WO2017094875A1 - 内燃機関及びその制御方法 - Google Patents

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英樹 長田
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いすゞ自動車株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an internal combustion engine and a control method thereof, and more particularly, to an internal combustion engine that prevents excessive unburned fuel from entering an EGR (Exhaust Gas Recirculation) system when an accelerator is off, and a control method thereof.
  • EGR exhaust Gas Recirculation
  • the engine (internal combustion engine) is equipped with an EGR system that supplies a part of the exhaust gas discharged to the exhaust passage to the intake passage as EGR gas and recirculates the exhaust gas to the cylinder.
  • EGR system the EGR gas is cooled by an EGR cooler disposed in an EGR passage, and the flow rate of the EGR gas is adjusted by an EGR valve, so that the filling rate of the EGR gas into the cylinder is improved and nitrogen in the exhaust gas is increased. Reduces oxides.
  • the engine is equipped with an exhaust gas system that purifies the exhaust gas.
  • an exhaust gas system that purifies the exhaust gas.
  • PM particulate matter
  • unburned fuel for regenerating this exhaust gas purification system contains many organic compounds, hydrocarbon (HC). Therefore, if the EGR valve of the EGR system is opened during regeneration of the exhaust gas purification system, unburned fuel supplied in the exhaust gas by post injection or the like is also included in the EGR gas. There will be a high concentration of hydrocarbons.
  • An object of the present disclosure is to provide an internal combustion engine that can prevent excessive unburned fuel from entering the EGR system when the accelerator is turned off when the exhaust gas purification system is being regenerated, and a control method thereof. It is to be.
  • An internal combustion engine of the present disclosure that achieves the above object includes a fuel injection valve that injects fuel into a cylinder, an exhaust gas purification system that is disposed in an exhaust passage and purifies exhaust gas, and a position in the middle of the exhaust passage.
  • An EGR (Exhaust Gas Recirculation) system that branches and merges into a midway position of the intake passage and recirculates exhaust gas to the cylinder; a purification status acquisition device that acquires the purification status of the exhaust gas purification system; and a vehicle
  • An internal combustion engine comprising: a road situation acquisition device that acquires a road situation that is scheduled to travel; a purification status acquisition device; the road status acquisition device; and a control device connected to the fuel injection valve via a signal line The control device monitors the purification status via the purification status acquisition device, and the fuel injected from the fuel injection valve when the purification status is reduced Regeneration control for supplying unburned fuel that does not contribute to driving to the exhaust gas purification system is performed, and the road condition
  • the exhaust gas purification system disposed in the exhaust passage purifies the exhaust gas, and branches from a midway position of the exhaust passage
  • EGR Exhaust Gas Recirculation
  • determining whether or not the purification status has become the reduced status supplying unburned fuel that does not contribute to driving to the exhaust gas purification system, and determining the exhaust gas purification system.
  • the step of regenerating the vehicle the step of acquiring the road condition where the vehicle is scheduled to travel, and the road condition indicates that the accelerator pedal opening of the accelerator pedal is off.
  • the reduction status of the purification status of the exhaust gas purification system is a status in which the components to be removed in the exhaust gas cannot be purified due to the accumulation of deposits in each device of the exhaust gas purification system. More specifically, this situation is detected as a situation where the differential pressure before and after the collection filter becomes greater than or equal to a threshold value, or the travel distance or travel time of the vehicle exceeds a threshold value.
  • the regeneration of the exhaust gas purification system is caused by unburned fuel being supplied to the oxidation catalyst and being oxidized, thereby increasing the temperature of the device disposed downstream of the oxidation catalyst and accumulating on the device. This is achieved by burning off deposits.
  • unburned fuel is specifically exemplified by so-called post-injection in which the fuel injected into the cylinder is discharged from the exhaust valve to the exhaust passage in an unburned state.
  • unburned fuel is supplied to the exhaust gas purification system in addition to a fuel injection valve that injects fuel into the cylinders.
  • a fuel injection valve can also be illustrated.
  • the stop of the regeneration of the exhaust gas purification system here means that the supply of unburned fuel supplied to the exhaust gas purification system is stopped. Specifically, the post injection from the fuel injection valve is stopped. Is stopped, or the injection from the unburned fuel injection valve is stopped.
  • the road condition acquisition apparatus is an apparatus that acquires the road gradient and the relationship with the preceding vehicle as the road condition on which the vehicle is scheduled to travel.
  • This road condition acquisition device includes a car navigation system that electronically provides route guidance to the current position and destination when the vehicle is traveling, and a preceding vehicle that can measure the inter-vehicle distance and relative speed from a preceding vehicle using a millimeter wave radar, etc. Any one or some combination of a vehicle tracking device, a lane departure device, etc. is illustrated.
  • the drive recorder etc. which memorize
  • the situation where the road condition becomes the accelerator off condition is a situation where the accelerator pedal is released by the driver and the accelerator opening is turned off, that is, zero. More specifically, the accelerator pedal is turned off when the vehicle travels on a downhill road or when the distance between the vehicle and the preceding vehicle approaches.
  • the accelerator-off situation includes a situation where the brake pedal is depressed by the driver.
  • the road condition is predicted in advance, and the regeneration of the exhaust gas purification system is stopped before the road condition becomes an accelerator off state, that is, the supply of unburned fuel is stopped. To do.
  • the road condition becomes the accelerator off condition excessive unburned fuel due to regeneration of the exhaust gas purification system does not exist in the exhaust passage, so that unburned fuel enters the EGR system. Can be prevented.
  • excessive accumulation of deposits in the EGR system can be avoided, so that the EGR passage and the EGR cooler can be prevented from being blocked and the EGR valve from malfunctioning.
  • the above-described internal combustion engine and the control method thereof are suitable for performing control for keeping the exhaust gas purification system warm by opening the EGR valve when the accelerator opening is turned off.
  • the accelerator opening When the accelerator opening is turned off, the fuel that contributes to driving is not injected from the fuel injection valve, so the temperature of the exhaust gas does not rise. Therefore, low temperature exhaust gas flows into the exhaust gas purification system. Therefore, by opening the EGR valve when the accelerator opening is turned off, it is possible to reduce the EGR gas from recirculating and low temperature exhaust gas reaching the exhaust gas purification system. Thereby, even if the fuel injection into the cylinder is stopped when the accelerator is off, the exhaust gas purification system can be kept warm.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an engine according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a control method related to regeneration of the exhaust gas purification system in the engine control method according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a control method for stopping regeneration of the exhaust gas purification system in the engine control method according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a control method for keeping the exhaust gas purification system warm, in the engine control method according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a correlation diagram illustrating the correlation between time traveled on a downhill road and each parameter.
  • FIG. 6 is a correlation diagram illustrating the correlation between the time when the vehicle approaches the preceding vehicle and each parameter.
  • FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an engine according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 illustrates an engine (internal combustion engine) 10 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the engine 10 purifies the exhaust gas G1 discharged to the exhaust passage 19 by the exhaust gas purification system 20, and also uses a part of the exhaust gas G1 discharged to the exhaust passage 19 by the EGR system 30 as EGR gas G2. It recirculates to the intake passage 11.
  • G1 indicates exhaust gas discharged from the cylinder 16 or after being purified by the exhaust gas purification system 20, and G2 indicates EGR gas that recirculates.
  • F1 is injected from the fuel injection valve 17 into the cylinder 16 and combusts, and fuel contributes to driving
  • F2 is injected from the fuel injection valve 17 into the cylinder 16 and is not combusted in an unburned exhaust passage 19. The unburned fuel that is discharged and does not contribute to driving is shown.
  • the intake air A ⁇ b> 1 sucked into the intake passage 11 is compressed by the compressor 12 a of the turbocharger 12 and becomes high temperature, and is cooled by the intercooler 13. Thereafter, the intake air A ⁇ b> 1 is supplied to the cylinder 16 of the engine body 15 through the intake manifold 14.
  • the intake air A1 supplied to the cylinder 16 is mixed with the fuel F1 injected from the fuel injection valve 17 and combusted to generate heat energy, and then becomes exhaust gas G1.
  • the exhaust gas G1 is exhausted to the exhaust passage 19 via the exhaust manifold 18, and after being purified by the exhaust gas purification system 20 after driving the turbine 12b of the turbocharger 12, it is discharged into the atmosphere.
  • the exhaust gas G 1 passes through the oxidation catalyst 21, the collection filter 22, and the SCR catalyst (selective reduction catalyst) 24 in this order for purification.
  • the oxidation catalyst 21 oxidizes hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) contained in the exhaust gas G1.
  • HC hydrocarbons
  • CO carbon monoxide
  • the collection filter 22 nitrogen monoxide (NO) is oxidized by the supported catalyst to generate nitrogen dioxide (NO 2 ), and particulate matter (PM) contained in the exhaust gas G1 is captured. Be collected. Further, in the collection filter 22, the particulate matter is oxidized and removed by reacting the collected particulate matter with nitrogen dioxide.
  • each nitrogen oxide (NOx) contained in the exhaust gas G1 uses ammonia (NH 3 ) generated by hydrolysis of urea water injected from the urea water injection valve 23 as a reducing agent. It is reduced by the SCR reaction.
  • ammonia NH 3
  • the exhaust gas purification system 20 is exemplified by a system in which both the collection filter 22 and the SCR catalyst 24 are arranged downstream of the oxidation catalyst 21, but either the collection filter 22 or the SCR catalyst 24 is used. May be arranged. Further, instead of the SCR catalyst 24, a three-way catalyst or a NOx storage reduction catalyst (LNT (LeanLNOx Trap)) may be used.
  • LNT LeanLNOx Trap
  • the EGR gas G1 is recirculated from the exhaust passage 19 to the intake passage 11 as EGR gas G2 by the EGR system 30.
  • the EGR gas G 2 is cooled by the EGR cooler 32 arranged in the EGR passage 31 that branches from the middle position of the exhaust passage 19 and joins the middle position of the intake passage 11. The amount flowing through the EGR passage 31 is adjusted.
  • the branch part of the EGR passage 31 and the exhaust passage 19 should just be arrange
  • the EGR cooler 32 is an air-cooled or water-cooled cooler.
  • the EGR valve 33 is not limited to the one disposed on the downstream side of the EGR cooler 32, and may be disposed on the upstream side of the EGR cooler 32.
  • a road on which a control device 40, a differential pressure sensor 41 as a purification status acquisition device that acquires the purification status C ⁇ b> 1 of the exhaust gas purification system 20, and a vehicle (not shown) on which the engine 10 is mounted will travel.
  • a navigation system 42 is configured as a road condition acquisition device that acquires the condition C2.
  • the control device 40 is configured to monitor the purification status C1 and perform regeneration control to supply the unburned fuel F2 to the exhaust gas purification system 20 when the purification status C1 becomes the lowered status Ca. . Further, the control device 40 monitors the road condition C2, and actually stops the regeneration control before the road condition C2 becomes the accelerator off condition Cb in which the accelerator opening degree ⁇ 1 of the accelerator pedal 43 is turned off (zero). Configured to perform control.
  • the control device 40 includes a CPU that performs various processes, an internal storage device that can read and write programs and processing results used to perform the various processes, and various interfaces.
  • the control device 40 is connected to the differential pressure sensor 41 and the navigation system 42 via a signal line.
  • the control device 40 is connected to the fuel injection valve 17, the urea water injection valve 23, and the EGR valve 33 through a signal line.
  • the control device 40 is connected to an accelerator opening sensor 44 as an accelerator opening acquisition device via a signal line.
  • the execution program stored in the internal storage device is read by the CPU to perform a process designated in advance.
  • Examples of the execution program include a reproduction control program, a reproduction stop program, and a heat retention control program, which will be described below with reference to flowcharts.
  • the differential pressure sensor 41 is a sensor that includes pressure sensors arranged before and after the collection filter 22 and detects a differential pressure between the pressure of the exhaust gas G1 before passing through the collection filter 22 and the pressure after passage.
  • the differential pressure sensor 41 is exemplified as the purification status acquisition device, but the purification status C1 of the exhaust gas purification system 20 may be acquired and is not limited thereto.
  • the apparatus which acquires the deposition condition of the particulate matter of the collection filter 22 and the deposition condition of the white product deposited on the SCR catalyst 24 can be exemplified by the travel distance and travel time of the vehicle.
  • an apparatus for calculating the deposition state of the particulate matter on the collection filter 22 can be exemplified.
  • the purification status C1 of the exhaust gas purification system 20 acquired by the purification status acquisition device exemplified by the differential pressure sensor 41 is, in other words, the deposition status of deposits on each device of the exhaust gas purification system 20.
  • the lowered state Ca is a state in which the deposition state of each device deteriorates and the components to be removed in the exhaust gas G1 cannot be purified.
  • the differential pressure before and after the collection filter 22 detected by the differential pressure sensor 41 is in a situation that is equal to or greater than a threshold value.
  • the reduced state Ca include a situation where the travel distance and travel time of the vehicle become a distance and time when the amount of particulate matter deposited on the collection filter 22 is equal to or greater than a threshold, and urea water is caused by the SCR catalyst 24.
  • the situation where the distance and time when the accumulation amount of the white product to be made becomes equal to or greater than the threshold is exemplified.
  • the navigation system 42 is a system that electronically provides route guidance to the current position and destination when the vehicle is traveling. More specifically, it communicates with a satellite positioning system (GPS) or a server that stores three-dimensional road data to acquire the gradient ⁇ 2 of the travel route on which the vehicle is scheduled to travel, and the vehicle and the preceding vehicle such as traffic jam information. Or a relative relationship R1.
  • GPS satellite positioning system
  • R1 relative relationship
  • the navigation system 42 is exemplified as the road condition acquisition device.
  • a preceding vehicle tracking device or a lane departure device that can measure the inter-vehicle distance and relative speed with the preceding vehicle by a millimeter wave radar or the like is also available. Illustrative is possible.
  • the drive recorder which memorize
  • the road condition C2 acquired by the road condition acquisition device exemplified in the navigation system 42 is a relative relation R1 including the gradient ⁇ 2, the relative speed with respect to the preceding vehicle, and the inter-vehicle distance.
  • the accelerator off state Cb is a state in which the accelerator pedal 43 is released by the driver and the accelerator opening ⁇ 1 is turned off, that is, zero. More specifically, when the vehicle on which the engine 10 is mounted travels on a downhill road with a gradient ⁇ 2, or when the relative relationship R1 between the vehicle and the preceding vehicle approaches, the accelerator pedal 43 is depressed by the driver. It is a situation that is turned off.
  • the accelerator-off situation Cb includes a situation where a brake pedal (not shown) is depressed by the driver.
  • the force in the forward direction due to the gravitational acceleration applied to the vehicle is equal to or greater than the running resistance, and whether or not the vehicle speed is equal to or greater than the gradient at which the vehicle speed does not decelerate without applying the driving force of the engine 10. It can be determined whether or not the situation C2 becomes the accelerator-off situation Cb.
  • This gradient ⁇ 2 is based on the vehicle weight of the vehicle, has a negative correlation with the vehicle weight, and should be set smaller as the vehicle weight increases. As the gradient ⁇ 2, for example, when the vehicle weight of HEV is 25t, a gradient of 2% is exemplified.
  • the road condition C2 depends on whether the inter-vehicle distance between the vehicle and the preceding vehicle traveling on the same lane as the vehicle and the relative speed of the preceding vehicle viewed from the vehicle are close to each other. It can be determined whether or not the accelerator off state Cb is reached.
  • the inter-vehicle distance indicating the close relationship when the vehicle speed is 60 km / h or less, a distance obtained by subtracting a predetermined value from the vehicle speed value (for example, the vehicle speed is 40 km / h and the predetermined value is “15”).
  • the proximity distance is 25 m), and when the vehicle speed exceeds 60 km / h, a distance similar to the vehicle speed (for example, when the vehicle speed is 80 km / h, the proximity distance is 80 m) is exemplified.
  • the relative speed indicating the close relationship is exemplified by ⁇ 10 km / h or less when the inter-vehicle distance is equal to or less than the close distance.
  • the relative relationship R1 may include a case where there is a traffic jam on the same lane as the vehicle, or a case where a signal of a travel route on which the vehicle is to travel is a red signal.
  • This control method is started when the vehicle equipped with the engine 10 is started to travel.
  • step S ⁇ b> 10 the control device 40 acquires the purification status C ⁇ b> 1 of the exhaust gas purification system 20 via the differential pressure sensor 41.
  • step S20 the control device 40 determines whether or not the purification status C1 has become the reduction status Ca. Specifically, it is determined whether or not the detection value of the differential pressure sensor 41 is equal to or greater than a threshold value. If it is determined in step S20 that the purification status C1 has become the reduced status Ca, the process proceeds to step S30. On the other hand, when it determines with the purification
  • step S30 the control device 40 regenerates the exhaust gas purification system 20.
  • This step S30 is a step of supplying the unburned fuel F2 to the exhaust gas purification system 20.
  • the so-called unburned fuel F2 that does not contribute to driving out of the fuel injected from the fuel injection valve 17 into the cylinder 16 is discharged from an exhaust valve (not shown) to the exhaust passage 19.
  • the oxidation catalyst 21 oxidizes the unburned fuel F2, and the temperature of the exhaust gas G1 rises due to the oxidation heat. Then, the temperature of the collection filter 22 and the SCR catalyst 24 arranged on the downstream side of the oxidation catalyst 21 rises, and the deposits deposited on the collection filter 22 and the SCR catalyst 24 are removed by combustion. Thereby, since the deposit is removed, the purification status C1 of the exhaust gas purification system 20 is recovered.
  • step S40 the control device 40 acquires the purification status C1 again.
  • step S50 the control device 40 determines whether or not the purification status C1 has become the normal status Cc.
  • the normal situation Cc is a situation in which deposits of each device are burned and removed by regeneration of the exhaust gas purification system 20.
  • the differential pressure detected by the differential pressure sensor 41 is less than a threshold value set near zero (a value different from the threshold value in step S20). If it is determined in step S50 that the purification status C1 has become the normal status Cc, the process proceeds to step S60. On the other hand, when it determines with the purification
  • step S60 the control device 40 stops the regeneration of the exhaust gas purification system 20.
  • This step S60 is a step of stopping the supply of the unburned fuel F2 to the exhaust gas purification system 20, and specifically, a step of stopping the injection of the unburned fuel F2 from the fuel injection valve 17.
  • step S60 the process returns to the start, and steps S10 to S60 are repeated until the engine 10 is stopped.
  • step S110 the control device 40 acquires the road situation C2 via the navigation system.
  • step S120 the control device 40 predicts in advance whether or not the road condition C2 becomes the accelerator-off condition Cb.
  • This step S120 is not a determination as to whether or not the road situation C2 has actually become the accelerator off situation Cb, but is a step of predicting in advance. That is, this is a step of making a prediction at a point before the road situation C2 becomes the accelerator-off situation Cb before the vehicle on which the engine 10 is mounted travels on the road situation C2 that becomes the accelerator-off situation Cb. Specifically, this is a step of predicting whether or not the gradient ⁇ 2 of the traveling road to be traveled is equal to or greater than the gradient threshold value, or whether or not the relative relationship R1 with the preceding vehicle is in the proximity relationship.
  • step S120 When it is predicted in this step S120 that the road situation C2 becomes the accelerator-off situation Cb, the process proceeds to step S130. On the other hand, if it is predicted that the road condition C2 will not become the accelerator-off condition Cb, the process proceeds to step S160.
  • step S130 the control device 40 temporarily stops the regeneration of the exhaust gas purification system 20.
  • This step S130 is a step of temporarily stopping supplying the unburned fuel F2 to the exhaust gas purification system 20 before the road condition C2 actually becomes the accelerator-off condition Cb. More specifically, before the road condition C2 actually becomes the accelerator-off condition Cb, the injection of the unburned fuel F2 from the fuel injection valve 17 is temporarily stopped, and when the accelerator condition becomes the accelerator-off condition Cb, the fuel is not burned. In this step, the supply of the fuel F2 is already stopped.
  • step S140 the control device 40 acquires the accelerator opening ⁇ 1 via the accelerator opening sensor 44.
  • step S150 the control device 40 determines whether or not the accelerator opening ⁇ 1 is turned on, that is, whether or not the accelerator pedal 43 is depressed by the driver and the accelerator opening ⁇ 1 exceeds zero. If it is determined in step S150 that the accelerator opening ⁇ 1 is turned on, the process proceeds to step S160. On the other hand, when it is determined that the accelerator opening ⁇ 1 is not turned on, the process returns to step S130, and the regeneration stop of the exhaust gas purification system 20 is maintained temporarily.
  • step S160 the control device 40 resumes the regeneration of the exhaust gas purification system 20.
  • This step S160 is a step of restarting the supply of the unburned fuel F2 to the exhaust gas purification system 20, more specifically to the oxidation catalyst 21.
  • the temporary stop in step S130 means that only when the road condition C2 becomes the accelerator off condition Cb when the exhaust gas purification system 20 is regenerated in the above steps S10 to S60. It is to temporarily stop playback.
  • the temporary period ⁇ t1 include a period from when the accelerator opening ⁇ 1 once becomes zero in step S150 until it exceeds zero.
  • the temporary period ⁇ t1 is a period until a time set in advance that is estimated to be in the accelerator-off state Cb (in this period, the preceding vehicle speeds up). For example, it is a period for responding to the case where the accelerator-off state Cb is not reached by raising it).
  • the above steps S110 to S160 are performed until the regeneration of the exhaust gas purification system 20 is stopped. Therefore, when the regeneration of the exhaust gas purification system 20 is stopped in the above steps S10 to S60, it is forcibly terminated.
  • step S ⁇ b> 210 the control device 40 acquires the accelerator opening ⁇ ⁇ b> 1 via the accelerator opening sensor 44.
  • step S220 the control device 40 determines whether or not the accelerator opening degree ⁇ 1 has been turned off, that is, whether or not the accelerator pedal 43 has been depressed and the accelerator opening degree ⁇ 1 has become zero. If it is determined in step S220 that the accelerator opening ⁇ 1 has become zero, the process proceeds to step S230. On the other hand, if it is determined that the accelerator opening ⁇ 1 does not become zero, the process returns to the start.
  • step S230 the control device 40 opens the EGR valve 33 and opens the EGR passage 31.
  • the opening degree of the EGR valve 33 is fully opened (100%) or fully opened (70% to 90%).
  • FIG. 5 and 6 illustrate the correlation between the travel time of the vehicle on which the engine 10 is mounted and each parameter.
  • FIG. 5 shows a case where the vehicle travels on a downhill road
  • FIG. 6 shows a case where a preceding vehicle is present.
  • ⁇ 3 represents the opening of the EGR valve 33
  • T1 represents the temperature of the collection filter 22.
  • the time t2 at which this step S130 is performed is preferably the timing when the unburnt fuel F2 is not substantially present in the exhaust passage 19 when the road condition C2 actually becomes the accelerator-off condition Cb. More specifically, the elapsed time ⁇ t2 from the time t1 when the injection of fuel that does not contribute to driving from the fuel injection valve 17 to the time t2 when the road condition C2 becomes the accelerator-off condition Cb is finally discharged from the cylinder 16
  • the exhaust gas G1 is preferably set to a time until it passes through a branch portion between the exhaust passage 19 and the EGR passage 31.
  • the time until the exhaust gas G1 finally exhausted from the cylinder 16 through the branch between the exhaust passage 19 and the EGR passage 31 through experiments and tests is obtained in advance, and an average value thereof is determined. It is good to set to.
  • the period from time t1 to time t4 and the period from time t5 to time t7 in FIG. 6 are temporary periods ⁇ t1 during which regeneration of the exhaust gas purification system 20 is temporarily stopped. .
  • the regeneration of the exhaust gas purification system 20 is temporarily stopped when it is predicted that the road condition C2 becomes the accelerator-off condition Cb.
  • the road condition C2 actually becomes the accelerator-off condition Cb due to this temporary stop excessive unburned fuel F2 due to regeneration of the exhaust gas purification system 20 does not exist in the exhaust passage 19.
  • the unburned fuel F2 can be prevented from entering the EGR system 30, so that excessive accumulation of deposits on the EGR system 30 can be avoided, and the EGR passage 31 and the EGR cooler 32 can be blocked or the EGR valve can be prevented. 33 malfunctions can be prevented.
  • the accelerator opening degree ⁇ 1 when the accelerator opening degree ⁇ 1 is turned off, when the EGR valve 33 is opened and combined with the control for keeping the exhaust gas purification system 20 warm, it is possible to avoid excessive accumulation of deposits in the EGR system 30. To do.
  • the accelerator opening degree ⁇ 1 when the accelerator opening degree ⁇ 1 is turned off, the EGR valve 33 is opened and the EGR gas G2 is recirculated, so that the low temperature exhaust gas G1 is prevented from reaching the exhaust gas purification system 20. it can. Thereby, even if the fuel injection into the cylinder 16 is stopped when the accelerator is off, the exhaust gas purification system 20 can be kept warm.
  • the accelerator opening ⁇ 1 when the accelerator opening ⁇ 1 is turned on and the injection of the fuel F1 contributing to driving is started, the temperature of the exhaust gas purification system 20 does not decrease even if the regeneration of the exhaust gas purification system 20 is restarted. Therefore, the deposit can be burned quickly. As a result, the unburned fuel F2 required for regeneration of the exhaust gas purification system 20 can be reduced, that is, the unburned fuel F2 that does not contribute to driving can be reduced, which is advantageous in improving fuel consumption.
  • FIG. 7 illustrates the engine 10 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • This engine 10 includes an unburned fuel injection valve 45 that is disposed in the exhaust passage 19 and injects unburned fuel F2 in addition to the configuration of FIG.
  • the unburned fuel injection valve 45 is disposed in the exhaust passage 19 upstream of the branching portion of the EGR system 30 to the EGR passage 31 with respect to the flow of the exhaust gas G1.
  • the unburned fuel injection valve 45 only needs to be upstream of the branching portion to the EGR passage 31 and may be disposed inside the exhaust manifold 18.
  • control device 40 does not supply unburned fuel F2 that does not contribute to driving of the fuel injected from the fuel injection valve 17 to the exhaust gas purification system 20 in the regeneration control. Control is performed to supply unburned fuel F2 injected from the fuel injection valve 45 to the exhaust gas purification system 20.
  • the internal combustion engine and the control method thereof according to the present disclosure can prevent excessive unburned fuel from entering the EGR system when the accelerator is turned off when the exhaust gas purification system is regenerated. Useful.

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Abstract

差圧センサ（４１）と、ナビゲーションシステム（４２）と、燃料噴射弁（１７）とに接続された制御装置（４０）が、浄化状況（Ｃ１）を監視し、その浄化状況（Ｃ１）が低下状況（Ｃａ）になった場合に、燃料噴射弁（１７）から噴射される駆動に寄与しない未燃燃料（Ｆ２）を排気ガス浄化システム（２０）に供給する再生制御を行うと共に、道路状況（Ｃ２）を監視し、実際にその道路状況（Ｃ２）がアクセルペダル（４３）のアクセル開度（θ１）がオフになるアクセルオフ状況（Ｃｂ）になる前に、再生制御を停止する制御を行う。

Description

内燃機関及びその制御方法
　本開示は、内燃機関及びその制御方法に関し、より詳細には、アクセルオフ時に過度の未燃の燃料がＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムに進入することを防止する内燃機関及びその制御方法に関する。
　エンジン（内燃機関）には、排気通路に排出された排気ガスの一部を、ＥＧＲガスとして吸気通路に供給して、気筒へ再度、排気ガスを還流するＥＧＲシステムが搭載されている。このＥＧＲシステムは、ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲクーラーでＥＧＲガスを冷却し、ＥＧＲバルブでＥＧＲガスの流量を調節することで、ＥＧＲガスの気筒への充填率を向上し、排気ガス中の窒素酸化物を低減している。
　また、エンジンには、排気ガスを浄化する排気ガスシステムが搭載されている。この排気ガスシステムとしては、炭化水素を酸化する酸化触媒の下流に、粒子状物質（ＰＭ）を捕集する捕集フィルタ、及び尿素水などの還元剤により窒素酸化物を還元する選択的還元触媒のいずれか、あるいは両方が配置されてなるものが例示される。
　これに関して、排気ガス浄化システムにおける浄化状況が低下した場合に、その排気ガス浄化システムの浄化状況を再生する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、未燃の燃料を排気ガス浄化システムの酸化触媒に供給して、この酸化触媒で未燃の燃料を酸化させて酸化熱により排気ガス温度を高めて、酸化触媒の下流に配置された装置の温度を上昇させることによって、浄化状況を再生している。なお、排気ガス浄化システムの浄化状況の低下とは、捕集フィルタに多くの粒子状物質が堆積した状況、選択的還元触媒に還元剤に起因する堆積物が堆積した状況が例示される。
　しかしながら、この排気ガス浄化システムを再生するための未燃の燃料には、多くの有機化合物である炭化水素（ＨＣ）が含有されている。そのために、排気ガス浄化システムの再生中にＥＧＲシステムのＥＧＲバルブを開弁すると、ポスト噴射等で排気ガス中に供給された未燃の燃料がＥＧＲガス中にも含まれるので、ＥＧＲガスにその炭化水素が高濃度に存在することになる。
　このように、ＥＧＲガスに高濃度の炭化水素が存在すると、その炭化水素がＥＧＲ通路の壁面、ＥＧＲバルブ、ＥＧＲクーラーの内部で凝縮し、堆積した後に酸化や熱分解などによりバインダーとなる。そして、このバインダーによって微粒子状物質（ＰＭ）同士を結合し、堆積物として固形化、固定化する。その結果として、ＥＧＲシステムに堆積物が過度に堆積して、ＥＧＲ通路やＥＧＲクーラーの閉塞やＥＧＲバルブの作動不良が発生するなどの問題が生じていた。
　特に、未燃の燃料を供給しての排気ガス浄化システムの昇温中に、アクセルペダルの踏み込みが解除される、所謂、アクセルオフ時には、排気ガスの温度も低くなる。そのために、排気ガス及び排気ガス浄化システムを昇温するには、より多くの未燃の燃料を供給する必要があり、未燃の燃料がＥＧＲシステムに過度に進入するおそれがある。
日本国特開２００５－５８０３６号公報
　本開示の目的は、排気ガス浄化システムを再生している場合で、アクセルオフになったときに、過度の未燃の燃料がＥＧＲシステムに進入することを防止できる内燃機関及びその制御方法を提供することである。
　上記の目的を達成する本開示の内燃機関は、気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁と、排気通路に配置されて、排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムと、前記排気通路の中途の位置から分岐して吸気通路の中途の位置に合流し、排気ガスを再度、前記気筒へ還流するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムと、前記排気ガス浄化システムの浄化状況を取得する浄化状況取得装置と、車両が走行する予定の道路状況を取得する道路状況取得装置と、前記浄化状況取得装置、前記道路状況取得装置、並びに前記燃料噴射弁に信号線を介して接続された制御装置と、を備える内燃機関において、前記制御装置が、前記浄化状況取得装置を介して前記浄化状況を監視し、前記浄化状況が低下状況になった場合に、前記燃料噴射弁から噴射される燃料のうちの駆動に寄与しない未燃の燃料を前記排気ガス浄化システムに供給する再生制御を行うと共に、前記道路状況取得装置を介して前記道路状況を監視し、実際に前記道路状況がアクセルペダルのアクセル開度がオフになるアクセルオフ状況になる前に、前記再生制御を停止する制御を行うように構成されていることを特徴とするものである。
　また、上記の目的を達成する本開示の内燃機関の制御方法は、排気通路に配置される排気ガス浄化システムが排気ガスを浄化すると共に、前記排気通路の中途の位置から分岐して吸気通路の中途の位置に合流するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムが排気ガスを再度、気筒へ還流する内燃機関の制御方法において、前記排気ガス浄化システムの浄化状況を取得するステップと、前記浄化状況が低下状況になったか否かを判定するステップと、前記浄化状況が前記低下状況になったと判定した場合に、駆動に寄与しない未燃の燃料を前記排気ガス浄化システムに供給して、前記排気ガス浄化システムを再生するステップと、車両が走行する予定の道路状況を取得するステップと、前記道路状況がアクセルペダルのアクセル開度がオフになるアクセルオフ状況になるか否かを予め予測するステップと、前記道路状況が前記アクセルオフ状況になると予測した場合に、実際に前記道路状況が前記アクセルオフ状況になる前に、前記排気ガス浄化システムを再生するステップを停止するステップと、を含むことを特徴とする方法である。
　排気ガス浄化システムの浄化状況の低下状況とは、排気ガス浄化システムの各装置に堆積物が堆積したことにより、排気ガス中の除去すべき成分が浄化できなくなる状況である。より具体的には、この状況は、捕集フィルタの前後の差圧が閾値以上になったり、車両の走行距離や走行時間が閾値以上になったりする状況として検出される。
　排気ガス浄化システムの再生は、未燃の燃料が酸化触媒に供給されて酸化されることにより、その酸化触媒よりも下流側に配置される装置の温度が上昇することによって、その装置に堆積した堆積物が燃焼除去されることで達成される。
　この未燃の燃料の供給は、具体的に、気筒に噴射された燃料が未燃の状態で排気バルブから排気通路に排出される、所謂、ポスト噴射が例示される。なお、排気ガス浄化システムへの未燃の燃料の供給は、気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁の他には、排気通路に配置され、排気ガスに直接的に未燃の燃料を噴射する未燃燃料噴射弁も例示可能である。
　従って、ここでいう排気ガス浄化システムの再生の停止とは、排気ガス浄化システムに供給される未燃の燃料の供給が停止するということであり、具体的には、燃料噴射弁からのポスト噴射が停止する、あるいは未燃燃料噴射弁からの噴射が停止することである。
　道路状況取得装置は、車両が走行する予定の道路状況として、走行路の勾配や先行車両との関係を取得する装置である。この道路状況取得装置としては、電子的に車両の走行時に現在位置や目的地への経路案内を行うカーナビゲーションシステムや、ミリ波レーダなどにより先行車両との車間距離や相対速度を測定可能な先行車両追尾装置や車線逸脱装置などのいずれか、あるいはいくつかの組み合わせが例示される。その他に、車両の走行した走行路を記憶するドライブレコーダーなどが例示される。
　道路状況がアクセルオフ状況になる状況とは、運転者によりアクセルペダルの踏み込みが解除されて、アクセル開度がオフ、つまりゼロになる状況である。より具体的には、車両が降坂路を走行する際や、車両と先行車両との車間距離が接近する際にアクセルペダルがオフにされる状況である。なお、このアクセルオフ状況には、運転者によりブレーキペダルが踏み込まれる状況も含む。
　この内燃機関及びその制御方法によれば、予め道路状況を予測し、その道路状況がアクセルオフ状況になる前に、排気ガス浄化システムの再生を停止する、つまり、未燃の燃料の供給を停止する。これにより、道路状況がアクセルオフ状況になるときに、排気ガス浄化システムの再生に起因する過度の未燃の燃料が排気通路に存在しないために、未燃の燃料がＥＧＲシステムに進入することを防止できる。そして、その結果として、ＥＧＲシステムに堆積物が過度に堆積することを回避できるので、ＥＧＲ通路やＥＧＲクーラーの閉塞やＥＧＲバルブの作動不良の発生を防止することができる。
　特に、上記の内燃機関及びその制御方法は、アクセル開度がオフになったときに、ＥＧＲバルブを開弁して、排気ガス浄化システムを保温する制御を行うものに好適である。
　アクセル開度がオフになったときに、燃料噴射弁から駆動に寄与する燃料が噴射されないために、排気ガスの温度は上昇しない。従って、低温の排気ガスが排気ガス浄化システムに流れ込むことになる。そこで、アクセル開度がオフになったときに、ＥＧＲバルブが開弁するようにすることで、ＥＧＲガスが還流して、低温の排気ガスが排気ガス浄化システムに到達することを低減できる。これにより、アクセルオフ時で気筒内への燃料の噴射が停止していても、排気ガス浄化システムを保温することができる。
　そして、上記の内燃機関及びその制御方法によれば、道路状況がアクセルオフ状況になる前に、排気ガス浄化システムの再生を停止した後で、実際にアクセル開度がオフになったときに、ＥＧＲバルブを開弁して、排気ガス浄化システムを保温することで、ＥＧＲシステムに堆積物が過度に堆積することを回避しつつ、排気ガス浄化システムを保温することができる。
　これにより、アクセル開度がオンになる、つまり、駆動に寄与する燃料の噴射が開始されたときに、排気ガス浄化システムの再生を再開しても、排気ガス浄化システムの温度が低下しないように維持されていることで、迅速に堆積物を燃焼することができる。その結果として、排気ガス浄化システムの再生に必要な未燃の燃料を低減できるので、燃費の向上に有利になる。
図１は、本開示の第一実施形態のエンジンを例示する構成図である。 図２は、本開示の実施形態のエンジンの制御方法のうちの排気ガス浄化システムの再生に関する制御方法を例示するフロー図である。 図３は、本開示の実施形態のエンジンの制御方法のうちの排気ガス浄化システムの再生を停止する制御方法を例示するフロー図である。 図４は、本開示の実施形態のエンジンの制御方法のうちの排気ガス浄化システムを保温する制御方法を例示するフロー図である。 図５は、降坂路を走行した時間と各パラメータとの相関を例示する相関図である。 図６は、先行車両と近接した時間と各パラメータとの相関を例示する相関図である。 図７は、本開示の第二実施形態のエンジンを例示する構成図である。
　以下に、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本開示の第一実施形態からなるエンジン（内燃機関）１０を例示している。このエンジン１０は、排気ガス浄化システム２０により、排気通路１９に排出された排気ガスＧ１を浄化すると共に、ＥＧＲシステム３０により、排気通路１９に排出された排気ガスＧ１の一部をＥＧＲガスＧ２として吸気通路１１に還流するものである。
　なお、以下では、Ｇ１は気筒１６から排出される、あるいは排気ガス浄化システム２０で浄化された後に外部へ排出される排気ガスを、Ｇ２は還流するＥＧＲガスを、それぞれ示している。また、Ｆ１は燃料噴射弁１７から気筒１６に噴射されて燃焼し、駆動に寄与する燃料を、Ｆ２は燃料噴射弁１７から気筒１６に噴射されて燃焼せずに未燃の状態で排気通路１９に排出され、駆動に寄与しない未燃燃料を、それぞれ示している。
　エンジン１０においては、吸気通路１１へ吸入された吸気Ａ１が、ターボチャージャ１２のコンプレッサ１２ａにより圧縮されて高温になり、インタークーラ１３で冷却される。その後、この吸気Ａ１は、インテークマニホールド１４を経てエンジン本体１５の気筒１６に供給される。気筒１６に供給された吸気Ａ１は、燃料噴射弁１７から噴射された燃料Ｆ１と混合されて燃焼して熱エネルギーを発生させた後に、排気ガスＧ１となる。
　そして、その排気ガスＧ１は、エキゾーストマニホールド１８を経由して排気通路１９へ排気されて、ターボチャージャ１２のタービン１２ｂを駆動した後に排気ガス浄化システム２０で浄化されてから大気中へ放出される。
　この排気ガス浄化システム２０においては、排気ガスＧ１が酸化触媒２１、捕集フィルタ２２、及びＳＣＲ触媒（選択的還元触媒）２４の順に通過して浄化される。具体的には、酸化触媒２１で、排気ガスＧ１に含有される炭化水素（ＨＣ）と一酸化炭素（ＣＯ）とが酸化される。次いで、捕集フィルタ２２で、担持された触媒によって一酸化窒素（ＮＯ）が酸化されて二酸化窒素（ＮＯ２）が生成されると共に、排気ガスＧ１に含有される微粒子状物質（ＰＭ）が捕集される。また、この捕集フィルタ２２では、捕集した微粒子状物質と二酸化窒素とを反応させることで微粒子状物質が酸化除去される。次いで、ＳＣＲ触媒２４では、排気ガスＧ１に含有される窒素酸化物（ＮＯｘ）が、尿素水噴射弁２３から噴射された尿素水の加水分解により生じたアンモニア（ＮＨ３）を還元剤とした各ＳＣＲ反応によって還元される。
　なお、この排気ガス浄化システム２０としては、酸化触媒２１の下流に捕集フィルタ２２とＳＣＲ触媒２４との両方を配置したものが例示されるが、捕集フィルタ２２及びＳＣＲ触媒２４のどちらか一方を配置したものでもよい。また、ＳＣＲ触媒２４の代わりに、三元触媒やＮＯｘ吸蔵型還元触媒（ＬＮＴ（Lean NOx Trap））を用いてもよい。
　また、排気ガスＧ１の一部は、ＥＧＲシステム３０によりＥＧＲガスＧ２として排気通路１９から吸気通路１１に還流される。ＥＧＲシステム３０においては、ＥＧＲガスＧ２は、排気通路１９の中途の位置から分岐して吸気通路１１の中途の位置に合流するＥＧＲ通路３１に配置されるＥＧＲクーラー３２で冷却され、ＥＧＲバルブ３３でＥＧＲ通路３１を流れる量が調整される。
　なお、このＥＧＲシステム３０としては、ＥＧＲ通路３１と排気通路１９との分岐部が、排気通路１９における排気ガス浄化システム２０よりも上流側に配置されるものであればよい。つまり、分岐部がターボチャージャ１２の上流側に配置される高圧型や下流側に配置される低圧型のどちらでもよい。また、ＥＧＲクーラー３２は、空冷式、あるは水冷式のクーラーである。ＥＧＲバルブ３３は、ＥＧＲクーラー３２の下流側に配置されるものに限定されずに、ＥＧＲクーラー３２の上流側に配置されてもよい。
　このようなエンジン１０において、制御装置４０と、排気ガス浄化システム２０の浄化状況Ｃ１を取得する浄化状況取得装置として差圧センサ４１と、エンジン１０が搭載される図示しない車両が走行する予定の道路状況Ｃ２を取得する道路状況取得装置としてナビゲーションシステム４２と、を備えて構成される。そして、制御装置４０が、浄化状況Ｃ１を監視し、その浄化状況Ｃ１が低下状況Ｃａになった場合に、未燃燃料Ｆ２を排気ガス浄化システム２０に供給する再生制御を行うように構成される。また、制御装置４０が、道路状況Ｃ２を監視し、実際にその道路状況Ｃ２がアクセルペダル４３のアクセル開度θ１がオフ（ゼロ）になるアクセルオフ状況Ｃｂになる前に、その再生制御を停止する制御を行うように構成される。
　制御装置４０は、各種処理を行うＣＰＵ、その各種処理を行うために用いられるプログラムや処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成される。
　この制御装置４０は、信号線を介して差圧センサ４１及びナビゲーションシステム４２に接続される。また、この制御装置４０は、信号線を介して燃料噴射弁１７、尿素水噴射弁２３、及びＥＧＲバルブ３３に接続される。加えて、この制御装置４０は、信号線を介してアクセル開度取得装置としてのアクセル開度センサ４４に接続される。
　内部記憶装置に記憶された実行プログラムは、ＣＰＵにより読み出されることで、予め指定された処理を行う。この実行プログラムとして、以下にフロー図で説明される再生制御プログラムと、再生停止プログラムと、保温制御プログラムが例示される。
　差圧センサ４１は、捕集フィルタ２２の前後に配置された圧力センサからなり、捕集フィルタ２２を通過前の排気ガスＧ１の圧力と通過後の圧力との差圧を検出するセンサである。
　なお、この実施形態では、浄化状況取得装置として、差圧センサ４１が例示されるが、排気ガス浄化システム２０の浄化状況Ｃ１を取得できればよく、これに限定されない。例えば、捕集フィルタ２２の微粒子状物質の堆積状況やＳＣＲ触媒２４に堆積する白色生成物の堆積状況を、車両の走行距離や走行時間で取得する装置も例示可能である。また、差圧センサ４１の代わりに、捕集フィルタ２２の微粒子状物質の堆積状況を算出する装置も例示可能である。
　差圧センサ４１に例示される浄化状況取得装置が取得する排気ガス浄化システム２０の浄化状況Ｃ１とは、言い換えると排気ガス浄化システム２０の各装置への堆積物の堆積状況のことである。つまり、低下状況Ｃａとは、各装置の堆積状況が悪化して、排気ガスＧ１中の除去すべき成分が浄化できなくなる状況である。より具体的には、この実施形態では、差圧センサ４１が検出する捕集フィルタ２２の前後の差圧が閾値以上になる状況である。この低下状況Ｃａとしては、その他に、車両の走行距離や走行時間が捕集フィルタ２２の微粒子状物質の堆積量が閾値以上になる距離や時間になる状況や、ＳＣＲ触媒２４に尿素水を起因にする白色生成物の堆積量が閾値以上になる距離や時間になる状況が例示される。
　ナビゲーションシステム４２は、電子的に車両の走行時に現在位置や目的地への経路案内を行うシステムである。より具体的には、衛星測位システム（ＧＰＳ）や三次元道路データが記憶されたサーバーと通信して、車両が走行する予定の走行路の勾配θ２を取得したり、渋滞情報など車両と先行車両との相対関係Ｒ１を取得したりするシステムである。
　なお、この実施形態では、道路状況取得装置として、ナビゲーションシステム４２が例示されるが、ミリ波レーダなどにより先行車両との車間距離や相対速度を測定可能な先行車両追尾装置や車線逸脱装置なども例示可能である。また、車両の走行した走行路を記憶するドライブレコーダーも例示可能である。
　ナビゲーションシステム４２に例示される道路状況取得装置が取得する道路状況Ｃ２とは、勾配θ２や先行車両に対する相対速度や車間距離を含む相対関係Ｒ１のことである。また、アクセルオフ状況Ｃｂとは、運転者によりアクセルペダル４３の踏み込みが解除されて、アクセル開度θ１がオフ、つまりゼロになる状況である。より具体的には、このエンジン１０を搭載した車両が勾配θ２の降坂路を走行する際や、車両と先行車両との相対関係Ｒ１が接近する関係になる際に、運転者によってアクセルペダル４３がオフにされる状況である。なお、このアクセルオフ状況Ｃｂは、運転者により図示しないブレーキペダルが踏み込まれる状況も含むものとする。
　なお、勾配θ２においては、車両に加わる重力加速度による前進方向の力が走行抵抗以上になり、エンジン１０の駆動力を付与しなくても、車速が減速しない勾配以上であるか否かで、道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになるか否かを判定可能である。この勾配θ２は、車両の車重に基づいており、車重に対して負の相関になり、車重が重くなるほど小さく設定するとよい。この勾配θ２としては、例えば、ＨＥＶの車重が２５ｔの場合には、２％の勾配が例示される。
　また、相対関係Ｒ１においては、車両と、この車両と同一車線上を走行する先行車両との車間距離や、車両からみた先行車両の相対速度が近接する関係になるか否かで、道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになるか否かを判定可能である。この近接する関係を示す車間距離としては、車速が６０ｋｍ／ｈ以下の場合はその車速の値から所定の値を減算した距離（例えば、車速が４０ｋｍ／ｈ、所定の値を「１５」とすると、近接距離は２５ｍ）や、車速が６０ｋｍ／ｈを超える場合は、その車速と同程度の距離（例えば、車速が８０ｋｍ／ｈとすると、近接距離は８０ｍ）が例示される。また、近接する関係を示す相対速度としては、車間距離が近接距離以下の場合で、－１０ｋｍ／ｈ以下が例示される。加えて、この相対関係Ｒ１には、車両と同一車線上に渋滞が存在する場合や、車両の走行する予定の走行路の信号が赤信号である場合なども含むとよい。
　次に、エンジン１０の制御方法について、図２～図４のフロー図を参照しながら制御装置４０の機能として、以下に説明する。なお、この制御方法は、エンジン１０を搭載した車両の走行が開始されると、開始される。
　最初に、再生プログラムにより、以下のステップＳ１０～ステップＳ４０が実施される。まず、ステップＳ１０では、制御装置４０が、差圧センサ４１を介して排気ガス浄化システム２０の浄化状況Ｃ１を取得する。
　次いで、ステップＳ２０では、制御装置４０が、浄化状況Ｃ１が低下状況Ｃａになったか否かを判定する。具体的には、差圧センサ４１の検出値が閾値以上になったか否かを判定する。このステップＳ２０で、浄化状況Ｃ１が低下状況Ｃａになったと判定した場合は、ステップＳ３０へ進む。一方、浄化状況Ｃ１が低下状況Ｃａになっていないと判定した場合は、ステップＳ６０へ進む。
　次いで、ステップＳ３０では、制御装置４０が、排気ガス浄化システム２０の再生を行う。このステップＳ３０は、未燃燃料Ｆ２を排気ガス浄化システム２０に供給するステップである。
　より具体的には、燃料噴射弁１７から気筒１６に噴射された燃料のうちの駆動に寄与しない未燃の状態の未燃燃料Ｆ２を、図示しない排気バルブから排気通路１９に排出する、所謂、ポスト噴射により酸化触媒２１に供給するステップである。なお、このステップＳ３０は、すでに再生が行われている場合には、その未燃燃料Ｆ２の噴射を維持する。
　このステップＳ３０により未燃燃料Ｆ２を酸化触媒２１に供給すると、酸化触媒２１がその未燃燃料Ｆ２を酸化することにより、その酸化熱によって排気ガスＧ１の温度が上昇する。そして、その酸化触媒２１よりも下流側に配置される捕集フィルタ２２、ＳＣＲ触媒２４の温度が上昇して、その捕集フィルタ２２やＳＣＲ触媒２４に堆積した堆積物を燃焼除去する。これにより、堆積物が除去されるので、排気ガス浄化システム２０の浄化状況Ｃ１が回復する。
　次いで、ステップＳ４０では、制御装置４０が、再度、浄化状況Ｃ１を取得する。次いで、ステップＳ５０では、制御装置４０が、浄化状況Ｃ１が通常状況Ｃｃになったか否かを判定する。通常状況Ｃｃとは、排気ガス浄化システム２０の再生により、各装置の堆積物が燃焼除去した状況である。具体的に、この実施形態では、差圧センサ４１で検出される差圧がゼロの近傍に設定された閾値（ステップＳ２０における閾値とは異なる値）を下回る状況である。このステップＳ５０で、浄化状況Ｃ１が通常状況Ｃｃになったと判定した場合は、ステップＳ６０へ進む。一方、浄化状況Ｃ１が通常状況Ｃｃにならないと判定した場合は、再度、ステップＳ３０へ戻り、再生を維持する。
　次いで、ステップＳ６０では、制御装置４０が、排気ガス浄化システム２０の再生を停止する。このステップＳ６０は、未燃燃料Ｆ２を排気ガス浄化システム２０に供給することを停止するステップであり、具体的には、燃料噴射弁１７から未燃燃料Ｆ２の噴射を停止するステップである。
　このステップＳ６０が完了すると、スタートへ戻り、エンジン１０が停止するまで、ステップＳ１０～ステップＳ６０を繰り返す。
　次いで、上記のステップＳ３０で、排気ガス浄化システム２０の再生が行われると、再生停止プログラムが以下のステップＳ１１０～ステップＳ１６０を実施する。まず、ステップＳ１１０では、制御装置４０が、ナビゲーションシステム４２を介して道路状況Ｃ２を取得する。
　次いで、ステップＳ１２０では、制御装置４０が、道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになるか否かを予め予測する。このステップＳ１２０は、実際に道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになったか否かの判定ではなく、予め予測するステップである。つまり、このエンジン１０を搭載した車両がアクセルオフ状況Ｃｂとなる道路状況Ｃ２を走行する前に、道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになる手前の地点で予測するステップである。具体的には、これから走行する走行路の勾配θ２が勾配閾値以上になるか否か、あるいは先行車両との相対関係Ｒ１が近接関係になるか否かを予測するステップである。このステップＳ１２０で、道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになると予測した場合は、ステップＳ１３０へ進む。一方、道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂにならないと予測した場合は、ステップＳ１６０へ進む。
　次いで、ステップＳ１３０では、制御装置４０が、排気ガス浄化システム２０の再生を一時的に停止する。このステップＳ１３０は、実際に道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになる前に、未燃燃料Ｆ２を排気ガス浄化システム２０に供給することを一時的に停止するステップである。より具体的には、実際に道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになる前に、燃料噴射弁１７から未燃燃料Ｆ２の噴射を一時的に停止し、アクセルオフ状況Ｃｂになった時点では未燃燃料Ｆ２の供給が既に停止されている状況にするステップである。
　次いで、ステップＳ１４０では、制御装置４０が、アクセル開度センサ４４を介してアクセル開度θ１を取得する。次いで、ステップＳ１５０では、制御装置４０が、アクセル開度θ１がオンになった、つまり、運転者によってアクセルペダル４３が踏み込まれてアクセル開度θ１がゼロを超えたか否かを判定する。このステップＳ１５０で、アクセル開度θ１がオンになったと判定した場合は、ステップＳ１６０へ進む。一方、アクセル開度θ１がオンになっていないと判定した場合は、ステップＳ１３０へ戻り、排気ガス浄化システム２０の再生の一時的な停止を維持する。
　次いで、ステップＳ１６０では、制御装置４０が、排気ガス浄化システム２０の再生を再開する。このステップＳ１６０は、未燃燃料Ｆ２を排気ガス浄化システム２０へ、より具体的には酸化触媒２１への供給を再開するステップである。
　つまり、ステップＳ１３０でいう一時的に停止するとは、上記のステップＳ１０～ステップＳ６０において、排気ガス浄化システム２０が再生されている場合に、道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになる場合にのみ、その再生を一時的に停止することである。この一時的な期間Δｔ１としては、ステップＳ１５０でアクセル開度θ１が一旦ゼロになってからゼロを超えるまでの期間が例示される。なお、この一時的な期間Δｔ１としては、ステップＳ１５０では図示しないが、アクセルオフ状況Ｃｂになるであろうと推定した時間をあらかじめ設定した時間経過するまでの期間（この期間は、先行車両が速度を上げるなどして、アクセルオフ状況Ｃｂにならなかった場合に対応するための期間となる）も例示される。
　上記のステップＳ１１０～ステップＳ１６０は、排気ガス浄化システム２０の再生が停止するまで行われる。従って、上記のステップＳ１０～ステップＳ６０において、排気ガス浄化システム２０の再生が停止されると、強制的に終了する。
　次いで、上記のステップＳ１０～ステップＳ６０、ステップＳ１１０～ステップＳ１６０が行われている際に、保温制御プログラムが以下のステップＳ２１０～ステップＳ２３０を実施する。まず、ステップＳ２１０では、制御装置４０が、アクセル開度センサ４４を介してアクセル開度θ１を取得する。次いで、ステップＳ２２０では、制御装置４０が、アクセル開度θ１がオフになった、つまり、運転者によりアクセルペダル４３の踏み込みが解除されてアクセル開度θ１がゼロになったか否かを判定する。このステップＳ２２０で、アクセル開度θ１がゼロになったと判定した場合は、ステップＳ２３０へ進む。一方、アクセル開度θ１がゼロにならないと判定した場合は、スタートへ戻る。
　次いで、ステップＳ２３０では、制御装置４０が、ＥＧＲバルブ３３を開弁して、ＥＧＲ通路３１を開放する。このステップＳ２３０では、ＥＧＲバルブ３３を全開（１００％）、あるいは全開側（７０％～９０％）の開度にすることが好ましい。このように、ＥＧＲバルブ３３を開弁すると、アクセルオフ時の低温の排気ガスＧ１の大部分がＥＧＲガスＧ２として還流する。従って、その低温の排気ガスＧ１が排気ガス浄化システム２０に到達し、排気ガス浄化システム２０を冷却することを抑制する。このステップＳ２３０が完了するとスタートへ戻る。
　図５及び図６は、エンジン１０と搭載した車両の走行時間と各パラメータとの相関を例示しており、図５は車両が降坂路を走行した場合を、図６は先行車両がいる場合をそれぞれ示している。なお、図中のθ３はＥＧＲバルブ３３の開度を、Ｔ１は捕集フィルタ２２の温度を示している。また、図中では時間ｔ０では、上記のステップＳ１０～ステップＳ６０が行われて、排気ガス浄化システム２０の再生が行われているものとする。
　図５に示すように、時間ｔ１で、上記のステップＳ１１０～ステップＳ１３０が行われて、車両が、アクセルオフ状況Ｃｂとなる降坂路を走行することが予測されて、排気ガス浄化システム２０の再生が一時的に停止する。
　このステップＳ１３０を行う時間ｔ２は、実際に道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになったときに、排気通路１９に未燃燃料Ｆ２が略存在しない状況になるタイミングが好ましい。より具体的には、燃料噴射弁１７から駆動に寄与しない燃料の噴射を停止した時間ｔ１から道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになった時間ｔ２までの経過時間Δｔ２が、最後に気筒１６から排出された排気ガスＧ１が排気通路１９及びＥＧＲ通路３１との分岐部を通過するまでの時間に設定されることが好ましい。この経過時間Δｔ２については、予め実験や試験により最後に気筒１６から排出された排気ガスＧ１が排気通路１９及びＥＧＲ通路３１との分岐部を通過するまでの時間を求めておき、その平均値などに設定するとよい。
　次いで、時間ｔ２で道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになった後に、時間ｔ３で実際に運転者によって、アクセルペダル４３の踏み込みが解除されてアクセル開度θ１がオフになる。この時間ｔ３で、上記のステップＳ２１０～ステップＳ２３０が行われる。
　次いで、時間ｔ３から時間ｔ４まで、つまり、運転者によってアクセルペダル４３の踏み込みが解除されてから、アクセルペダル４３が踏み込まれるまで、上記のステップＳ１３０～ステップＳ１５０が行われて、排気ガス浄化システム２０の再生は一時的に停止される。また、同時に、ステップＳ２１０～ステップＳ２３０が行われて、排気ガス浄化システム２０が保温される。
　そして、時間ｔ４で、運転者が実際にアクセルペダル４３を踏み込むと、上記のステップＳ１５０、Ｓ１６０が行われて、排気ガス浄化システム２０の再生が再開される。
　図６に示すように、時間ｔ５で、上記のステップＳ１１０～ステップＳ１３０が行われて、車両が、先行車両との関係がアクセルオフ状況Ｃｂとなる、つまり、先行車両が停止、あるいは徐行により近接することが予測されて、排気ガス浄化システム２０の再生が一時的に停止する。
　次いで、時間ｔ６で道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになったときに、実際に運転者によって、アクセルペダル４３の踏み込みが解除されてアクセル開度θ１がオフになる。この時間ｔ６で、上記のステップＳ２１０～ステップＳ２３０が行われる。
　次いで、時間ｔ６から時間ｔ７まで、つまり、運転者によってアクセルペダル４３が踏み込まれるまで、上記のステップＳ１３０～ステップＳ１５０が行われて、排気ガス浄化システム２０の再生は一時的に停止される。また、同時に、ステップＳ２１０～ステップＳ２３０が行われて、排気ガス浄化システム２０が保温される。
　そして、時間ｔ７で、先行車両の速度が速くなり、運転者が実際にアクセルペダル４３を踏み込むと、上記のステップＳ１５０、Ｓ１６０が行われて、排気ガス浄化システム２０の再生が再開される。
　なお、図５においては、時間ｔ１から時間ｔ４までが、図６においては、時間ｔ５から時間ｔ７までが、それぞれ排気ガス浄化システム２０の再生が一時的に停止される一時的な期間Δｔ１となる。
　以上のような制御を行うようにしたことで、道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになると予想したときに、排気ガス浄化システム２０の再生が一時的に停止する。この一時的な停止により実際に道路状況Ｃ２がアクセルオフ状況Ｃｂになったときには、排気ガス浄化システム２０の再生に起因する過度の未燃燃料Ｆ２が排気通路１９に存在しない。これにより、その未燃燃料Ｆ２がＥＧＲシステム３０に進入することを防止できるので、ＥＧＲシステム３０に堆積物が過度に堆積することを回避して、ＥＧＲ通路３１やＥＧＲクーラー３２の閉塞やＥＧＲバルブ３３の作動不良を防止することができる。
　また、アクセル開度θ１がオフになったときに、ＥＧＲバルブ３３を開弁して、排気ガス浄化システム２０を保温する制御と組み合わせると、ＥＧＲシステム３０に堆積物が過度に堆積することを回避する。その一方で、アクセル開度θ１がオフになったときに、ＥＧＲバルブ３３が開弁して、ＥＧＲガスＧ２が還流するので、低温の排気ガスＧ１が排気ガス浄化システム２０に到達することを低減できる。これにより、アクセルオフ時で気筒１６内への燃料の噴射が停止していても、排気ガス浄化システム２０を保温することができる。
　従って、アクセル開度θ１がオンになり、駆動に寄与する燃料Ｆ１の噴射が開始されたときに、排気ガス浄化システム２０の再生を再開しても、排気ガス浄化システム２０の温度が低下しないように維持されていることで、迅速に堆積物を燃焼することができる。その結果として、排気ガス浄化システム２０の再生に必要な未燃燃料Ｆ２を低減できる、すなわち、駆動に寄与しない未燃燃料Ｆ２を低減できるので、燃費の向上に有利になる。
　図７は本開示の第二実施形態からなるエンジン１０を例示している。このエンジン１０は、図１の構成に加えて、排気通路１９に配置され、未燃燃料Ｆ２を噴射する未燃燃料噴射弁４５を備えて構成される。
　未燃燃料噴射弁４５は、排気ガスＧ１の流れに対してＥＧＲシステム３０のＥＧＲ通路３１への分岐部よりも上流側の排気通路１９に配置される。なお、この未燃燃料噴射弁４５は、ＥＧＲ通路３１への分岐部よりも上流側であればよく、エキゾーストマニホールド１８の内部に配置されてもよい。
　この構成の場合には、制御装置４０が、再生制御において、燃料噴射弁１７から噴射される燃料のうちの駆動に寄与しない未燃燃料Ｆ２を排気ガス浄化システム２０に供給する代わりに、未燃燃料噴射弁４５から噴射される未燃燃料Ｆ２を排気ガス浄化システム２０に供給する制御を行うように構成される。
　この実施形態も、前述と同様の制御を行うようにしたことで、アクセルオフ時の排気ガス浄化システム２０の再生に起因する過度の未燃燃料Ｆ２がＥＧＲシステム３０に進入することを防止できる。
　本出願は、2015年12月3日付で出願された日本国特許出願（特願2015-236754）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示の内燃機関及びその制御方法は、排気ガス浄化システムを再生している場合で、アクセルオフになったときに、過度の未燃の燃料がＥＧＲシステムに進入することを防止できるという点において有用である。
１０　エンジン
１１　吸気通路
１６　気筒
１７　燃料噴射弁
１９　排気通路
２０　排気ガス浄化システム
３０　ＥＧＲシステム
４０　制御装置
４１　差圧センサ
４２　ナビゲーションシステム
Ｃ１　浄化状況
Ｃ２　道路状況
Ｃａ　低下状況
Ｃｂ　アクセルオフ状況
Ｆ２　未燃燃料

Claims (6)

  1. 　気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
    　排気通路に配置されて、排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムと、
    　前記排気通路の中途の位置から分岐して吸気通路の中途の位置に合流し、排気ガスを再度、前記気筒へ還流するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムと、
    　前記排気ガス浄化システムの浄化状況を取得する浄化状況取得装置と、
    　車両が走行する予定の道路状況を取得する道路状況取得装置と、
    　前記浄化状況取得装置、前記道路状況取得装置、並びに前記燃料噴射弁に信号線を介して接続された制御装置と、を備える内燃機関において、
    　前記制御装置が、前記浄化状況取得装置を介して前記浄化状況を監視し、前記浄化状況が低下状況になった場合に、前記燃料噴射弁から噴射される燃料のうちの駆動に寄与しない未燃の燃料を前記排気ガス浄化システムに供給する再生制御を行うと共に、
    　前記道路状況取得装置を介して前記道路状況を監視し、実際に前記道路状況がアクセルペダルのアクセル開度がオフになるアクセルオフ状況になる前に、前記再生制御を停止する制御を行うように構成されていることを特徴とする内燃機関。
  2. 　前記アクセル開度を取得するアクセル開度取得装置をさらに備え、
    　前記制御装置が信号線を介して前記アクセル開度取得装置に接続され、
    　前記制御装置が、前記アクセル開度取得装置を介して前記アクセル開度を監視し、前記アクセル開度がオフになると前記ＥＧＲシステムのＥＧＲ通路に配置されるＥＧＲバルブを開弁する制御を行うように構成されている請求項１に記載の内燃機関。
  3. 　前記制御装置が、前記道路状況が前記アクセルオフ状況になる前に、前記再生制御が停止されてから、実際に前記アクセル開度がオフを経由してオンになったときに、前記再生制御を再開する制御を行うように構成されている請求項２に記載の内燃機関。
  4. 　排気ガスの流れに対して前記ＥＧＲシステムのＥＧＲ通路への分岐部よりも上流側の前記排気通路に配置された未燃燃料噴射弁をさらに備え、
    　前記制御装置が、前記再生制御において、前記燃料噴射弁から噴射される燃料のうちの駆動に寄与しない未燃の燃料を前記排気ガス浄化システムに供給する代わりに、前記未燃燃料噴射弁から噴射される未燃の燃料を前記排気ガス浄化システムに供給する制御を行うように構成されている請求項１～３のいずれか１項に記載の内燃機関。
  5. 　排気通路に配置される排気ガス浄化システムが排気ガスを浄化すると共に、前記排気通路の中途の位置から分岐して吸気通路の中途の位置に合流するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムが排気ガスを再度、気筒へ還流する内燃機関の制御方法において、
    　前記排気ガス浄化システムの浄化状況を取得するステップと、
    　前記浄化状況が低下状況になったか否かを判定するステップと、
    　前記浄化状況が前記低下状況になったと判定した場合に、駆動に寄与しない未燃の燃料を前記排気ガス浄化システムに供給して、前記排気ガス浄化システムを再生するステップと、
    　車両が走行する予定の道路状況を取得するステップと、
    　前記道路状況がアクセルペダルのアクセル開度がオフになるアクセルオフ状況になるか否かを予め予測するステップと、
    　前記道路状況が前記アクセルオフ状況になると予測した場合に、実際に前記道路状況が前記アクセルオフ状況になる前に、前記排気ガス浄化システムを再生するステップを停止するステップと、を含むことを特徴とする内燃機関の制御方法。
  6. 　前記アクセル開度を取得するステップと、
    　前記アクセル開度がオフになったか否かを判定するステップと、
    　前記アクセル開度がオフになったと判定した場合に、前記ＥＧＲシステムのＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲバルブを開弁するステップと、をさらに含む請求項５に記載の内燃機関の制御方法。
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