(57)【要約】【課題】ＥＧＲ通路および排気後処理装置を備えるエンジンにおいて、空気過剰率を排気後処理装置の再生処理等のために空気過剰率をリッチ側に制御した状態からリーン方向へ変更する際に、サージングの発生を防止する。【解決手段】エンジン１の排気エネルギで駆動されるターボ過給機２１と、ＮＯｘトラップ触媒２９もしくはＤＰＦ２８の少なくともいずれか一方の排気後処理装置と、排気通路２とエンジン１の吸気通路３とを連通するＥＧＲ通路４と、ＥＧＲ通路４の流路断面積を調節するＥＧＲ弁６と、運転条件に応じて空気過剰率を少なくともリッチな状態とリーンな状態となるように制御する空気過剰率制御手段３１を備え、空気過剰率をリッチ側に制御した状態からリーン方向へ戻す場合に、ＥＧＲ弁６を閉弁する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気エネルギで駆動されるターボ過給機と、
ＮＯｘトラップ触媒もしくはＤＰＦの少なくともいずれか一方の排気後処理装置と、
前記排気通路と前記エンジンの吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路の流路断面積を調節するＥＧＲ弁と、
運転条件に応じて空気過剰率を少なくともリッチな状態とリーンな状態となるように制御する空気過剰率制御手段と、を備え、
前記空気過剰率を前記リッチな状態よりもリーンに変更する場合には、前記ＥＧＲ弁を閉弁することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記空気過剰率を前記リッチな状態よりもリーンになるよう変更する場合に、前記ＥＧＲ弁を閉弁すると同時に吸気絞り弁の開弁動作を開始し、かつ前記開弁動作開始後の所定期間は開度を徐々に大きくするよう制御する請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記所定期間は、単位時間あたりの吸気量に基づいて設定する請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記空気過剰率を前記リッチな状態よりもリーンになるよう変更する場合に、前記ＥＧＲ弁を閉弁すると同時に、燃料噴射量を徐々に減少させるよう燃料噴射量制御を行う請求項１〜３のいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記排気後処理装置としてＮＯｘトラップ触媒を備え、前記空気過剰率をリッチにする制御として、前記ＮＯｘトラップ触媒にトラップしたＮＯｘを還元するためのＮＯｘ還元制御、ＮＯｘトラップ触媒へのＳＯｘによる被毒の解除をするためのＳＯｘ被毒解除制御、前記ＮＯｘ還元制御またはＳＯｘ被毒解除制御を行う前段階としての昇温制御を行う請求項１〜４のいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記排気後処理装置としてＤＰＦを備え、前記空気過剰率をリッチにする制御として、前記ＤＰＦに捕集したＰＭを燃焼させるためのＤＰＦ再生制御、前記ＤＰＦ再生制御を行う前段階としての昇温制御、前記ＤＰＦ再生時に前記ＤＰＦが過剰に高温となることを防止するための溶損防止制御を行う請求項１〜４のいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記排気後処理装置として、前記ＮＯｘトラップ触媒および前記ＤＰＦの両方を備え、前記空気過剰率をリッチにする制御として、前記ＮＯｘトラップ触媒にトラップしたＮＯｘを還元するためのＮＯｘ還元制御、ＮＯｘトラップ触媒へのＳＯｘによる被毒の解除をするためのＳＯｘ被毒解除制御、前記ＮＯｘ還元制御またはＳＯｘ被毒解除制御またはＤＰＦ再生制御を行う前段階としての昇温制御、前記ＤＰＦに捕集したＰＭを燃焼させるためのＤＰＦ再生制御、前記ＤＰＦ再生時に前記ＤＰＦが過剰に高温となることを防止するための溶損防止制御を行なう請求項１〜４のいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記空気過剰率を前記リッチな状態よりもリーンになるよう変更する場合とは、前記ＮＯｘ還元制御から通常運転に変更する場合である請求項５または７に記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記空気過剰率を前記リッチな状態よりもリーンになるよう変更する場合とは、前記昇温制御から通常運転に変更する場合である請求項５〜７のいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
前記空気過剰率を前記リッチな状態よりもリーンになるよう変更する場合とは、前記ＤＰＦ再生制御から通常運転に変更する場合である請求項６または７に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１１】
前記空気過剰率を前記リッチな状態よりもリーンになるよう変更する場合とは、前記昇温制御から前記溶損防止制御に変更する場合である請求項６または７に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１２】
前記空気過剰率を前記リッチな状態よりもリーンになるよう変更する場合とは、前記溶損防止制御から通常運転に戻す場合である請求項６または７に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１３】
前記空気過剰率を前記リッチな状態よりもリーンになるよう変更する場合とは、前記ＤＰＦ再生制御から前記溶損防止制御に変更する場合である請求項６または７に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１４】
前記空気過剰率を前記リッチな状態よりもリーンになるように変更する場合とは、前記硫黄被毒解除制御から前記溶損防止制御に変更する場合である請求項７に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ過給機および排気後処理装置を備えるエンジンの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの出力を向上させるための装置として、排気通路中に設けたタービンによって駆動するターボ過給機が知られている。
【０００３】
ターボ過給機のコンプレッサの効率は、周知のようにコンプレッサの上下流の圧力比とコンプレッサを通過するガス流量をパラメータとして表すことができる。圧力比がガス流量に対応する適正な圧力比の範囲（正常運転域）から外れて異常運転域に入ると、サージング、チョーキングあるいはタービン過回転といった望ましくない現象が生じるため、異常運転域に入らないようにコンプレッサの運転点を定めなければならない。
【０００４】
しかしながら、ターボ過給機が自動車用エンジンと組み合わせて用いられる場合には、アクセルペダル開度の急激な変化に伴って過渡的にコンプレッサの運転点が異常運転域に突入するすることがあり、一時的ではあってもコンプレッサの異常運転が生じる。
【０００５】
例えば、高速定常運転時にアクセルペダルを戻して急減速した場合には、燃料噴射量が減量され排気流量が急激に小さくなる。このとき、コンプレッサの運転点がサージングが生じる異常運転域に突入することがある。
【０００６】
サージングを防止するための技術として、特許文献１にはコンプレッサの上下流をバイパスするバイパス通路を設け、サージ発生領域では、コンプレッサを通過した吸気の一部をバイパス通路を通してコンプレッサ上流に戻し、コンプレッサの上流側の圧力を上昇、そして下流側の圧力を低下させて、コンプレッサ上下流の圧力比を小さくする技術が開示されている。
【特許文献１】実開平６−６９３３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、排気性能を向上させる技術として、排気通路に触媒等の排気後処理装置を、吸気通路に吸気絞り手段をそれぞれ設けて、エンジンに導入される吸入空気の空気過剰率を運転状態に応じて制御することや、排気通路と吸気通路とを連通する通路（ＥＧＲ通路）と、ＥＧＲ通路の流量を制御するＥＧＲ弁とを設けて、排気の一部を運転状態に応じた量だけ吸気通路に還流させるＥＧＲ装置が知られている。
【０００８】
ＥＧＲ装置においては、排気通路と吸気通路との差圧によって排気が吸気通路へ導出され、運転状態が低負荷側に移行するに伴いＥＧＲ量を多くするようにＥＧＲ弁の開度が調整される。ところが、通常走行状態からのアクセルオフによる燃料カットを伴う減速時においては、排圧が減速開始とともに低下するのでＥＧＲ通路中をＥＧＲガスが逆流し、これがタービンへ流入してサージ騒音を発生するおそれがある。
【０００９】
また、例えばＮＯｘトラップ触媒やＤＰＦ等の排気後処理装置は、浄化機能を再生するために運転中に空気過剰率をリッチ側に制御する、いわゆる再生制御を行う必要がある。この再生制御の終了時には、それまで空気過剰率をリッチ側に制御するために増量されているた燃料噴射量を減少させることになり、これに伴い排圧が低下する。この排圧の変化によりタービンのコンプレッサにてサージングが発生するおそれがある。
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、ＥＧＲ装置や排気後処理装置等についての記載はなく、当然上記サージングを防止する技術手段についての記載もない。
【００１１】
そこで、本発明では、ＥＧＲ通路および排気後処理装置を備える場合に、リッチ側に制御していた空気過剰率をリーン方向へ変更する際のサージングの発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のエンジンの制御装置は、エンジンの排気エネルギで駆動されるターボ過給機と、ＮＯｘトラップ触媒もしくはＤＰＦの少なくともいずれか一方の排気後処理装置と、前記排気通路と前記エンジンの吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路の流路断面積を調節するＥＧＲ弁と、運転条件に応じて空気過剰率を少なくともリッチな状態、もしくはリーンな状態となるように制御する空気過剰率制御手段と、を備え、前記空気過剰率を前記リッチな状態よりもリーンに変更する場合には、前記ＥＧＲ弁を閉弁する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、空気過剰率をリッチからリーン方向へ変更する際に、ＥＧＲ弁を閉弁するので、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路を逆流することが防止でき、これにより逆流したＥＧＲガスがタービンに流入することによって発生するサージングを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態のエンジンの概略構成を示している。
【００１５】
１はエンジン、２は排気通路、３は吸気通路、４は排気通路２と吸気通路３とを連通するＥＧＲ通路、５は後述するターボ過給機のコンプレッサに圧縮されて高温となった吸入空気を冷却するためのインタークーラである。
【００１６】
ＥＧＲ通路４には圧力制御弁（図示せず）からの制御圧力に応動するダイヤフラム式のＥＧＲ弁６を備える。圧力制御弁はエンジンコントローラ３１からのデューティ制御信号により駆動されるもので、これによって運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るようにしている。
【００１７】
エンジン１には燃料供給手段としてのコモンレール式の燃料噴射装置１０を備える。この燃料噴射装置１０は、主に燃料タンク（図示せず）、サプライポンプ１４、コモンレール（蓄圧室）１６、気筒毎に設けられるノズル１７からなり、サプライポンプ１４により加圧された燃料は蓄圧室１６にいったん蓄えられたあと、蓄圧室１６の高圧燃料が気筒数分のノズル１７に分配される。
【００１８】
ノズル１７（燃料噴射弁）は、針弁、ノズル室、ノズル室への燃料供給通路、リテーナ、油圧ピストン、リターンスプリングなどからなり、油圧ピストンへの燃料供給通路に介装される三方弁（図示せず）が介装されている。三方弁（電磁弁）のＯＦＦ時には、針弁が着座状態にあるが、三方弁がＯＮ状態になると針弁が上昇してノズル先端の噴口より燃料が噴射される。つまり三方弁のＯＦＦからＯＮへの切換時期により燃料の噴射開始時期が、また、ＯＮ時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。
【００１９】
ＥＧＲ通路４の開口部下流の排気通路２に、排気の熱エネルギーを回転エネルギーに変換するタービン２２と、吸気を圧縮するコンプレッサ２３とを同軸で連結した可変容量ターボ過給機２１を備える。タービン２２のスクロール入口に、アクチュエータ２５により駆動される可変ノズル２４（ジオメトリ可変機構）が設けられ、エンジンコントローラ３１により、可変ノズル２４は低回転速度域から所定の過給圧が得られるように、低回転速度側ではタービン２２に導入される排気の流速を高めるノズル開度（傾動状態）に、高回転速度域では排気を抵抗なくタービン２２に導入させるノズル開度（全開状態）に制御する。
【００２０】
上記のアクチュエータ２５は、制御圧力に応動して可変ノズル２４を駆動するダイヤフラムアクチュエータ２６と、このダイヤフラムアクチュエータ２６への制御圧力を調整する圧力制御弁（図示せず）とからなり、可変ノズル２４の実開度が目標ノズル開度となるように、デューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が圧力制御弁に出力される。
【００２１】
アクセルセンサ３２、エンジン回転速度とクランク角度を検出するセンサ３３、水温センサ３４、エアフローメータ３５、過給圧センサ３６からの信号が入力されるエンジンコントローラ３１では、これらの信号に基づいて、車両の減速の検知や（車両の減速検知手段）、目標ＥＧＲ率と目標過給圧とを得るためのＥＧＲ制御と過給圧制御との協調制御や、運転状態に応じた空気過剰率にするための空気過剰率制御（空気過剰率制御手段）を行う。具体的な制御方法については、本発明と直接関係ないので説明を省略する。また、アクセルオフでの減速時に所定条件を満たした場合には、燃料噴射量を減量する、いわゆる燃料カット制御を行う。そして、エンジン回転速度もしくは車速が所定値まで低下した場合には燃料カット制御を終了する（燃料カットリカバー）。
【００２２】
一方、タービン２２下流の排気通路２にＮＯｘトラップ触媒２９、排気中のＰＭを捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）２８をからなる排気後処理装置を備える。
【００２３】
ここで、ＮＯｘトラップ触媒２９は、リーン燃焼時に排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）をトラップし、ストイキ燃焼時やリッチ燃焼時にトラップしていたＮＯｘを排気中のＨＣ、ＣＯを還元剤として用いて還元浄化するものである。
【００２４】
通常運転時（リーン燃焼）にトラップされたＮＯｘが許容範囲の限界まで達したときには、トラップされたＮＯｘを還元浄化するために、エンジンコントローラ３１では所定の排気温度が確保できる領域になると、リッチ燃焼となるように空気過剰率を制御する（リッチスパイク）。
【００２５】
また、排気中に微量に含まれるＳＯｘ（硫黄酸化物）によりＮＯｘトラップ触媒２９が被毒されるので、ＳＯｘが許容範囲の限界まで堆積したと判定したときにはこのＳＯｘがＮＯｘトラップ触媒より脱離し得る温度に排気温度を高めるため、ほぼストイキ燃焼となるように空気過剰率を制御する（硫黄被毒解除）。
【００２６】
なお、排気中のＰＭがＤＰＦ２８に許容範囲の限界まで堆積したと判定したとき、トラップしたＰＭを燃焼させるいわゆるＤＰＦ再生を行うが、その前段階として、堆積したＰＭが燃焼し得る温度である３００度前後まで排気温度を高めるため、空燃比がややリーンとなるように空気過剰率を設定している（昇温）。
【００２７】
このように、ＮＯｘトラップ触媒２９にトラップされるＮＯｘの還元（以下、単に「ＮＯｘ還元」という）とＮＯｘトラップ触媒２９へのＳＯｘによる被毒の解除（以下、単に「硫黄被毒解除」という）のためにリッチ燃焼を得る必要があり、要求に応じてリーン燃焼からリッチ燃焼やストイキ燃焼へ切換えるのであるが、過給機２１だけではリッチ燃焼やストイキ燃焼が得られない場合があるので、図１に示すようにコレクタ３ａのすぐ上流の吸気通路３に、圧力制御弁（図示せず）からの制御圧力に応動するダイヤフラム式のアクチュエータ１９により駆動される吸気絞り弁１８を設けている。アクチュエータ１９の構成はＥＧＲ弁６と同様であり、吸気絞り弁１８用の圧力制御弁もエンジンコントローラ３１からのデューティ制御信号により駆動される。
【００２８】
この他にも、ＰＭが多量に堆積し、かつＤＰＦベッド温度が高温の状態でＤＰＦ再生を開始すると、ＰＭが急速に燃焼することによりＤＰＦが過熱し、溶損するおそれがあるので、これを防止するために酸素供給量を適切に制御することによってＰＭの燃焼を緩やかにする制御（以下、単に「溶損防止」という）があり、この制御時にもリッチ燃焼となるように空気過剰率を制御する。
【００２９】
なお、目標新気量が得られるように排気タービン２２の可変ノズル２４の開度と吸気絞り弁１８の開度とを制御する方法には、過給機２１によっては目標新気量が得られない領域（例えば、アイドル近くの低負荷域）でのみ吸気絞り弁１８を制御する方法や運転領域に関係なく可変ノズル開度と吸気絞り弁開度とを同時に制御する方法とがあるが、いずれの方法でも構わない。また、ＥＧＲ装置を吸入空気量調整手段として用いることもできる。
【００３０】
また、ＮＯｘ還元、硫黄被毒解除、ＤＰＦ再生、昇温、溶損防止のための運転を行うのは所定の条件が成立したときだけであるので、これらを行うための運転をまとめて条件運転とし、これに対してリーン運転を行う運転を通常運転として区別すれば、通常運転から条件運転への移行やその逆の移行のさせ方は、様々なものが公知となっており、本実施形態では、例えば特開２００３−３３６５２０号に記載の制御と同様に行うこととする。
【００３１】
ところで、本実施形態では、燃料噴射量の減量を伴う減速時には、ＥＧＲ弁６、吸気絞り弁１８、可変ノズル２４、燃料噴射量について以下の制御を行う。
【００３２】
図２は本実施形態の制御をブロック図に示したものである。
【００３３】
排気後処理判定部４０では、運転状態が通常運転であるか条件運転であるかの判定を行う。ここでは、通常運転をＳｔａｔｅ１、条件運転のうちＮＯｘ還元をＳｔａｔｅ２、昇温をＳｔａｔｅ３、硫黄被毒解除をＳｔａｔｅ４、ＤＰＦ再生をＳｔａｔｅ５、溶損防止をＳｔａｔｅ６とし、現在の運転状態のＳｔａｔｅ番号がされる。そして入力されたＳｔａｔｅ番号がＳｔａｔｅ１であれば通常運転、Ｓｔａｔｅ２〜６であれば条件運転と判定する。
【００３４】
目標吸気絞り比演算部４１では、運転状態に応じて定まる目標吸気絞り比ＴＱＨＯが入力され、これをヒステリシスの影響を考慮して処理して目標吸気絞り比ＴＱＨＯＡを演算する。
【００３５】
吸気絞り比演算部４２では、エアフローメータ３５で検出した吸入空気量ＱＡＳＯが入力され、これに応じた吸気絞り比ＴＱＨＯＢが演算される。具体的には、図１０に示すマップを吸入空気量ＱＡＳＯで検索する。図１０は吸入空気量ＱＡＳＯに対してコンプレッサ２３がサージングを発生し得る吸気絞り比をマップ化したものであり、図中のサージラインを超える吸気絞り比ではサージングが発生するおそれがある。
【００３６】
絞り比判定部４４では、目標吸気絞り比ＴＱＨＯＡ、吸気絞り比ＴＱＨＯＢを比較し、目標吸気絞り比ＴＱＨＯＡが大きければＴｒｕｅ、小さければＦａｕｌｔと判定する。
【００３７】
タイマ作動判定部４３では、排気後処理判定部４０での判定結果がＳｔａｔｅ２〜６、かつ絞り比判定部４４での判定結果がＴｒｕｅであれば、タイマー４７に起動指令を出力する。
【００３８】
吸気絞り動作時間演算部４５では、入力された吸気量ＱＡＳＯ（単位時間あたりの吸気量）に基づいて吸気絞り弁１８の動作要求（吸気絞り要求）に対する遅れ時間Ｙを演算する。具体的には、図３に示す遅れ時間−吸気量マップを、入力された吸気量ＱＡＳＯから検索して求める。ここで求めた遅れ時間Ｙはスイッチ４６に出力される。
【００３９】
アクセル開度変化量演算部５４では、アクセルセンサ３２の検出値に基づいてアクセル開度の変化量ΔＡＰＯを演算する。ここで求めたアクセル開度ΔＡＰＯは減速判定部５４５および加速判定部５６に出力され、それぞれ予め設定した判定基準と比較して減速要求、加速要求の有無を判定し、判定結果を減速要求確認部５７または加速要求確認部５８に出力する。
【００４０】
また、燃料噴射量演算部６３では、ノズル１７から噴射する目標燃料噴射量の変化量ΔＱｆを演算する。この目標燃料噴射量の変化量ΔＱｆは減速判定部６４、加速判定部６５に出力され、減速判定部５５、加速判定部５６と同様に予め設定した判定基準値と比較して、減速要求、加速要求の有無を減速要求確認部５７、加速要求確認部５８に出力する。
【００４１】
減速要求確認部５７では、少なくとも減速判定部５５、６４のいずれか一方で減速要求があった場合には後述するタイマー５３およびタイマー６２に作動信号を出力し、タイマー５３、６２がそれぞれ起動する。
【００４２】
加速要求確認部５８では、加速判定部５６、６５の少なくともいずれか一方で加速要求があった場合にスイッチ４６、５１、６１に作動信号を出力する。
【００４３】
可変ノズル動作時間演算部６０では、入力された車速ＶＳＰに基づいて可変ノズル２４の動作要求に対する遅れ時間Ｙ３を演算する。具体的には、図４に示す遅れ時間−車速ＶＳＰマップを入力された車速ＶＳＰで検索して求める。求められた遅れ時間Ｙ３はスイッチ６１に出力される。
【００４４】
ＥＧＲ弁動作時間演算部５０では、入力されるＤＰＦ入口温度に基づいてＥＧＲ弁６の動作要求に対する遅れ時間Ｙ２を演算する。具体的には、図５に示す遅れ時間−ＤＰＦ入口温度マップを入力されたＤＰＦ入口温度で検索して求める。求められた遅れ時間Ｙ２はスイッチ５１に出力される。
【００４５】
スイッチ４６、５１、６１では、加速要求確認部５８から作動信号が入力された場合には、遅れ時間Ｙ、Ｙ２、Ｙ３をキャンセルする。加速要求確認部５８から作動信号が入力されない場合には、遅れ時間Ｙをスイッチ４６からタイマー４７へ、遅れ時間Ｙ２をタイマー５２へ、遅れ時間Ｙ３をタイマー６２に出力する。
【００４６】
タイマー４７は、タイマー作動判定部４３からのタイマ作動信号およびスイッチ４６からの遅れ時間Ｙが入力されると起動し、吸気絞り要求Ｆ_ＤＥＣ_ＴＶＯＩＮＩを遅れ時間Ｙだけ遅れ処理する。また、燃料カット判定部４８では燃料噴射量がゼロか否か、つまり燃料カット中であるか否かについて判定する。そして、燃料カット中でなければ吸気絞り要求Ｆ_ＤＥＣ_ＴＶＯＩＮＩ＝Ｆ_ＤＥＣ_ＴＶＯとし、燃料カット中であれば、吸気絞り要求判定部４９で吸気絞り要求Ｆ_ＤＥＣ_ＴＶＯ＝０、つまり吸気絞り弁１８を全閉にするよう吸気絞り要求を出力する。
【００４７】
タイマー５２は、減速要求が入力されると起動し、ＥＧＲ弁動作要求Ｆ_ＤＥＣ_ＥＧＲを遅れ時間Ｙ２だけ遅れ処理する。
【００４８】
タイマー６２は、減速要求が入力されると起動し、サージ防止要求Ｆ_ＤＥＣを遅れ時間Ｙ３だけ遅れ処理する。
【００４９】
上記のように本実施形態では、減速時に運転状態に応じて、吸気絞り動作要求やＥＧＲ動作要求を出して吸気絞り弁１８やＥＧＲ弁６の動作に遅れ時間を与えたり、サージ防止要求を出して後述するように燃料噴射量や可変ノズル２４の開度の制御を行う。
【００５０】
以下、ＥＧＲ弁６、吸気絞り弁１８、燃料噴射量、可変ノズル２４のそれぞれの制御について説明する。
【００５１】
吸気絞り弁１８の制御について図７を参照して説明する。図７は吸気絞り弁１８の制御をブロック図に示したものである。
【００５２】
目標絞り比演算部８０では、排気後処理の運転状態等に応じて吸気絞り弁１８の目標絞り比を演算する。
【００５３】
サージ防止用目標絞り比演算部８１では、エンジン１の回転速度に基づいてコンプレッサ２３のサージングを防止するための吸気絞り比を演算する。具体的には図１３に示すマップをエンジン回転速度で検索する。なお、図１３は縦軸に吸気絞り比、横軸にエンジン回転速度をとったマップである。
【００５４】
スイッチ８２では、吸気絞り動作要求Ｆ_ＤＥＣ_ＴＶＯが出されている場合にはサージ防止用絞り比を、そうでない場合には目標絞り比演算部８０で算出した吸気絞り比を選択し、これに基づいて吸気絞り弁制御部８３で吸気絞り弁１８の駆動を制御する。
【００５５】
燃料噴射量の制御について図８を参照して説明する。図８は燃料噴射量の制御をブロック図に示したものである。
【００５６】
なまし時間演算部９０で、エンジン回転速度および吸気絞り比に基づいて、燃料噴射開始から目標燃料噴射量に達するまでに設けるなまし時間を演算する。具体的には、図１１に示すような、縦軸になまし時間の逆数ＴＣＤＥＣ_ＱＦ、横軸にエンジン回転数Ｎｅをとって吸気絞り弁１８の開度を割り付けたマップを、エンジン回転速度および吸気絞り比で検索して得られるなまし時間の逆数ＴＣＤＥＣ_ＱＦから、なまし時間を演算する。なお、吸気絞り比が大きくなるほどなまし時間は長くなっている。
【００５７】
減算部９１では、目標噴射量からアイドル運転時の燃料噴射量（アイドル回転補正噴射量）を減じる。これは、アイドル運転時の燃料噴射量は運転状態の変化によらず略一定だからである。
【００５８】
なまし処理部９２では、減算部で算出した噴射量を前述したなまし時間に基づいてなまし処理する。そして、加算部９３でアイドル回転補正噴射量を加算したものを修正目標噴射量とする。
【００５９】
燃料噴射制御部９４では、修正目標噴射量に基づいて燃料噴射制御を行う。
【００６０】
ＥＧＲ弁６の制御について図６を参照して説明する。図６はＥＧＲ弁６の制御をブロック図に示したものである。
【００６１】
目標ＥＧＲ演算部７０では、運転状態に基づいて目標ＥＧＲ率を演算する。要求判定部７１ではＥＧＲ動作要求Ｆ_ＤＥＣ_ＥＧＲまたはサージ防止要求Ｆ_ＤＥＣのいずれかが出されているか否かを判定する。要求がない場合は目標ＥＧＲ率演算部で求めた目標ＥＧＲ率を、要求がある場合はスイッチ７２を切換えてＥＧＲを中止する旨の信号「ゼロ」をフィードフォワード制御部７３に出力する。すなわち、ＥＧＲ動作要求Ｆ_ＤＥＣ_ＥＧＲまたはサージ防止要求Ｆ_ＤＥＣのいずれかが出されている場合には、ＥＧＲ弁６を閉弁することになる。
【００６２】
フィードフォワード制御部７３では入力された目標ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ弁６の開度等の演算を行う。フィードバック制御部７４では、運転状態から定まる目標吸入空気量とエアフローメータ３５で検出した実吸入空気量の差に基づいてフィードバック制御量を演算し、演算結果を加算部７５にてフィードフォワード制御部７３の演算結果にフィードバックする。ＥＧＲ弁駆動制御部７６では、加算部７５で得られた演算結果に基づいてＥＧＲ弁６を駆動する手段（例えばステップモータ等）の制御を行う。このように目標ＥＧＲ率から定まるＥＧＲ弁開度に、目標吸入空気量と実吸入空気量との差をフィードバックするので、より精度の高い制御を行うことができる。
【００６３】
可変ノズル２４の開度制御について図９を参照して説明する。図９は可変ノズル２４の開度の制御をブロック図に示したものである。
【００６４】
目標ノズル開度演算部１００では、エンジン１の実排気量ＱＥＸＨに基づいて、通常走行状態と仮定した場合の目標ノズル開度を演算する。
【００６５】
サージ防止開度演算部１０１では、実排気量ＱＥＸＨに基づいてサージ防止用の目標ノズル開度を演算する。
【００６６】
目標ノズル開度と実排気量ＱＥＸＨの関係は、図１２のマップに示すようになる。図１２は縦軸にノズル開度、横軸に実排気量ＱＥＸＨをとったものであり、図中実線がサージ防止用、点線が通常走行状態の開度特性である。図に示すように、サージ防止用の目標ノズル開度は通常運転時の目標ノズル開度に比べて、低排気流量時にタービン容量が大きくなるよう設定されている。
【００６７】
スイッチ１０２ではサージ防止要求Ｆ_ＤＥＣが出されている場合にはサージ防止用開度を、それ以外の場合は目標ノズル開度演算部１００で求めたノズル開度を選択する。
【００６８】
フィードフォワード制御部１０３では、可変ノズル２４の開度をスイッチ１０２で選択されたノズル開度にするための演算を行う。フィードバック制御部１０４では、目標圧力比と実圧力比との差を演算し、これをノズル開度の制御にフィードバックするための演算を行う。
【００６９】
可変ノズル制御部１０５では、フィードフォワード制御部１０３での演算にフィードバック制御部１０４での演算結果を加算したものに基づいて可変ノズル２４の開度制御を行う。
【００７０】
次に、上記の制御による作用について図１４を参照して説明する。図１４は条件運転から通常運転に切換える場合のＥＧＲ弁６、吸気絞り弁１８、可変ノズル２４のそれぞれの開度の変化、燃料噴射量の変化について示したタイムチャートである。なお、図１４は条件運転の一例としてＮＯｘ還元運転の場合について示している。
【００７１】
走行中のｔ０にＮＯｘ還元の開始要求（再生要求）が出されると、吸気絞り弁１８が閉弁方向に制御され、燃料噴射量は増量するよう制御される。これらにより、吸入新気量が減少し、燃料噴射量が増加するので、空気過剰率は通常運転時よりもリッチになる。
【００７２】
また、空気過剰率をリッチ側に制御すると、排圧が上昇して吸気圧との差圧が大きくなり、ＥＧＲ量が増加する。ＥＧＲ量が増加すると、空気過剰率をリッチに制御することを妨げることになるので、本実施形態では再生要求が出されるとＥＧＲ弁６を閉弁方向に制御する。
【００７３】
さらに、ＮＯｘ還元を行うにはＮＯｘトラップ触媒２９を所定温度以上に昇温しなければならない。そこで、本実施形態では排気温度を上昇させるために可変ノズル２４の開度を大きくするよう制御する。
【００７４】
そしてｔ１で再生要求がなくなると、空気過剰率をリーン側に戻すために目標燃料噴射量は少なくなる。このとき、目標燃料噴射量の変化量が大きいため、図２の減速判定部６４で減速要求有りと判断され、吸気絞り弁１８の動作は遅れ時間Ｙをもつことになる。したがって、吸気絞り弁１８はｔ１からｔ２にかけてゆっくりと開弁する。また、燃料噴射量も図８で説明したようになまし時間が設けられるので、通常運転用の目標燃料噴射量まで緩やかに変化する。
【００７５】
これらの吸気絞り弁１８、燃料噴射量の制御により、再生制御から通常運転に切換わる際にコンプレッサ２３を通過する吸気量が急激に変化して、サージングを発生することを防止できる。
【００７６】
また、図２の減速判定部６４で減速要求有りと判断されることにより、ＥＧＲ弁動作要求Ｆ_ＤＥＣ_ＥＧＲがだされ、図６で説明したようにＥＧＲ弁６は閉弁する。これにより、吸気絞り弁１８を開弁方向に制御することによって吸気圧が上昇した場合にも、ＥＧＲ通路４をＥＧＲガスが逆流することがなくなる。
【００７７】
なお、上記の制御はＮＯｘ再生から通常運転に戻す場合に限られるわけではなく、空気過剰率をリッチからリーン方向へ変更する場合、つまり硫黄被毒解除から溶損防止、ＤＰＦ再生から溶損防止、溶損防止から通常運転、昇温から通常運転、昇温から溶損防止、ＤＰＦ再生から通常運転、の各場合について同様に行われる。
【００７８】
本実施形態の効果を以下にまとめる。
【００７９】
空気過剰率をリッチからリーン方向へ変更する際に、ＥＧＲ弁６を閉弁するので、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路４を逆流することが防止でき、これにより逆流したＥＧＲガスがタービン２２に流入することによって発生し得るサージングを防止することができる。
【００８０】
空気過剰率をリッチからリーン方向へ変更する際に、吸気絞り弁１８をゆっくりと開弁することによって、吸入空気量が急激に増加することを防止するので、吸気圧の急激な変化によって生じるサージングを防止することができる。
【００８１】
空気過剰率をリッチからリーン方向へ変更する際に、燃料噴射量をなましつつ減少させるので、排気流量が急激に低下することを防止でき、これによりコンプレッサ２３を通過する吸気量の急激に変化することがなくなり、サージングの発生を防止することができる。
【００８２】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、ターボ過給機および排気後処理装置を備えるディーゼルエンジンに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本実施形態のシステム図である。
【図２】減速時における過給圧制御とＥＧＲ制御の協調制御のブロック図である。
【図３】吸気絞り弁の動作遅れ時間マップである。
【図４】可変ノズルの動作遅れ時間マップである。
【図５】ＥＧＲ弁の動作遅れ時間マップである。
【図６】ＥＧＲ弁駆動制御のブロック図である。
【図７】吸気絞り弁制御のブロック図である。
【図８】燃料噴射量制御のブロック図である。
【図９】可変ノズル制御のブロック図である。
【図１０】目標吸気絞り比マップである。
【図１１】なまし時間マップである。
【図１２】可変ノズル開度特性マップである。
【図１３】サージ防止用目標吸気絞り比マップである。
【図１４】本実施形態の制御を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
１    エンジン
２    排気通路
３    吸気通路
４    ＥＧＲ通路
５    インタークーラ
６    ＥＧＲ弁
１０  コモンレール式燃料噴射装置
１４  サプライポンプ
１６  コモンレール（蓄圧室）
１７  ノズル
１８  吸気絞り弁
２１  可変容量ターボ過給機
２２  タービン
２３  コンプレッサ
２４  可変ノズル（ジオメトリ可変機構）
２５  アクチュエータ
２８  ＮＯｘトラップ触媒
２９  ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）
３１  エンジンコントローラ
３２  アクセルセンサ
３４  水温センサ
３５  エアフローメータ
３６  過給圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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