(57)【要約】【課題】燃費を悪化させることなく、車両の減速中においても排気処理装置を速やかに昇温する。【解決手段】制御装置は、触媒暖機要求があり（Ｓ１００にてＹＥＳ）、かつ、車両が減速中である場合において（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、第１排気温度が触媒温度よりも高いと（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、ディーゼルスロットルバルブが開状態になるように制御するステップ（Ｓ１０６）と、第１排気温度が触媒温度よりも低いと（Ｓ１０４にてＮＯ）、ディーゼルスロットルバルブが閉状態になるように制御するステップ（Ｓ１０８）と、触媒暖機要求がなかったり（Ｓ１００にてＮＯ）、あるいは、車両が減速中でなかったりする場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、ディーゼルスロットルバルブに対して通常制御を実行するステップ（Ｓ１１０）とを含む、制御処理を実行する。【選択図】図２
2019196755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、駆動輪に連結されるディーゼルエンジンであって、
気筒と、
前記気筒に接続される吸気通路と、
前記吸気通路に設けられるディーゼルスロットルバルブと、
前記気筒に接続される排気通路と、
前記排気通路に設けられる排気処理装置と、
前記ディーゼルスロットルバルブを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記排気処理装置の暖機完了前であって、かつ、前記車両が減速中である場合には、前記気筒から排出される排気の温度が前記排気処理装置の温度よりも低いと、前記ディーゼルスロットルバルブの開度が第１開度となり、前記排気の温度が前記排気処理装置の温度よりも高いと、前記ディーゼルスロットルバルブの開度が前記第１開度よりも開き側の第２開度となるように前記ディーゼルスロットルバルブを制御する、ディーゼルエンジン。
【請求項２】
前記制御装置は、前記排気の温度が前記排気処理装置の温度よりも低い場合には、前記排気の温度と前記排気処理装置の温度との差の大きさが大きくなるほど前記ディーゼルスロットルバルブの開度が閉じ側の値になるように前記第１開度を設定する、請求項１に記載のディーゼルエンジン。
【請求項３】
前記制御装置は、前記排気の温度が前記排気処理装置の温度よりも高い場合には、前記排気の温度と前記排気処理装置の温度との差の大きさが大きくなるほど前記ディーゼルスロットルバルブの開度が開き側の値になるように前記第２開度を設定する、請求項１または２に記載のディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気処理装置を備えたディーゼルエンジンの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の排気を浄化するために、排気通路には、ＳＣＲ（Selective  Catalytic  Reduction）触媒等の各種触媒が排気処理装置として設けられる。たとえば、ＳＣＲ触媒においては、上流側から供給される尿素水によって窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」とも記載する）を還元することによって排気が浄化される。このようなＳＣＲ触媒においては、適切に還元反応を生じさせるために触媒温度を所定温度以上に昇温させる必要がある。
【０００３】
たとえば、特開平１０−４７１１２号公報には、ディーゼルエンジンを搭載した車両の加速時において排気温度が触媒温度よりも高くなった時には、ドライバビリティや燃費への影響がない程度に吸気絞り弁を小さく閉じるとともに、排気還流制御弁を小さく開き、排気還流量を調整することで排気処理装置を昇温させる技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−４７１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１においては、車両が減速中の場合には、従来と同様の排気還流量制御が行なわれるため、排気処理装置を効率よく昇温させることができない場合がある。そのため、エンジンの始動後に速やかに排気を浄化することができない場合がある。このような問題に対して、たとえば、燃料を排気管に添加し、酸化触媒等を用いて排気温度を昇温させることによって排気処理装置を昇温することも考えられるが、燃費が悪化する場合がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、燃費を悪化させることなく、車両の減速中においても排気処理装置を速やかに昇温するディーゼルエンジンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に係るディーゼルエンジンは、車両に搭載され、駆動輪に連結されるディーゼルエンジンである。このディーゼルエンジンは、気筒と、気筒に接続される吸気通路と、吸気通路に設けられるディーゼルスロットルバルブと、気筒に接続される排気通路と、排気通路に設けられる排気処理装置と、ディーゼルスロットルバルブを制御する制御装置とを備える。制御装置は、排気処理装置の暖機完了前であって、かつ、車両が減速中である場合には、気筒から排出される排気の温度が排気処理装置の温度よりも低いと、ディーゼルスロットルバルブの開度が第１開度となり、排気の温度が排気処理装置の温度よりも高いと、ディーゼルスロットルバルブの開度が第１開度よりも開き側の第２開度となるようにディーゼルスロットルバルブを制御する。
【０００８】
このようにすると、排気処理装置の暖機完了前であって、かつ、車両が減速中である場合には、排気の温度が排気処理装置の温度よりも低いと、第２開度よりも閉じ側の第１開度になるようにディーゼルスロットルバルブの開度が制御されるため、排気処理装置への排気の流量を制限することができる。そのため、排気処理装置の温度よりも低い温度の排気によって排気処理装置が冷却されることを抑制することができる。さらに、排気の温度が排気処理装置の温度よりも高いと、第１開度よりも開き側の第２開度になるようにディーゼルスロットルバルブの開度が制御されるため、排気処理装置への排気の流量を増加させることができる。そのため、排気処理装置の温度よりも高い温度の排気を用いて排気処理装置を速やかに昇温させることができる。
【０００９】
好ましくは、制御装置は、排気の温度が排気処理装置の温度よりも低い場合には、排気の温度と排気処理装置の温度との差の大きさが大きくなるほどディーゼルスロットルバルブの開度が閉じ側の値になるように第１開度を設定する。
【００１０】
このようにすると、排気の温度が排気処理装置の温度に対して低くなるほどディーゼルスロットルバルブの開度が閉じ側の値になるように第１開度が設定されるので、排気処理装置の温度低下を抑制することができる。
【００１１】
さらに好ましくは、制御装置は、排気の温度が排気処理装置の温度よりも高い場合には、排気の温度と排気処理装置の温度との差の大きさが大きくなるほどディーゼルスロットルバルブの開度が開き側の値になるように第２開度を設定する。
【００１２】
このようにすると、排気の温度が排気処理装置の温度に対して高くなるほどディーゼルスロットルバルブの開度が開き側の値になるように第２開度が設定されるので、排気処理装置を効率良く昇温させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によると、燃費を悪化させることなく、車両の減速中においても排気処理装置を速やかに昇温するディーゼルエンジンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係るディーゼルエンジンの概略構成を示す図である。
【図２】制御装置で実行される制御処理を示すフローチャートである。
【図３】制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】変形例において第１排気温度と触媒温度との温度差とディーゼルスロットルバルブの開度との関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１６】
図１は、本実施の形態におけるエンジン１の概略構成を示す図である。本実施の形態において、エンジン１は、たとえば、コモンレール式のディーゼルエンジンを一例として説明する。しかしながら、エンジン１としては、その他の形式のディーゼルエンジンであってもよい。エンジン１は、車両２に搭載され、車両２の駆動輪にエンジン１の出力が伝達できるようにトランスミッション等（いずれも図示せず）を介在して連結される。
【００１７】
エンジン１は、エンジン本体１０と、エアクリーナ２０と、インタークーラ２６と、吸気マニホールド２８と、ディーゼルスロットルバルブ２９と、過給機３０と、排気マニホールド５０と、排気処理装置５６と、排気再循環装置（以下、ＥＧＲ（Exhaust  Gas  Recirculation）装置と記載する）６０と、制御装置２００と、エンジン回転数センサ２０２と、車速センサ２０４と、アクセル開度センサ２０５と、水温センサ２０６と、エアフローメータ２０８と、燃料ポンプ２１０と、燃料フィルタ２１２と、燃料タンク２１４とを備える。
【００１８】
エンジン本体１０は、複数の気筒１２と、コモンレール１４と、複数のインジェクタ１６とを含む。本実施の形態においては、エンジン１は、直列４気筒エンジンを一例として説明するが、その他の気筒レイアウト（たとえば、Ｖ型あるいは水平型）のエンジンであってもよい。
【００１９】
複数のインジェクタ１６は、複数の気筒１２の各々に設けられ、その各々がコモンレール１４に接続されている燃料噴射装置である。燃料タンク２１４に貯留された燃料は、燃料フィルタ２１２を経由して燃料ポンプ２１０によって所定圧まで加圧されてコモンレール１４へ供給される。コモンレール１４に供給された燃料は複数のインジェクタ１６の各々から所定のタイミングで噴射される。複数のインジェクタ１６は、制御装置２００からの制御信号ＩＪ１〜ＩＪ４に基づいて動作する。
【００２０】
エアクリーナ２０は、エンジン１の外部から吸入される空気から異物を除去する。エアクリーナ２０には、第１吸気管２２の一方端が接続される。
【００２１】
第１吸気管２２の他方端には、過給機３０のコンプレッサ３２の入口に接続される。コンプレッサ３２の出口には、第２吸気管２４の一方端が接続される。コンプレッサ３２は、第１吸気管２２から流通する空気を過給して第２吸気管２４に供給する。コンプレッサ３２の詳細な動作については後述する。
【００２２】
第２吸気管２４の他方端には、インタークーラ２６の一方端が接続される。インタークーラ２６は、第２吸気管２４を流通する空気を冷却する空冷式あるいは水冷式の熱交換器である。
【００２３】
インタークーラ２６の他方端には、第３吸気管２７の一方端が接続される。第３吸気管２７の他方端には、吸気マニホールド２８が接続される。吸気マニホールド２８は、エンジン本体１０の複数の気筒１２の各々の吸気ポートに連結される。第１吸気管２２、第２吸気管２４、第３吸気管２７、吸気マニホールド２８および吸気ポートによって「吸気通路」が構成される。
【００２４】
吸気マニホールド２８の上流には、ディーゼルスロットルバルブ２９が設けられる。ディーゼルスロットルバルブ２９は、図示しない電動アクチュエータを用いて開度が調整可能に構成される。ディーゼルスロットルバルブ２９の開度（以下、ディーゼルスロットル開度とも記載する）は、制御装置２００からの制御信号によって制御される。本実施の形態において、ディーゼルスロットル開度が１００％である場合が、ディーゼルスロットルバルブ２９が全閉状態であることを示すものとする。さらに、本実施の形態において、ディーゼルスロットル開度が０％である場合が、ディーゼルスロットルバルブ２９が全開状態であることを示すものとする。ディーゼルスロットル開度は、排気処理装置５６の暖機完了後や車両２が減速状態でない場合における制御（以下、通常制御と記載する）時においては、エンジン１の運転状態に応じて適切な開度に設定される。
【００２５】
排気マニホールド５０は、エンジン本体１０の複数の気筒１２の各々の排気ポートに連結される。排気マニホールド５０には、第１排気管５２の一方端が接続される。第１排気管５２の他方端は、過給機３０のタービン３６に接続される。そのため、各気筒の排気ポートから排出される排気は、排気マニホールド５０に集められた後、第１排気管５２を経由してタービン３６に供給される。
【００２６】
タービン３６には、第２排気管５４の一方端が接続される。第２排気管５４の他方端は、排気処理装置５６の入口部分に接続される。排気処理装置５６は、酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel  Oxidation  Catalyst）５６ａと、ＰＭ除去フィルタ５６ｂと、燃料添加装置５６ｃと、第１排気温度センサ５６ｄと、ＳＣＲ触媒５６ｅと、第２排気温度センサ５６ｆとを含む。
【００２７】
ＰＭ除去フィルタ５６ｂは、酸化触媒５６ａよりも排気の流路（排気通路）における下流側に設けられる。燃料添加装置５６ｃは、酸化触媒５６ａよりも排気の流路における上流側に設けられる。第１排気温度センサ５６ｄは、酸化触媒５６ａとＰＭ除去フィルタ５６ｂとの間の排気の流路に設けられる。ＳＣＲ触媒５６ｅは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂよりも排気の流路における下流側に設けられる。第２排気温度センサ５６ｆは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂとＳＣＲ触媒５６ｅとの間に設けられる。
【００２８】
ＰＭ除去フィルタ５６ｂは、流通する排気に含まれる粒子状物質（以下、ＰＭ（Particulate  Matter）と記載する。）を捕集する。ＰＭ除去フィルタ５６ｂは、たとえば、セラミックやステンレス等によって形成される。捕集されたＰＭは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂ内に堆積する。
【００２９】
酸化触媒５６ａと燃料添加装置５６ｃとは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに堆積したＰＭを燃焼させ、除去する（再生する）再生機構として機能する。酸化触媒５６ａは、排気が流通する場合に、流通する排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）および炭素酸化物（ＣＯｘ）などを酸化するとともに、排気中に燃料添加装置５６ｃから添加された燃料が含まれる場合には燃料を酸化する。燃料の酸化によって生じる反応熱により酸化触媒５６ａを通過する排気の温度が上昇する。高温の排気がＰＭ除去フィルタ５６ｂを通過することによってＰＭ除去フィルタ５６ｂの温度が上昇し、ＰＭ除去フィルタ５６ｂ内に堆積したＰＭが酸化除去される（燃焼させられる）。これにより、ＰＭ除去フィルタ５６ｂが再生される。
【００３０】
ＳＣＲ触媒５６ｅは、たとえば、排気ガスの流通する方向に多数の貫通孔（セル）が形成されたモノリシックタイプのもので、コージェライト等によって形成されている。セルの壁面には触媒のコート層が形成されて、たとえばゼオライト系の活性成分（触媒）が担持されている。その活性成分が還元剤の供給を受けて活性化し、排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元する。
【００３１】
ＳＣＲ触媒５６ｅの上流側には、図示しない尿素水噴射弁が設けられる。尿素水噴射弁は、還元剤として尿素水を排気管内に噴射する。尿素水噴射弁から噴射された尿素水が排気熱により加水分解することによってアンモニアが生成される。生成されたアンモニアは、ＳＣＲ触媒５６ｅにおいて排気ガス中のＮＯｘと選択的に反応し、窒素および水が生成される。
【００３２】
排気処理装置５６の出口部分には、第３排気管５８の一方端が接続される。第３排気管５８の他方端には、触媒などの排気から特定の成分を除去する追加の排気処理装置（たとえば、アンモニアスリップ触媒等）やマフラー等が接続される。そのため、タービン３６から排出された排気は、第２排気管５４、排気処理装置５６、第３排気管５８、各種触媒およびマフラー等を経由して車外に排出される。排気ポート、排気マニホールド５０、第１排気管５２、タービン３６、第２排気管５４および第３排気管５８によって「排気通路」が構成される。
【００３３】
第３吸気管２７と排気マニホールド５０とは、エンジン本体１０を経由せずにＥＧＲ装置６０によって接続される。ＥＧＲ装置６０は、ＥＧＲバルブ６２と、ＥＧＲクーラ６４と、ＥＧＲ通路６６とを含む。ＥＧＲ通路６６は、第３吸気管２７と排気マニホールド５０とを接続する。ＥＧＲバルブ６２と、ＥＧＲクーラ６４とは、ＥＧＲ通路６６の途中に設けられる。
【００３４】
ＥＧＲバルブ６２は、制御装置２００からの制御信号に応じて、排気マニホールド５０からＥＧＲ装置６０のＥＧＲ通路６６を経由して吸気通路に還流される排気（以下、吸気通路に還流される排気をＥＧＲガスとも記載する）の流量を調整する。ＥＧＲクーラ６４は、たとえば、ＥＧＲ通路６６を流通するＥＧＲガスを冷却する水冷式あるいは空冷式の熱交換器である。排気マニホールド５０内の排気がＥＧＲ装置６０を経由してＥＧＲガスとして吸気側に戻されることによって気筒内の燃焼温度が低下され、ＮＯｘの生成量が低減される。
【００３５】
過給機３０は、コンプレッサ３２と、タービン３６とを含む。コンプレッサ３２のハウジング内にはコンプレッサホイール３４が収納され、タービン３６のハウジング内にはタービンホイール３８が収納される。コンプレッサホイール３４とタービンホイール３８とは、連結軸４２によって連結され、一体的に回転する。そのため、コンプレッサホイール３４は、タービンホイール３８に供給される排気の排気エネルギーによって回転駆動される。
【００３６】
エンジン１の動作は、制御装置２００によって制御される。制御装置２００は、各種処理を行なうＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、プログラムおよびデータを記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＣＰＵの処理結果等を記憶するＲＡＭ（Random  Access  Memory）等を含むメモリと、外部との情報のやり取りを行なうための入・出力ポート（いずれも図示せず）とを含む。入力ポートには、上述したセンサ類（たとえば、第１排気温度センサ５６ｄ、第２排気温度センサ５６ｆ、エンジン回転数センサ２０２、車速センサ２０４、アクセル開度センサ２０５、水温センサ２０６、エアフローメータ２０８等）が接続される。出力ポートには、制御対象となる機器（たとえば、複数のインジェクタ１６、燃料添加装置５６ｃおよび燃料ポンプ２１０等）が接続される。
【００３７】
制御装置２００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン１が所望の運転状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。また、制御装置２００には、時間の計測を行うためのタイマー回路（図示せず）が内蔵されている。
【００３８】
第１排気温度センサ５６ｄは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに流入する排気の温度（以下、第１排気温度と記載する）Ｔｅｘ１を検出する。第１排気温度センサ５６ｄは、検出した第１排気温度Ｔｅｘ１を示す信号を制御装置２００に送信する。
【００３９】
第２排気温度センサ５６ｆは、ＳＣＲ触媒５６ｅに流入する排気の温度（以下、第２排気温度と記載する）Ｔｅｘ２を検出する。第２排気温度センサ５６ｆは、検出した第２排気温度Ｔｅｘ２を示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４０】
エンジン回転数センサ２０２は、エンジン１のクランクシャフトの回転数をエンジン回転数ＮＥとして検出する。エンジン回転数センサ２０２は、検出したエンジン回転数ＮＥを示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４１】
車速センサ２０４は、車両２の速度（以下、車速と記載する）Ｖを検出する。車速センサ２０４は、検出した車速Ｖを示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４２】
アクセル開度センサ２０５は、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量の上限値に対する現在の踏み込み量の割合（以下、アクセル開度と記載する）Ａｃｃを検出する。アクセル開度センサ２０５は、検出したアクセル開度Ａｃｃを示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４３】
水温センサ２０６は、エンジン本体１０内に設けられる冷却水通路内を流通する冷却水の温度（水温）Ｔｗを検出する。水温センサ２０６は、検出した水温Ｔｗを示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４４】
エアフローメータ２０８は、第１吸気管２２に導入される新気の流量（吸入空気量）Ｑｉｎを検出する。エアフローメータ２０８は、検出した吸入空気量Ｑｉｎを示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４５】
燃料タンク２１４は、複数のインジェクタ１６および燃料添加装置５６ｃに供給するための燃料を貯留する。燃料ポンプ２１０は、制御装置２００からの制御信号に応じて動作し、燃料タンク２１４に貯留される燃料をコモンレール１４に圧送したり、燃料添加装置５６ｃに供給したりする。燃料ポンプ２１０と燃料タンク２１４との間の燃料が流通する通路には燃料フィルタ２１２が設けられる。燃料フィルタ２１２は、流通する燃料に含まれる異物を捕集する。
【００４６】
以上のような構成を有するエンジン１においては、適切に還元反応を生じさせるためにＳＣＲ触媒５６ｅを所定温度以上に昇温させる必要がある。たとえば、燃料添加装置５６ｃによって燃料を排気管に添加し、酸化触媒５６ａを用いて排気温度を昇温させることによってＳＣＲ触媒５６ｅを昇温することができる。しかしながら、エンジン１の動作に関与しない態様で燃料が消費されることになるため、燃費が悪化する場合がある。
【００４７】
そこで、本実施の形態においては、制御装置２００は、ＳＣＲ触媒５６ｅの暖機完了前であって、かつ、車両２が減速中である場合には、気筒１２から排出される排気の温度がＳＣＲ触媒５６ｅの温度よりも低いと、ディーゼルスロットル開度が第１開度となり、排気の温度がＳＣＲ触媒５６ｅの温度よりも高いと、ディーゼルスロットル開度が第１開度よりも開き側の第２開度となるようにディーゼルスロットルバルブ２９を制御するものとする。
【００４８】
このようにすると、ＳＣＲ触媒５６ｅの温度と排気温度との大小関係によってディーゼルスロットル開度を適切に設定することができるため、ＳＣＲ触媒５６ｅを速やかに昇温させることができる。
【００４９】
以下に、図２を参照して、本実施の形態における制御装置２００で実行される制御処理について説明する。図２は、制御装置２００で実行される制御処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、所定の制御周期毎にメインルーチン（図示せず）から呼び出されて実行される。
【００５０】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する。）１００にて、制御装置２００は、ＳＣＲ触媒５６ｅの暖機の要求（以下、触媒暖機要求と記載する。）があるか否かを判定する。制御装置２００は、たとえば、触媒暖機要求フラグがオン状態である場合に、触媒暖機要求があると判定する。制御装置２００は、エンジン１の始動後において、水温Ｔｗがしきい値よりも低く、かつ、第２排気温度Ｔｅｘ２から推定されるＳＣＲ触媒５６ｅの温度（以下、触媒温度と記載する。）Ｔｃがしきい値よりも低い場合には、ＳＣＲ触媒５６ｅの暖機が完了していないと判定して触媒暖機要求フラグをオン状態に設定する。制御装置２００は、たとえば、エンジン１の始動時点の第２排気温度Ｔｅｘ２を触媒温度Ｔｃの初期値として、第２排気温度Ｔｅｘ２の前回値と今回値との差分に対応する触媒温度Ｔｃの温度上昇量をマップ等を用いて取得し、触媒温度Ｔｃの前回値に取得した温度上昇量を加算することによって触媒温度Ｔｃの今回値を取得してもよい。触媒暖機要求があると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。
【００５１】
Ｓ１０２にて、制御装置２００は、車両２が減速中であるか否かを判定する。制御装置２００は、減速判定フラグがオン状態である場合に、車両２が減速中であると判定する。制御装置２００は、たとえば、アクセル開度Ａｃｃがしきい値以下のアクセルペダルの踏み込みが解除された状態であるという条件と、燃料の指示噴射量がしきい値以下の無噴射状態であるという条件と、車速Ｖがゼロよりも大きいという条件とがいずれも成立する場合に、減速判定フラグをオン状態に設定する。車両２が減速中であると判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。
【００５２】
Ｓ１０４にて、制御装置２００は、触媒温度Ｔｃが第１排気温度Ｔｅｘ１よりも小さいか否かを判定する。触媒温度Ｔｃが第１排気温度Ｔｅｘ１よりも小さいと判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。
【００５３】
Ｓ１０６にて、制御装置２００は、ディーゼルスロットルバルブ２９が開状態になるように制御する。具体的には、制御装置２００は、ディーゼルスロットル開度が後述する第１開度よりも開き側の開度である第２開度になるようにディーゼルスロットルバルブ２９を制御する。本実施の形態においては、第２開度は、たとえば、全開状態を示す開度（０％）である。
【００５４】
なお、触媒温度Ｔｃが第１排気温度Ｔｅｘ１以上であると判定される場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００５５】
Ｓ１０８にて、制御装置２００は、ディーゼルスロットルバルブ２９が閉状態になるように制御する。具体的には、制御装置２００は、ディーゼルスロットル開度が第１開度になるようにディーゼルスロットルバルブ２９を制御する。本実施の形態においては、第１開度は、たとえば、閉じ側状態を示す開度（９０％）である。
【００５６】
なお、触媒暖機要求がないと判定される場合や（Ｓ１００にてＮＯ）、車両２が減速中でないと判定される場合には（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。
【００５７】
Ｓ１１０にて、制御装置２００は、ディーゼルスロットルバルブ２９に対して通常制御を実行する。制御装置２００は、たとえば、通常制御の一例として以下の制御を実行する。すなわち、制御装置２００は、エンジン１の動作状態に基づいてＥＧＲ率（吸入空気量に対するＥＧＲガスの還流量の割合）の目標値を設定し、ＥＧＲ率の目標値に対応したディーゼルスロットル開度およびＥＧＲバルブ６２の開度を設定し、設定された開度になるようにディーゼルスロットルバルブ２９およびＥＧＲバルブ６２を制御する。
【００５８】
以上のような構造およびフローチャートに基づく制御装置２００の動作について図３を参照しつつ説明する。図３は、制御装置２００の動作を説明するためのタイミングチャートである。図３の縦軸は、車速Ｖ、燃料噴射量、ＳＣＲ触媒５６ｅを通過する空気量（以下、触媒通過空気量と記載する）、ディーゼルスロットル開度、各種温度（第１排気温度Ｔｅｘ１および触媒温度Ｔｃ）、触媒暖機要求フラグの状態および減速判定フラグの状態の変化を示し、図３の横軸は、時間を示す。
【００５９】
具体的には、図３のＬＮ１は、車速Ｖの変化を示す。図３のＬＮ２は、燃料噴射量の変化を示す。図３のＬＮ３は、触媒通過空気量の変化を示す。図３のＬＮ４は、ディーゼルスロットル開度の変化を示す。図３のＬＮ５は、第１排気温度Ｔｅｘ１の変化を示す。図３のＬＮ６（破線）は、触媒温度Ｔｃの変化を示す。図３のＬＮ７は、触媒暖機要求フラグの変化を示す。図３のＬＮ８は、減速判定フラグの変化を示す。
【００６０】
たとえば、ＳＣＲ触媒５６ｅの暖機が完了していない場合を想定する。この場合、図３のＬＮ７に示すように、触媒暖機要求フラグはオン状態となる（Ｓ１００にてＹＥＳ）。時間ｔ（１）よりも前の時点において、ディーゼルスロットルバルブ２９に対して通常制御が実行されているものとする。
【００６１】
時間ｔ（１）にて、アクセルペダルの踏み込みが解除されることによって指示噴射量が無噴射状態となると、車速Ｖがゼロよりも大きいため、図３のＬＮ８に示すように減速判定フラグがオン状態に設定される（Ｓ１０２にてＹＥＳ）。
【００６２】
この場合において、図３のＬＮ５およびＬＮ６に示すように、第１排気温度Ｔｅｘ１が触媒温度Ｔｃよりも高いときには（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、図３のＬＮ４に示すように、ディーゼルスロットル開度が第２開度（全開状態）になるようにディーゼルスロットルバルブ２９が制御される（Ｓ１０６）。
【００６３】
ディーゼルスロットルバルブ２９が全開状態になるように制御されることで、時間ｔ（１）の直前のディーゼルスロットル開度が維持される場合（通常制御が実行される場合）と比較して、触媒通過空気量の減少を抑制することができる。すなわち、触媒通過空気量を増加させることができるため、ＳＣＲ触媒５６ｅに対して触媒温度Ｔｃよりも高い温度の空気の流量を増加させることができ、ＳＣＲ触媒５６ｅを速やかに昇温することができる。
【００６４】
その後、アクセルペダルの踏み込みが再開されると（Ｓ１０２にてＮＯ）、ディーゼルスロットルバルブ２９に対して通常制御が実行されるため（Ｓ１１０）、ディーゼルスロットル開度が通常制御に基づいて設定された開度に制御される。
【００６５】
時間ｔ（２）、時間ｔ（３）、時間ｔ（４）、時間ｔ（５）および時間ｔ（６）において、上述の時間ｔ（１）において行なわれた動作と同様の動作が行なわれる。
【００６６】
そして、時間ｔ（７）にて、車両２が減速状態になり、図３のＬＮ８に示すように減速判定フラグがオン状態になる場合に（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、図３のＬＮ５およびＬＮ６に示すように、第１排気温度Ｔｅｘ１が触媒温度Ｔｃよりも低くなると（Ｓ１０４にてＮＯ）、図３のＬＮ４に示すように、ディーゼルスロットル開度が第１開度（閉じ側状態）になるようにディーゼルスロットルバルブ２９が制御される（Ｓ１０８）。
【００６７】
ディーゼルスロットル開度が閉じ側状態になるように制御されることで、時間ｔ（７）の直前のディーゼルスロットル開度が維持される場合と比較して、触媒通過空気量をより減少させることができる。そのため、ＳＣＲ触媒５６ｅに対して触媒温度Ｔｃよりも低い温度の空気の流量を減少させることができ、ＳＣＲ触媒５６ｅが冷却されることを抑制することができる。時間ｔ（８）において、上述の時間ｔ（７）において行なわれた動作と同様の動作が行なわれる。
【００６８】
時間ｔ（９）にて、ＳＣＲ触媒５６ｅの暖機が完了すると、触媒暖機要求フラグがオフ状態になるため、触媒暖機要求がないと判定される（Ｓ１００にてＮＯ）。そのため、時間ｔ（９）以降においては、ディーゼルスロットルバルブ２９に対して通常制御が実行されることになる（Ｓ１１０）。
【００６９】
以上のようにして、本実施の形態に係るディーゼルエンジンによると、ＳＣＲ触媒５６ｅの暖機完了前であって、かつ、車両２が減速中である場合には、第１排気温度Ｔｅｘ１が触媒温度Ｔｃよりも低いと、閉じ側状態になるようにディーゼルスロットルバルブ２９が制御されるため、ＳＣＲ触媒５６ｅへの排気の流量を制限することができる。そのため、触媒温度Ｔｃよりも低い温度の排気によってＳＣＲ触媒５６ｅが冷却されることを抑制することができる。さらに、第１排気温度Ｔｅｘ１が触媒温度Ｔｃよりも高いと、全開状態になるようにディーゼルスロットルバルブ２９が制御されるため、ＳＣＲ触媒５６ｅへの排気の流量を増加させることができる。そのため、触媒温度Ｔｃよりも高い温度の排気を用いてＳＣＲ触媒５６ｅを速やかに昇温させることができる。したがって、燃費を悪化させることなく、車両の減速中においても排気処理装置を速やかに昇温するディーゼルエンジンを提供することができる。
【００７０】
以下、変形例について説明する。
上述の実施の形態においては、ＳＣＲ触媒５６ｅを暖機の対象となる触媒の一例として説明したが、ＳＣＲ触媒５６ｅに代えてその他の排気処理装置を暖機の対象としてもよい。具体的には、たとえば、ＳＣＲ触媒５６ｅに代えてＮＳＲ（NOx  Storage-Reduction）触媒やたとえば、ＮＯｘ除去機能が付加されたＰＭ除去フィルタを暖機の対象としてもよいし、アンモニアスリップ触媒を暖機の対象としてもよいし、その他の排気処理用触媒を暖機の対象としてもよいし、ＰＭ除去フィルタ５６ｂを暖機の対象としてもよいし、ＳＣＲ触媒５６ｅとその他の排気処理装置（上述の触媒やフィルタ）とを暖機の対象としてもよい。ＳＣＲ触媒５６ｅとその他の排気処理装置とを暖機の対象とする場合、制御装置２００は、ＳＣＲ触媒５６ｅの温度が暖機完了と判定するためのしきい値以下であるか、あるいは、その他の排気処理装置の温度が暖機完了と判定するためのしきい値以下である場合に、触媒暖機要求があると判定してもよい。
【００７１】
上述の実施の形態においては、アクセル開度Ａｃｃがしきい値以下という条件と、燃料の指示噴射量がしきい値以下という条件と、車速Ｖがゼロよりも大きいという条件とがいずれも成立する場合に、減速判定フラグをオン状態に設定するとして説明したが、車速センサ２０４により検出される車速Ｖの単位時間当たりの変化量がしきい値（負値）よりも小さい場合に、減速判定フラグをオン状態に設定してもよいし、あるいは、図示しないＧセンサによって検出される車両２の加速度（前進方向の正値とする）がしきい値（負値）よりも小さい場合に、減速判定フラグをオン状態に設定してもよいし、あるいは、エンジン１におけるフューエルカットの実行条件（たとえば、エンジン回転数ＮＥに関する条件）が成立する場合に、減速判定フラグをオン状態に設定してもよい。
【００７２】
上述の実施の形態においては、第１排気温度Ｔｅｘ１と触媒温度Ｔｃとの比較結果を用いてディーゼルスロットルバルブ２９の開度を制御する場合においては、ディーゼルスロットルバルブ２９の開度をステップ的に変化させるものとして説明したが、たとえば、ディーゼルスロットルバルブ２９の開度を予め定められた変化量でステップ的に変化させる場合よりも緩やかに変化するように制御してもよい。
【００７３】
上述の実施の形態においては、第１開度を閉じ側状態に対応する開度とし、第２開度を全開状態に対応する開度として説明したが、たとえば、第１排気温度Ｔｅｘ１と触媒温度Ｔｃとの差分に応じて第１開度および第２開度が設定されるようにしてもよい。
【００７４】
制御装置２００は、たとえば、第１排気温度Ｔｅｘが触媒温度Ｔｃよりも低い場合には、第１排気温度Ｔｅｘ１と触媒温度Ｔｃとの差分の大きさが大きくなるほど。ディーゼルスロットル開度が小さくなるように第１開度を設定してもよい。
【００７５】
また、制御装置２００は、たとえば、第１排気温度Ｔｅｘ１が触媒温度Ｔｃよりも高い場合には、第１排気温度Ｔｅｘ１と触媒温度Ｔｃとの差分の大きさが大きくなるほど、ディーゼルスロットル開度が大きくなるように第２開度を設定してもよい。
【００７６】
制御装置２００は、たとえば、第１排気温度Ｔｅｘ１が触媒温度Ｔｃよりも低い場合には（Ｓ１０４にてＮＯ）、第１排気温度Ｔｅｘ１から触媒温度Ｔｃを減算した値と、図４に示すマップとを用いて第１開度を設定する。同様に、制御装置２００は、たとえば、排気温度が触媒温度よりも高い場合には（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、第１排気温度Ｔｅｘ１から触媒温度Ｔｃを減算した値と、図４に示すマップとを用いて第１開度を設定する。
【００７７】
図４は、第１排気温度Ｔｅｘ１と触媒温度Ｔｃとの差分とディーゼルスロットル開度との関係を示す図である。図４の縦軸は、ディーゼルスロットル開度を示し、図４の横軸は、第１排気温度Ｔｅｘと触媒温度Ｔｃとの差分（温度差：Ｔｅｘ１−Ｔｃ）を示す。図４に示すように、温度差のしきい値ａ（＞０）と、全開状態（開度０％）とが対応づけられ、温度差のしきい値ｂ（＜０）と、閉じ側状態（開度９０％）とが対応づけられる。さらに、図４に示すように、しきい値ａ〜しきい値ｂの間の領域においては、温度差とディーゼルスロットル開度との関係は、線形の関係になるように設定される。また、図４に示すように、温度差がしきい値ａよりも大きい領域においては、温度差に関係なくディーゼルスロットル開度は、全開状態となり、温度差がしきい値ｂよりも小さい領域においては、温度差に関係なくディーゼルスロットル開度は、閉じ側状態となるように温度差とスロットル開度との関係が設定される。
【００７８】
このように設定されるマップを用いて、制御装置２００は、たとえば、第１排気温度Ｔｅｘ１が触媒温度Ｔｃよりも低い場合には、第１排気温度Ｔｅｘ１と触媒温度Ｔｃとの差分がｂ（０）であると、開度Ｂを第１開度として設定する。
【００７９】
また、制御装置２００は、たとえば、第１排気温度Ｔｅｘ１が触媒温度Ｔｃよりも高い場合には、第１排気温度Ｔｅｘ１と触媒温度Ｔｃとの差分がａ（０）であると、開度Ａを第１開度として設定する。
【００８０】
このようにすると、第１排気温度Ｔｅｘ１が触媒温度Ｔｃに対して高くなるほどディーゼルスロットル開度が大きくなるように制御されるので、触媒温度よりも高い温度の空気を多くＳＣＲ触媒５６ｅに流通させることができるため、ＳＣＲ触媒５６ｅを効率良く昇温させることができる。また、第１排気温度Ｔｅｘ１が触媒温度Ｔｃに対して低くなるほどディーゼルスロットル開度が小さくなるように制御されるので、ＳＣＲ触媒５６ｅの温度低下を抑制することができる。
【００８１】
上述の実施の形態においては、第１排気温度Ｔｅｘ１と触媒温度Ｔｃとの比較結果を用いてディーゼルスロットルバルブ２９の開度を制御するものとして説明したが、第１排気温度Ｔｅｘ１および触媒温度Ｔｃの検出結果に対して前回値に対する変化量に所定の上限ガードを設定するなどの所定のなまし処理を実施してもよい。このようにすると、第１排気温度Ｔｅｘ１および触媒温度Ｔｃの急変動を抑制することができるため、ディーゼルスロットルバルブ２９の開度が急変することを抑制することができる。
【００８２】
上述の実施の形態においては、第２排気温度Ｔｅｘ２から触媒温度Ｔｃを推定するものとして説明したが、たとえば、ＳＣＲ触媒５６ｅに温度センサを設けて、制御装置２００は、当該温度センサによって検出された温度を触媒温度Ｔｃとして取得してもよい。
【００８３】
上述の実施の形態においては、第１排気温度センサ５６ｄは、酸化触媒５６ａとＰＭ除去フィルタ５６ｂとの間に設けられるものとして説明したが、たとえば、第２排気管５４に設けられればよく、特に、設けられる位置は、酸化触媒５６ａとＰＭ除去フィルタ５６ｂとの間に限定されるものではない。
【００８４】
上述の実施の形態においては、第１排気温度センサ５６ｄを用いて第２排気管５４内の排気の温度を検出するものとして説明したが、直接検出する以外に、エンジン１の運転状態や別の場所に設けられた温度センサ（第２排気温度センサ５６ｆを除く）から推定されるようにしてもよい。
【００８５】
なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８６】
１  エンジン、１０  エンジン本体、１２  気筒、１４  コモンレール、１６  インジェクタ、２０  エアクリーナ、２２，２４，２７  吸気管、２６  インタークーラ、２８  吸気マニホールド、３０  過給機、３２  コンプレッサ、３４  コンプレッサホイール、３６  タービン、３８  タービンホイール、４２  連結軸、５０  排気マニホールド、５２，５４，５８  排気管、５６  排気処理装置、５６ａ  酸化触媒、５６ｂ  ＰＭ除去フィルタ、５６ｃ  燃料添加装置、５６ｄ  第１排気温度センサ、５６ｅ  ＳＣＲ触媒、５６ｆ  第２排気温度センサ、６０  ＥＧＲ装置、６２  ＥＧＲバルブ、６４  ＥＧＲクーラ、６６  ＥＧＲ通路、２００  制御装置、２０２  エンジン回転数センサ、２０４  車速センサ、２０５  アクセル開度センサ、２０６  水温センサ、２０８  エアフローメータ、２１０  燃料ポンプ、２１２  燃料フィルタ、２１４  燃料タンク。
【図１】
2019196755.tif 000003
【図２】
2019196755.tif 000004
【図３】
2019196755.tif 000005
【図４】
2019196755.tif 000006