JP2004068784A

JP2004068784A - エンジンの排気浄化装置

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Publication number: JP2004068784A
Application number: JP2002232791A
Authority: JP
Inventors: Toshitsugu Kamioka; 上岡　敏嗣; Koichiro Harada; 原田　浩一郎; Akihide Takami; 高見　明秀; Yoshinori Taio; 對尾　良則; Hiroshi Hayashibara; 林原　寛; Tomoaki Saito; 齊藤　智明; Ichiji Kataoka; 片岡　一司; Yasutaka Katsuya; 勝谷　泰荘
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP3755495B2; EP1388647A2; EP1388647A3

Abstract

【課題】ＤＰＦ１３の温度を上昇させて煤を燃焼させるべく、燃料の後噴射を行なうようにしたエンジンにおいて、この後噴射燃料がＤＰＦ１３に付着し急激に燃焼して該ＤＰＦ１３が割れてしまうことを防止する。
【解決手段】エンジンの停止要求又は燃料カットの要求があったとき、後噴射は直ちに停止するが、主噴射については直ちに停止するのではなく、短時間継続した後に停止することにより、排気通路１１に残留する後噴射燃料を燃焼させ、ＤＰＦ１３に付着することを防止する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気通路にＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を備えたディーゼルエンジンの排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気通路にＤＰＦを備えたディーゼルエンジンに関し、特開２００１−３０３９８０号公報には、ＤＰＦに捕集された煤の低減が要求されたときに、該ＤＰＦの温度を上昇させて煤を燃焼させ、それによって、ＤＰＦを再生すること（煤を捕集できるようにすること）が記載されている。すなわち、それは、燃料噴射弁により、気筒の圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射を行なうとともに、この主噴射後の膨張行程で燃料を噴射する後噴射を実行して該燃料をＤＰＦに供給する、というものである。この場合、燃料はＤＰＦによって酸化され、その際の反応熱でＤＰＦの温度が上昇し、煤が燃焼することになる。
【０００３】
また、上記後噴射に先駆けて、排気通路の排気流量を絞ることによって排気温度を上昇させることも同公報には記載されている。さらに、同公報には、ＤＰＦ温度が所定温度未満のときに上記排気流量の絞りによって排気温度を上昇させ、ＤＰＦ温度が所定温度以上になったときに上記後噴射による燃料の供給を行なうことも記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記後噴射はＤＰＦの再生に有効であるものの、この後噴射された燃料がそのままＤＰＦに到達して付着すると、ＤＰＦの温度が高くなったときに先の付着燃料が一気に燃焼してＤＰＦの割れを招くおそれがある。特に、ＤＰＦがモノリスハニカム型のセラミック製フィルタであって、そのハニカムのセルの入口と出口とが交互に目封じされたウォールフロータイプのものであると、付着燃料の急激な燃焼によって生ずる燃焼圧力や温度の急上昇により、ＤＰＦが割れ易い。
【０００５】
また、自動車にあっては、上記ＤＰＦの再生を自動車の走行中ではなく、停車しているときに行なうことが考えられる。つまり、ＤＰＦの再生が必要であるときは、停車状態でエンジンを動かし、ＤＰＦ温度が高くなったときに上記後噴射を実行して煤を燃焼除去するというものである。
【０００６】
しかし、ＤＰＦ再生を中断したとき（エンジンを停止させたとき）、中断直前に後噴射されて排気中に微粒子状態になって存在する燃料が、当該中断に伴うＤＰＦ上流側の排気圧力の低下及び排気温度の低下によって凝縮し、ＤＰＦやその上流側の排気通路に付着する可能性がある。その場合、ＤＰＦの再生を図るべく、再度エンジンを始動し、後噴射によってＤＰＦの温度を高めたとき、ＤＰＦまわりの燃料付着量が過剰になり、それら燃料が一気に燃焼して上記ＤＰＦの割れを招く。
【０００７】
自動車の走行中に後噴射によるＤＰＦの再生を行なっている場合であっても、減速時に燃料カット行なう（同時に後噴射も中止する）と、エンジンの燃焼室に吸入された外気がそのまま排気通路に吹き出されるので、排気通路内の温度が急激に下がり、それまでに後噴射によって供給されていた排気中の燃料微粒子が凝縮してＤＰＦ等に付着することがある。この場合も、自動車の走行が再開され又は主噴射が再開され、その後に後噴射によるＤＰＦの再生が始まったとき、ＤＰＦまわりの燃料付着量が過剰になり、それら燃料が一気に燃焼してＤＰＦの割れを招くおそれがある。
【０００８】
さらに、自動車の停止を検出してエンジンを停止させるアイドル停止（アイドリングストップ）を行なう場合、ＤＰＦへの排気の供給がなくなることから、ＤＰＦ上流側の排気圧力が低下し、それに伴ってＤＰＦの温度降下が大きくなることから、排気中の燃料微粒子の凝縮、ＤＰＦ等への付着が顕著になる。
【０００９】
さらに、ＤＰＦ再生にあたっては、ＤＰＦ温度やその上流側に配置される触媒温度をエンジン運転状態等に基づいて推定し、その推定温度が所定値を越えた時に後噴射を開始することが考えられる。しかし、外気温が低いときや、路面から跳ね上がった雨水がＤＰＦに付着している場合には、その推定温度と実温度との差が大きくなることがある。その場合、推定温度に基づいて後噴射を実行しても、その後噴射燃料が触媒やＤＰＦで燃焼されずにＤＰＦ等に付着してしまい、その後にＤＰＦ温度が高くなったときに、それら付着燃料が一気に燃焼してＤＰＦの割れを招くおそれがある。
【００１０】
本発明の課題は、このような後噴射燃料の付着によるＤＰＦの割れの問題を解決することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題に対して、後噴射によるＤＰＦの再生中にエンジンの停止又は燃料カットの要求があったときでも、主噴射を短時間継続して、それまでに後噴射によって供給されていた燃料を燃焼させてしまうようにした。
【００１２】
また、本発明は、後噴射によるＤＰＦの再生を中断したときは、その再開時の後噴射を規制するようにした。
【００１３】
すなわち、請求項１に係る発明は、ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁と、
上記エンジンの排気通路に配置され排気中の煤を捕集するＤＰＦと、
上記ＤＰＦに捕集された煤の低減が要求されたときに、該ＤＰＦに捕集された煤を燃焼させるべく、上記燃料噴射弁により燃料を圧縮行程上死点付近で燃焼するように噴射する主噴射後の膨張行程又は圧縮行程に燃料を噴射する後噴射を実行する噴射制御手段とを備えているエンジンの排気浄化装置において、
上記噴射制御手段は、上記煤低減のための後噴射の実行中に、エンジンの停止又は燃料カットの要求があったとき、上記後噴射を直ちに停止するとともに、当該要求があった時点から所定時間を経過した後に上記主噴射を停止することを特徴とする。
【００１４】
従って、エンジンの停止又は燃料カット前に後噴射によって排気通路に供給されていた燃料は、その後も主噴射が短時間継続されて高温の排気がエンジンから排出されることにより燃焼し、ＤＰＦ或いはその上流側の排気通路に付着する量は少なくなる。よって、ＤＰＦの再生を再開したときにＤＰＦまわりの燃料の量が過剰になることが避けられ、多量の燃料が一気に燃焼することによるＤＰＦの割れが防がれる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１において、
上記ＤＰＦよりも上流側の上記排気通路に配置され、排気通路中の燃料を着火させる着火手段と、
上記エンジンの停止又は燃料カットの要求があったときに上記着火手段を作動させる着火制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
従って、エンジンの停止又は燃料カット前に後噴射によって排気通路に供給されていた燃料は、着火手段の作動によって確実に着火燃焼し、ＤＰＦの再生を再開したときにＤＰＦまわりの燃料の量が過剰になることが避けられ、多量の燃料が一気に燃焼することによるＤＰＦの割れが防がれる。また、エンジンの停止又は燃料カットの要求があった後も主噴射が短時間継続されて高温の排気がエンジンから排出されるから、着火手段の不作動を招くことが防止される。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１において、
上記ＤＰＦよりも上流側の上記排気通路に酸化触媒が配置されていることを特徴とする。
【００１８】
従って、エンジンの停止又は燃料カット前に後噴射によって排気通路に供給されていた燃料は、酸化触媒における触媒反応によって燃焼し、ＤＰＦの再生を再開したときにＤＰＦまわりの燃料の量が過剰になることが避けられ、多量の燃料が一気に燃焼することによるＤＰＦの割れが防がれる。また、エンジンの停止又は燃料カットの要求があった後も主噴射が短時間継続されて高温の排気がエンジンから排出されるから、上記後噴射燃料を燃焼させるための酸化触媒の活性は確保される。
【００１９】
請求項４に係る発明は、ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁と、
上記エンジンの排気通路に配置され排気中の煤を捕集するＤＰＦと、
上記ＤＰＦに捕集された煤の低減が要求されたときに、該ＤＰＦに捕集された煤を燃焼させるべく、上記燃料噴射弁により燃料を圧縮行程上死点付近で燃焼するように噴射する主噴射後の膨張行程又は圧縮行程に燃料を噴射する後噴射を実行する噴射制御手段とを備えているエンジンの排気浄化装置において、
上記噴射制御手段は、上記煤低減のための後噴射の実行中にエンジンの停止又は燃料カットの要求があって該後噴射を停止するとともに上記主噴射を停止したときは、上記主噴射の再開時に上記煤低減のための後噴射を規制することを特徴とする。
【００２０】
従って、主噴射の再開時には煤低減のための後噴射が規制されるから、先の主噴射停止の際に排気中に残った後噴射燃料がＤＰＦやその上流側の排気通路に付着していても、さらには、ＤＰＦ温度が後噴射開始時に予定温度よりも低くなっている場合でも、後噴射が規制されている間にＤＰＦの温度を上昇させてそれら残留している後噴射燃料を燃焼させることができる。そのため、その後に後噴射が開始されても、ＤＰＦやその上流側の排気通路に後噴射燃料が多量に付着した状態になることがなく、多量の燃料が一気に燃焼することによるＤＰＦの割れが防がれる。
【００２１】
請求項５に係る発明は、請求項４において、
上記後噴射の規制は、燃料の後噴射量を所定時間少なくすることであることを特徴とする。
【００２２】
従って、主噴射を再開した当初は煤低減のための後噴射量が少なくなるから、ＤＰＦやその上流側の排気通路に後噴射燃料が多量に付着することがなく、多量の燃料が一気に燃焼することによるＤＰＦの割れが防がれる。
【００２３】
請求項６に係る発明は、請求項４において、
上記後噴射の規制は、上記ＤＰＦの温度が所定温度以上になっている状態が所定時間継続するまで上記煤低減のための後噴射を止めることであることを特徴とする。
【００２４】
従って、主噴射が再開され且つＤＰＦの温度が所定温度以上になっても、このＤＰＦの温度が高い状態が所定時間以上継続しなければ、煤低減のための後噴射は行なわれないから、その間に先の残留している後噴射燃料が燃焼し、また、実際にはＤＰＦの温度が低いにも拘わらず後噴射が行なわれて該後噴射燃料がＤＰＦやその上流側の排気通路に付着していくことが避けられ、多量の燃料が一気に燃焼することによるＤＰＦの割れが防がれる。
【００２５】
請求項７に係る発明は、請求項１又は請求項４において、
上記ＤＰＦの温度を推定する温度推定手段を備え、
上記噴射制御手段は、上記ＤＰＦに捕集された煤の低減が要求され且つ上記温度推定手段によって推定されたＤＰＦの温度が所定値を越えるときに上記後噴射を実行し、上記ＤＰＦの温度が上記所定値以下のときは後噴射を規制することを特徴とする。
【００２６】
すなわち、ＤＰＦ温度の推定値に基づいて煤低減のための後噴射の実行の可否を決定するようにした場合、降雨時など環境の如何によってはそのＤＰＦ温度の推定値が実際のＤＰＦ温度よりも低い場合を生ずる。その場合、ＤＰＦ温度が実際には低いにも拘わらず、後噴射燃料が供給され、ＤＰＦやその上流側の排気通路に付着してＤＰＦの割れを招く原因となる。
【００２７】
このような場合でも、上記請求項１に係る発明のように、煤低減のための後噴射を停止してから所定時間を経過した後に主噴射の停止を行なうようにすれば、排気通路に残存する後噴射燃料の量が少なくなるから、ＤＰＦ温度の推定に基づいて後噴射が実行されても、ＤＰＦやその上流側の排気通路に多量の燃料が付着した状態になることが避けられ、ＤＰＦの割れが防がれる。また、請求項４に係る発明のように、主噴射の再開時に上記煤低減のための後噴射を規制するようにすれば、ＤＰＦやその上流側の排気通路に多量の燃料が付着した状態になることが避けられ、ＤＰＦの割れが防がれる。
【００２８】
請求項８に係る発明は、請求項１又は４において、
上記エンジンは自動車に搭載されて該自動車を走行駆動するものであり、
上記自動車の停止状態を検出する停止状態検出手段を備え、
上記噴射制御手段は、上記停止状態検出手段によって上記自動車が停止状態にあると検出されたときに上記主噴射を停止させることを特徴とする。
【００２９】
すなわち、自動車が停止状態にあると検出されたときに主噴射を停止させるアイドル停止を行なう場合、それによって、エンジンから高温の排気が排出されなくなり、ＤＰＦ上流側の排気圧力が低くなるとともに、排気通路の温度が低くなる。
【００３０】
この場合でも、請求項１に係る発明のように、煤低減のための後噴射を停止してから所定時間を経過した後に主噴射の停止を行なうようにすれば、排気通路に残存する後噴射燃料の量が少なくなるから、ＤＰＦやその上流側の排気通路に多量の燃料が付着した状態になることが避けられ、ＤＰＦの割れが防がれる。また、請求項４に係る発明のように、主噴射の再開時に上記煤低減のための後噴射を規制するようにすれば、上記アイドル停止によってＤＰＦや排気通路に多少の燃料が付着していても、その付着量が多くなることが避けられ、ＤＰＦの割れが防がれる。
【００３１】
上記煤低減のための後噴射時期は例えばＡＴＤＣ６０゜ＣＡ以上１２０゜ＣＡ以下（好ましくは、８０゜ＣＡ以上１００゜ＣＡ以下）にすればよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る発明によれば、ＤＰＦに捕集された煤の低減が要求されたときに、後噴射を実行するようにしたエンジンの排気浄化装置において、上記煤低減のための後噴射の実行中に、エンジンの停止又は燃料カットの要求があったとき、上記後噴射を直ちに停止するとともに、当該要求があった時点から所定時間を経過した後に主噴射の停止を行なうようにしたから、排気通路に残存する後噴射燃料の量が少なくなり、ＤＰＦの再生を再開したときにＤＰＦまわりの燃料の量が過剰になることが避けられ、多量の燃料が一気に燃焼することによるＤＰＦの割れが防がれる。
【００３３】
請求項２に係る発明によれば、上記エンジンの停止又は燃料カットの要求があったときに上記ＤＰＦよりも上流側の排気通路で着火手段を作動させるようにしたから、エンジンの停止又は燃料カット前に後噴射によって排気通路に供給されていた燃料を着火手段の作動によって燃焼させることができ、ＤＰＦの再生を再開したときにＤＰＦまわりの燃料の量が過剰になることが避けられる。
【００３４】
請求項３に係る発明によれば、上記ＤＰＦよりも上流側の上記排気通路に酸化触媒が配置されているから、エンジンの停止又は燃料カット前に後噴射によって排気通路に供給されていた燃料を酸化触媒における触媒反応によって燃焼させることができ、ＤＰＦの再生を再開したときにＤＰＦまわりの燃料の量が過剰になることが避けられる。
【００３５】
請求項４に係る発明によれば、ＤＰＦに捕集された煤の低減が要求されたときに、主噴射の後に後噴射を実行するようにしたエンジンの排気浄化装置において、上記煤低減のための後噴射の実行中にエンジンの停止又は燃料カットの要求があって該後噴射を停止するとともに上記主噴射を停止したときは、上記主噴射の再開時に上記煤低減のための後噴射を規制するようにしたから、ＤＰＦやその上流側の排気通路に後噴射燃料が多量に付着した状態になることが避けられ、多量の燃料が一気に燃焼することによるＤＰＦの割れが防がれる。
【００３６】
請求項５に係る発明によれば、上記後噴射を、後噴射量を所定時間少なくすることで規制するようにしたから、ＤＰＦやその上流側の排気通路に後噴射燃料が多量に付着することがなく、多量の燃料が一気に燃焼することによるＤＰＦの割れが防がれる。
【００３７】
請求項６に係る発明によれば、上記ＤＰＦの温度が所定温度以上になっている状態が所定時間以上継続するまで、上記煤低減のための後噴射を止めるようにしたから、実際にはＤＰＦの温度が低いにも拘わらず後噴射が行なわれて該後噴射燃料がＤＰＦやその上流側の排気通路に付着していくことを避けることができ、多量の燃料が一気に燃焼することによるＤＰＦの割れが防がれる。
【００３８】
請求項７に係る発明によれば、上記ＤＰＦに捕集された煤の低減が要求され且つ温度推定手段によって推定されたＤＰＦの温度が所定値を越えるときに上記後噴射を実行し、上記ＤＰＦの温度が上記所定値以下のときは後噴射を規制するようにしたエンジンの排気浄化装置に、上記請求項１又は４に係る発明を適用したから、ＤＰＦ温度の推定値が実際のＤＰＦ温度よりも低い場合でも、ＤＰＦやその上流側の排気通路に後噴射燃料が付着してＤＰＦの割れを招くことが避けられる。
【００３９】
請求項８に係る発明によれば、いわゆるアイドル停止を行なう自動車に上記請求項１又は４に係る発明を適用したから、アイドル停止によってＤＰＦ上流側の排気圧力が低くなって排気通路の温度が低くなる場合でも、ＤＰＦやその上流側の排気通路に多量の燃料が付着した状態になることが避けられ、ＤＰＦの割れが防がれる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４１】
図１は本発明の実施形態に係るエンジンの排気浄化装置の一例を示し、１は自動車に搭載されたディーゼルエンジンである。このエンジン１は複数の気筒２，２，…（１つのみ図示する）を有し、その各気筒２内にピストン３が往復動可能に嵌挿されていて、このピストン３とシリンダヘッドとにより各気筒２内に燃焼室４が区画形成されている。また、燃焼室４の天井部にはインジェクタ５（燃料噴射弁）が配設されていて、その先端部の噴口から高圧の燃料を燃焼室４に直接噴射するようになっている。
【００４２】
各気筒２の燃焼室４には空気（新気）を供給するための吸気通路６が接続されている。吸気通路６には、後述のタービン７により駆動されて吸気を圧縮して燃焼室４に供給するブロワ８と、このブロワ８により圧縮した吸気を冷却するインタークーラ９とが設けられている。
【００４３】
一方、気筒２の燃焼室４には燃焼ガス（排気）を排出する排気通路１１が接続されている。この排気通路１１には上流側から下流側に向かって順に、排気流を受けて回転されるタービン７と、酸化触媒１２と、ＤＰＦ１３とが配設されている。タービン７とブロワ８とによってターボ過給機が構成されている。
【００４４】
酸化触媒１２は、排気中のＨＣ（未燃焼燃料成分）やＣＯの酸化に働くものであって、ハニカム状のコージェライト製担体に貴金属系触媒（例えばγ−アルミナにＰｔ及びＰｄを担持させたもの）をコーティングして形成されており、該担体のセルは全てその両端が開口している。ＤＰＦ１３は、コージェライト製のハニカム状ウォールフロータイプのものであり、フィルタを構成する各セルの端面は交互に目封じされている。また、このＤＰＦ１３には酸化触媒がコーティングされている。なお、酸化触媒１２の担体やＤＰＦ１３はコージェライト製に代えてシリカ、その他の無機多孔質体で形成することもできる。
【００４５】
そうして、ＤＰＦ１３の上流側と下流側とには排気圧力を検出する排圧センサ１５，１６が設けられている。さらに、上記自動車にはその車速を検出する車速センサ（自動車の停止状態検出手段）２１、エンジンのアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ２２、エンジン回転速度を検出するためのクランク角センサ２３等が設けられている。
【００４６】
排気通路１１のタービン７よりも上流側の部位には排気還流通路（以下ＥＧＲ通路という）１７の上流端が接続され、ＥＧＲ通路１７の下流端はインタークーラ９よりも下流の吸気通路６に接続されていて、排気の一部を吸気通路６に還流させるようになっている。また、ＥＧＲ通路１７には、排気還流量調節弁（以下ＥＧＲ弁という）１８が設けられている。
【００４７】
そして、上記インジェクタ５及びＥＧＲ弁１８は、コントロールユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｏｒｏｌ　Ｕｎｉｔ：以下ＥＣＵという）２０からの制御信号を受けて作動する。このＥＣＵ２０には、上記排圧センサ１５，１６、車速センサ２１、アクセル開度センサ２２、クランク角センサ２３の他、エンジン冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ、吸気の圧力状態を検出する吸気圧センサ、エンジンの吸入空気量を検出するエアフローセンサ等からの出力信号がそれぞれ入力される。
【００４８】
（燃料噴射制御）
制御例１
本例は、ＤＰＦ１３の再生を自動車の走行中ではなく、停車しているときに行なうケースである。この停車中のＤＰＦ再生は、クラッチを切断した状態で、自動車の運転席に設けられた切換えスイッチによりエンジンの運転モードを自動車を走行させる走行モードからＤＰＦ再生モードに切り換えて行なう。
【００４９】
ＥＣＵ２０による燃料噴射制御（インジェクタ５の制御）手順を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。停車中にＤＰＦ再生のためにエンジンを始動し、スタート後のステップＡ１において、上記排圧センサ１５，１６、車速センサ２１、アクセル開度センサ２２、クランク角センサ２３、エンジン水温センサ等からの信号等を入力する（データ入力）。
【００５０】
続くステップＡ２において、エンジンを停止させる要求、すなわち、ＤＰＦ再生モードから走行モードへの切り換え（エンジンの運転は一旦中止される）がない場合、ステップＡ３に進んで、ＤＰＦ１３の上流側の排気圧力と下流側の排気圧力との差が所定値を越えているか否かを判定する。この差圧が所定値以上ということは、排気のウォールフローが悪くなっている、つまり、排気の流れが悪くなるほどＤＰＦ１３に捕集された煤の量が多くなっている、ということであり、従って、煤を燃焼除去する必要があるものである。
【００５１】
ステップＡ３において上記差圧が所定値以下であれば、ステップＡ４に進んでＤＰＦ１３の再生条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、酸化触媒１２の温度又はＤＰＦ１３の温度が所定値を越えているときに再生条件成立と判定する。すなわち、ＤＰＦ１３の再生は、排気通路１１に後噴射燃料を供給し燃焼させ、その燃焼熱でＤＰＦ温度を高めることによって行なうから、この後噴射燃料を酸化触媒１２が燃焼させることができる温度になっている必要がある。或いは酸化触媒を設けない場合には、ＤＰＦ１３が後噴射燃料を燃焼させて煤を燃焼させることができる温度になっている必要がある。
【００５２】
酸化触媒１２やＤＰＦ１３の温度は、エンジンの運転状態の履歴に基づいて推定する。なお、酸化触媒１２やＤＰＦ１３に温度センサを取り付けてそれらの温度を計測するようにしてもよい。
【００５３】
ステップＡ４において再生条件成立が判定されると、ステップＡ５に進んで第１タイマーＴ１を起動してインクリメントする。続くステップＡ６でＴ１が所定値Ｔ１ｏを越えていないときは、ステップＡ７に進んで燃料の後噴射量Ｑｐ及び後噴射時期Ｉｐを設定する。この場合の所定値Ｔ１ｏは例えば１０分程度の時間となるように設定する。また、後噴射は、ＤＰＦ１３での煤の燃焼のために、未燃ＨＣ（燃料）を酸化触媒１２に供給して酸化させ、反応熱を得るためであり、さらには酸化触媒１２を通過してＤＰＦ１３に到達させて燃焼させ、煤を除去するためである。従って、後噴射時期Ｉｐは燃焼室内で後噴射燃料が燃焼してしまわないように、圧縮行程上死点後の６０〜１２０゜ＣＡ（好ましくは８０〜１００゜ＣＡ）に設定する。
【００５４】
続くステップＡ８では燃料の主噴射量Ｑｍ及び主噴射時期Ｉｍを設定する。この主噴射は、エンジンの燃焼熱を排気通路１１に供給して酸化触媒１２及びＤＰＦ１３の温度を高めるためであり、吸気を絞った状態でエンジン回転数が例えば１５００〜２５００ｒｐｍ程度となるように主噴射量Ｑｍを設定する。主噴射時期Ｉｍは圧縮行程上死点付近に設定する。続くステップＡ９で主噴射及び後噴射を実行する。
【００５５】
上記後噴射は、主噴射に続けて後噴射を行なうことが４回続いたら次の主噴射では後噴射を行なわない、つまり後噴射が４回続いたら１回休む、というように、間引いて実行する。もちろん、主噴射後に必ず後噴射を実行する、換言すれば全て気筒に対して後噴射を実行するようにしてもよい。
【００５６】
ステップＡ３においてＤＰＦ１３の上流側と下流側との差圧が所定値以下であるときは、ステップＡ１０に進んでＴ１のカウント中か否かを判定する。Ｔ１のカウント中であれば、ステップＡ４に進んで再生条件が成立しているか否かを判定するが、Ｔ１のカウント中でないときは、ＤＰＦ１３の再生を終了する。ステップＡ４において再生条件が成立しないときは主噴射のみを実行する（ステップＡ８→Ａ９）。ステップＡ６においてＴ１が所定値Ｔ１ｏを越えたときはステップＡ１１に進んでＴ１を零に戻し、ＤＰＦ１３の再生を終了する。
【００５７】
次にステップＡ２においてエンジンの停止要求があったときは、ステップＡ１３に進んでＴ１のカウント中か否かを判定する。カウント中であればステップＡ１４に進んで後噴射量Ｑｐを零にし、続くステップＡ１５でＴ１を零に戻し、続くステップＡ１６で第２タイマーＴ２を起動してインクリメントする。
【００５８】
続くステップＡ１７において第２タイマーＴ２が所定値Ｔ２ｏを越えているか否かを判定し、越えていないときはステップＡ１８に進んで主噴射量Ｑｍとしてアイドリング時と同程度の噴射量Ｑｉｄを設定するとともに、噴射時期Ｉｍもアイドリング時の噴射時期Ｉｉｄに設定する。第２タイマーＴ２のカウントは、エンジンの停止要求に基づいて後噴射を中止しても、主噴射を短時間継続するためのものであり、所定値Ｔ２ｏは主噴射によるエンジンの燃焼サイクルが例えば２〜３回続くように設定する。
【００５９】
ステップＡ１７において第２タイマーＴ２が所定値Ｔ２ｏを越えている場合はステップＡ１９に進んで第２タイマーＴ２を零に戻し、ＤＰＦ１３の再生を終了する。ステップＡ１３において第１タイマーＴ１のカウント中でないと判定したときもＤＰＦ１３の再生を終了する。
【００６０】
従って、図３に示すように、ＤＰＦ１３を再生するためにエンジンを運転し、再生条件が成立すると、後噴射が実行される。そうして、エンジンの運転を中断する指令（再生モードから走行モードへの切換え）があると、後噴射は直ちに中止されるが、主噴射はその後も短時間継続されてから、中止されることになる。
【００６１】
よって、後噴射の中止後もエンジンから高温の排気が排出されることにより、酸化触媒１２やＤＰＦ１３は温度が高い状態に維持される。このため、排気通路１１に残留している後噴射燃料が酸化触媒１２及びＤＰＦ１３において燃焼し、未燃焼のままで酸化触媒１２やＤＰＦ１３に付着することはほとんどなくなる。従って、エンジンの運転を再開し、ＤＰＦ１３の再生条件が成立して後噴射が再び実行されても、ＤＰＦ１３まわりの未燃燃料の量が過剰になることがなく、多量の燃料が一気に燃焼してＤＰＦ１３の破損を招くことが避けられる。
【００６２】
また、上記実施形態のようにＤＰＦ１３よりも上流側に酸化触媒１２を設けると、排気中のＮＯが酸化触媒１２においてＮＯ_２に酸化され、このＮＯ_２によってＤＰＦ１３の煤を燃焼させることができる。このＮＯ_２による煤の燃焼は２５０〜３００℃で生ずるから、ＤＰＦ１３に堆積していく煤の量は酸化触媒１２がない場合に比べて少ない。従って、ＤＰＦ再生（ＤＰＦ１３の煤低減のこと。以下、同じ。）のための後噴射を頻繁に行なう必要がなく、燃費向上に有利になる。しかも、酸化触媒１２での反応熱によってＤＰＦ１３の温度が高くなった後は、後噴射量をそれほど多くしなくても、ＤＰＦ１３の再生が図れ、そのことも燃費向上に有利に働く。
【００６３】
上記制御例１は停車中にエンジンの運転モードを再生モードに切り換えてＤＰＦ１３の再生を行なうケースであるが、自動車の走行中にＤＰＦ１３の再生を行なうケースにおいて、再生条件が成立しているときは、エンジンの運転状態がアイドリングになっても後噴射によるＤＰＦ１３の再生を続行する場合でも同様の燃料噴射制御を行なうことができる。
【００６４】
すなわち、アイドリング中にＤＰＦ１３の再生を実行しているときに、エンジンの停止要求があった場合、後噴射は直ちに中止される一方、主噴射については短時間（上記Ｔ２ｏ）継続され、しかる後にエンジンが停止されることになる。但し、エンジンの停止要求がないときは、第１タイマーＴ１がＴ１ｏを越えたときにＴ１を零に戻すとともに（ステップＡ６→Ａ１１）、後噴射量Ｑｐを零にしてステップＡ８に進み、主噴射を続行することになる。
【００６５】
制御例２
本例は、自動車の走行中にＤＰＦ１３の再生を実行しているときに、減速燃料カットが実行されるケースである。
【００６６】
ＥＣＵ２０による燃料噴射制御手順を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。スタート後のステップＢ１で制御例１と同様にデータ入力を行ない、続くステップＢ２でエンジンの運転状態として減速燃料カットが要求されているか否かを判定する。エンジンの回転速度が燃料カット設定回転速度（例えば２０００ｒｐｍ）以上で且つアクセル開度が零になったとき減速燃料カットが要求されているとする。また、燃料カット状態でエンジンの回転速度が燃料の再供給回転速度（例えばアイドル回転速度近傍）になったとき、又はアクセルペダルの踏み込みがあったとき、減速燃料カットの要求はキャンセルされたとする。
【００６７】
ステップＢ２において減速燃料カットが要求されていないときはステップＢ３に進んでアイドル停止が要求されているか否かを判定する。車速が零で且つアクセル開度が零であるときにアイドル停止要求と判定する。アイドル停止が要求されていないときは、ステップＢ４〜Ｂ１３の処理となるが、これは制御例１のステップＡ３〜Ａ１１と略同じ（一部相違）である。
【００６８】
すなわち、ＤＰＦ１３の上流側と下流側との差圧が所定値以上で且つＤＰＦ１３の再生条件が成立しているときは第１タイマーＴ１を起動してＴ１ｏになるまで主噴射後の後噴射（ＤＰＦ再生のため）を実行する（ステップＢ４〜Ｂ１０）。この場合の主噴射量Ｑｍ及び主噴射時期Ｉｍはエンジンに要求される運転状態に応じて設定する。第１タイマーＴ１がＴ１ｏを越えたときはＴ１を零に戻すとともに、後噴射量Ｑｐを零にしてステップＢ９に進み、主噴射を続行することになる（ステップＢ７→Ｂ１２→Ｂ１３→Ｂ９→Ｂ１０）。また、ステップＢ１１で第１タイマーＴ１のカウント中でないときはステップＢ９に進んで、後噴射を実行しない通常の主噴射制御を行なうことになる。
【００６９】
一方、ステップＢ２において減速燃料カットの要求ありと判定したときはステップＢ１４〜Ｂ２１の処理となるが、これは制御例１のステップＡ１３〜Ａ１９と略同じ（一部相違）である。
【００７０】
すなわち、減速燃料カットの要求があるとき、第１タイマーＴ１のカウント中であれば、後噴射量Ｑｐを零として後噴射を中止し、第１タイマーＴ１を零に戻して第２タイマーＴ２を起動し、Ｔ２がＴ２ｏになるまでは主噴射を続行する（ステップＢ１４〜Ｂ１９）。
【００７１】
ステップＢ１８において第２タイマーＴ２がＴ２ｏを越えると、ステップＢ２０に進んでＴ２を零に戻し、続くステップＢ２１で主噴射量Ｑｍを零にして、つまり燃料カットを実行してリターンする。また、ステップＢ１４で第１タイマーＴ１のカウント中でないときはステップＢ２１に進んで燃料カットを実行する。また、ステップＢ３においてアイドル停止の要求が判定されたときは、ステップＢ２２に進んで主噴射量Ｑｍを零にしてリターンする。
【００７２】
従って、図５に示すように、主噴射を実行している定常走行状態において、ＤＰＦ１３の再生条件が成立すると、後噴射が実行される。アクセルペダルの踏み込みが戻され始めると主噴射量Ｑｍが減少するとともに、車速が低下し始める。そうして、アクセル開度が零になると（減速燃料カットの要求）、後噴射は直ちに中止されるが、主噴射はその後も短時間（Ｔ２ｏ）継続されてから中止されることになる。
【００７３】
車速の低下に伴ってエンジン回転速度が低下し、再供給回転速度になると、通常は主噴射が再開されてアイドル回転速度になるが、図５は再供給回転速度に至る前にシフトダウンされてエンジン回転速度が高くなり、アイドリングを経ずに自動車が停止してアイドル停止状態となった場合である。その後、アクセルペダルが踏み込まれると、スタータモータによってエンジンが再始動されて自動車が走行を始めるとともに、主噴射が開始される。そうして、再びＤＰＦ１３の再生条件が成立すると、煤の除去のための後噴射が開始されることになる。
【００７４】
上述の如く、減速燃料カットの要求によって、後噴射が中止された後も主噴射が短時間継続されてエンジンから高温の排気が排出されることにより、酸化触媒１２やＤＰＦ１３は温度が高い状態に維持される。このため、排気通路１１に残留している後噴射燃料が酸化触媒１２及びＤＰＦ１３において燃焼する。従って、アイドル停止状態になってＤＰＦ１３の上流側の圧力が低下しても、後噴射燃料が未燃焼のままで酸化触媒１２やＤＰＦ１３に付着することはほとんどない。よって、エンジンの運転を再開し、ＤＰＦ１３の再生条件が成立して後噴射が再び実行されても、ＤＰＦ１３まわりの未燃燃料の量が過剰になることがなく、多量の燃料が一気に燃焼してＤＰＦ１３の破損を招くことが避けられる。
【００７５】
制御例３
本例は、自動車走行のためのエンジンの運転を中断して再開したときのＤＰＦ再生のための後噴射の規制に関する。なお、停車中におけるＤＰＦ再生のためのエンジンの運転を中断して再開する場合も同じである。
【００７６】
ＥＣＵ２０による燃料噴射制御手順を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。スタート後のステップＣ１で制御例１と同様にデータ入力を行ない、続くステップＣ２でエンジンの停止要求があるか否かを判定する。停止要求がない場合はステップＣ３に進んで、ＤＰＦ１３の上流側の排気圧力と下流側の排気圧力との差が所定値を越えているか否かを判定する。
【００７７】
ステップＣ３において差圧が所定値以下であれば、ステップＣ４に進んでＤＰＦ１３の再生条件が成立しているか否かを判定する。再生条件成立が判定されると、ステップＣ５に進んでフラグＦの判定を行なう。このフラグＦは、前回のエンジン停止時にＤＰＦ１３の再生中であったとき、換言すれば、ＤＰＦ再生途中でエンジンを停止したときに「１」とされるものである。
【００７８】
ステップＣ５でフラグＦが「１」でないときは、ステップＣ６に進んで第１タイマーＴ１を起動してインクリメントする。続くステップＣ７でＴ１が所定値Ｔ１ｏを越えていないときは、ステップＣ８に進んでＤＰＦ再生のための燃料の後噴射量Ｑｐ及び後噴射時期Ｉｐを設定する。続くステップＣ９ではエンジンに要求される運転状態に応じて燃料の主噴射量Ｑｍ及び主噴射時期Ｉｍを設定する。続くステップＣ１０で主噴射及び後噴射を実行する。ステップＣ７で第１タイマーＴ１がＴ１ｏを越えたときはステップＣ１２に進んで第１タイマーＴ１を零にし、ステップＣ９に進む。
【００７９】
ステップＣ３においてＤＰＦ１３の上流側と下流側との差圧が所定値以下であるときは、ステップＣ１１に進んでＴ１のカウント中か否かを判定する。Ｔ１のカウント中であれば、ステップＣ４に進んで再生条件が成立しているか否かを判定するが、Ｔ１のカウント中でないときは、主噴射制御を行なう（ステップＣ１１→Ｃ９）。ステップＣ４において再生条件が成立しないときはステップＣ９に進む。
【００８０】
次にステップＣ２においてエンジンの停止要求があったときは、ステップＣ１３に進んでＴ１のカウント中か否かを判定する。カウント中であればステップＣ１４に進んでフラグＦを「１」とし、続くステップＣ１５でカウント中の第１タイマーＴ１の値を記憶し、続くステップＣ１６で後噴射量Ｑｐを零にし（ＤＰＦの再生中断）、さらに続くステップＣ１７で主噴射量Ｑｍを零にしてリターンする（エンジン停止）。ステップＣ１３で第１タイマーＴ１のカウント中でないときはステップＣ１７に進む（エンジン停止）。
【００８１】
一方、ステップＣ５においてフラグＦ＝１であるときは、ＤＰＦ１３の再生中にエンジンを停止させて再始動させ、しかる後にＤＰＦ１３の再生条件が成立した場合である。この場合は、ステップＣ１８に進んで規制タイマーＴｒを起動してインクリメントする。続くステップＣ１９でタイマーＴｒが所定値Ｔｒｏに達していないときは、ステップＣ２０に進んで後噴射量ＱｐとしてＱｐ１を設定し、後噴射時期ＩｐとしてＩｐ１を設定する。
【００８２】
所定値Ｔｒｏは、ＤＰＦ再生のための後噴射を規制する時間に相当するものであり、この所定値Ｔｒｏの間にＤＰＦ温度の安定化ないしは昇温のための後噴射をＱｐ１及びＩｐ１により実行するものである。所定値Ｔｒｏは、固定した値としてもよいが、ＤＰＦ１３の再生を中断してエンジンを停止させた時間に基づいて、或いはエンジン運転再開後のエンジン運転状態の履歴（又はエンジン運転再開から再生条件成立までに経過した時間）に基づいて、さらには該停止時間と運転履歴（又は経過時間）とに基づいて設定するようにしてもよい。
【００８３】
すなわち、ＤＰＦ１３の再生条件が成立したと判定されても、その判定は酸化触媒１２又はＤＰＦ１３の推定温度に基づくものであり、実際の温度とのずれを生じている可能性がある。そこで、エンジン停止時間が長くなるほど所定値Ｔｒｏを大きくすることが好ましい。また、例えば、高回転高負荷のエンジン運転状態が続いて短時間に再生条件が成立した場合にはＤＰＦ１３の温度が上昇する傾向にあるから、低回転低負荷のエンジン運転状態が比較的長く続いて再生条件が成立した場合よりは、所定値Ｔｒｏを小さくすることができる。
【００８４】
後噴射量Ｑｐ１及び後噴射時期Ｉｐ１による後噴射は、エンジンからの煤排出量及びＨＣ排出量を抑えながら、排気温度を高め、それによってＤＰＦ１３の温度安定化ないしは昇温を図るものである。この場合、後噴射量Ｑｐ１はステップＣ８の後噴射量Ｑｐよりも少なくする。また、後噴射時期Ｉｐ１はステップＡ８の後噴射時期Ｉｐよりも進角させて、主燃焼（上記主噴射燃料の燃焼）の熱発生率が略零になった頃（主噴射の熱発生率が略零になるクランク角度の５度前から該クランク角度の１０度後までの期間）に当該後噴射燃料の燃焼が開始するように設定する。
【００８５】
ステップＣ１９において規制タイマーＴｒが所定値Ｔｒｏを越えていると判定された場合は、ステップＣ２１に進んでＴｒを零に戻し、続くステップＣ２２に進んでフラグＦを「０」にしてステップＣ６に進む。この場合は、ステップＣ１５で記憶したＴ１値から第１タイマーＴ１のカウントを再開する。
【００８６】
上記主燃焼の熱発生率が略零になる時点は、主噴射の開始時期、主噴射量、噴射の形態（燃料を一括して噴射するか分割して噴射するか）、分割噴射の場合の最後の噴射時期等によって異なる。また、後噴射を行なっても、直ちに着火するわけではなく、着火遅れがあり、さらにインジェクタ５に対する駆動信号の出力から実際に開弁するまでには駆動遅れがある。
【００８７】
従って、予め実験により各エンジン運転状態での主燃焼の熱発生率が零になる時点を求め、これに上記着火遅れ及び駆動遅れを考慮して、当該熱発生率が略零になった時点、又は該時点近傍の所定期間内に後噴射燃料の燃焼が開始するように、後噴射時期を定め、これをエンジン運転状態に対応させてマップ化して電子的に格納し、このマップにより後噴射時期をエンジン運転状態に応じて設定すればよい。
【００８８】
上記主燃焼の熱発生率が零になる時点は、実験によって各エンジン運転状態での各クランク角毎の筒内圧力データを求め、これに基づいて熱発生率を熱力学的に計算しグラフ化することによって求めることができる。
【００８９】
このようにして求めた熱発生率を図示すると、図７のようになり、燃料の主噴射開始後、着火遅れ期間τｍを経て着火燃焼を開始し、熱発生率が正の方向に大きな値を示した後、その拡散燃焼の終了に応じて熱発生率が０となるため、この熱発生率が略０となる時点ｔ１を基準に後噴射時期を定めることになる。図７はエンジン中回転中負荷時（エンジン回転数Ｎｅ；２０００ｒｐｍ，平均有効圧力Ｐｅ；０．５７Ｍｐａ）を示す。
【００９０】
また、後噴射燃料の着火遅れ時間τｆは、エンジンの排気量、燃料噴射圧力等によって異なるが、排気量１〜３Ｌクラスのエンジンでは、燃料噴射圧力が５０〜２００ＭＰａ程度のときは０．４〜０．７ｍｓ程度となる。
【００９１】
因みに、実験によると、上記中回転中負荷運転時では、後噴射時期をＡＴＤＣ３５゜ＣＡ（クランク角）としたときに、主燃焼の熱発生率が略零になった時点で当該後噴射燃料が着火燃焼した。後噴射燃料の着火遅れ時間τｆは約０．５ｍｓである。
【００９２】
なお、燃焼室４内の温度を検出する温度センサの検出信号、燃焼光センサの検出信号、または燃焼室４内に存在する電荷が偏った反応性の高い水素や炭化水素等の量を検出するセンサの検出信号等に応じて上記拡散燃焼状態を判別する燃焼状態判別手段を設け、この燃焼状態判別手段において、燃料の主噴射後の温度が所定温度以下の低温となった否か、燃焼光の発光がなくなったか否か、または水素や炭化水素の量が急減したか否か等を判別することにより、上記拡散燃焼による熱発生率が零になる時点を求め、これに基づいて次の燃焼サイクルでの後噴射時期を設定するように構成してもよい。さらに、温度センサによって検出された気筒内温度から断熱膨張温度を減算した値の微分値を求め、この微分値がマイナスの値から零になった時点を検出することによって上記拡散燃焼による熱発生率が零になる時点を判別するようにしてもよい。
【００９３】
従って、図８に示すように、主噴射を実行している状態において、再生条件が成立すると、ＤＰＦ再生のための後噴射が実行される。そうして、エンジンの停止要求があると、ＤＰＦ再生のための後噴射が中断されるとともに、主噴射も停止する。従って、排気中に残留する後噴射燃料が酸化触媒１２やＤＰＦ１３の冷却に伴ってそれらに凝縮して付着することがある。
【００９４】
次にエンジンの運転が再開されると、ＤＰＦ１３の目詰まりが解消していない場合は、排気による加熱に伴ってＤＰＦ１３の再生条件が成立することになるが、期間ＴｒｏではＤＰＦ再生のための後噴射は規制され、その期間は排気温度を高めるための後噴射（以下、早期後噴射という）が実行される。従って、ＤＰＦ１３の温度が所定温度以上になっている状態がＴｒｏの期間継続することになる。
【００９５】
すなわち、主燃焼の熱発生率が略零になった頃に後噴射燃料の燃焼が開始するように早期後噴射が実行される。従って、この後噴射燃料は、気筒内で燃焼することになって、未燃状態のまま酸化触媒１２やＤＰＦ１３に到達して付着することがない。このため、先のエンジン停止に伴って後噴射燃料が酸化触媒１２やＤＰＦ１３に付着していても、その付着量が増えることがなく、その後に多量の後噴射燃料が一気に燃焼してＤＰＦ１３の割れを招くことが避けられる。
【００９６】
そうして、主噴射燃料の拡散燃焼によって生ずる煤が上記早期後噴射燃料の供給によって筒内で再燃焼し、煤の排出量が低減する。また、早期後噴射燃料が筒内で燃焼することにより、ＨＣ排出量は少なくなる。さらに、この後噴射燃料の燃焼によって排気温度が高くなり、酸化触媒１２及びＤＰＦ１３の昇温を図ることができる。
【００９７】
すなわち、エンジンの中回転中負荷時（エンジン回転数Ｎｅ；２０００ｒｐｍ，平均有効圧力Ｐｅ；０．５７Ｍｐａ）において、燃料の主噴射後に、燃料の後噴射時期を種々に変化させて煤排出量を測定する実験を行った。後噴射量は主噴射量の６分の１とした。この測定においては、ＮＯｘ排出量は１２０ｐｐｍになるように排気還流率を調節した。結果は図９に示されている。後噴射時期を圧縮行程上死点後３５゜ＣＡ〜４０゜ＣＡに設定した場合に、煤の排出量が顕著に低減されることが確認された。後噴射時期が０゜ＣＡの箇所に付した白抜き丸は後噴射量零の場合を示す。
【００９８】
また、上記中回転中負荷運転において、後噴射時期、後噴射量を種々に変化させて排気温度を測定する実験を行なったところ、図１０に示すように、ＡＴＤＣ３５゜ＣＡ付近に後噴射時期を設定したときに排気温度が最も高くなった。また、後噴射時期がＡＴＤＣ３５゜ＣＡよりも遅くなってくると、排気温度が緩やかに低下することがわかった。また、後噴射量が多いほど排気温度が高くなることがわかった。
【００９９】
また、後噴射時期と排気中のＨＣ量との関係を調べると、上記中回転中負荷運転時には、図１１に示すように、ＡＴＤＣ３５゜ＣＡ付近まではＨＣ量が急上昇することがなかった。
【０１００】
以上から、主燃焼の熱発生率が略零になる頃に後噴射燃料の燃焼が開始するようにすると、煤の排出量を減らし、さらにＨＣ排出量の増大を抑えながら、排気温度を高めることができることがわかる。従って、酸化触媒１２やＤＰＦ１３に付着している後噴射燃料（先のエンジン停止前にＤＰＦ再生のために後噴射された燃料）は上記規制期間Ｔｒｏに燃焼していくことになる。
【０１０１】
そうして、上記規制期間Ｔｒｏが経過すると、ＤＰＦ再生のための後噴射が実行される。このときは、先に噴射供給されたＤＰＦ再生のための後噴射燃料の残留量は少なくなっており、しかも、排気温度の上昇によってＤＰＦ１３もその温度が全体的に高くなっているから、後噴射燃料がＤＰＦ１３やそのまわりに多量に付着した状態になることはなく、ＤＰＦ１３の破損は防がれる。
【０１０２】
制御例４
本例は、制御例３の変形例であって、自動車の走行中にＤＰＦ１３の再生を実行しているときに、減速燃料カットが実行されるケースである。
【０１０３】
ＥＣＵ２０による燃料噴射制御手順を図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。スタート後のステップＤ１で制御例１と同様にデータ入力を行ない、続くステップＤ２でエンジンの運転状態として減速燃料カットが要求されているか否かを判定する。ステップＢ２において減速燃料カットが要求されていないときはステップＤ３に進んでアイドル停止が要求されているか否かを判定する。
【０１０４】
ステップＤ２において減速燃料カットが要求されているとき、並びにステップＤ３においてアイドル停止が要求されていないときの処理（ステップＤ４〜Ｄ２３）は、これは制御例３のステップＣ３〜Ｃ２２と同じである。ステップＤ３においてアイドル停止が要求されているときはステップＤ２４に進んで主噴射両Ｑｍを零とする。
【０１０５】
従って、図１３に示すように、主噴射を実行している定常走行状態において、再生条件が成立すると、後噴射が実行される。アクセルペダルの踏み込みが戻され始めると主噴射量Ｑｍが減少するとともに、車速が低下し始める。そうして、アクセル開度が零になると（減速燃料カットの要求）、主噴射及び後噴射は中止される。図１３は図５の例と同様に減速燃料カットからアイドル停止状態になった場合を示す。
【０１０６】
その後、アクセルペダルが踏み込まれると、スタータモータによってエンジンが再始動されて自動車が走行を始めるとともに、主噴射が開始される。ＤＰＦ１３の目詰まりが解消していない場合は、排気による加熱に伴ってＤＰＦ１３の再生条件が成立することになるが、期間ＴｒｏではＤＰＦ再生のための後噴射は規制され、その期間は排気温度を高めるための早期後噴射が実行される。
【０１０７】
このため、先の燃料カットに伴って後噴射燃料が酸化触媒１２やＤＰＦ１３に付着していても、その付着量が増えることがなく、その後に多量の後噴射燃料が一気に燃焼してＤＰＦ１３の割れを招くことが避けられる。
【０１０８】
そうして、上記早期後噴射により、煤の排出量を減らし、さらにＨＣ排出量の増大を抑えながら、排気温度を高めることができるから、酸化触媒１２やＤＰＦ１３に付着している後噴射燃料（先の燃料カット前にＤＰＦ再生のために後噴射された燃料）は上記規制期間Ｔｒｏに燃焼していくことになる。
【０１０９】
次に上記規制期間Ｔｒｏが経過すると、ＤＰＦ再生のための後噴射が実行される。このときは、先に噴射供給されたＤＰＦ再生のための後噴射燃料の残留量は少なくなっており、しかも、排気温度の上昇によってＤＰＦ１３もその温度が全体的に高くなっているから、後噴射燃料がＤＰＦ１３やそのまわりに多量に付着した状態になることはなく、ＤＰＦ１３の破損は防がれる。
【０１１０】
なお、以上の各制御例ではＤＰＦ再生のために後噴射を行なうが、エミッションを良好にするなどＤＰＦ１３の再生以外の目的で主噴射後に後噴射を実行することを妨げるものではない。従って、例えば、煤の低減のための後噴射をＡＴＤＣ（圧縮行程上死点後）１５〜５５゜付近で行ない、その後にＤＰＦ再生のための後噴射を実行する場合がある。
【０１１１】
（他の実施形態）
上記実施形態では後噴射燃料をＤＰＦ１３に到達する前に着火燃焼させる燃焼手段として、酸化触媒１２を採用したが、グロープラグ、スパークプラグ、又はセラミック蓄熱体を、後噴射燃料の着火手段としてＤＰＦ１３よりも上流側の排気通路１１に設けることができる。この場合、上記制御例１において、第１タイマーＴ１のカウント中にエンジン停止要求があったとき、上記制御例２において、第１タイマーＴ１のカウント中に減速燃料カットの要求があったとき、主噴射及び後噴射を停止させて着火手段を短時間作動させるようにする。これにより、排気通路に残留する後噴射燃料を燃焼させ、次にＤＰＦ再生を再開したときに悪影響が出ないようにすることができる。
【０１１２】
また、上記制御例３，４ではエンジンの運転を再開したときの、ＤＰＦ再生のための後噴射の規制は、当該後噴射を行なわず、早期後噴射を行なう、というものであったが、ＤＰＦ再生のための後噴射量を所定時間少なくする、という規制であってもよい。
【０１１３】
なお、上記実施形態ではＤＰＦ１３前後の圧力差に基づいて該ＤＰＦ１３における煤の堆積量を検出するようにしたが、煤発生量はエンジン運転状態に依存するので、エンジンの運転履歴に基づいてＤＰＦ１３の煤堆積量を求めるようにしてもよい。
【０１１４】
また、酸化触媒１２はタービン７よりも上流側の排気通路１１に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成図。
【図２】同実施形態に係る燃料噴射制御例１のフロー図。
【図３】同制御例のタイムチャート図。
【図４】同実施形態に係る燃料噴射制御例２のフロー図。
【図５】同制御例のタイムチャート図。
【図６】同実施形態に係る燃料噴射制御例３のフロー図。
【図７】同制御例に係る燃料噴射及び熱発生率のタイムチャート図。
【図８】同制御例のタイムチャート図。
【図９】同制御例に係る後噴射時期と煤排出量との関係を示すグラフ図。
【図１０】同制御例に係る後噴射時期と排気温度との関係を示すグラフ図。
【図１１】同制御例に係る後噴射時期とＨＣ排出量との関係を示すグラフ図。
【図１２】同実施形態に係る燃料噴射制御例４のフロー図。
【図１３】同制御例のタイムチャート図。
【符号の説明】
１　エンジン
２　気筒
３　ピストン
４　燃焼室
５　インジェクタ
１１　排気通路
１２　酸化触媒
１３　ＤＰＦ
１５　排圧センサ
１６　排圧センサ
１７　ＥＧＲ通路
１８　ＥＧＲ弁
２０　ＥＣＵ

Claims

ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁と、
上記エンジンの排気通路に配置され排気中の煤を捕集するＤＰＦと、
上記ＤＰＦに捕集された煤の低減が要求されたときに、該ＤＰＦに捕集された煤を燃焼させるべく、上記燃料噴射弁により燃料を圧縮行程上死点付近で燃焼するように噴射する主噴射後の膨張行程又は圧縮行程に燃料を噴射する後噴射を実行する噴射制御手段とを備えているエンジンの排気浄化装置において、
上記噴射制御手段は、上記煤低減のための後噴射の実行中に、エンジンの停止又は燃料カットの要求があったとき、上記後噴射を直ちに停止するとともに、当該要求があった時点から所定時間を経過した後に上記主噴射を停止することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
請求項１において、
上記ＤＰＦよりも上流側の上記排気通路に配置され、排気通路中の燃料を着火させる着火手段と、
上記エンジンの停止又は燃料カットの要求があったときに上記着火手段を作動させる着火制御手段とを備えているエンジンの排気浄化装置。
請求項１において、
上記ＤＰＦよりも上流側の上記排気通路に酸化触媒が配置されているエンジンの排気浄化装置。
ディーゼルエンジンの燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁と、
上記エンジンの排気通路に配置され排気中の煤を捕集するＤＰＦと、
上記ＤＰＦに捕集された煤の低減が要求されたときに、該ＤＰＦに捕集された煤を燃焼させるべく、上記燃料噴射弁により燃料を圧縮行程上死点付近で燃焼するように噴射する主噴射後の膨張行程又は圧縮行程に燃料を噴射する後噴射を実行する噴射制御手段とを備えているエンジンの排気浄化装置において、
上記噴射制御手段は、上記煤低減のための後噴射の実行中にエンジンの停止又は燃料カットの要求があって該後噴射を停止するとともに上記主噴射を停止したときは、上記主噴射の再開時に上記煤低減のための後噴射を規制することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
請求項４において、
上記後噴射の規制は、燃料の後噴射量を所定時間少なくすることであるエンジンの排気浄化装置。
請求項４において、
上記後噴射の規制は、上記ＤＰＦの温度が所定温度以上になっている状態が所定時間継続するまで上記煤低減のための後噴射を止めることであるエンジンの排気浄化装置。
請求項１又は請求項４において、
上記ＤＰＦの温度を推定する温度推定手段を備え、
上記噴射制御手段は、上記ＤＰＦに捕集された煤の低減が要求され且つ上記温度推定手段によって推定されたＤＰＦの温度が所定値を越えるときに上記後噴射を実行し、上記ＤＰＦの温度が上記所定値以下のときは後噴射を規制するエンジンの排気浄化装置。
請求項１又は４において、
上記エンジンは自動車に搭載されて該自動車を走行駆動するものであり、
上記自動車の停止状態を検出する停止状態検出手段を備え、
上記噴射制御手段は、上記停止状態検出手段によって上記自動車が停止状態にあると検出されたときに上記主噴射を停止させるエンジンの排気浄化装置。