JP5771911B2 - 圧縮着火内燃機関の自動停止再始動システム - Google Patents
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Description
圧縮着火内燃機関の運転中に所定の停止条件が成立した時にその運転を自動的に停止させ、その後、所定の再始動条件が成立した時に自動的に再始動させる自動停止再始動手段と、
圧縮着火内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路を有し、該EGR通路を通して排気をEGRガスとして吸気通路に導入するEGR装置と、
前記自動停止再始動手段によって圧縮着火内燃機関の運転が自動停止された時に、その時点で圧縮着火内燃機関の気筒内に存在する既燃ガス及び排気通路内に存在する排気を前記EGR通路を通してEGRガスとして吸気通路に導入し再循環させる自動停止時EGR制御手段と、
を備えている。
も下流側に設けられた排気絞り弁をさらに備えてもよい。この場合、自動停止再始動手段によって圧縮着火内燃機関の運転が自動停止された時に、自動停止時EGR制御手段は、排気絞り弁を全閉状態に制御してもよい。これによれば、内燃機関が自動停止された時点で気筒内または排気通路に存在する排気(既燃ガス)の外部への放出を抑制でき、該排気をEGR通路を通してEGRガスとして再循環させることができる。
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。
図1は、本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機
関1は4つの気筒2を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒2には該気筒2内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁3が設けられている。
本実施例に係る内燃機関1においては、ECU20によって自動停止再始動制御が実行される。自動停止再始動制御では、内燃機関1の運転中に所定の停止条件が成立した時にはその運転が自動的に停止され(即ち、燃料噴射弁3からの燃料噴射が停止される)、その後、所定の再始動条件が成立した時に自動的に再始動される(即ち、燃料噴射弁3からの燃料噴射が再開される)。
内燃機関1の運転中においては、高圧EGR装置30または低圧EGR装置34の少なくともいずれか一方によってEGRガスを再循環させることで、内燃機関1での燃焼によって生成されるNOxの生成量を抑制している。ここで、内燃機関1が自動停止された場合、燃料噴射弁3からの燃料噴射の停止後も内燃機関1の回転(クランクシャフトの回転)は慣性力によって暫くの間継続する。この慣性力による機関回転により、自動停止された時点で気筒2内及び排気通路7内に存在した排気(既燃ガス)は排気通路7を通過して外部に放出され、気筒2内には新たに新気(空気)が導入される。
クマニホールド4及び吸気通路6に導入し再循環させる自動停止時EGR制御を実行する。
続している間、排気通路7、EGR通路31,35、及び吸気通路6等を通って循環する
。
以下、本実施例における内燃機関の自動停止時の制御フローについて、図2に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ECU20に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、所定の間隔でECU20によって繰り返し実行される。
及び排気通路を通して該酸化触媒12に供給されれば、その温度上昇を抑制できる。しかしながら、温度の高いEGRガスが循環することとなり、該EGRガスが酸化触媒12に供給されると、該酸化触媒12が過昇温する虞がある。そこで、ステップS103においては、排気温度センサ15の検出値に基づいて推定される酸化触媒12の温度が上限傾向にある場合、自動停止時EGR制御を実行する条件が成立していないと判定する。
上述したように、自動停止時EGR制御を実行すると、再始動時における気筒2内のEGRガス量が増加する。これにより、NOxの生成量は抑制できるが、燃料の着火性が低下する。その結果、安定した燃焼が困難となると、始動完了までの間における燃料消費量の増大や排気性状の悪化を招く虞がある。また、着火遅れ期間が長くなることで、燃焼騒音が悪化する虞もある。
以下、本実施例における内燃機関の自動再始動時の制御フローについて、図3に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ECU20に予め記憶されており、内燃機関1が自動停止された後、所定の間隔でECU20によって繰り返し実行される。
自動停止時EGR制御が実行されたと判断できる。この場合、ステップS203において、一燃焼サイクル当たりの燃料噴射弁3からの燃料噴射回数が、自動停止時EGR制御後の再始動時の目標回数nt_egrに設定される。一方、S202において排気絞り弁14が開弁していると判定された場合は、自動停止時に自動停止時EGR制御は実行されていない判断できる。この場合、ステップS204において、一燃焼サイクル当たりの燃料噴射弁3からの燃料噴射回数が、通常の再始動時の目標回数nt_normalに設定される。自動停止時EGR制御後の再始動時の目標回数nt_egrおよび通常の再始動時の目標回数nt_normalは予め実験等に基づいて定められており、nt_egrはnt_normalよりも多くなっている。
6・・・吸気通路
7・・・排気通路
11・・スロットル弁
14・・排気絞り弁
15・・排気温度センサ
16・・冷却水温度センサ
17・・外気温度センサ
20・・ECU
30・・高圧EGR装置
31・・高圧EGR通路
32・・高圧EGR弁
34・・低圧EGR装置
35・・低圧EGR通路
36・・低圧EGR弁
Claims (5)
- 圧縮着火内燃機関の運転中に所定の停止条件が成立した時にその運転を自動的に停止させ、その後、所定の再始動条件が成立した時に自動的に再始動させる自動停止再始動手段と、
圧縮着火内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路を有し、該EGR通路を通して排気をEGRガスとして吸気通路に導入するEGR装置と、
前記自動停止再始動手段によって圧縮着火内燃機関の運転が自動停止された時に、その時点で圧縮着火内燃機関の気筒内に存在する既燃ガス及び排気通路内に存在する排気を前記EGR通路を通してEGRガスとして吸気通路に導入し再循環させる自動停止時EGR制御手段と、
前記自動停止時EGR制御手段によるEGR制御を実行した後で前記自動停止再始動手段によって圧縮着火内燃機関を再始動させる場合に、燃料噴射回数を、前記自動停止再始動手段によって圧縮着火内燃機関の運転が自動停止された時に前記自動停止時EGR制御手段によるEGR制御を実行することなく前記自動停止再始動手段によって圧縮着火内燃機関を再始動させる通常の再始動時に比べて多くする燃料噴射制御手段と、
を備えた圧縮着火内燃機関の自動停止再始動システム。 - 前記燃料噴射制御手段が、前記自動停止時EGR制御手段によるEGR制御を実行した後で前記自動停止再始動手段によって圧縮着火内燃機関を再始動させるときに燃料噴射回数を通常の再始動時に比べて多くする場合、圧縮着火内燃機関の運転の自動停止から自動再始動までの経過時間が短いほど、燃料噴射回数の通常の再始動時に対する増加分を少なくする請求項1に記載の圧縮着火内燃機関の自動停止再始動システム。
- 排気通路における前記EGR通路の接続部分よりも下流側に設けられた排気絞り弁をさらに備え、
前記自動停止再始動手段によって圧縮着火内燃機関の運転が自動停止された時に、前記自動停止時EGR制御手段が、前記排気絞り弁を全閉状態に制御する請求項1または2に記載の圧縮着火内燃機関の自動停止再始動システム。 - 圧縮着火内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁をさらに備え、
前記自動停止再始動手段によって圧縮着火内燃機関の運転が自動停止された時に、前記
自動停止時EGR制御手段が、前記スロットル弁の開度を、圧縮着火内燃機関の再始動時の燃焼に必要な吸入空気量を確保することが可能な範囲で最小開度に制御する請求項1から3のいずれか一項に記載の圧縮着火内燃機関の自動停止再始動システム。 - 前記所定の停止条件が成立した時の、少なくとも外気温度、冷却水温度、及び排気温度に基づいて、前記自動停止時EGR制御手段によるEGR制御を実行するか否かを判別する判別手段をさらに備えた請求項1から4のいずれか一項に記載の圧縮着火内燃機関の自動停止再始動システム。
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