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公開番号2025083014
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2023196638
出願日2023-11-20
発明の名称排気ガス再循環装置
出願人株式会社クボタ
代理人弁理士法人芳野国際特許事務所
主分類F02M 26/00 20160101AFI20250523BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】NOxセンサを用いた学習により流量調整手段の開度を制御する場合において、失火が生じたときに異常燃焼を正常燃焼に復帰させることができる排気ガス再循環装置を提供すること。
【解決手段】排気ガス再循環装置3は、排気管26と、ディーゼル酸化触媒261と、排気管26の内部の温度を計測する温度センサ54と、排気管26の内部のNOx濃度を計測するNOxセンサ53と、排気還流ガスを吸気系に導く排気還流管27と、排気還流ガスの流量を調整する流量調整手段28と、NOx濃度の目標値とNOx濃度の実測値との間の偏差に基づいて導出した補正値を学習し、学習した学習値と流量調整手段28の基本開度とに基づいて流量調整手段28の最終開度を設定する制御を実行するとともに、温度センサ54により計測された温度が所定温度以上になると流量調整手段28の最終開度を低下させる制御を実行する制御装置4と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
エンジンの排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスとして前記エンジンの吸気系に還流する排気ガス再循環装置であって、
前記排気系に設けられ前記排気を導く排気管と、
前記排気管に設けられたディーゼル酸化触媒と、
前記排気管において前記ディーゼル酸化触媒よりも下流側に設けられ前記排気管の内部の温度を計測する温度センサと、
前記排気管に設けられ前記排気管の内部のＮＯｘ濃度を計測するＮＯｘセンサと、
前記排気管に接続され前記排気還流ガスを前記吸気系に導く排気還流管と、
前記排気還流管に設けられ前記排気還流管を流れる前記排気還流ガスの流量を調整する流量調整手段と、
前記ＮＯｘ濃度の目標値と前記ＮＯｘセンサにより計測された前記ＮＯｘ濃度の実測値との間の偏差に基づいて導出した補正値を学習し、学習した学習値と前記流量調整手段の基本開度とに基づいて前記流量調整手段の最終開度を設定する制御を実行するとともに、前記温度センサにより計測された前記温度が所定温度以上になると前記最終開度を低下させる制御を実行する制御装置と、
を備えたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記温度センサにより計測された前記温度が所定温度以上になると、前記学習値に所定係数を乗算することにより前記最終開度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項３】
前記所定係数は、第１所定係数であり、
前記制御装置は、前記学習値に前記第１所定係数を乗算してから所定時間が経過した後、前記温度センサにより計測された前記温度が未だ所定温度以上である場合に、前記学習値に第２所定係数を乗算することにより前記最終開度をさらに低下させることを特徴とする請求項２に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項４】
前記第１所定係数は、前記第２所定係数以下であることを特徴とする請求項３に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記温度センサにより計測された前記温度が所定温度以上になると、前記目標値に所定係数を乗算することにより前記最終開度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項６】
前記所定係数は、第１所定係数であり、
前記制御装置は、前記目標値に前記第１所定係数を乗算してから所定時間が経過した後、前記温度センサにより計測された前記温度が未だ所定温度以上である場合に、前記目標値に第２所定係数を乗算することにより前記最終開度をさらに低下させることを特徴とする請求項５に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項７】
前記第１所定係数は、前記第２所定係数以上であることを特徴とする請求項６に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記温度センサにより計測された前記温度が所定温度以上になると、前記学習値から所定係数を減算することにより前記最終開度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項９】
前記所定係数は、第１所定係数であり、
前記制御装置は、前記学習値から前記第１所定係数を減算してから所定時間が経過した後、前記温度センサにより計測された前記温度が未だ所定温度以上である場合に、前記学習値から第２所定係数を減算することにより前記最終開度をさらに低下させることを特徴とする請求項８に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項１０】
前記第１所定係数は、前記第２所定係数以上であることを特徴とする請求項９に記載の排気ガス再循環装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス再循環装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減する手段として、排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）が一般的に知られている。排気ガス再循環装置は、エンジンの排気系を流れる排気の一部を排気還流ガス（すなわちＥＧＲガス）としてエンジンの吸気系に還流し、新規の吸気に排気還流ガスを混合させる。排気ガス再循環装置が設けられていない場合と比較して、排気ガス再循環装置は、シリンダ内の燃焼温度を低下させることができ、ＮＯｘの発生を抑えることができる。
【０００３】
しかし、排気還流ガスが新規の吸気に混合されると、排気還流ガスが新規の吸気に混合されない場合と比較して、シリンダ内に吸入される空気の酸素濃度が低下する。そのため、失火が生ずるおそれがある。また、吸気の温度が低い場合および燃料のセタン価が低い場合にも、失火が生ずるおそれがある。さらに、インジェクタなどの種々の部品の個体差によっても、失火が生ずることがある。
【０００４】
ここで、特許文献１には、失火が発生すると失火時だけ瞬間的にエンジン回転速度（したがって、クランクシャフトの角速度）が低下する点に着目して、失火の発生を推定する筒内噴射式内燃機関の制御装置が開示されている。また、特許文献２には、特許文献１に記載された技術と同様に、エンジンのクランク角度の変化を検出して失火を判断する車両向けＥＧＲシステムの制御方法が開示されている。さらに、特許文献３には、ＮＯｘの低減化を図るＥＧＲ装置が開示されている。特許文献３に記載されたＥＧＲ装置は、エンジンの燃料噴射量の単位時間当たりの変化量が許容範囲内に維持されている場合に限り、運転状態に応じ目標ＮＯｘ濃度を決定してＮＯｘセンサによる実測のＮＯｘ濃度を目標ＮＯｘ濃度とするべくＥＧＲバルブを制御する。
【０００５】
しかし、排気ガス再循環装置が、ＮＯｘ濃度の目標値と、ＮＯｘセンサにより計測されたＮＯｘ濃度の実測値と、に基づいた学習を実行してＥＧＲバルブの開度を設定する場合、仮に誤った学習を実行すると、失火が生じた異常燃料を正常燃焼に復帰させることが困難である。また、特許文献１および特許文献２に記載されたように、失火が生ずるとエンジン回転速度（すなわちクランクシャフトの角速度）の変動が大きくなるなど、エンジンの運転状態が不安定になるため、特許文献３に記載されたようなＥＧＲ装置は、ＮＯｘセンサの検出値に基づいたＥＧＲバルブの制御を実行できず、失火が生じた異常燃料を正常燃焼に復帰させることが困難な場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第１９９７／０３３０８２号
特開２０１７－７２１２０号公報
特開２０１４－１５８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、ＮＯｘセンサを用いた学習により流量調整手段の開度を制御する場合において、失火が生じたときに異常燃焼を正常燃焼に復帰させることができる排気ガス再循環装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様は、エンジンの排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスとして前記エンジンの吸気系に還流する排気ガス再循環装置であって、前記排気系に設けられ前記排気を導く排気管と、前記排気管に設けられたディーゼル酸化触媒と、前記排気管において前記ディーゼル酸化触媒よりも下流側に設けられ前記排気管の内部の温度を計測する温度センサと、前記排気管に設けられ前記排気管の内部のＮＯｘ濃度を計測するＮＯｘセンサと、前記排気管に接続され前記排気還流ガスを前記吸気系に導く排気還流管と、前記排気還流管に設けられ前記排気還流管を流れる前記排気還流ガスの流量を調整する流量調整手段と、前記ＮＯｘ濃度の目標値と前記ＮＯｘセンサにより計測された前記ＮＯｘ濃度の実測値との間の偏差に基づいて導出した補正値を学習し、学習した学習値と前記流量調整手段の基本開度とに基づいて前記流量調整手段の最終開度を設定する制御を実行するとともに、前記温度センサにより計測された前記温度が所定温度以上になると前記最終開度を低下させる制御を実行する制御装置と、を備えたことを特徴とする排気ガス再循環装置である。
【０００９】
本発明の第２態様は、エンジンの排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスとして前記エンジンの吸気系に還流する排気ガス再循環装置であって、前記排気系に設けられ前記排気を導く排気管と、前記排気管に設けられ前記排気管の内部のＮＯｘ濃度を計測するＮＯｘセンサと、前記排気管に接続され前記排気還流ガスを前記吸気系に導く排気還流管と、前記排気還流管に設けられ前記排気還流管を流れる前記排気還流ガスの流量を調整する流量調整手段と、前記エンジンの回転数を検出し前記回転数に関する第１検出信号を出力する回転センサと、アクセル開度を検出し前記アクセル開度に関する第２検出信号を出力するアクセル開度センサと、前記第１検出信号と前記第２検出信号とに基づいて燃料噴射量の指示値を設定し、前記ＮＯｘ濃度の目標値と前記ＮＯｘセンサにより計測された前記ＮＯｘ濃度の実測値との間の偏差に基づいて導出した補正値を学習し、学習した学習値と前記流量調整手段の基本開度とに基づいて前記流量調整手段の最終開度を設定する制御を実行するとともに、前記指示値の変動幅が所定範囲以上になると前記最終開度を低下させる制御を実行する制御装置と、を備えたことを特徴とする排気ガス再循環装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＮＯｘセンサを用いた学習により流量調整手段の開度を制御する場合において、失火が生じたときに異常燃焼を正常燃焼に復帰させることができる排気ガス再循環装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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