホールドと、
第2気筒群に接続された第2排気マニホールドと、
前記第1排気マニホールドに設けられたEGR取出口と、
前記EGR取出口と吸気通路を接続するEGR通路と、
前記EGR通路の途中に設けられたEGRクーラと、
前記EGRクーラよりも下流の前記EGR通路に設けられたEGR弁と、
前記第1排気マニホールドと前記第2排気マニホールドの合流点よりも下流に配置されたNOx触媒と、
前記第2排気マニホールドに設けられ、前記NOx触媒を還元するための還元剤を添加する排気添加弁と、
吸気弁の開弁特性を変更可能な第1可変動弁機構と、
排気弁の開弁特性を変更可能な第2可変動弁機構と、
軽負荷時かつ還元剤添加時は、前記EGR弁を開弁すると共に、前記第1及び第2可変動弁機構を駆動させて吸気弁と排気弁とが共に開弁されるバルブオーバラップ期間を所定値以上形成する制御手段とを備えたことを特徴とする。
また、第2の発明は、複数の気筒群と分割型排気マニホールドとを有する内燃機関の排気制御装置であって、
第1気筒群に接続された第1排気マニホールドと、
第2気筒群に接続された第2排気マニホールドと、
前記第1排気マニホールドに設けられた第1EGR取出口と、
前記第2排気マニホールドに設けられた第2EGR取出口と、
前記第1EGR取出口と吸気通路を接続する第1EGR通路と、
前記第1EGR通路の途中に設けられたEGRクーラと、
前記EGRクーラよりも下流の前記第1EGR通路に設けられたEGR弁と、
前記EGRクーラをバイパスするように前記第2EGR取出口と前記第1EGR通路を接続する第2EGR通路と、
前記第2EGR通路を開閉するバイパス制御弁と、
前記第1排気マニホールドと前記第2排気マニホールドの合流点よりも下流に配置されたNOx触媒と、
前記第2EGR取出口よりも上流の前記第2排気マニホールドに設けられ、前記NOx触媒を還元するための還元剤を添加する排気添加弁と、
軽負荷時かつ還元剤添加時は、前記EGR弁を開弁すると共に前記バイパス制御弁を開弁し、軽負荷時以外は、前記EGR弁を開弁すると共に前記バイパス制御弁を閉弁する制御手段とを備えたことを特徴とする。
第1気筒群に接続された第1排気マニホールドと、
第2気筒群に接続された第2排気マニホールドと、
前記第1排気マニホールドに設けられた第1EGR取出口と、
前記第2排気マニホールドに設けられた第2EGR取出口と、
前記第1EGR取出口と吸気通路を接続する第1EGR通路と、
前記第1EGR通路の途中に設けられたEGRクーラと、
前記EGRクーラよりも下流の前記第1EGR通路に設けられたEGR弁と、
前記EGRクーラをバイパスするように前記第2EGR取出口と前記第1EGR通路を接続する第2EGR通路と、
前記第2EGR通路を開閉するバイパス制御弁と、
前記第1排気マニホールドと前記第2排気マニホールドの合流点よりも下流に配置されたNOx触媒と、
前記第2EGR取出口よりも上流の前記第2排気マニホールドに設けられ、前記NOx触媒を還元するための還元剤を添加する排気添加弁と、
軽負荷時かつ還元剤添加時は、前記EGR弁を開弁すると共に前記バイパス制御弁を開弁し、軽負荷時以外は、前記EGR弁を開弁すると共に前記バイパス制御弁を閉弁する制御手段とを備えたことを特徴とする。
また、第3の発明は、第2の発明において、
前記バイパス制御弁よりも上流の前記第2EGR通路に設けられ、還元剤を酸化可能な還元剤酸化手段を更に備えたことを特徴とする。
前記バイパス制御弁よりも上流の前記第2EGR通路に設けられ、還元剤を酸化可能な還元剤酸化手段を更に備えたことを特徴とする。
また、第4の発明は、第2の発明において、
前記制御手段は、前記第1気筒群のうちの何れかの気筒が排気行程であるときに、前記排気添加弁により還元剤を添加することを特徴とする。
前記制御手段は、前記第1気筒群のうちの何れかの気筒が排気行程であるときに、前記排気添加弁により還元剤を添加することを特徴とする。
また、第5の発明は、第2から第4の何れか一の発明において、
吸気弁の開弁特性を変更可能な第1可変動弁機構と、
排気弁の開弁特性を変更可能な第2可変動弁機構とを更に備え、
前記制御手段は、前記第1及び第2可変動弁機構を駆動させて前記吸気弁と前記排気弁とが共に開弁されるバルブオーバラップ期間を制御可能であって、軽負荷時かつ還元剤添加時は、該バルブオーバラップ期間に得られる内部EGR量の外部EGR量に対する比率を軽負荷時かつ還元剤非添加時に比して高くすることを特徴とする。
吸気弁の開弁特性を変更可能な第1可変動弁機構と、
排気弁の開弁特性を変更可能な第2可変動弁機構とを更に備え、
前記制御手段は、前記第1及び第2可変動弁機構を駆動させて前記吸気弁と前記排気弁とが共に開弁されるバルブオーバラップ期間を制御可能であって、軽負荷時かつ還元剤添加時は、該バルブオーバラップ期間に得られる内部EGR量の外部EGR量に対する比率を軽負荷時かつ還元剤非添加時に比して高くすることを特徴とする。
また、第6の発明は、第5の発明において、
筒内温度を推定する筒内温度推定手段を更に備え、
前記制御手段は、軽負荷時かつ還元剤添加時であって、前記筒内温度推定手段により推定された筒内温度が基準値以上である場合には、前記吸気弁を下死点前もしくは所定時期よりも後で閉弁することを特徴とする。
筒内温度を推定する筒内温度推定手段を更に備え、
前記制御手段は、軽負荷時かつ還元剤添加時であって、前記筒内温度推定手段により推定された筒内温度が基準値以上である場合には、前記吸気弁を下死点前もしくは所定時期よりも後で閉弁することを特徴とする。
第1の発明では、軽負荷時かつ還元剤添加時は、EGR弁が開弁される。吸気圧に比して第1排気マニホールドの排気圧が高いため、その差圧により第1気筒群の排気ガスが外部EGRとして吸気通路に環流される。さらに、軽負荷時かつ還元剤添加時は、バルブオーバラップ期間が所定値以上形成される。これにより、排気ガスが内部EGRとして吸気通路に供給される。よって、多量のEGR量が要求される軽負荷時であっても、外部EGRと内部EGRによりEGR量の要求を満たすことができる。さらに、第2気筒群から排出された排気ガスのEGRクーラへの回り込みを防止することができる。また、内部EGRによりEGR量を増量しても、EGRクーラへの還元剤の回り込みを防止することができる。従って、EGRクーラへの還元剤の付着を防止しつつ、多量のEGR量の要求を満たすことができる。
第2の発明では、軽負荷時かつ還元剤添加時は、EGR弁が開弁されると共にバイパス制御弁が開弁される。吸気圧に比して第1及び第2排気マニホールドの排気圧が高いため、その差圧により第1及び第2気筒群の排気ガスが外部EGRガスとして吸気通路に還流される。ここで、第2気筒群の排気ガスは、第2EGR通路を介してEGRクーラ下流に供給されるため、還元剤のEGRクーラへの回り込みを防止することができる。従って、EGRクーラへの還元剤の付着を防止しつつ、多量のEGR量の要求を満たすことができる。
第3の発明では、バイパス制御弁上流の第2EGR通路に還元剤酸化手段が設けられている。よって、第2EGR通路に流入した排気ガスに含まれる還元剤を還元剤酸化手段によって酸化することができる。従って、バイパス制御弁やEGR弁への還元剤の付着を抑制することができる。
第4の発明では、第1気筒群のうちの何れかの気筒が排気行程であるときに、排気添加弁により還元剤が添加される。このように還元剤を添加することで、第2EGR通路への還元剤の流入を抑制することができる。従って、バイパス制御弁やEGR弁への還元剤の付着を抑制することができる。
第5の発明では、軽負荷時かつ還元剤添加時は、内部EGR量の外部EGR量に対する比率が軽負荷時かつ還元剤非添加時に比して高くされる。これにより、第2EGR通路に流入する還元剤の量を低減することができる。従って、バイパス制御弁やEGR弁への還元剤の付着を抑制することができる。
第6の発明では、軽負荷時かつ還元剤添加時に推定された筒内温度が基準値以上である場合には、吸気弁を下死点前で閉弁するいわゆる吸気弁早閉じ、もしくは所定時期よりも後で閉弁するいわゆる吸気弁遅閉じが行われる。これにより、実圧縮比を低減することができるため、筒内温度の上昇を抑えることができる。従って、外部EGR量に対する内部EGR量の比率を高めた場合であっても、スモークの悪化を抑制することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1によるシステムの構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、過給機(ダーボチャージャ)を有するディーゼルエンジンシステムである。
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1によるシステムの構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、過給機(ダーボチャージャ)を有するディーゼルエンジンシステムである。
図1に示すシステムは、複数の気筒2を有するエンジン1を備えている。図1における符号「#1」〜「#4」は、第1気筒〜第4気筒を表している。各気筒2のピストンは、それぞれクランク機構を介して共通のクランク軸4に接続されている。クランク軸4の近傍には、クランク角センサ5が設けられている。クランク角センサ5は、クランク軸4の回転角度(以下「クランク角CA」という。)を検出するように構成されている。
エンジン1は、各気筒2に対応して、インジェクタ6を有している。インジェクタ6は、高圧の燃料を気筒2内に直接噴射するように構成されている。各インジェクタ6は、共通のデリバリーパイプ7に接続されている。デリバリーパイプ7は、燃料ポンプ8を介して燃料タンク9に連通している。
また、エンジン1は、各気筒2に対応して吸気ポート10を有している。各吸気ポート10には、複数の吸気弁12が設けられている。吸気弁12には、吸気弁12の開弁特性(開閉時期及びリフト量)を独立して変更可能な可変動弁機構13が接続されている。可変動弁機構13としては、公知の電磁駆動弁機構や機械式もしくは油圧式可変動弁機構等を用いることができる。
また、各吸気ポート10は、共通の吸気マニホールド14に接続されている。吸気マニホールド14には、過給圧センサ15が設けられている。過給圧センサ15は、後述するコンプレッサ24aによって過給された空気(以下「過給空気」という。)の圧力、すなわち、過給圧PIMを検出するように構成されている。
吸気マニホールド14には吸気通路16が接続されている。吸気通路16の途中には、スロットルバルブ18が設けられている。スロットルバルブ18は、スロットルモータ19により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ18は、過給圧PIMやアクセル開度AA等に基づいて駆動されるものである。アクセル開度AAは、アクセル開度センサ21により検出される。スロットルバルブ18の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットル開度センサ20が設けられている。スロットルバルブ18の上流には、過給空気を冷却するインタークーラ22が設けられている。
インタークーラ22の上流には、過給機24のコンプレッサ24aが設けられている。コンプレッサ24aは、図示しない連結軸を介してタービン24bと連結されている。タービン24bは、後述する排気通路38に設けられている。このタービン24bが排気動圧(排気エネルギ)により回転駆動されることによって、コンプレッサ24aが回転駆動される。
コンプレッサ24aの上流には、エアフロメータ26が設けられている。エアフロメータ26は、吸入空気量Gaを検出するように構成されている。エアフロメータ26の上流には、エアクリーナ28が設けられている。エアクリーナ28の上流は、大気に開放されている。
また、エンジン1は、各気筒2に対応して排気ポート30を有している。排気ポート30には、複数の排気弁32が設けられている。排気弁32には、排気弁32の開弁特性(開閉時期及びリフト量)を独立して変更可能な可変動弁機構33が接続されている。可変動弁機構33としては、吸気系の可変動弁機構13と同様に、公知の電磁駆動弁機構や機械式もしくは油圧式可変動弁機構等を用いることができる。
図1に示すシステムは、排気干渉を避けるため、分割型の排気マニホールド34,35を有している。第1排気マニホールド34は、複数の分岐管34A,34Bを有している。一の分岐管34Aは第1気筒#1の排気ポート30に、他の分岐管34Bは第4気筒#4の排気ポート30にそれぞれ接続されている。すなわち、第1及び第4気筒#1,#4からなる第1気筒群が第1排気マニホールド34に接続されている。
第2排気マニホールド35は、複数の分岐管35A,35Bを有している。一の分岐管35Aは第2気筒#2の排気ポート30に、他の分岐管35Bは第3気筒#3の排気ポート30にそれぞれ接続されている。すなわち、第2及び第3気筒#2,#3からなる第2気筒群が第2排気マニホールド35に接続されている。
第1及び第2排気マニホールド34,35の下流端は、排気集合部37に接続されている。排気集合部37には、排気通路38が接続されている。排気通路38には、上述した過給機24のタービン24bが配置されている。タービン24bは、排気通路38を流通する排気ガスのエネルギによって回転駆動されるように構成されている。
タービン24b下流の排気通路38には、NOx触媒40が設けられている。NOx触媒40は、例えば、NOx吸蔵還元触媒により構成することができる。NOx触媒40は、理論空燃比よりもリーンな排気ガス中に含まれるNOxを吸蔵する機能を有すると共に、理論空燃比よりもリッチな排気ガスが流入するとき、もしくは、排気燃料添加弁36から還元剤が添加されたときに、吸蔵されたNOxを還元浄化して放出する機能を有している。このNOx触媒40は、NOxを吸蔵還元する機能のみを有するものでもよく、あるいは、排気ガス中のすすを捕集する機能を併せ持つDPNR(Diesel Particulate-NOx-Reduction system)のようなものでもよい。
第2排気マニホールド35の分岐管35Aには、上記還元剤としてのHCを添加する排気燃料添加弁36が設けられている。この排気燃料添加弁36は、図示しない燃料配管を介して上記燃料タンク9と連通している。なお、排気燃料添加弁36は、分岐管35B側に設けられていてもよい。
一方、第2排気マニホールド35と分割された第1排気マニホールド34には、EGR取出口42が設けられている。詳細には、分岐管34Aと分岐管34Bの合流点よりも下流側に、EGR取出口42が設けられている。EGR取出口42は、EGR通路44の一端に接続されている。EGR通路44の他端は、吸気通路16に接続されている。EGR通路44の途中には、EGRクーラ46が設けられている。このEGRクーラ46の下流(吸気通路16側)のEGR通路44には、EGR弁48が設けられている。
本実施の形態1のシステムは、制御装置であるECU(Electronic Control Unit)60を備えている。ECU60の入力側には、クランク角センサ5、過給圧センサ15、スロットル開度センサ20、アクセル開度センサ21、エアフロメータ26等が接続されている。また、ECU60の出力側には、インジェクタ6、燃料ポンプ8、可変動弁機構13,33、スロットルモータ19、排気燃料添加弁36、EGR弁48等が接続されている。
ECU60は、クランク角CAに基づいて、エンジン回転数NEを算出する。また、ECU60は、アクセル開度AA等に基づいて、エンジン負荷KL[%]を算出する。
ECU60は、運転条件等に基づいて、NOx触媒40のNOx吸蔵量を推定する。ECU60は、推定されたNOx吸蔵量が所定値以上になると、NOx触媒40に吸蔵されたNOxを還元・放出させるため、排気燃料添加弁36から還元剤としてのHCを添加する。
ECU60は、クランク角CAに基づいて、エンジン回転数NEを算出する。また、ECU60は、アクセル開度AA等に基づいて、エンジン負荷KL[%]を算出する。
ECU60は、運転条件等に基づいて、NOx触媒40のNOx吸蔵量を推定する。ECU60は、推定されたNOx吸蔵量が所定値以上になると、NOx触媒40に吸蔵されたNOxを還元・放出させるため、排気燃料添加弁36から還元剤としてのHCを添加する。
[実施の形態1の特徴]
上記システムは、分割型の第1排気マニホールド34及び第2排気マニホールド35を有している。これにより、排気干渉を防止することができるため、低速での出力・トルクを向上させることができる。
また、NOx触媒40の還元時(再生時)には、排気燃料添加弁36から第2排気マニホールド35に還元剤であるHCが添加される。
上記システムは、分割型の第1排気マニホールド34及び第2排気マニホールド35を有している。これにより、排気干渉を防止することができるため、低速での出力・トルクを向上させることができる。
また、NOx触媒40の還元時(再生時)には、排気燃料添加弁36から第2排気マニホールド35に還元剤であるHCが添加される。
また、吸気圧よりも第1排気マニホールド34の排気圧が高い。このため、EGR弁48が開弁されると、その差圧により第1排気マニホールド34を流れる排気ガス、すなわち、第1及び第4気筒#1,#4から排出された排気ガスが、EGR通路44に取り出される。EGR通路44に取り出された排気ガスは、EGRクーラ46を通って吸気通路16に戻される。
排気燃料添加弁36が設けられていない第1排気マニホールド34にEGR取出口42を設けることで、還元剤のEGRクーラ46への回り込みを回避することができる。これにより、EGRクーラ46における還元剤の詰まりや固着を防止することができる。
ところで、図2に示すように、多量のEGR量が要求される運転領域がある。図2は、運転領域と、要求されるEGR量との関係を示す図である。図2に示すように、高負荷時には、少量のEGR量が要求される。これは、高負荷時に多量のEGR量を要求すると、スモークが悪化するためである。
これに対して、軽負荷時には、多量のEGR量が要求される。これにより、燃焼温度及び筒内温度を下げることができるため、NOx排出量を抑制することができる。
しかしながら、かかる軽負荷時には、第1排気マニホールド34からEGR通路44に流入する排気ガス量(以下「外部EGR量」という。)だけでは、要求を満たさない可能性がある。
しかしながら、かかる軽負荷時には、第1排気マニホールド34からEGR通路44に流入する排気ガス量(以下「外部EGR量」という。)だけでは、要求を満たさない可能性がある。
そこで、本実施の形態1では、多量のEGR量が要求される軽負荷時には、EGR弁48を開弁することで外部EGR量を得ると共に、可変動弁機構13,33の駆動制御により吸気弁12と排気弁32が共に開弁されるオーバラップ期間を制御して、いわゆる内部EGR量を得るようにする。外部EGR量での不足分を内部EGR量により補うことで、軽負荷時の要求EGR量を満たすことができる。
従って、本実施の形態1によれば、EGRクーラ46への還元剤の付着を防止しつつ、多量のEGR量の要求を満たすことができる。
従って、本実施の形態1によれば、EGRクーラ46への還元剤の付着を防止しつつ、多量のEGR量の要求を満たすことができる。
[実施の形態1における具体的処理]
図3は、本実施の形態1において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定間隔毎に起動される。
図3に示すルーチンによれば、先ず、添加要求フラグが“ON”であるか否かを判別する(ステップ100)。この「添加要求フラグ」は、排気燃料添加弁36から還元剤を添加する必要がある場合、すなわち、NOx触媒40を還元する必要がある場合に“ON”にセットされるフラグである。ECU60は、本ルーチンとは別のルーチンにより、運転条件等に基づきNOx触媒40のNOx吸蔵量を推定し、この推定されたNOx吸蔵量が所定値以上である場合に、添加要求フラグを“ON”にセットする。
図3は、本実施の形態1において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定間隔毎に起動される。
図3に示すルーチンによれば、先ず、添加要求フラグが“ON”であるか否かを判別する(ステップ100)。この「添加要求フラグ」は、排気燃料添加弁36から還元剤を添加する必要がある場合、すなわち、NOx触媒40を還元する必要がある場合に“ON”にセットされるフラグである。ECU60は、本ルーチンとは別のルーチンにより、運転条件等に基づきNOx触媒40のNOx吸蔵量を推定し、この推定されたNOx吸蔵量が所定値以上である場合に、添加要求フラグを“ON”にセットする。
上記ステップ100で添加要求フラグが“OFF”であると判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。その後、運転領域に応じたEGR制御が実行される。
一方、上記ステップ100で添加要求フラグが“ON”であると判別された場合には、現在の運転領域(NE,KL)が軽負荷であるか否かを判別する(ステップ102)。このステップ102では、現在の運転領域が多量のEGR量が要求される運転領域であるか否かが判断される。
上記ステップ102で現在の運転領域が軽負荷であると判別された場合には、現在の運転領域が多量のEGR量が要求される運転領域、すなわち、外部EGR量だけでなく内部EGR量を確保する必要がある運転領域であると判断される。この場合、先ず、EGR弁48の開度(以下「EGR開度」という。)の制御が行われる(ステップ104)。このステップ104では、例えば、EGR開度を全開かそれに近い開度に設定することで、外部EGR量の制御が行われる。
その後、オーバラップ期間を制御する(ステップ106)。このステップ106では、可変動弁機構13,33を駆動制御することで、各気筒#1〜#4の吸気弁12と排気弁32が共に開弁されるオーバラップ期間が所定値以上形成される。これにより、内部EGR量の制御が行われる。
一方、上記ステップ102で現在の運転領域が軽負荷ではないと判別された場合には、外部EGR量だけで要求EGR量を満たし得ると判断される。この場合、EGR開度の制御が行われる(ステップ108)。このステップ108では、例えば、運転領域との関係でEGR開度が規定されたマップ(図示せず)を参照することで、運転領域に応じたEGR開度に制御される。
上記ステップ106又は108の処理の後、排気燃料添加弁36から還元剤を添加する(ステップ110)。その後、本ルーチンを終了する。
以上説明したように、図3に示すルーチンによれば、添加要求フラグが“ON”であり、かつ、軽負荷時である場合には、外部EGR量を得るべくEGR開度制御が行われると共に、内部EGR量を得るべくオーバラップ期間制御が行われる。これにより、要求されるEGR量のうち外部EGR量では不足する分を内部EGR量で補うことができる。また、外部EGRは還元剤が添加されない第1排気マニホールド34から取り出されるため、EGRクーラ46への還元剤の回り込みを防止することができる。また、内部EGRを確保しても、EGRクーラ46への還元剤の回り込みを防止することができる。従って、EGRクーラ46への還元剤の付着を防止しつつ、軽負荷時の多量のEGR量の要求を満たすことができる。
尚、本実施の形態1においては、第1排気マニホールド34が第1の発明における「第1排気マニホールド」に、第2排気マニホールド35が第1の発明における「第2排気マニホールド」に、EGR取出口42が第1の発明における「EGR取出口」に、吸気通路16が第1の発明における「吸気通路」に、EGR通路44が第1の発明における「EGR通路」に、EGRクーラ46が第1の発明における「EGRクーラ」に、EGR弁48が第1の発明における「EGR弁」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態1においては、NOx触媒40が第1の発明における「NOx触媒」に、排気添加弁36が第1の発明における「排気添加弁」に、吸気弁12が第1の発明における「吸気弁」に、可変動弁機構13が第1の発明における「第1可変動弁機構」に、排気弁32が第1の発明における「排気弁」に、可変動弁機構33が第1の発明における「第2可変動弁機構」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態1においては、ECU60が、ステップ104,106の処理を実行することにより第1の発明における「制御手段」が実現されている。
また、本実施の形態1においては、NOx触媒40が第1の発明における「NOx触媒」に、排気添加弁36が第1の発明における「排気添加弁」に、吸気弁12が第1の発明における「吸気弁」に、可変動弁機構13が第1の発明における「第1可変動弁機構」に、排気弁32が第1の発明における「排気弁」に、可変動弁機構33が第1の発明における「第2可変動弁機構」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態1においては、ECU60が、ステップ104,106の処理を実行することにより第1の発明における「制御手段」が実現されている。
実施の形態2.
次に、図4及び図5を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
[システム構成の説明]
図4は、本実施の形態2によるシステムの構成を説明するための図である。
図4に示すシステムは、図1に示すシステムに加えて、第2EGR通路としてのバイパス通路52を備えている。バイパス通路52は、EGRクーラ46をバイパスするように、第2EGR取出口50とEGR通路44とを接続している。具体的には、バイパス通路52の一端はEGRクーラ46の下流側に接続され、バイパス通路52の他端は第2EGR取出口50に接続されている。
次に、図4及び図5を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
[システム構成の説明]
図4は、本実施の形態2によるシステムの構成を説明するための図である。
図4に示すシステムは、図1に示すシステムに加えて、第2EGR通路としてのバイパス通路52を備えている。バイパス通路52は、EGRクーラ46をバイパスするように、第2EGR取出口50とEGR通路44とを接続している。具体的には、バイパス通路52の一端はEGRクーラ46の下流側に接続され、バイパス通路52の他端は第2EGR取出口50に接続されている。
第2EGR取出口50は、第2排気マニホールド35に設けられている。この第2EGR取出口50よりも上流に、上記の排気燃料添加弁36が設けられている。バイパス通路52とEGR通路44の接続部近傍には、バイパス通路52を開閉するバイパス制御弁54が設けられている。バイパス制御弁54は、ECU60の出力側に接続されている。
[実施の形態2の特徴]
上記システムによれば、EGR弁48に加えてバイパス制御弁54が開弁されると、吸気圧と第2排気マニホールド35の差圧により、第2及び第3気筒#2,#3から排出された排気ガスが、バイパス通路48を介してEGR通路44に取り出され、吸気通路16に戻される。
上記システムによれば、EGR弁48に加えてバイパス制御弁54が開弁されると、吸気圧と第2排気マニホールド35の差圧により、第2及び第3気筒#2,#3から排出された排気ガスが、バイパス通路48を介してEGR通路44に取り出され、吸気通路16に戻される。
上記実施の形態1では、多量のEGR量が要求される軽負荷時に、外部EGR量では不足する分を内部EGR量で補うようにした。
ところで、内部EGR量が多い場合には、筒内温度が上昇してしまい、スモークが発生する可能性がある。
ところで、内部EGR量が多い場合には、筒内温度が上昇してしまい、スモークが発生する可能性がある。
そこで、本実施の形態2では、軽負荷時に、バイパス制御弁54を開弁することで、第1排気マニホールド34から外部EGR量を得るだけでなく、第2排気マニホールド35からも外部EGR量を得るようにする。これにより、軽負荷時に要求される多量のEGR量を実現することができる。さらに、バイパス通路52はEGRクーラ46下流のEGR通路44に接続されているため、バイパス通路52を介して取り出された排気ガスのEGRクーラ46への流れ込みを防止することができる。
従って、本実施の形態2によれば、EGRクーラ46への還元剤の付着を防止しつつ、多量のEGR量の要求を満たすことができる。さらに、スモークの発生を防止することができる。
[実施の形態2における具体的処理]
図5は、本実施の形態2において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定間隔毎に起動される。
図5に示すルーチンによれば、図3に示すルーチンと同様に、添加要求フラグが“ON”であるか否かを判別する(ステップ100)。このステップ100で添加要求フラグが“ON”であると判別された場合には、現在の運転領域(NE,KL)が軽負荷であるか否かを判別する(ステップ102)。
図5は、本実施の形態2において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定間隔毎に起動される。
図5に示すルーチンによれば、図3に示すルーチンと同様に、添加要求フラグが“ON”であるか否かを判別する(ステップ100)。このステップ100で添加要求フラグが“ON”であると判別された場合には、現在の運転領域(NE,KL)が軽負荷であるか否かを判別する(ステップ102)。
上記ステップ102で現在の運転領域が軽負荷であると判別された場合には、多量のEGR量が要求されると判断される。この場合、バイパス制御弁54が開弁される(ステップ112)。一方、上記ステップ102で現在の運転領域が軽負荷ではないと判別された場合には、比較的少量のEGR量が要求されると判断される。この場合、バイパス制御弁54が閉弁される(ステップ114)。
上記ステップ112又は114の処理の後、図3に示すルーチンのステップ104、108の処理と同様に、EGR開度の制御を行う(ステップ116)。その後、排気燃料添加弁36から還元剤を添加する(ステップ110)。その後、本ルーチンを終了する。
以上説明したように、図5に示すルーチンによれば、添加要求フラグが“ON”であり、かつ、軽負荷時である場合には、バイパス制御弁54とEGR弁48が共に開弁される。これにより、軽負荷時には、第1排気マニホールド34だけでなく第2排気マニホールド35からも排気ガスが取り出される。よって、軽負荷時に要求される多量のEGR量を満たすことができる。さらに、第2排気マニホールド35からバイパス通路52に取り出された排気ガスは、EGRクーラ46下流のEGR通路44に供給される。よって、EGRクーラ46への還元剤の回り込みを防止することができる。従って、EGRクーラ46への還元剤の付着を防止しつつ、軽負荷時に要求される多量のEGR量を満たすことができる。
ところで、本実施の形態2では、EGRクーラ46上流において、EGR通路44とバイパス通路52が接続されていない。このため、第2排気マニホールド35から取り出された排気ガスがEGRクーラ46を通ることはない。
還元剤非添加時かつ軽負荷時には、第2排気マニホールド35から取り出された排気ガスをEGRクーラ46に流入させることが好適である。かかる点を考慮して、図6に示すシステムを用いてもよい。図6は、本実施の形態2の変形例によるシステムの構成を説明するための図である。
還元剤非添加時かつ軽負荷時には、第2排気マニホールド35から取り出された排気ガスをEGRクーラ46に流入させることが好適である。かかる点を考慮して、図6に示すシステムを用いてもよい。図6は、本実施の形態2の変形例によるシステムの構成を説明するための図である。
図6に示すシステムは、図4に示すシステムに加えて、第2バイパス通路55を備えている。第2バイパス通路55は、バイパス通路52と、EGRクーラ46上流のEGR通路44とを接続している。EGR通路44には切替弁56が、バイパス通路52には切替弁57がそれぞれ設けられている。切替弁56は、第2バイパス通路55との接続点と、EGRクーラ46との間に設けられている。切替弁57は、第2バイパス通路55との接続点よりも上流に設けられている。
還元剤非添加時かつ軽負荷時には、バイパス制御弁54を閉弁すると共に切替弁56,57を開弁することで、外部EGRを全てEGRクーラ46に流入させることができる。
尚、本実施の形態2及び変形例においては、第1排気マニホールド34が第2の発明における「第1排気マニホールド」に、第2排気マニホールド35が第2の発明における「第2排気マニホールド」に、EGR取出口42が第2の発明における「第1EGR取出口」に、第2EGR取出口50が第2の発明における「第2EGR取出口」に、吸気通路16が第2の発明における「吸気通路」に、EGR通路44が第2の発明における「第1EGR通路」に、EGRクーラ46が第2の発明における「EGRクーラ」に、EGR弁48が第2の発明における「EGR弁」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態2及び変形例においては、バイパス通路52が第2の発明における「第2EGR通路」に、バイパス制御弁54が第2の発明における「バイパス制御弁」に、NOx触媒40が第2の発明における「NOx触媒」に、排気燃料添加弁36が第2の発明における「排気添加弁」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態2においては、ECU60が、ステップ112,116の処理を実行することにより第2の発明における「制御手段」が実現されている。
また、本実施の形態2及び変形例においては、バイパス通路52が第2の発明における「第2EGR通路」に、バイパス制御弁54が第2の発明における「バイパス制御弁」に、NOx触媒40が第2の発明における「NOx触媒」に、排気燃料添加弁36が第2の発明における「排気添加弁」に、それぞれ相当する。
また、本実施の形態2においては、ECU60が、ステップ112,116の処理を実行することにより第2の発明における「制御手段」が実現されている。
実施の形態3.
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
[システム構成の説明]
図7は、本実施の形態3によるシステムの構成を説明するための図である。
図7に示すシステムは、図4に示すシステムに加えて、触媒58を備えている。触媒58は、バイパス制御弁54よりも上流のバイパス通路52に設けられている。触媒58は、例えば、還元剤であるHCを酸化可能な酸化触媒である。
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
[システム構成の説明]
図7は、本実施の形態3によるシステムの構成を説明するための図である。
図7に示すシステムは、図4に示すシステムに加えて、触媒58を備えている。触媒58は、バイパス制御弁54よりも上流のバイパス通路52に設けられている。触媒58は、例えば、還元剤であるHCを酸化可能な酸化触媒である。
[実施の形態3の特徴]
上記実施の形態2では、低負荷時にバイパス制御弁54が開弁される。これにより、バイパス制御弁54の閉弁時に比して外部EGR量を増やすことができるものの、還元剤を含む排気ガスがバイパス制御弁54やEGR弁48や吸気系に回り込む可能性がある。既述したEGRクーラ46への還元剤の付着だけでなく、バイパス制御弁54やEGR弁48や吸気弁12への還元剤の付着が発生する可能性がある。
上記実施の形態2では、低負荷時にバイパス制御弁54が開弁される。これにより、バイパス制御弁54の閉弁時に比して外部EGR量を増やすことができるものの、還元剤を含む排気ガスがバイパス制御弁54やEGR弁48や吸気系に回り込む可能性がある。既述したEGRクーラ46への還元剤の付着だけでなく、バイパス制御弁54やEGR弁48や吸気弁12への還元剤の付着が発生する可能性がある。
本実施の形態3では、バイパス通路52に設けられた触媒58により、バイパス通路52を流れる排気ガスに含まれる還元剤が酸化される。従って、バイパス制御弁54やEGR弁48や吸気系への還元剤の回り込みを防止することができる。よって、バイパス制御弁54やEGR弁48や吸気弁12への還元剤の付着を防止することができる。
さらに、触媒58はバイパス通路52にのみ設置されればよく、EGR通路44に設置する必要はない。すなわち、バイパス通路52を流れる還元剤を酸化可能な触媒58で足りるため、触媒58は小型で簡易なものを用いることができる。よって、触媒58を設置するためのコスト面及び搭載性で有利である。
ところで、本実施の形態3では、バイパス通路52に還元剤を酸化可能な酸化触媒58を配置しているが、この酸化触媒58に代えて、還元剤であるHCを吸着する吸着材を配置してもよい。詳細には、吸着したHCを高温で酸化可能な吸着材を用いることができる。この場合も、上記実施の形態3と同様の効果を得ることができる。
尚、本実施の形態3においては、触媒58が第3の発明における「還元剤酸化手段」に、相当する。
実施の形態4.
次に、図8及び図9を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
本実施の形態4のシステムは、図4に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に、後述する図9に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
次に、図8及び図9を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
本実施の形態4のシステムは、図4に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に、後述する図9に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
[実施の形態4の特徴]
上記実施の形態3では、バイパス通路52に触媒58が設けられている。この触媒58により還元剤を酸化することで、バイパス制御弁54等への還元剤の付着が防止されている。
上記実施の形態3では、バイパス通路52に触媒58が設けられている。この触媒58により還元剤を酸化することで、バイパス制御弁54等への還元剤の付着が防止されている。
本実施の形態4では、バイパス制御弁54等への還元剤の付着を防止するため、以下に説明するタイミングで還元剤を添加するようにする。
図8は、本実施の形態4において、還元剤の添加タイミングを説明するための図である。詳細には、図8(A)は排気行程である気筒を示す図であり、図8(B)は添加可能フラグの状態を示す図である。この「添加可能フラグ」は、排気添加弁36により還元剤が添加可能である場合に“ON”にセットされるフラグである。
図8は、本実施の形態4において、還元剤の添加タイミングを説明するための図である。詳細には、図8(A)は排気行程である気筒を示す図であり、図8(B)は添加可能フラグの状態を示す図である。この「添加可能フラグ」は、排気添加弁36により還元剤が添加可能である場合に“ON”にセットされるフラグである。
図8に示すように、排気添加弁36が設けられていない気筒群、すなわち、第1又は第4気筒#1,#4が排気行程である場合には、添加可能フラグが“ON”にされる。第1及び第4気筒#1,#4が排気行程である場合には、バイパス通路52を流れる排気ガス量は少ない。よって、このタイミングで還元剤を添加しても、添加された還元剤がバイパス通路52を介してバイパス制御弁54やEGR弁48等に回り込むことが抑制される。
一方、排気添加弁36が設けられている気筒群、すなわち、第2及び第3気筒#2,#3が排気行程である場合には、添加可能フラグが“OFF”にされる。第2及び第3気筒#2,#3が排気行程である場合には、バイパス通路52を流れる排気ガス量が多い。よって、このタイミングで還元剤を添加すると、添加された還元剤がバイパス通路52を介してバイパス制御弁54やEGR弁48等に回り込んでしまう。そこで、このタイミングでの還元剤の添加を禁止することで、還元剤のバイパス制御弁54等への付着を抑制することができる。
従って、本実施の形態4によれば、上記実施の形態3のように触媒58を設置することなく、還元剤のバイパス制御弁54やEGR弁48や吸気弁12への付着を抑制することができる。
従って、本実施の形態4によれば、上記実施の形態3のように触媒58を設置することなく、還元剤のバイパス制御弁54やEGR弁48や吸気弁12への付着を抑制することができる。
[実施の形態4における具体的処理]
図9は、本実施の形態4において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定間隔毎に起動される。
図9に示すルーチンによれば、図5に示すルーチンと同様に、ステップ116の処理まで実行する。
図9は、本実施の形態4において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定間隔毎に起動される。
図9に示すルーチンによれば、図5に示すルーチンと同様に、ステップ116の処理まで実行する。
その後、添加可能フラグが“ON”であるか否かを判別する(ステップ118)。ここで、ECU60は、本ルーチンとは別のルーチンにより、第1気筒#1又は第4気筒#4が排気行程であるとき、添加可能フラグを“ON”にセットする(図8参照)。よって、このステップ118では、実質的には、第1気筒#1又は第4気筒#4が排気行程であるか否かが判別されることとなる。
上記ステップ118で添加可能フラグが“OFF”であると判別された場合には、還元剤を添加することなく、ステップ118の処理に戻る。これにより、第1気筒#1又は第4気筒#4が排気行程であるとき以外は、還元剤の添加が禁止されることとなる。上記ステップ118で添加可能フラグが“ON”であると判別された場合には、還元剤を添加する(ステップ110)。その後、本ルーチンを終了する。
以上説明したように、図9に示すルーチンによれば、添加可能フラグが“ON”である場合、すなわち、第1気筒#1又は第4気筒#4が排気行程である場合に、還元剤が添加される。これにより、還元剤がバイパス通路52を介してバイパス制御弁54やEGR弁48に回り込むことを抑制することができる。
尚、本実施の形態4においては、第1気筒#1及び第4気筒#4が第4の発明における「何れかの気筒」に、相当する。また、本実施の形態4においては、ECU60が、ステップ118,110の処理を実行することにより第4の発明における「制御手段」が実現されている。
実施の形態5.
次に、図10を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。
本実施の形態5のシステムは、図4に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に、後述する図10に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
次に、図10を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。
本実施の形態5のシステムは、図4に示すハードウェア構成を用いて、ECU60に、後述する図10に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
[実施の形態5の特徴]
本実施の形態5では、軽負荷時に、EGR弁48とバイパス弁54を共に開弁することにより外部EGR量を得る。さらに、軽負荷時に、可変動弁機構13,33を駆動制御することで、吸気弁12と排気弁32が共に開弁されるオーバラップ期間を形成することにより、内部EGR量を得る。すなわち、軽負荷時に要求される多量のEGR量を満たすべく、両方の排気マニホールド34,35から外部EGR量を得ると共に、内部EGR量を得る。
本実施の形態5では、軽負荷時に、EGR弁48とバイパス弁54を共に開弁することにより外部EGR量を得る。さらに、軽負荷時に、可変動弁機構13,33を駆動制御することで、吸気弁12と排気弁32が共に開弁されるオーバラップ期間を形成することにより、内部EGR量を得る。すなわち、軽負荷時に要求される多量のEGR量を満たすべく、両方の排気マニホールド34,35から外部EGR量を得ると共に、内部EGR量を得る。
さらに、本実施の形態5では、かかる軽負荷時に還元剤の添加要求がある場合には、添加要求がない場合に比して外部EGR量に対する内部EGR量の比率が高められる。これにより、バイパス通路52に流入する還元剤量を抑制することができ、バイパス制御弁54等への還元剤の付着を抑制することができる。
しかし、所望のオーバラップ期間を得るべく設定された吸気弁開閉弁時期によっては、圧縮端温度の上昇に伴って筒内温度が上昇する可能性がある。その結果、スモークが悪化する可能性がある。
そこで、本実施の形態5では、予め作成されたマップを参照して、吸気弁開閉弁時期に基づいて筒内温度を推定する。そして、推定された筒内温度が基準値以上である場合には、スモークが悪化すると判断して、実圧縮比を低減するようにする。具体的には、吸気弁閉弁時期を下死点よりも前にするか、もしくは、所定時期よりも遅くする。この所定時期は、運転条件によって異なるため、例えば、予めマップに規定しておき、それを読み込むようにする。すなわち、吸気弁12の早閉じもしくは遅閉じを実行する。ポンピングロスによる燃費悪化を防止する観点からは、吸気弁12の早閉じよりも、吸気弁12の遅閉じを実行することが好適である。
[実施の形態5における具体的処理]
図10は、本実施の形態5において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定間隔毎に起動される。
図10に示すルーチンによれば、図5に示すルーチンと同様に、ステップ112の処理まで実行する。
図10は、本実施の形態5において、ECU60が実行するルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定間隔毎に起動される。
図10に示すルーチンによれば、図5に示すルーチンと同様に、ステップ112の処理まで実行する。
その後、外部EGR量に対する内部EGR量の比率を増大させる(ステップ120)。このステップ120では、軽負荷時かつ還元剤を添加しない場合に比して内部EGR量の比率が高くなるように、EGR開度とオーバラップ期間が制御される。
次に、図示しないマップを参照して、吸気弁開閉弁時期から筒内温度を推定する(ステップ122)。その後、上記ステップ122で推定された筒内温度が基準温度以上であるか否かを判別する(ステップ124)。このステップ124では、スモークが悪化するか否かが判断される。
上記ステップ124で筒内温度が基準温度以上であると判別された場合には、スモークが悪化すると判断される。この場合、吸気弁12の早閉じ又は遅閉じにより、実圧縮比を低減する(ステップ126)。その後、還元剤を添加し(ステップ110)、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ124で筒内温度が基準温度未満であると判別された場合には、スモークが悪化しないと判断される。この場合、吸気弁閉弁時期を変更することなく、還元剤を添加する(ステップ110)。その後、本ルーチンを終了する。
以上説明したように、図10に示すルーチンによれば、添加要求フラグが“ON”であり、かつ、軽負荷時である場合には、添加要求フラグが“OFF”である場合に比して、外部EGR量に対する内部EGR量の比率が高められる。これにより、バイパス通路52に流入する還元剤量を抑制することができ、バイパス制御弁54等への還元剤の付着を抑制することができる。
さらに、吸気弁開閉時期から推定された筒内温度が基準温度以上である場合には、吸気弁12が早閉じ又は遅閉じにされる。これにより、実圧縮比を低減することができ、筒内温度の上昇を抑制することができるため、スモークの悪化を抑制することができる。
さらに、吸気弁開閉時期から推定された筒内温度が基準温度以上である場合には、吸気弁12が早閉じ又は遅閉じにされる。これにより、実圧縮比を低減することができ、筒内温度の上昇を抑制することができるため、スモークの悪化を抑制することができる。
尚、本実施の形態5においては、ECU60が、ステップ120の処理を実行することにより第5の発明における「制御手段」が、ステップ122の処理を実行することにより第6の発明における「筒内温度推定手段」が、ステップ126の処理を実行することにより第6の発明における「制御手段」が、それぞれ実現されている。
1 エンジン
12 吸気弁
13 可変動弁機構
16 吸気通路
32 排気弁
33 可変動弁機構
34 第1排気マニホールド
35 第2排気マニホールド
40 NOx触媒
42 EGR取出口
44 EGR通路
46 EGRクーラ
48 EGR弁
50 第2EGR取出口
52 バイパス通路
54 バイパス制御弁
58 触媒
60 ECU
12 吸気弁
13 可変動弁機構
16 吸気通路
32 排気弁
33 可変動弁機構
34 第1排気マニホールド
35 第2排気マニホールド
40 NOx触媒
42 EGR取出口
44 EGR通路
46 EGRクーラ
48 EGR弁
50 第2EGR取出口
52 バイパス通路
54 バイパス制御弁
58 触媒
60 ECU
Claims (6)
- 複数の気筒群と分割型排気マニホールドとを有する内燃機関の排気制御装置であって、
第1気筒群に接続された第1排気マニホールドと、
第2気筒群に接続された第2排気マニホールドと、
前記第1排気マニホールドに設けられたEGR取出口と、
前記EGR取出口と吸気通路を接続するEGR通路と、
前記EGR通路の途中に設けられたEGRクーラと、
前記EGRクーラよりも下流の前記EGR通路に設けられたEGR弁と、
前記第1排気マニホールドと前記第2排気マニホールドの合流点よりも下流に配置されたNOx触媒と、
前記第2排気マニホールドに設けられ、前記NOx触媒を還元するための還元剤を添加する排気添加弁と、
吸気弁の開弁特性を変更可能な第1可変動弁機構と、
排気弁の開弁特性を変更可能な第2可変動弁機構と、
軽負荷時かつ還元剤添加時は、前記EGR弁を開弁すると共に、前記第1及び第2可変動弁機構を駆動させて吸気弁と排気弁とが共に開弁されるバルブオーバラップ期間を所定値以上形成する制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排気制御装置。 - 複数の気筒群と分割型排気マニホールドとを有する内燃機関の排気制御装置であって、
第1気筒群に接続された第1排気マニホールドと、
第2気筒群に接続された第2排気マニホールドと、
前記第1排気マニホールドに設けられた第1EGR取出口と、
前記第2排気マニホールドに設けられた第2EGR取出口と、
前記第1EGR取出口と吸気通路を接続する第1EGR通路と、
前記第1EGR通路の途中に設けられたEGRクーラと、
前記EGRクーラよりも下流の前記第1EGR通路に設けられたEGR弁と、
前記EGRクーラをバイパスするように前記第2EGR取出口と前記第1EGR通路を接続する第2EGR通路と、
前記第2EGR通路を開閉するバイパス制御弁と、
前記第1排気マニホールドと前記第2排気マニホールドの合流点よりも下流に配置されたNOx触媒と、
前記第2EGR取出口よりも上流の前記第2排気マニホールドに設けられ、前記NOx触媒を還元するための還元剤を添加する排気添加弁と、
軽負荷時かつ還元剤添加時は、前記EGR弁を開弁すると共に前記バイパス制御弁を開弁し、軽負荷時以外は、前記EGR弁を開弁すると共に前記バイパス制御弁を閉弁する制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排気制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関の排気制御装置において、
前記バイパス制御弁よりも上流の前記第2EGR通路に設けられ、還元剤を酸化可能な還元剤酸化手段を更に備えたことを特徴とする内燃機関の排気制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関の排気制御装置において、
前記制御手段は、前記第1気筒群のうちの何れかの気筒が排気行程であるときに、前記排気添加弁により還元剤を添加することを特徴とする内燃機関の排気制御装置。 - 請求項2から4の何れか1項に記載の内燃機関の排気制御装置において、
吸気弁の開弁特性を変更可能な第1可変動弁機構と、
排気弁の開弁特性を変更可能な第2可変動弁機構とを更に備え、
前記制御手段は、前記第1及び第2可変動弁機構を駆動させて前記吸気弁と前記排気弁とが共に開弁されるバルブオーバラップ期間を制御可能であって、軽負荷時かつ還元剤添加時は、該バルブオーバラップ期間に得られる内部EGR量の外部EGR量に対する比率を軽負荷時かつ還元剤非添加時に比して高くすることを特徴とする内燃機関の排気制御装置。 - 請求項5に記載の内燃機関の排気制御装置において、
筒内温度を推定する筒内温度推定手段を更に備え、
前記制御手段は、軽負荷時かつ還元剤添加時であって、前記筒内温度推定手段により推定された筒内温度が基準値以上である場合には、前記吸気弁を下死点前もしくは所定時期よりも後で閉弁することを特徴とする内燃機関の排気制御装置。
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