JPH1054251A - 内燃機関制御装置 - Google Patents
内燃機関制御装置Info
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- JPH1054251A JPH1054251A JP8212245A JP21224596A JPH1054251A JP H1054251 A JPH1054251 A JP H1054251A JP 8212245 A JP8212245 A JP 8212245A JP 21224596 A JP21224596 A JP 21224596A JP H1054251 A JPH1054251 A JP H1054251A
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Supercharger (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃費、排気浄化性能、ドライバビリティを共
に向上させる。 【解決手段】 ターボ過給機１３よりも下流側の吸気通
路１２と触媒１７よりも上流側の排気通路１４とをバイ
パスさせる吸気バイパス通路１８にバイパス空気量制御
弁１９を設け、排気タービン１５の上流側と下流側とを
バイパスさせる排気バイパス通路２１にバイパス排気量
制御弁２２を設ける。触媒温度が目標触媒温度以下の場
合には、バイパス空気量制御弁１９を全閉して触媒１７
の冷却を停止すると共に、バイパス排気量制御弁２２の
開度を制御して、必要なエンジン出力を確保する。触媒
温度が目標触媒温度より高い場合には、必要なエンジン
出力を確保した上で、ターボ過給機１３の過給能力に余
力がある範囲内で触媒温度と目標触媒温度との差に応じ
てバイパス空気量制御弁１９の開度を制御し、過給気の
一部を排気通路１４側にバイパスさせて、触媒１７を冷
却する。
に向上させる。 【解決手段】 ターボ過給機１３よりも下流側の吸気通
路１２と触媒１７よりも上流側の排気通路１４とをバイ
パスさせる吸気バイパス通路１８にバイパス空気量制御
弁１９を設け、排気タービン１５の上流側と下流側とを
バイパスさせる排気バイパス通路２１にバイパス排気量
制御弁２２を設ける。触媒温度が目標触媒温度以下の場
合には、バイパス空気量制御弁１９を全閉して触媒１７
の冷却を停止すると共に、バイパス排気量制御弁２２の
開度を制御して、必要なエンジン出力を確保する。触媒
温度が目標触媒温度より高い場合には、必要なエンジン
出力を確保した上で、ターボ過給機１３の過給能力に余
力がある範囲内で触媒温度と目標触媒温度との差に応じ
てバイパス空気量制御弁１９の開度を制御し、過給気の
一部を排気通路１４側にバイパスさせて、触媒１７を冷
却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、過給機と排気浄化
用の触媒とを備えた内燃機関制御装置に関するものであ
る。
用の触媒とを備えた内燃機関制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ディーゼルエンジンから排気ガ
スに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する触媒は、
図４に示すように所定の活性温度範囲（例えば２００か
ら４００℃）においてのみＮＯｘ浄化率が高いことが一
般的に知られている。従って、ＮＯｘ排出量を低減する
には、触媒温度を活性温度範囲内に維持することが効果
的である。しかし、実際には、エンジンの運転状態によ
り排気温度が大きく変化して、触媒温度が活性温度範囲
から外れることがあり、安定したＮＯｘ浄化性能が得ら
れない。
スに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する触媒は、
図４に示すように所定の活性温度範囲（例えば２００か
ら４００℃）においてのみＮＯｘ浄化率が高いことが一
般的に知られている。従って、ＮＯｘ排出量を低減する
には、触媒温度を活性温度範囲内に維持することが効果
的である。しかし、実際には、エンジンの運転状態によ
り排気温度が大きく変化して、触媒温度が活性温度範囲
から外れることがあり、安定したＮＯｘ浄化性能が得ら
れない。
【０００３】そこで、ターボ過給機を備えたエンジンで
は、特開平７−１８９７２０号公報に示すように、ター
ボ過給機の上流側の吸気通路とターボ過給機の下流側の
排気通路とをバイパス通路で連通させ、このバイパス通
路の途中に、過給圧によって開閉する通路開閉弁を設
け、過給圧が所定値以上になったときに、上記通路開閉
弁を開放させて過給気の一部を排気通路側にバイパスさ
せることで、排気温度を低下させて触媒を冷却するよう
にしている。しかし、過給気の一部を排気通路へバイパ
スさせると、エンジン出力が低下してドライバビリティ
が悪化するため、上記特開平７−１８９７２０号公報で
は、過給気の一部をバイパスさせることに伴って生じる
エンジン出力低下を、ターボ過給機に過給圧を増幅させ
る補助機を設置することにより解決しようとしている。
は、特開平７−１８９７２０号公報に示すように、ター
ボ過給機の上流側の吸気通路とターボ過給機の下流側の
排気通路とをバイパス通路で連通させ、このバイパス通
路の途中に、過給圧によって開閉する通路開閉弁を設
け、過給圧が所定値以上になったときに、上記通路開閉
弁を開放させて過給気の一部を排気通路側にバイパスさ
せることで、排気温度を低下させて触媒を冷却するよう
にしている。しかし、過給気の一部を排気通路へバイパ
スさせると、エンジン出力が低下してドライバビリティ
が悪化するため、上記特開平７−１８９７２０号公報で
は、過給気の一部をバイパスさせることに伴って生じる
エンジン出力低下を、ターボ過給機に過給圧を増幅させ
る補助機を設置することにより解決しようとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報の構
成では、バイパス通路の通路開閉弁を過給圧によって開
閉するため、触媒温度が高くても、過給圧が低いと、通
路開閉弁が開放されず、触媒を冷却することができな
い。それ故に、上記公報の構成では、エンジン負荷が小
さい場合でも、触媒温度（排気温度）が高いときには、
エンジンの出力で補助機を駆動して過給圧を高める必要
があり、そのために燃費が悪化してしまう。しかも、エ
ンジン負荷が大きい場合には、過給圧が高くなるので、
触媒温度が適温でも、過給圧によって通路開閉弁が開放
されてしまい、触媒温度が適温以下に低下して、排気浄
化能力が低下してしまう。更に、補助機を設けること
で、装置全体が大型化し、コンパクト化、低コスト化の
要求を満たすことができない。
成では、バイパス通路の通路開閉弁を過給圧によって開
閉するため、触媒温度が高くても、過給圧が低いと、通
路開閉弁が開放されず、触媒を冷却することができな
い。それ故に、上記公報の構成では、エンジン負荷が小
さい場合でも、触媒温度（排気温度）が高いときには、
エンジンの出力で補助機を駆動して過給圧を高める必要
があり、そのために燃費が悪化してしまう。しかも、エ
ンジン負荷が大きい場合には、過給圧が高くなるので、
触媒温度が適温でも、過給圧によって通路開閉弁が開放
されてしまい、触媒温度が適温以下に低下して、排気浄
化能力が低下してしまう。更に、補助機を設けること
で、装置全体が大型化し、コンパクト化、低コスト化の
要求を満たすことができない。
【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、燃費向上、コンパク
ト化、低コスト化を実現しながら、排気浄化性能とドラ
イバビリティとを両立させることができる内燃機関制御
装置を提供することにある。
たものであり、従ってその目的は、燃費向上、コンパク
ト化、低コスト化を実現しながら、排気浄化性能とドラ
イバビリティとを両立させることができる内燃機関制御
装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関制御装置は、過給機よ
りも下流側の吸気通路と触媒よりも上流側の排気通路と
をバイパスさせる吸気バイパス通路を設けると共に、こ
の吸気バイパス通路にバイパス空気量制御弁を設ける。
そして、内燃機関に供給する吸入空気の酸素量（以下
「供給酸素量」という）を供給酸素量推定手段により推
定すると共に、内燃機関に供給する燃料を燃焼するのに
必要な吸入空気の酸素量（以下「目標酸素量」という）
を目標酸素量算出手段により算出する。その上で、触媒
温度判定手段で判定した触媒温度と目標触媒温度との差
及び前記供給酸素量と前記目標酸素量との差に基づいて
前記バイパス空気量制御弁の開度を制御手段によって制
御する。ここで、「開度を制御する」とは、モータ等で
弁開度を制御する場合のほか、電磁弁のＯＮ・ＯＦＦデ
ューティの制御により「弁を開閉する時間的な度合を制
御する場合も含む。
に、本発明の請求項１の内燃機関制御装置は、過給機よ
りも下流側の吸気通路と触媒よりも上流側の排気通路と
をバイパスさせる吸気バイパス通路を設けると共に、こ
の吸気バイパス通路にバイパス空気量制御弁を設ける。
そして、内燃機関に供給する吸入空気の酸素量（以下
「供給酸素量」という）を供給酸素量推定手段により推
定すると共に、内燃機関に供給する燃料を燃焼するのに
必要な吸入空気の酸素量（以下「目標酸素量」という）
を目標酸素量算出手段により算出する。その上で、触媒
温度判定手段で判定した触媒温度と目標触媒温度との差
及び前記供給酸素量と前記目標酸素量との差に基づいて
前記バイパス空気量制御弁の開度を制御手段によって制
御する。ここで、「開度を制御する」とは、モータ等で
弁開度を制御する場合のほか、電磁弁のＯＮ・ＯＦＦデ
ューティの制御により「弁を開閉する時間的な度合を制
御する場合も含む。
【０００７】この場合、供給酸素量と目標酸素量との差
が少なくなるほど、内燃機関に供給する燃料の燃焼状態
が良好となり、ドライバビリティ向上、エミッション低
減につながる。また、触媒温度と目標触媒温度との差が
少なければ、触媒温度が所定の活性温度範囲内に収ま
り、ＮＯｘ浄化率が高くなる。このような特性を考慮し
て、本発明のように、触媒温度と目標触媒温度との差及
び供給酸素量と目標酸素量との差に基づいてバイパス空
気量制御弁の開度を制御すれば、ドライバビリティ（内
燃機関の出力）を確保しながら、過給気のバイパス量
（触媒冷却効果）を調整して排気浄化性能を確保するこ
とができる。しかも、本発明では、過給圧とは関係な
く、バイパス空気量制御弁の開度を制御手段によって制
御できるので、従来のように内燃機関の出力で補助機を
駆動して過給圧を高める必要がなくなり、燃費を向上で
きると共に、補助機が不要になる分、コンパクト化、低
コスト化を実現することができる。
が少なくなるほど、内燃機関に供給する燃料の燃焼状態
が良好となり、ドライバビリティ向上、エミッション低
減につながる。また、触媒温度と目標触媒温度との差が
少なければ、触媒温度が所定の活性温度範囲内に収ま
り、ＮＯｘ浄化率が高くなる。このような特性を考慮し
て、本発明のように、触媒温度と目標触媒温度との差及
び供給酸素量と目標酸素量との差に基づいてバイパス空
気量制御弁の開度を制御すれば、ドライバビリティ（内
燃機関の出力）を確保しながら、過給気のバイパス量
（触媒冷却効果）を調整して排気浄化性能を確保するこ
とができる。しかも、本発明では、過給圧とは関係な
く、バイパス空気量制御弁の開度を制御手段によって制
御できるので、従来のように内燃機関の出力で補助機を
駆動して過給圧を高める必要がなくなり、燃費を向上で
きると共に、補助機が不要になる分、コンパクト化、低
コスト化を実現することができる。
【０００８】また、過給機としてターボ過給機を用いる
場合には、請求項２のように、ターボ過給機の排気ター
ビンの上流側と下流側とをバイパスさせる排気バイパス
通路を設けると共に、該排気バイパス通路にバイパス排
気量制御弁を設けた構成としても良い。この場合には、
触媒温度と目標触媒温度との差及び供給酸素量と目標酸
素量との差に基づいてバイパス空気量制御弁及びバイパ
ス排気量制御弁の開度を総合的に制御すれば良い。この
ようにすれば、排気バイパス通路を流れる排気ガスのバ
イパス量を制御することで、排気タービンを通過する排
気ガスの量を制御して、排気タービンの回転数（過給
圧）を制御することができ、制御特性を向上できる。
場合には、請求項２のように、ターボ過給機の排気ター
ビンの上流側と下流側とをバイパスさせる排気バイパス
通路を設けると共に、該排気バイパス通路にバイパス排
気量制御弁を設けた構成としても良い。この場合には、
触媒温度と目標触媒温度との差及び供給酸素量と目標酸
素量との差に基づいてバイパス空気量制御弁及びバイパ
ス排気量制御弁の開度を総合的に制御すれば良い。この
ようにすれば、排気バイパス通路を流れる排気ガスのバ
イパス量を制御することで、排気タービンを通過する排
気ガスの量を制御して、排気タービンの回転数（過給
圧）を制御することができ、制御特性を向上できる。
【０００９】この場合、請求項３では、触媒温度が目標
触媒温度以下の場合、つまり触媒の冷却が不要な場合に
は、バイパス空気量制御弁を閉鎖することで、排気通路
の触媒上流側への過給気のバイパスを遮断して、過給気
による触媒の冷却を停止し、触媒温度の上昇を促進して
排気浄化能力を高める。これと共に、バイパス排気量制
御弁の開度を制御することで、排気タービンの回転数
（過給圧）を制御して、供給酸素量を目標酸素量に合わ
せるように制御し、内燃機関の燃焼効率を向上させて、
燃費とドライバビリティを向上させる。
触媒温度以下の場合、つまり触媒の冷却が不要な場合に
は、バイパス空気量制御弁を閉鎖することで、排気通路
の触媒上流側への過給気のバイパスを遮断して、過給気
による触媒の冷却を停止し、触媒温度の上昇を促進して
排気浄化能力を高める。これと共に、バイパス排気量制
御弁の開度を制御することで、排気タービンの回転数
（過給圧）を制御して、供給酸素量を目標酸素量に合わ
せるように制御し、内燃機関の燃焼効率を向上させて、
燃費とドライバビリティを向上させる。
【００１０】一方、触媒温度が目標触媒温度より高い場
合、つまり触媒の冷却が必要な場合には、供給酸素量を
目標酸素量に合わせるようにバイパス空気量制御弁及び
バイパス排気量制御弁の開度を制御して、内燃機関の出
力を確保した上で、ターボ過給機の過給能力に余力があ
る範囲内でバイパス空気量制御弁の開度を前記触媒温度
と目標触媒温度との差に応じて制御し、過給気の一部を
排気通路側にバイパスさせることで、排気温度を低下さ
せて触媒を冷却して、排気浄化能力を高める。この場
合、排気通路側への過給気のバイパス（触媒の冷却）
は、ターボ過給機の過給能力に余力がある範囲内で行わ
れるので、内燃機関への過給気が供給不足になることは
なく、内燃機関の出力が確保されて、ドライバビリティ
が低下することはない。
合、つまり触媒の冷却が必要な場合には、供給酸素量を
目標酸素量に合わせるようにバイパス空気量制御弁及び
バイパス排気量制御弁の開度を制御して、内燃機関の出
力を確保した上で、ターボ過給機の過給能力に余力があ
る範囲内でバイパス空気量制御弁の開度を前記触媒温度
と目標触媒温度との差に応じて制御し、過給気の一部を
排気通路側にバイパスさせることで、排気温度を低下さ
せて触媒を冷却して、排気浄化能力を高める。この場
合、排気通路側への過給気のバイパス（触媒の冷却）
は、ターボ過給機の過給能力に余力がある範囲内で行わ
れるので、内燃機関への過給気が供給不足になることは
なく、内燃機関の出力が確保されて、ドライバビリティ
が低下することはない。
【００１１】また、請求項４では、過給機よりも下流側
の吸気通路と触媒よりも上流側の排気通路とをバイパス
させる第１の吸気バイパス通路と、前記過給機よりも下
流側の吸気通路と触媒よりも下流側の排気通路とをバイ
パスさせる第２の吸気バイパス通路とを設け、これら両
吸気バイパス通路に設けた第１及び第２の各バイパス空
気量制御弁を、触媒温度と目標触媒温度との差及び供給
酸素量と目標酸素量との差に基づいて制御手段により総
合的に制御する。このようにすれば、第１及び第２の各
バイパス空気量制御弁を制御することで、排気通路の触
媒上流側への過給気のバイパス量の制御と過給圧の制御
とを同時に行うことが可能となり、排気浄化性能とドラ
イバビリティとを両立させることができる。
の吸気通路と触媒よりも上流側の排気通路とをバイパス
させる第１の吸気バイパス通路と、前記過給機よりも下
流側の吸気通路と触媒よりも下流側の排気通路とをバイ
パスさせる第２の吸気バイパス通路とを設け、これら両
吸気バイパス通路に設けた第１及び第２の各バイパス空
気量制御弁を、触媒温度と目標触媒温度との差及び供給
酸素量と目標酸素量との差に基づいて制御手段により総
合的に制御する。このようにすれば、第１及び第２の各
バイパス空気量制御弁を制御することで、排気通路の触
媒上流側への過給気のバイパス量の制御と過給圧の制御
とを同時に行うことが可能となり、排気浄化性能とドラ
イバビリティとを両立させることができる。
【００１２】この場合、請求項５では、触媒温度が目標
触媒温度より低い場合（触媒の冷却が不要な場合）に
は、第１のバイパス空気量制御弁を閉鎖することで、排
気通路の触媒上流側への過給気のバイパスを遮断して、
過給気による触媒の冷却を停止し、触媒温度の上昇を促
進して排気浄化能力を高める。これと共に、第２のバイ
パス空気量制御弁の開度を制御することで、排気通路の
触媒下流側への過給気のバイパス量を制御して過給圧を
制御し、供給酸素量を目標酸素量に合わせるように制御
して、内燃機関の燃焼効率を向上させ、燃費とドライバ
ビリティを向上させる。
触媒温度より低い場合（触媒の冷却が不要な場合）に
は、第１のバイパス空気量制御弁を閉鎖することで、排
気通路の触媒上流側への過給気のバイパスを遮断して、
過給気による触媒の冷却を停止し、触媒温度の上昇を促
進して排気浄化能力を高める。これと共に、第２のバイ
パス空気量制御弁の開度を制御することで、排気通路の
触媒下流側への過給気のバイパス量を制御して過給圧を
制御し、供給酸素量を目標酸素量に合わせるように制御
して、内燃機関の燃焼効率を向上させ、燃費とドライバ
ビリティを向上させる。
【００１３】一方、触媒温度が目標触媒温度より高い場
合には、供給酸素量を目標酸素量に合わせるように第１
及び第２のバイパス空気量制御弁の開度を制御して、内
燃機関の出力を確保した上で、過給機の過給能力に余力
がある範囲内で触媒温度と目標触媒温度との差に応じて
第１のバイパス空気量制御弁の開度を制御し、過給気の
一部を排気通路の触媒上流側にバイパスさせることで、
触媒上流側の排気温度を低下させて触媒を冷却する。こ
の場合、触媒上流側への過給気のバイパス（触媒の冷
却）は、過給機の過給能力に余力がある範囲内で行われ
るので、内燃機関への過給気が供給不足になることはな
く、内燃機関の出力が確保されて、ドライバビリティが
低下することはない。
合には、供給酸素量を目標酸素量に合わせるように第１
及び第２のバイパス空気量制御弁の開度を制御して、内
燃機関の出力を確保した上で、過給機の過給能力に余力
がある範囲内で触媒温度と目標触媒温度との差に応じて
第１のバイパス空気量制御弁の開度を制御し、過給気の
一部を排気通路の触媒上流側にバイパスさせることで、
触媒上流側の排気温度を低下させて触媒を冷却する。こ
の場合、触媒上流側への過給気のバイパス（触媒の冷
却）は、過給機の過給能力に余力がある範囲内で行われ
るので、内燃機関への過給気が供給不足になることはな
く、内燃機関の出力が確保されて、ドライバビリティが
低下することはない。
【００１４】また、請求項６では、前記供給酸素量推定
手段は、吸気圧を検出する吸気圧センサ、吸入空気量を
検出する吸入空気量センサ、吸気系への排気ガスの還流
量を検出する排気還流量センサ、前記内燃機関に吸入さ
れる酸素量を検出する酸素センサのうちの少なくとも１
つのセンサの出力信号に基づいて供給酸素量を推定す
る。ここで、吸気圧センサや吸入空気量センサは、内燃
機関の制御のために車両に搭載されている既存のセンサ
を用いれば良く、コスト的な負担が少なくて済む。更
に、吸気圧センサと吸入空気量センサのいずれか一方の
検出値と排気還流量センサの検出値とを組み合わせて供
給酸素量を推定するようにしても良い。このようにすれ
ば、吸気系へ還流する排気ガス中の酸素を考慮した正確
な供給酸素量を推定することができる。また、酸素セン
サを用いれば、供給酸素量を直接検出することができ
る。
手段は、吸気圧を検出する吸気圧センサ、吸入空気量を
検出する吸入空気量センサ、吸気系への排気ガスの還流
量を検出する排気還流量センサ、前記内燃機関に吸入さ
れる酸素量を検出する酸素センサのうちの少なくとも１
つのセンサの出力信号に基づいて供給酸素量を推定す
る。ここで、吸気圧センサや吸入空気量センサは、内燃
機関の制御のために車両に搭載されている既存のセンサ
を用いれば良く、コスト的な負担が少なくて済む。更
に、吸気圧センサと吸入空気量センサのいずれか一方の
検出値と排気還流量センサの検出値とを組み合わせて供
給酸素量を推定するようにしても良い。このようにすれ
ば、吸気系へ還流する排気ガス中の酸素を考慮した正確
な供給酸素量を推定することができる。また、酸素セン
サを用いれば、供給酸素量を直接検出することができ
る。
【００１５】また、請求項７では、前記目標酸素量算出
手段は、前記過給機の過給圧限界値に相当する最大酸素
量以下の範囲内で前記目標酸素量を内燃機関の運転状態
に基づいて算出する。これにより、内燃機関が過負荷状
態にならないように目標酸素量を設定でき、内燃機関の
耐久性を向上できる。
手段は、前記過給機の過給圧限界値に相当する最大酸素
量以下の範囲内で前記目標酸素量を内燃機関の運転状態
に基づいて算出する。これにより、内燃機関が過負荷状
態にならないように目標酸素量を設定でき、内燃機関の
耐久性を向上できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態を
図１乃至図５に基づいて説明する。まず、図１に基づい
てエンジン制御系全体の概略構成を説明する。内燃機関
であるディーゼルエンジン１１の吸気通路１２にはター
ボ過給機１３が設置されている。このターボ過給機１３
は、排気通路１４内を流れる排気ガスの運動エネルギに
よって回転駆動される排気タービン１５を駆動源として
いる。そして、排気タービン１５よりも下流側の排気通
路１４には排気浄化用の触媒１７が設置されている。
図１乃至図５に基づいて説明する。まず、図１に基づい
てエンジン制御系全体の概略構成を説明する。内燃機関
であるディーゼルエンジン１１の吸気通路１２にはター
ボ過給機１３が設置されている。このターボ過給機１３
は、排気通路１４内を流れる排気ガスの運動エネルギに
よって回転駆動される排気タービン１５を駆動源として
いる。そして、排気タービン１５よりも下流側の排気通
路１４には排気浄化用の触媒１７が設置されている。
【００１７】更に、ターボ過給機１３よりも下流側の吸
気通路１２と触媒１７よりも上流側の排気通路１４とを
バイパスさせる吸気バイパス通路１８が設けられ、この
吸気バイパス通路１８には、開度調節可能なバイパス空
気量制御弁１９が設けられている。このバイパス空気量
制御弁１９の開度調整は、ステップモータ等のモータ
（図示せず）で行えば良い。或は、バイパス空気量制御
弁１９を電磁弁で構成する場合には、電磁弁のソレノイ
ドコイルへの通電をデューティ制御することで、弁を開
閉する時間的な度合を制御して弁を通過する空気量を制
御すれば良い。このような電磁弁のデューティ制御によ
り弁を開閉する時間的な度合を制御する場合も、特許請
求の範囲でいう「バイパス空気量制御弁の開度を制御す
る」の概念に含まれる。また、吸気バイパス通路１８の
入口１８ａよりも下流側の吸気通路１２には、吸気圧を
検出する吸気圧センサ２０が設置されている。
気通路１２と触媒１７よりも上流側の排気通路１４とを
バイパスさせる吸気バイパス通路１８が設けられ、この
吸気バイパス通路１８には、開度調節可能なバイパス空
気量制御弁１９が設けられている。このバイパス空気量
制御弁１９の開度調整は、ステップモータ等のモータ
（図示せず）で行えば良い。或は、バイパス空気量制御
弁１９を電磁弁で構成する場合には、電磁弁のソレノイ
ドコイルへの通電をデューティ制御することで、弁を開
閉する時間的な度合を制御して弁を通過する空気量を制
御すれば良い。このような電磁弁のデューティ制御によ
り弁を開閉する時間的な度合を制御する場合も、特許請
求の範囲でいう「バイパス空気量制御弁の開度を制御す
る」の概念に含まれる。また、吸気バイパス通路１８の
入口１８ａよりも下流側の吸気通路１２には、吸気圧を
検出する吸気圧センサ２０が設置されている。
【００１８】一方、排気通路１４には、排気タービン１
５の上流側と下流側とをバイパスさせる排気バイパス通
路２１（ウェイストゲート）が設けられ、この排気バイ
パス通路２１には開度調節可能なバイパス排気量制御弁
２２が設けられている。このバイパス排気量制御弁２２
の開度調整も、前記バイパス空気量制御弁１９の開度調
整と同じく、モータ（図示せず）、又は電磁弁のデュー
ティ制御で行えば良い。また、触媒１７の上流側端面の
近傍には、排気温度を検出する排気温度センサ２３が設
置され、この排気温度センサ２３で検出した排気温度か
ら触媒１７の温度が判定される。従って、本実施形態で
は、排気温度センサ２３を特許請求の範囲でいう触媒温
度判定手段として用いる。
５の上流側と下流側とをバイパスさせる排気バイパス通
路２１（ウェイストゲート）が設けられ、この排気バイ
パス通路２１には開度調節可能なバイパス排気量制御弁
２２が設けられている。このバイパス排気量制御弁２２
の開度調整も、前記バイパス空気量制御弁１９の開度調
整と同じく、モータ（図示せず）、又は電磁弁のデュー
ティ制御で行えば良い。また、触媒１７の上流側端面の
近傍には、排気温度を検出する排気温度センサ２３が設
置され、この排気温度センサ２３で検出した排気温度か
ら触媒１７の温度が判定される。従って、本実施形態で
は、排気温度センサ２３を特許請求の範囲でいう触媒温
度判定手段として用いる。
【００１９】尚、アクセル２４には、アクセル開度（ア
クセル操作量）を検出するアクセル開度センサ２５が設
けられ、ディーゼルエンジン１１には、エンジン回転数
を検出するエンジン回転数センサ２６が設けられてい
る。
クセル操作量）を検出するアクセル開度センサ２５が設
けられ、ディーゼルエンジン１１には、エンジン回転数
を検出するエンジン回転数センサ２６が設けられてい
る。
【００２０】これらアクセル開度センサ２５、エンジン
回転数センサ２６、排気温度センサ２３、吸気圧センサ
２０等、エンジン制御に関する各種情報を検出するセン
サの出力信号は、エンジン制御用の電子制御回路（以下
「ＥＣＵ」という）２７に入力される。このＥＣＵ２７
は、マイクロコンピュータを主体として構成され、上記
各種センサ情報に基づいて燃料噴射装置（図示せず）の
動作を制御すると共に、図２及び図３に示す過給制御プ
ログラムを実行することで、触媒温度と目標触媒温度と
の差及び後述する供給酸素量と目標酸素量との差に基づ
いてバイパス空気量制御弁１９とバイパス排気量制御弁
２２の開度を制御する制御手段として機能する。
回転数センサ２６、排気温度センサ２３、吸気圧センサ
２０等、エンジン制御に関する各種情報を検出するセン
サの出力信号は、エンジン制御用の電子制御回路（以下
「ＥＣＵ」という）２７に入力される。このＥＣＵ２７
は、マイクロコンピュータを主体として構成され、上記
各種センサ情報に基づいて燃料噴射装置（図示せず）の
動作を制御すると共に、図２及び図３に示す過給制御プ
ログラムを実行することで、触媒温度と目標触媒温度と
の差及び後述する供給酸素量と目標酸素量との差に基づ
いてバイパス空気量制御弁１９とバイパス排気量制御弁
２２の開度を制御する制御手段として機能する。
【００２１】以下、図２及び図３の過給制御プログラム
の処理の流れを説明する。本プログラムは、所定時間毎
（例えば１秒毎）又は所定クランク角毎に割り込み処理
にて起動される。本プログラムが起動されると、まずス
テップＳ１０１で、エンジン回転数センサ２６、アクセ
ル開度センサ２５、吸気圧センサ２０、排気温度センサ
２３から出力されるエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度
Ａｃ、吸気圧Ｐｑ及び排気温度Ｔを読み込む。そして、
次のステップＳ１０２で、読み込んだエンジン回転数Ｎ
ｅとアクセル開度Ａｃとに応じて、目標とするエンジン
出力を確保するのに必要な目標吸気圧Ｐ1 を予め設定さ
れたマップデータより算出する。この際、目標吸気圧Ｐ
1 は、ディーゼルエンジン１１が過負荷状態にならない
ようにターボ過給機１３の過給圧限界値以下の範囲内で
設定される。
の処理の流れを説明する。本プログラムは、所定時間毎
（例えば１秒毎）又は所定クランク角毎に割り込み処理
にて起動される。本プログラムが起動されると、まずス
テップＳ１０１で、エンジン回転数センサ２６、アクセ
ル開度センサ２５、吸気圧センサ２０、排気温度センサ
２３から出力されるエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度
Ａｃ、吸気圧Ｐｑ及び排気温度Ｔを読み込む。そして、
次のステップＳ１０２で、読み込んだエンジン回転数Ｎ
ｅとアクセル開度Ａｃとに応じて、目標とするエンジン
出力を確保するのに必要な目標吸気圧Ｐ1 を予め設定さ
れたマップデータより算出する。この際、目標吸気圧Ｐ
1 は、ディーゼルエンジン１１が過負荷状態にならない
ようにターボ過給機１３の過給圧限界値以下の範囲内で
設定される。
【００２２】そして、目標吸気圧Ｐ1 の算出後、ステッ
プＳ１０３で、排気温度Ｔと目標触媒温度Ｔ1 とを比較
し、触媒１７の温度状態（活性状態）を判定する。この
場合、触媒１７は主として排気ガスの熱で温度上昇し、
触媒温度は排気温度Ｔとほぼ等しいと推定できるため、
本実施形態では、触媒温度の代用データとして排気温度
Ｔを用いる。また、目標触媒温度Ｔ1 は、触媒１７のＮ
Ｏｘ浄化率が最大となる触媒温度Ｔmax （図４参照）に
設定されている。
プＳ１０３で、排気温度Ｔと目標触媒温度Ｔ1 とを比較
し、触媒１７の温度状態（活性状態）を判定する。この
場合、触媒１７は主として排気ガスの熱で温度上昇し、
触媒温度は排気温度Ｔとほぼ等しいと推定できるため、
本実施形態では、触媒温度の代用データとして排気温度
Ｔを用いる。また、目標触媒温度Ｔ1 は、触媒１７のＮ
Ｏｘ浄化率が最大となる触媒温度Ｔmax （図４参照）に
設定されている。
【００２３】上記ステップＳ１０３で、排気温度Ｔ（＝
触媒温度）が目標触媒温度Ｔ1 以下と判定された場合に
は、触媒１７の冷却は不要である。この場合には、ステ
ップＳ１０４に進み、バイパス空気量制御弁１９を全閉
と仮定して、吸気圧Ｐｑ＝目標吸気圧Ｐ1 となるように
バイパス排気量制御弁２２の開度を算出する。この後、
ステップＳ１０５で、バイパス空気量制御弁１９の全閉
信号を出力してバイパス空気量制御弁１９を全閉し、排
気通路１４の触媒１７上流側への過給気のバイパスを遮
断して、排気温度の低下を防ぎ、触媒１７の温度上昇を
促進する。更に、このステップＳ１０５では、ステップ
Ｓ１０４で算出したバイパス排気量制御弁２２の開度信
号を出力し、バイパス排気量制御弁２２の開度を調整し
て、ターボ過給機１３の排気タービン１５をバイパスさ
せる排気ガス量を調整する。これにより、排気タービン
１５を通過する排気ガス量を調整して、排気タービン１
５の回転数を調整し、ターボ過給機１３の過給圧を吸気
圧Ｐｑが目標吸気圧Ｐ1 となるように調整し、ディーゼ
ルエンジン１１の燃焼効率を向上させて、燃費とドライ
バビリティを向上させる。
触媒温度）が目標触媒温度Ｔ1 以下と判定された場合に
は、触媒１７の冷却は不要である。この場合には、ステ
ップＳ１０４に進み、バイパス空気量制御弁１９を全閉
と仮定して、吸気圧Ｐｑ＝目標吸気圧Ｐ1 となるように
バイパス排気量制御弁２２の開度を算出する。この後、
ステップＳ１０５で、バイパス空気量制御弁１９の全閉
信号を出力してバイパス空気量制御弁１９を全閉し、排
気通路１４の触媒１７上流側への過給気のバイパスを遮
断して、排気温度の低下を防ぎ、触媒１７の温度上昇を
促進する。更に、このステップＳ１０５では、ステップ
Ｓ１０４で算出したバイパス排気量制御弁２２の開度信
号を出力し、バイパス排気量制御弁２２の開度を調整し
て、ターボ過給機１３の排気タービン１５をバイパスさ
せる排気ガス量を調整する。これにより、排気タービン
１５を通過する排気ガス量を調整して、排気タービン１
５の回転数を調整し、ターボ過給機１３の過給圧を吸気
圧Ｐｑが目標吸気圧Ｐ1 となるように調整し、ディーゼ
ルエンジン１１の燃焼効率を向上させて、燃費とドライ
バビリティを向上させる。
【００２４】この場合、ディーゼルエンジン１１に供給
する吸入空気の酸素量（供給酸素量）は、吸気圧Ｐｑか
ら推定できるため、供給酸素量の代用データとして吸気
圧Ｐｑを用いる。従って、本実施形態では、吸気圧Ｐｑ
を検出する吸気圧センサ２０が特許請求の範囲でいう供
給酸素量推定手段として用いられる。そして、ディーゼ
ルエンジン１１に供給する燃料を燃焼するのに必要な吸
入空気の酸素量（目標酸素量）の代用データとしてステ
ップＳ１０２で算出する目標吸気圧Ｐ1 を用いる。従っ
て、本実施形態では、目標吸気圧Ｐ1 を算出するステッ
プＳ１０２の処理が特許請求の範囲でいう目標酸素量算
出手段としての役割を果たしている。
する吸入空気の酸素量（供給酸素量）は、吸気圧Ｐｑか
ら推定できるため、供給酸素量の代用データとして吸気
圧Ｐｑを用いる。従って、本実施形態では、吸気圧Ｐｑ
を検出する吸気圧センサ２０が特許請求の範囲でいう供
給酸素量推定手段として用いられる。そして、ディーゼ
ルエンジン１１に供給する燃料を燃焼するのに必要な吸
入空気の酸素量（目標酸素量）の代用データとしてステ
ップＳ１０２で算出する目標吸気圧Ｐ1 を用いる。従っ
て、本実施形態では、目標吸気圧Ｐ1 を算出するステッ
プＳ１０２の処理が特許請求の範囲でいう目標酸素量算
出手段としての役割を果たしている。
【００２５】一方、前述したステップＳ１０３で、排気
温度Ｔ（＝触媒温度）が目標触媒温度Ｔ1 より高いと判
定された場合には、触媒１７の冷却が必要となる。この
場合には、図３のステップＳ１０６に進み、吸気圧Ｐｑ
＝目標吸気圧Ｐ1 と仮定して排気温度Ｔ＝目標触媒温度
Ｔ1 となるようにバイパス空気量制御弁１９の開度を算
出する。この後、ステップＳ１０７に進み、上記ステッ
プＳ１０６で算出したバイパス空気量制御弁１９の開度
で、吸気圧Ｐｑ＝目標吸気圧Ｐ1 となるようにバイパス
排気量制御弁２２の開度を算出する。
温度Ｔ（＝触媒温度）が目標触媒温度Ｔ1 より高いと判
定された場合には、触媒１７の冷却が必要となる。この
場合には、図３のステップＳ１０６に進み、吸気圧Ｐｑ
＝目標吸気圧Ｐ1 と仮定して排気温度Ｔ＝目標触媒温度
Ｔ1 となるようにバイパス空気量制御弁１９の開度を算
出する。この後、ステップＳ１０７に進み、上記ステッ
プＳ１０６で算出したバイパス空気量制御弁１９の開度
で、吸気圧Ｐｑ＝目標吸気圧Ｐ1 となるようにバイパス
排気量制御弁２２の開度を算出する。
【００２６】この後、ステップＳ１０８で、バイパス排
気量制御弁２２の開度が０（＝全閉）よりも大きいか否
かを判定し、大きい場合には、ステップＳ１０９に進ん
で、ステップＳ１０６で算出したバイパス空気量制御弁
１９の開度信号と、ステップＳ１０７で算出したバイパ
ス排気量制御弁２２の開度信号とを出力し、両制御弁１
９，２２の開度を調整する。これにより、吸気圧Ｐｑ＝
目標吸気圧Ｐ1 となるように過給圧を制御して、必要な
エンジン出力を確保すると共に、排気温度Ｔ（＝触媒温
度）を目標触媒温度Ｔ1 に一致させるようにバイパス空
気量制御弁１９の開度を制御して、過給気の一部を排気
通路１４側にバイパスさせて排気ガスと混合させること
で、排気温度を低下させて触媒１７を冷却し、触媒温度
を目標触媒温度Ｔ1 まで速やかに低下させる。
気量制御弁２２の開度が０（＝全閉）よりも大きいか否
かを判定し、大きい場合には、ステップＳ１０９に進ん
で、ステップＳ１０６で算出したバイパス空気量制御弁
１９の開度信号と、ステップＳ１０７で算出したバイパ
ス排気量制御弁２２の開度信号とを出力し、両制御弁１
９，２２の開度を調整する。これにより、吸気圧Ｐｑ＝
目標吸気圧Ｐ1 となるように過給圧を制御して、必要な
エンジン出力を確保すると共に、排気温度Ｔ（＝触媒温
度）を目標触媒温度Ｔ1 に一致させるようにバイパス空
気量制御弁１９の開度を制御して、過給気の一部を排気
通路１４側にバイパスさせて排気ガスと混合させること
で、排気温度を低下させて触媒１７を冷却し、触媒温度
を目標触媒温度Ｔ1 まで速やかに低下させる。
【００２７】一方、前述したステップＳ１０８で、バイ
パス排気量制御弁２２の開度が０（＝全閉）以下と判定
された場合には、ステップＳ１１０に進み、バイパス排
気量制御弁２２を全閉と仮定して、吸気圧Ｐｑ＝目標吸
気圧Ｐ1 となるようにバイパス空気量制御弁１９の開度
を算出する。この後、ステップＳ１１１で、上記ステッ
プＳ１１０で算出したバイパス空気量制御弁１９の開度
信号とバイパス排気量制御弁２２の全閉信号を出力し、
バイパス排気量制御弁２２を全閉して、バイパス空気量
制御弁１９の開度調整により吸気圧Ｐｑ＝目標吸気圧Ｐ
1 となるように過給圧を制御して、必要なエンジン出力
を確保した上で、ターボ過給機１３の過給能力に余力が
ある範囲内で過給気の一部を排気通路１４側にバイパス
させることで、排気温度を低下させて触媒１７を冷却
し、触媒温度を低下させる。
パス排気量制御弁２２の開度が０（＝全閉）以下と判定
された場合には、ステップＳ１１０に進み、バイパス排
気量制御弁２２を全閉と仮定して、吸気圧Ｐｑ＝目標吸
気圧Ｐ1 となるようにバイパス空気量制御弁１９の開度
を算出する。この後、ステップＳ１１１で、上記ステッ
プＳ１１０で算出したバイパス空気量制御弁１９の開度
信号とバイパス排気量制御弁２２の全閉信号を出力し、
バイパス排気量制御弁２２を全閉して、バイパス空気量
制御弁１９の開度調整により吸気圧Ｐｑ＝目標吸気圧Ｐ
1 となるように過給圧を制御して、必要なエンジン出力
を確保した上で、ターボ過給機１３の過給能力に余力が
ある範囲内で過給気の一部を排気通路１４側にバイパス
させることで、排気温度を低下させて触媒１７を冷却
し、触媒温度を低下させる。
【００２８】以上説明した過給制御によれば、触媒温度
（排気温度Ｔ）が目標触媒温度Ｔ1以下の場合、つまり
触媒１７の冷却が不要な場合には、バイパス空気量制御
弁１９を全閉することで、排気通路１４側への過給気の
バイパスを遮断して、過給気による触媒の冷却を停止
し、触媒温度の上昇を促進して排気浄化能力を高める。
これと共に、バイパス排気量制御弁２２の開度を制御す
ることで、排気タービン１５の回転数（過給圧）を制御
して吸気圧Ｐｑ（供給酸素量）を目標吸気圧Ｐ1（目標
酸素量）に合わせるように制御し、ディーゼルエンジン
１１の燃焼効率を向上させて、燃費とドライバビリティ
を向上させる。
（排気温度Ｔ）が目標触媒温度Ｔ1以下の場合、つまり
触媒１７の冷却が不要な場合には、バイパス空気量制御
弁１９を全閉することで、排気通路１４側への過給気の
バイパスを遮断して、過給気による触媒の冷却を停止
し、触媒温度の上昇を促進して排気浄化能力を高める。
これと共に、バイパス排気量制御弁２２の開度を制御す
ることで、排気タービン１５の回転数（過給圧）を制御
して吸気圧Ｐｑ（供給酸素量）を目標吸気圧Ｐ1（目標
酸素量）に合わせるように制御し、ディーゼルエンジン
１１の燃焼効率を向上させて、燃費とドライバビリティ
を向上させる。
【００２９】一方、触媒温度（排気温度Ｔ）が目標触媒
温度Ｔ1 より高い場合、つまり触媒１７の冷却が必要な
場合には、吸気圧Ｐｑ（供給酸素量）を目標吸気圧Ｐ1
（目標酸素量）に合わせるようにバイパス空気量制御弁
１９及びバイパス排気量制御弁２２の開度を制御して、
ディーゼルエンジン１１の出力を確保した上で、ターボ
過給機１３の過給能力に余力がある範囲内で触媒温度
（排気温度Ｔ）と目標触媒温度Ｔ1 との差に応じてバイ
パス空気量制御弁１９の開度を制御し、過給気の一部を
排気通路１４側にバイパスさせることで、排気温度を低
下させて触媒１７を冷却し、排気浄化能力を高める。
温度Ｔ1 より高い場合、つまり触媒１７の冷却が必要な
場合には、吸気圧Ｐｑ（供給酸素量）を目標吸気圧Ｐ1
（目標酸素量）に合わせるようにバイパス空気量制御弁
１９及びバイパス排気量制御弁２２の開度を制御して、
ディーゼルエンジン１１の出力を確保した上で、ターボ
過給機１３の過給能力に余力がある範囲内で触媒温度
（排気温度Ｔ）と目標触媒温度Ｔ1 との差に応じてバイ
パス空気量制御弁１９の開度を制御し、過給気の一部を
排気通路１４側にバイパスさせることで、排気温度を低
下させて触媒１７を冷却し、排気浄化能力を高める。
【００３０】以上説明した過給制御の挙動を図５に示す
タイムチャートに従って説明する。図５のタイムチャー
トは、市街地走行時に頻繁に生じる加速→定速走行→減
速の走行パターンの例である。アイドル運転中の時刻ｔ
0 では、触媒温度が目標触媒温度Ｔ1 よりも低いため、
バイパス空気量制御弁１９が全閉されて、触媒１７の冷
却は行われない。また、アイドル運転中は、ディーゼル
エンジン１１の出力は最低で良いため、バイパス排気量
制御弁２２が全開され、排気タービン１５を通過する排
気ガスの量が最少となって、ターボ過給機１３の仕事量
（過給圧）が最低となる。
タイムチャートに従って説明する。図５のタイムチャー
トは、市街地走行時に頻繁に生じる加速→定速走行→減
速の走行パターンの例である。アイドル運転中の時刻ｔ
0 では、触媒温度が目標触媒温度Ｔ1 よりも低いため、
バイパス空気量制御弁１９が全閉されて、触媒１７の冷
却は行われない。また、アイドル運転中は、ディーゼル
エンジン１１の出力は最低で良いため、バイパス排気量
制御弁２２が全開され、排気タービン１５を通過する排
気ガスの量が最少となって、ターボ過給機１３の仕事量
（過給圧）が最低となる。
【００３１】その後、時刻ｔ1 で加速を開始すると、エ
ンジン出力を大きくする必要があるため、バイパス排気
量制御弁２２が全閉され、ターボ過給機１３の仕事量が
増大されて過給圧が高められる。この加速開始とほぼ同
時に、排気温度が上昇するが、触媒１７には熱容量があ
るため、触媒温度の上昇が排気温度の上昇よりも遅れ
る。従って、加速時間（ｔ1 −ｔ2 ）が比較的短けれ
ば、その加速中は、触媒温度が目標触媒温度Ｔ1 よりも
低いため、触媒１７の冷却は必要ない。この場合には、
加速中（ｔ1 −ｔ2 ）は、バイパス空気量制御弁１９が
引き続き全閉状態に維持され、排気通路１４側への過給
気のバイパスが遮断されて過給気が全て過給圧を高める
のに使用され、エンジン出力が効果的に高められ、良好
な加速性が確保される。
ンジン出力を大きくする必要があるため、バイパス排気
量制御弁２２が全閉され、ターボ過給機１３の仕事量が
増大されて過給圧が高められる。この加速開始とほぼ同
時に、排気温度が上昇するが、触媒１７には熱容量があ
るため、触媒温度の上昇が排気温度の上昇よりも遅れ
る。従って、加速時間（ｔ1 −ｔ2 ）が比較的短けれ
ば、その加速中は、触媒温度が目標触媒温度Ｔ1 よりも
低いため、触媒１７の冷却は必要ない。この場合には、
加速中（ｔ1 −ｔ2 ）は、バイパス空気量制御弁１９が
引き続き全閉状態に維持され、排気通路１４側への過給
気のバイパスが遮断されて過給気が全て過給圧を高める
のに使用され、エンジン出力が効果的に高められ、良好
な加速性が確保される。
【００３２】その後、時刻ｔ2 で加速を終了して定速走
行に移行すると、エンジン出力は加速時よりも少なくて
済むため、バイパス排気量制御弁２２が開放されてター
ボ過給機１３の仕事量（過給圧）が加速時よりも低下す
る。
行に移行すると、エンジン出力は加速時よりも少なくて
済むため、バイパス排気量制御弁２２が開放されてター
ボ過給機１３の仕事量（過給圧）が加速時よりも低下す
る。
【００３３】このとき、触媒温度は、定速走行に移行し
ても、暫く上昇し続け、時刻ｔ3 で触媒温度が目標触媒
温度Ｔ1 を越える。このようになると、触媒１７の冷却
が必要となるため、バイパス空気量制御弁１９が触媒温
度と目標触媒温度Ｔ1 との差に応じた開度まで開放さ
れ、過給気の一部が排気通路１４側にバイパスされて、
触媒１７が冷却される。このようにして、過給気の一部
を触媒１７の冷却に用いると、ディーゼルエンジン１１
に供給する過給気が減少するため、それを補うように、
バイパス排気量制御弁２２の開度が絞られ、ターボ過給
機１３の仕事量が増大されて、定速走行を維持するため
に必要なエンジン出力が確保される。
ても、暫く上昇し続け、時刻ｔ3 で触媒温度が目標触媒
温度Ｔ1 を越える。このようになると、触媒１７の冷却
が必要となるため、バイパス空気量制御弁１９が触媒温
度と目標触媒温度Ｔ1 との差に応じた開度まで開放さ
れ、過給気の一部が排気通路１４側にバイパスされて、
触媒１７が冷却される。このようにして、過給気の一部
を触媒１７の冷却に用いると、ディーゼルエンジン１１
に供給する過給気が減少するため、それを補うように、
バイパス排気量制御弁２２の開度が絞られ、ターボ過給
機１３の仕事量が増大されて、定速走行を維持するため
に必要なエンジン出力が確保される。
【００３４】触媒温度が目標触媒温度Ｔ1 に達してから
は、エンジン出力を確保した上で、ターボ過給機１３の
過給能力に余力がある範囲内で触媒温度を目標触媒温度
Ｔ1に一致させるようにバイパス空気量制御弁１９の開
度を制御し、排気浄化能力を高める。
は、エンジン出力を確保した上で、ターボ過給機１３の
過給能力に余力がある範囲内で触媒温度を目標触媒温度
Ｔ1に一致させるようにバイパス空気量制御弁１９の開
度を制御し、排気浄化能力を高める。
【００３５】従来の一般的なディーゼルエンジンのよう
に、触媒１７の冷却（過給気のバイパス）を行わない場
合には、図５に点線で示すように、定速走行中に触媒温
度が目標触媒温度Ｔ1 を大きく越えて、触媒温度と目標
触媒温度Ｔ1 との差が大きくなり、ＮＯｘ浄化率が低下
してＮＯｘ排出量が多くなる。
に、触媒１７の冷却（過給気のバイパス）を行わない場
合には、図５に点線で示すように、定速走行中に触媒温
度が目標触媒温度Ｔ1 を大きく越えて、触媒温度と目標
触媒温度Ｔ1 との差が大きくなり、ＮＯｘ浄化率が低下
してＮＯｘ排出量が多くなる。
【００３６】これに対し、本実施形態では、エンジン出
力を確保した上で、ターボ過給機１３の過給能力に余力
がある範囲内で触媒温度と目標触媒温度Ｔ1 との差に応
じてバイパス空気量制御弁１９の開度を制御して、触媒
１７を冷却する過給気のバイパス量を調整するので、Ｎ
Ｏｘ浄化率が高い触媒温度に維持できて、ＮＯｘ排出量
を効果的に低減できる。しかも、排気通路１４側への過
給気のバイパス（触媒１７の冷却）は、ターボ過給機１
４の過給能力に余力がある範囲内で行われるので、ディ
ーゼルエンジン１１への過給気が供給不足になることは
なく、エンジン出力が確保されて、ドライバビリティが
低下することはなく、排気浄化能力とドライバビリティ
とを両立できる。
力を確保した上で、ターボ過給機１３の過給能力に余力
がある範囲内で触媒温度と目標触媒温度Ｔ1 との差に応
じてバイパス空気量制御弁１９の開度を制御して、触媒
１７を冷却する過給気のバイパス量を調整するので、Ｎ
Ｏｘ浄化率が高い触媒温度に維持できて、ＮＯｘ排出量
を効果的に低減できる。しかも、排気通路１４側への過
給気のバイパス（触媒１７の冷却）は、ターボ過給機１
４の過給能力に余力がある範囲内で行われるので、ディ
ーゼルエンジン１１への過給気が供給不足になることは
なく、エンジン出力が確保されて、ドライバビリティが
低下することはなく、排気浄化能力とドライバビリティ
とを両立できる。
【００３７】尚、ターボ過給機１３の下流側の吸気通路
１２にインタークーラ（過給気を冷却する熱交換器）を
設けて、過給効率を高めるようにしても良い。この場合
には、吸気バイパス通路１８の入口１８ａをインターク
ーラよりも下流側に設けることが好ましい。このように
すれば、インタークーラにより冷却された過給気の一部
を排気通路１４側にバイパスさせることで、触媒１７の
冷却効果をより高めることができる。
１２にインタークーラ（過給気を冷却する熱交換器）を
設けて、過給効率を高めるようにしても良い。この場合
には、吸気バイパス通路１８の入口１８ａをインターク
ーラよりも下流側に設けることが好ましい。このように
すれば、インタークーラにより冷却された過給気の一部
を排気通路１４側にバイパスさせることで、触媒１７の
冷却効果をより高めることができる。
【００３８】また、上記第１の実施形態では、排気バイ
パス通路２１とバイパス排気量制御弁２２を設けたが、
これらを省略した構成のものにも本発明を適用可能して
実施できる。この場合、ターボ過給機１３に代えて、機
械式過給機（スーパーチャージャ）等の他の過給機を採
用しても良い。
パス通路２１とバイパス排気量制御弁２２を設けたが、
これらを省略した構成のものにも本発明を適用可能して
実施できる。この場合、ターボ過給機１３に代えて、機
械式過給機（スーパーチャージャ）等の他の過給機を採
用しても良い。
【００３９】一方、図６に示す本発明の第２の実施形態
では、ターボ過給機１３よりも下流側の吸気通路１２と
触媒１７よりも上流側の排気通路１４とをバイパスさせ
る第１の吸気バイパス通路３１が設けられ、この第１の
吸気バイパス通路３１の出口側には、開度調節可能な第
１のバイパス空気量制御弁３２が設けられている。更
に、第１のバイパス空気量制御弁３２よりも上流側の第
１の吸気バイパス通路３１と触媒１７よりも下流側の排
気通路１４とをバイパスさせる第２の吸気バイパス通路
３３が設けられ、この第２の吸気バイパス通路３３に
は、開度調節可能な第２のバイパス空気量制御弁３４が
設けられている。前記第１の実施形態で設けた排気バイ
パス通路２１とバイパス排気量制御弁２２は廃止されて
いる。これ以外の構成は、第１の実施形態と同じであ
る。
では、ターボ過給機１３よりも下流側の吸気通路１２と
触媒１７よりも上流側の排気通路１４とをバイパスさせ
る第１の吸気バイパス通路３１が設けられ、この第１の
吸気バイパス通路３１の出口側には、開度調節可能な第
１のバイパス空気量制御弁３２が設けられている。更
に、第１のバイパス空気量制御弁３２よりも上流側の第
１の吸気バイパス通路３１と触媒１７よりも下流側の排
気通路１４とをバイパスさせる第２の吸気バイパス通路
３３が設けられ、この第２の吸気バイパス通路３３に
は、開度調節可能な第２のバイパス空気量制御弁３４が
設けられている。前記第１の実施形態で設けた排気バイ
パス通路２１とバイパス排気量制御弁２２は廃止されて
いる。これ以外の構成は、第１の実施形態と同じであ
る。
【００４０】以上のように構成した第２の実施形態で
は、第１の吸気バイパス通路３１と第１のバイパス空気
量制御弁３２が、第１の実施形態における吸気バイパス
通路１８とバイパス空気量制御弁１９と全く同じ役割を
果たす。また、第２の吸気バイパス通路３３と第２のバ
イパス空気量制御弁３４は、触媒１７の下流側にバイパ
スさせる過給気の量を調整することで、ディーゼルエン
ジン１１に供給する過給圧を調整するものであり、第１
の実施形態における排気バイパス通路２１とバイパス排
気量制御弁２２とほぼ同じ役割を果たす。従って、第１
のバイパス空気量制御弁３２と第２のバイパス空気量制
御弁３４の制御は、第１の実施形態におけるバイパス空
気量制御弁１９とバイパス排気量制御弁２２の制御と同
一であり、図２及び図３に示す過給制御プログラムにお
いて、「バイパス空気量制御弁１９」を「第１のバイパ
ス空気量制御弁３２」と読み替え、「バイパス排気量制
御弁２２」を「第２のバイパス空気量制御弁３４」と読
み替えて制御すれば良い。
は、第１の吸気バイパス通路３１と第１のバイパス空気
量制御弁３２が、第１の実施形態における吸気バイパス
通路１８とバイパス空気量制御弁１９と全く同じ役割を
果たす。また、第２の吸気バイパス通路３３と第２のバ
イパス空気量制御弁３４は、触媒１７の下流側にバイパ
スさせる過給気の量を調整することで、ディーゼルエン
ジン１１に供給する過給圧を調整するものであり、第１
の実施形態における排気バイパス通路２１とバイパス排
気量制御弁２２とほぼ同じ役割を果たす。従って、第１
のバイパス空気量制御弁３２と第２のバイパス空気量制
御弁３４の制御は、第１の実施形態におけるバイパス空
気量制御弁１９とバイパス排気量制御弁２２の制御と同
一であり、図２及び図３に示す過給制御プログラムにお
いて、「バイパス空気量制御弁１９」を「第１のバイパ
ス空気量制御弁３２」と読み替え、「バイパス排気量制
御弁２２」を「第２のバイパス空気量制御弁３４」と読
み替えて制御すれば良い。
【００４１】以上説明した第２の実施形態では、第１の
実施形態と同じ効果が得られる上に、排気バイパス通路
２１（ウェイストゲート）を廃止しても、第２のバイパ
ス空気量制御弁３４の開度調整によってディーゼルエン
ジン１１への過負荷を防止することができて、エンジン
ルーム内のスペースが問題でウェーストゲートを設置で
きない場合に有効である。
実施形態と同じ効果が得られる上に、排気バイパス通路
２１（ウェイストゲート）を廃止しても、第２のバイパ
ス空気量制御弁３４の開度調整によってディーゼルエン
ジン１１への過負荷を防止することができて、エンジン
ルーム内のスペースが問題でウェーストゲートを設置で
きない場合に有効である。
【００４２】尚、第２の実施形態では、第２の吸気バイ
パス通路３３を第１の吸気バイパス通路３１の途中から
分岐させた構成としたが、これら両吸気バイパス通路３
１，３３を完全に独立させた構成としても良い。
パス通路３３を第１の吸気バイパス通路３１の途中から
分岐させた構成としたが、これら両吸気バイパス通路３
１，３３を完全に独立させた構成としても良い。
【００４３】また、上記各実施形態では、ディーゼルエ
ンジン１１に供給する吸入空気の酸素量（供給酸素量）
を吸気圧Ｐｑから推定できる点に着目し、供給酸素量の
代用データとして吸気圧Ｐｑを用いるようにした。つま
り、吸気圧Ｐｑを検出する吸気圧センサ２０を供給酸素
量推定手段として用いるようにしたが、吸入空気量を検
出する吸入空気量センサ、吸気系への排気ガスの還流量
を検出する排気還流量センサ、ディーゼルエンジン１１
に吸入される酸素量を検出する酸素センサのうちの少な
くとも１つのセンサの出力信号に基づいて供給酸素量を
推定するようにしても良い。
ンジン１１に供給する吸入空気の酸素量（供給酸素量）
を吸気圧Ｐｑから推定できる点に着目し、供給酸素量の
代用データとして吸気圧Ｐｑを用いるようにした。つま
り、吸気圧Ｐｑを検出する吸気圧センサ２０を供給酸素
量推定手段として用いるようにしたが、吸入空気量を検
出する吸入空気量センサ、吸気系への排気ガスの還流量
を検出する排気還流量センサ、ディーゼルエンジン１１
に吸入される酸素量を検出する酸素センサのうちの少な
くとも１つのセンサの出力信号に基づいて供給酸素量を
推定するようにしても良い。
【００４４】この場合、吸気圧センサ２０や吸入空気量
センサは、ディーゼルエンジン１１の制御のために車両
に搭載されている既存のセンサを用いれば良く、コスト
的な負担が少なくて済む。更に、吸気圧センサと吸入空
気量センサのいずれか一方の検出値と排気還流量センサ
の検出値とを組み合わせて供給酸素量を推定するように
しても良い。このようにすれば、吸気系へ還流する排気
ガス中の酸素を考慮した正確な供給酸素量を推定するこ
とができ、制御精度を向上できる。また、酸素センサを
用いれば、供給酸素量を直接検出することができて、制
御精度を向上できる。
センサは、ディーゼルエンジン１１の制御のために車両
に搭載されている既存のセンサを用いれば良く、コスト
的な負担が少なくて済む。更に、吸気圧センサと吸入空
気量センサのいずれか一方の検出値と排気還流量センサ
の検出値とを組み合わせて供給酸素量を推定するように
しても良い。このようにすれば、吸気系へ還流する排気
ガス中の酸素を考慮した正確な供給酸素量を推定するこ
とができ、制御精度を向上できる。また、酸素センサを
用いれば、供給酸素量を直接検出することができて、制
御精度を向上できる。
【００４５】また、上記各実施形態では、触媒温度判定
手段として排気温度センサ２３を用い、触媒温度の代用
データとして排気温度Ｔを用いるようにしたが、触媒温
度を直接検出する触媒温度センサを触媒温度判定手段と
して設けるようにしても良い。その他、本発明は、ガソ
リンエンジンに適用して実施しても良い等、要旨を逸脱
しない範囲内で、種々変更して実施できる。
手段として排気温度センサ２３を用い、触媒温度の代用
データとして排気温度Ｔを用いるようにしたが、触媒温
度を直接検出する触媒温度センサを触媒温度判定手段と
して設けるようにしても良い。その他、本発明は、ガソ
リンエンジンに適用して実施しても良い等、要旨を逸脱
しない範囲内で、種々変更して実施できる。
【図１】本発明の第１の実施形態におけるエンジン制御
システム全体の概略構成を示す図
システム全体の概略構成を示す図
【図２】過給制御プログラムの処理の流れを示すフロー
チャート（その１）
チャート（その１）
【図３】過給制御プログラムの処理の流れを示すフロー
チャート（その２）
チャート（その２）
【図４】触媒温度とＮＯｘ浄化率との関係を示す図
【図５】過給制御の挙動を示すタイムチャート
【図６】本発明の第２の実施形態におけるエンジン制御
システム全体の概略構成を示す図
システム全体の概略構成を示す図
【符号の説明】 １１…ディーゼルエンジン（内燃機関）、１２…吸気通
路、１３…ターボ過給機（過給機）、１４…排気通路、
１５…排気タービン、１７…触媒、１８…吸気バイパス
通路、１９…バイパス空気量制御弁、２０…吸気圧セン
サ（供給酸素量推定手段）、２１…排気バイパス通路、
２２…バイパス排気量制御弁、２３…排気温度センサ
（触媒温度判定手段）、２５…アクセル開度センサ、２
６…エンジン回転数センサ、２７…ＥＣＵ（制御手段，
目標酸素量算出手段）、３１…第１の吸気バイパス通
路、３２…第１のバイパス空気量制御弁、３３…第２の
吸気バイパス通路、３４…第２のバイパス空気量制御
弁。
路、１３…ターボ過給機（過給機）、１４…排気通路、
１５…排気タービン、１７…触媒、１８…吸気バイパス
通路、１９…バイパス空気量制御弁、２０…吸気圧セン
サ（供給酸素量推定手段）、２１…排気バイパス通路、
２２…バイパス排気量制御弁、２３…排気温度センサ
（触媒温度判定手段）、２５…アクセル開度センサ、２
６…エンジン回転数センサ、２７…ＥＣＵ（制御手段，
目標酸素量算出手段）、３１…第１の吸気バイパス通
路、３２…第１のバイパス空気量制御弁、３３…第２の
吸気バイパス通路、３４…第２のバイパス空気量制御
弁。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｂ 37/00 Ｆ０２Ｂ 37/12 ＺＡＢ 37/12 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 23/00 Ｇ 37/18 41/02 ３１５ Ｆ０２Ｄ 23/00 41/04 ３３０Ｍ 41/02 ３１５ 45/00 ３１０Ｒ 41/04 ３３０ Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０３Ｇ 45/00 ３１０ 37/12 ３０１Ｆ (72)発明者 窪島 司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 吸気通路に設けられた過給機と、排気通
路に設けられた排気浄化用の触媒とを備えた内燃機関制
御装置において、 前記触媒の温度を判定する触媒温度判定手段と、 前記過給機よりも下流側の吸気通路と前記触媒よりも上
流側の排気通路とをバイパスさせる吸気バイパス通路
と、 前記吸気バイパス通路を通過する空気量を制御するバイ
パス空気量制御弁と、内燃機関に供給する吸入空気の酸
素量（以下「供給酸素量」という）を推定する供給酸素
量推定手段と、 内燃機関に供給する燃料を燃焼するのに必要な吸入空気
の酸素量（以下「目標酸素量」という）を算出する目標
酸素量算出手段と、 前記触媒温度判定手段で判定した触媒温度と目標触媒温
度との差及び前記酸素量推定手段で求めた供給酸素量と
前記目標酸素量算出手段で求めた目標酸素量との差に基
づいて前記バイパス空気量制御弁の開度を制御する制御
手段とを備えていることを特徴とする内燃機関制御装
置。 - 【請求項２】 前記過給機は、排気エネルギで駆動され
る排気タービンを駆動源とするターボ過給機であり、 前記排気通路には、前記排気タービンの上流側と下流側
とをバイパスさせる排気バイパス通路が設けられ、該排
気バイパス通路にはバイパス排気量制御弁が設けられ、 前記制御手段は、前記触媒温度判定手段で判定した触媒
温度と目標触媒温度との差及び前記酸素量推定手段で求
めた供給酸素量と前記目標酸素量算出手段で求めた目標
酸素量との差に基づいて前記バイパス空気量制御弁及び
前記バイパス排気量制御弁の開度を総合的に制御するこ
とを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記触媒温度が目標触
媒温度以下の場合には、前記バイパス空気量制御弁を閉
鎖して、前記バイパス排気量制御弁の開度を制御するこ
とで、前記供給酸素量を前記目標酸素量に合わせるよう
に制御し、 前記触媒温度が目標触媒温度より高い場合には、前記供
給酸素量を前記目標酸素量に合わせるように前記バイパ
ス空気量制御弁及び前記バイパス排気量制御弁の開度を
制御した上で前記ターボ過給機の過給能力に余力がある
範囲内で前記触媒温度と目標触媒温度との差に応じて前
記バイパス空気量制御弁の開度を制御することを特徴と
する請求項２に記載の内燃機関制御装置。 - 【請求項４】 吸気通路に設けられた過給機と、排気通
路に設けられた排気浄化用の触媒とを備えた内燃機関制
御装置において、 前記触媒の温度を判定する触媒温度判定手段と、 前記過給機よりも下流側の吸気通路と前記触媒よりも上
流側の排気通路とをバイパスさせる第１の吸気バイパス
通路と、 前記第１の吸気バイパス通路を通過する空気量を制御す
る第１のバイパス空気量制御弁と、 前記過給機よりも下流側の吸気通路と前記触媒よりも下
流側の排気通路とをバイパスさせる第２の吸気バイパス
通路と、 前記第２の吸気バイパス通路を通過する空気量を制御す
る第２のバイパス空気量制御弁と、 内燃機関に供給する吸入空気の酸素量（以下「供給酸素
量」という）を推定する供給酸素量推定手段と、 内燃機関に供給する燃料を燃焼するのに必要な吸入空気
の酸素量（以下「目標酸素量」という）を算出する目標
酸素量算出手段と、 前記触媒温度判定手段で判定した触媒温度と目標触媒温
度との差及び前記酸素量推定手段で求めた供給酸素量と
前記目標酸素量算出手段で求めた目標酸素量との差に基
づいて前記第１及び第２のバイパス空気量制御弁の開度
を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする内
燃機関制御装置。 - 【請求項５】 前記制御手段は、前記触媒温度が目標触
媒温度より低い場合には、前記第１のバイパス空気量制
御弁を閉鎖して、前記第２のバイパス空気量制御弁の開
度を制御することで、前記供給酸素量を前記目標酸素量
に合わせるように制御し、 前記触媒温度が目標触媒温度より高い場合には、前記供
給酸素量を前記目標酸素量に合わせるように前記第１及
び第２のバイパス空気量制御弁の開度を制御した上で前
記過給機の過給能力に余力がある範囲内で前記触媒温度
と目標触媒温度との差に応じて前記第１のバイパス空気
量制御弁の開度を制御することを特徴とする請求項４に
記載の内燃機関制御装置。 - 【請求項６】 前記供給酸素量推定手段は、吸気圧を検
出する吸気圧センサ、吸入空気量を検出する吸入空気量
センサ、吸気系への排気ガスの還流量を検出する排気還
流量センサ、前記内燃機関に吸入される酸素量を検出す
る酸素センサのうちの少なくとも１つのセンサの出力信
号に基づいて供給酸素量を推定することを特徴とする請
求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関制御装置。 - 【請求項７】 前記目標酸素量算出手段は、前記過給機
の過給圧限界値に相当する最大酸素量以下の範囲内で前
記目標酸素量を内燃機関の運転状態に基づいて算出する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の内
燃機関制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21224596A JP3714495B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 内燃機関制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21224596A JP3714495B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 内燃機関制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054251A true JPH1054251A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3714495B2 JP3714495B2 (ja) | 2005-11-09 |
Family
ID=16619386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21224596A Expired - Fee Related JP3714495B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 内燃機関制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3714495B2 (ja) |
Cited By (15)
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-
1996
- 1996-08-12 JP JP21224596A patent/JP3714495B2/ja not_active Expired - Fee Related
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