(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に介装された触媒の排気上流に排気シャッタを備えたエンジンの排気温度制御装置であって、
目標アイドル回転速度を決定し、前記排気シャッタを閉じると共に前記決定した目標アイドル回転速度で運転するようにエンジン制御する運転制御手段、
該運転制御手段による運転制御中の指示燃料噴射量を確認する現状値確認手段、
前記目標アイドル回転速度において本来あるべき値として予め記憶してある目標指示燃料噴射量を判断する目標値判断手段、
前記指示燃料噴射量と前記目標指示燃料噴射量とに基づいて前記目標アイドル回転速度を修正する回転速度修正手段、
として動作することを特徴とする排気温度制御装置。
【請求項２】
前記回転速度修正手段は、前記指示燃料噴射量と前記目標指示燃料噴射量との差に基づいて前記目標アイドル回転速度の修正量を決定することを特徴とする請求項１記載の排気温度制御装置。
【請求項３】
前記運転制御手段は、吸気温度に基づいて前記目標アイドル回転速度を決定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の排気温度制御装置。
【請求項４】
前記回転速度修正手段によって前記目標アイドル回転速度を修正した後に、前記触媒へ流入する排気の温度を判定し、目標温度に到達しない場合に報知する温度判定手段としてさらに動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の排気温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気系に備えられた触媒に対する排気温度の管理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特にディーゼルエンジンにおいて、排気中のＮＯｘを還元反応により無害成分に浄化処理するべく、液体還元剤又はその前駆体を排気中に噴射供給すると共にその下流の排気通路に還元触媒を設けたり、あるいは、排気中の粒子状物質を捕捉するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）を排気通路に設けることが行われている。排気通路中に設けられるこれらの触媒には活性温度があり、該温度より低いときには機能低下し得ることが知られている。特に、アイドル時など比較的温度の低い排気が触媒に流れて触媒温度が低下すると、その後の加速時に所望の触媒性能が発揮されにくくなるといった課題がある。
【０００３】
そこで、停車状態において、排気ブレーキに使用される排気シャッタを閉じると共にアイドル回転速度を上げることにより、排気の昇温を図る制御が行われている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平０５−０１７１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような排気昇温に利用される排気シャッタは、閉制御でも完全に閉じることはなく、所定の開度をもつように製造される。その全閉時の開度については、当然のことながら製品ごとに製造誤差が存在するが、この誤差が開側にあると（すなわち全閉時の開度がより開く方への誤差）、流れ出す排気の量が多くなるため、所望の昇温効果が得られなくなり、触媒入口で目標とする排気温度に到達しない場合がある。
【０００５】
本発明は、このような技術背景に鑑みたもので、排気シャッタの全閉時開度誤差など、昇温に影響する因子が振れた場合であっても、目標とする排気温度を得ることのできるような排気温度制御装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明で提案する排気温度制御装置は、排気通路に介装された触媒の排気上流に排気シャッタを備えたエンジンの排気温度制御装置であり、目標アイドル回転速度を決定し、前記排気シャッタを閉じると共に前記決定した目標アイドル回転速度で運転するようにエンジン制御する運転制御手段、該運転制御手段による運転制御中の指示燃料噴射量を確認する現状値確認手段、前記目標アイドル回転速度において本来あるべき値として予め記憶してある目標指示燃料噴射量を判断する目標値判断手段、そして、前記指示燃料噴射量と前記目標指示燃料噴射量とに基づいて前記目標アイドル回転速度を修正する回転速度修正手段、として動作することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記提案に係る排気温度制御装置によれば、排気昇温のために排気シャッタを閉じてエンジンのアイドル運転をしているときに、上述のような排気シャッタの製品誤差の影響で触媒入口での排気温度が十分に上昇しない場合があると、燃料噴射量からこれを判断して、アイドル回転速度を修正し回転を高めるように制御することができる。エンジンの回転が高まれば、その分だけ排気温度を上昇させることができるので、昇温に影響する因子が振れた場合であっても、目標とする排気温度を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に、排気通路に触媒を介装すると共にその排気上流に排気シャッタを備えたディーゼルエンジンに適用した例を示している。
【０００９】
エンジン１の排気通路２には、過給器３のタービン３ａが組み入れられ、これよりも排気下流に、排気ブレーキを構成する排気シャッタ４が設けられている。そして、排気シャッタ４よりも排気下流の排気通路Ｅにはマフラ５が設けられ、その中に触媒６が収納されている。触媒６は、上述のようなＤＰＦ、還元触媒、酸化触媒などであり得る。このマフラ５には、触媒６の入口における排気温度を測定すべく、排気温度センサ７が設けられている。一方、吸気通路８には、過給器３のコンプレッサ３ｂが組み入れられ、これよりも吸気上流に、エアクリーナ９及び吸気温度センサ１０が設けられている。また、コンプレッサ３ｂよりも吸気下流には、インタークーラ１１が設けられる。
【００１０】
当該エンジン１の排気温度制御装置は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１２によって実現されている。すなわち、ＥＣＵ１２がプログラムに従って、運転制御手段、現状値確認手段、目標値判断手段、回転速度修正手段、温度判定手段として動作し、制御を実行する。その制御フローを図２に示している。当該フローチャートの中で、運転制御手段はステップＳ１〜ステップＳ４及びステップＳ８、現状値確認手段はステップＳ５、目標値判断手段はステップＳ６、回転速度修正手段はステップＳ７、温度判定手段はステップＳ９を担当する。このようなＥＣＵ１２は、エンジンＥＣＵの中に組み込まれたものとして構成してもよいし、エンジンＥＣＵとは別のチップとして構成してもよい。
【００１１】
まず最初にＥＣＵ１２は、車速がゼロでパーキングブレーキがかかり、ギヤがニュートラル（クラッチオフ）になっているかどうか、つまりエンジン運転状況がアイドルなのか否か判断する。このときに、運転者の操作で排気昇温制御のオンオフを切り換えられるようにした排気昇温スイッチが設けられている車両の場合は、そのスイッチオンも判断する。その結果、アイドル運転が確認された場合に、排気昇温制御をスタートさせる。
【００１２】
昇温スタート後、運転制御手段として動作するＥＣＵ１２は、吸気温度センサ１０の値を読み取り、外気温を判断する（ステップＳ１）。そして、読み取った吸気温度の測定値に基づいて、予め内部メモリに記憶してある、図示のような吸気温度と回転速度のマップをアクセスし、目標アイドル回転速度を決定する（ステップＳ２）。
【００１３】
このステップＳ１〜Ｓ２で吸気温度に基づいて目標アイドル回転速度を決定するのは、次の理由からである。すなわち、吸気温度（＝外気温）がかなり低いときは、昇温前の排気の温度が元々低くて昇温に時間がかかるし、さらに、エンジン１から触媒６までの間の排気通路２における温度低下（外気温で冷やされる）の影響も大きくなるため、排気昇温制御を行っても十分な昇温効果を得られない場合がある。そこで、目標アイドル回転速度を決定する際に、吸気温度に応じて回転速度を決定するようにしておけば、寒いときにはより高回転に制御して、昇温効果を高めるように調整することができる。
【００１４】
目標アイドル回転速度を決定した後のＥＣＵ１２は、排気シャッタ４を閉じるように制御し（ステップＳ３）、目標アイドル回転速度で運転するようにエンジン制御する（ステップＳ４）。ＥＣＵ１２がエンジンＥＣＵ中に実現されるのであればエンジン１を直接的に制御できるし、エンジンＥＣＵとは別にしてあれば、エンジンＥＣＵに指令を出すことにより制御できる。
【００１５】
この運転制御中においてＥＣＵ１２は、現状値確認手段として動作し、指示燃料噴射量を読み込んで確認する（ステップＳ５）。この指示燃料噴射量は、エンジン１の燃料噴射装置に対しエンジンＥＣＵから出ている現在の指示値である。
【００１６】
現状値を確認したＥＣＵ１２は、目標値判断手段として動作し、ステップＳ２で決定した目標アイドル回転速度における目標指示燃料噴射量を、予め内部メモリに記憶してある、図示のようなアイドル回転速度Ｎｅと吸入空気量Ｑのマップを参照して判断する（ステップＳ６）。目標指示燃料噴射量は、製品誤差による全閉時開度のバラツキの中央値又は最小値をもった排気シャッタ４を用いて計測した値で、当該排気シャッタ４を閉じてアイドル運転したときのエンジン１の各回転速度に対してエンジンＥＣＵが出した指示燃料噴射量である。つまり、本来あるべき理想の指示燃料噴射量として設定される。
【００１７】
目標指示燃料噴射量を判断したＥＣＵ１２は、回転速度修正手段として動作し、ステップＳ５の指示燃料噴射量とステップＳ６の目標指示燃料噴射量とに基づいて、ステップＳ２で決定した目標アイドル回転速度を修正する（ステップＳ７）。
【００１８】
図２のＮｅとＱのマップに示すように、指示燃料噴射量は、排気シャッタ４の開度が開くにつれて減少する関係にあるので、製品誤差で排気シャッタ４の全閉時開度が開側に振れている場合、所定の目標アイドル回転速度において本来あるべき目標指示燃料噴射量（実線）に対し、実際の指示燃料噴射量（点線）は減少する傾向をもつ。つまり、指示燃料噴射量（ステップＳ５）と目標指示燃料噴射量（ステップＳ６）とに差があれば、実装されている排気シャッタ４の全閉時開度に誤差があって開側に振れていることを示している。そこで、正規の全閉時開度をもつ排気シャッタ４と同等の排気昇温効果を得るために、目標アイドル回転速度を上げて差分を補うようにする（矢印）。
【００１９】
回転速度修正手段として動作するＥＣＵ１２は、指示燃料噴射量と目標指示燃料噴射量との差に基づいて、予め内部メモリに記憶してある、図示のような差分と修正量のマップをアクセスし、目標アイドル回転速度の修正量を決定する。
【００２０】
修正量が決定すれば、ステップＳ２で決定した目標アイドル回転速度にその修正量を加え、当該修正後の目標アイドル回転速度によって、ＥＣＵ１２は、運転制御手段としてエンジン制御する（ステップＳ８）。これにより、目標アイドル回転速度が上げられるので、エンジン１の回転が高められ、その分だけ排気温度を上昇させることができる。したがって、排気の昇温に影響する因子が振れた場合であっても、目標とする排気温度を得ることが可能となる。
【００２１】
修正後の目標アイドル回転速度によるエンジン制御を始めた後、ＥＣＵ１２は、温度判定手段として動作し、排気温度センサ７の値を読み取り、触媒入口温度、すなわち触媒６へ流入する排気の温度を判定する（ステップＳ９）。そして、例えば該温度判定を数回繰り返しても排気温度が目標温度（例えば触媒活性温度）に到達しない場合は、運転席のランプを点灯するなどして報知する。これにより運転者が故障判断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】排気温度制御装置を備えたエンジンの実施形態を示した図。
【図２】排気温度制御装置が実行する制御のフローチャート。
【符号の説明】
【００２３】
１  エンジン
２  排気通路
３  過給器
４  排気シャッタ
５  マフラ
６  触媒
７  排気温度センサ
８  吸気通路
９  エアクリーナ
１０  吸気温度センサ
１１  インタークーラ
１２  ＥＣＵ（排気温度制御装置）
【図１】
0004948385.tif 000002
【図２】
0004948385.tif 000003