JP2006097578A - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、副燃料噴射を行うことで排気浄化装置を目標昇温に昇温させる排気浄化装置昇温制御を実行する内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気浄化装置昇温制御の実行時に排気浄化装置の温度をより精度良く目標温度とする。
【解決手段】 副燃料噴射を行うことによって排気通路に設けられた排気浄化装置を目標温度に昇温させる排気浄化装置昇温制御の実行中において、排気浄化装置の温度を目標温度に調整するために必要なエネルギー量である補正エネルギー量を算出し（Ｓ１０３）、算出された補正エネルギー量を副燃料噴射による燃料噴射量に換算することで副燃料噴射量の補正量を算出する（Ｓ１０４）。そして、算出された補正量に基づいて排気浄化装置昇温制御の実行中における副燃料噴射量を補正する（Ｓ１０５）。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関し、特に内燃機関の排気通路に設けられ排気を浄化する排気浄化装置を備えた内燃機関の排気浄化システムに関する。

排気中の粒子状物質（以下、ＰＭと称する）を捕集するパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタと称する）や吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単にＮＯｘ触媒と称する）のような、内燃機関の排気通路に設けられ排気を浄化する排気浄化装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいては、排気浄化装置の排気浄化能力を再生するために該排気浄化装置を昇温させる排気浄化装置昇温制御が行われている。

排気浄化装置昇温制御では、気筒内において、１燃焼サイクル（吸気、圧縮、膨張、排気行程が一回りするサイクル）中における主燃料噴射より後の時期であって膨張行程または排気行程で副燃料噴射を行う場合がある。例えば、噴射された燃料が主に気筒内において燃焼するタイミングで副燃料噴射を実行した場合、内燃機関から排出される排気の温度を上昇させることが出来、それによって排気浄化装置を昇温させることが出来る。また、噴射された燃料が主に未燃の状態で内燃機関から排出されるタイミングで副燃料噴射を実行した場合、排気浄化装置より上流側の排気通路に設けられた前段触媒に未燃燃料を供給することが出来、供給された未燃燃料が前段触媒において酸化することで発生する酸化熱によって排気浄化装置を昇温させることが出来る。

また、副燃料噴射を実行することによって排気浄化装置昇温制御を行う場合において、排気浄化装置の温度を目標温度に制御すべく、副燃料噴射によって噴射される燃料噴射量を排気温度センサの出力信号をフィードバックすることで補正すると共に、その補正量を内燃機関の運転状態に対応する学習値として記憶する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１７２１８５号公報 特開２００３−２７９２５号公報 特開２００２−２２７６３８号公報

内燃機関の排気浄化システムにおいて、副燃料噴射を実行することによって排気浄化装置昇温制御が行われる場合、該排気浄化装置昇温制御の実行中に、１燃焼サイクル毎に副燃料噴射によって噴射される燃料噴射量（以下、単に副燃料噴射量と称する。）を補正することで排気浄化装置の温度を目標温度に調整する。

本発明は、排気通路に設けられた排気浄化装置の排気浄化能力を再生させるべく、副燃料噴射を行うことで該排気浄化装置を目標昇温に昇温させる排気浄化装置昇温制御を実行する内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気浄化装置昇温制御の実行時に排気浄化装置の温度をより精度良く目標温度とすることが可能な技術を提供することを課題とする。

本発明では、副燃料噴射を行うことによって排気通路に設けられた排気浄化装置を目標温度に昇温させる排気浄化装置昇温制御の実行中において、排気浄化装置の温度を目標温度に調整するために必要なエネルギー量である補正エネルギー量を算出し、算出された補正エネルギー量を副燃料噴射による燃料噴射量に換算することで副燃料噴射量の補正量
を算出する。そして、算出された補正量に基づいて排気浄化装置昇温制御の実行中における副燃料噴射量を補正する。

より詳しくは、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に設けられ排気を浄化する排気浄化装置と、
該排気浄化装置の温度を検出する排気浄化装置温度検出手段と、
前記排気浄化装置に流入する排気流量を検出する排気流量検出手段と、を備え、
該排気浄化装置の排気浄化能力を再生させるときに、前記内燃機関の気筒内において、圧縮行程上死点近傍で行われる主燃料噴射に加え該主燃料噴射後の膨張行程または排気行程で副燃料噴射を行うことで、前記排気浄化装置を目標温度に昇温させる排気浄化装置昇温制御を実行する内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記目標温度と前記排気浄化装置温度検出手段によって検出される前記排気浄化装置の温度との差および前記排気流量検出手段によって検出される排気流量に基づいて、前記排気浄化装置昇温制御の実行中に前記排気浄化装置の温度を前記目標温度に調整するために必要な１燃焼サイクル毎のエネルギー量である補正エネルギー量を算出する補正エネルギー量算出手段と、
該補正エネルギー量算出手段によって算出された補正エネルギー量を前記副燃料噴射による燃料噴射量に換算することで、前記排気浄化装置昇温制御の実行中に１燃焼サイクル毎に前記副燃料噴射によって噴射される燃料噴射量である副燃料噴射量の補正量を算出する副燃料噴射補正量算出手段と、
該副燃料噴射補正量算出手段によって算出された補正量に基づいて前記副燃料噴射量を補正する副燃料噴射量補正手段と、
をさらに備えたことを特徴とする。

ここで、目標温度とは、排気浄化装置の排気浄化能力を再生させるのに好適な温度であって、排気浄化触媒の種類や状態等に応じて異なる値である。

副燃料噴射を行うことによって排気浄化装置を昇温させる場合、副燃料噴射量が同一であっても、排気浄化装置に流入する排気流量（以下、流入排気量と称する）に応じて排気浄化装置の温度は異なった値となる。具体的には、副燃料噴射を行ったときの流入排気量が少ないときは該流入排気量が多いときに比べて排気浄化装置の温度は上昇し易い。

そこで、本発明では、排気浄化装置昇温制御の実行中に検出（または推定）される排気浄化装置の温度と目標温度との差、および、排気浄化装置昇温制御の実行中に検出（または推定）される流入排気量に基づいて、排気浄化装置昇温制御の実行中に排気浄化装置の温度を目標温度に調整するために必要な１燃焼サイクル毎のエネルギー量である補正エネルギー量が算出される。そして、この補正エネルギー量を副燃料噴射によって噴射される燃料噴射量に換算することで副燃料噴射量の補正量が算出される。

本発明によれば、排気浄化装置昇温制御の実行中における流入排気量に応じた副燃料噴射量の補正量を算出することが出来る。そのため、この補正量に基づいて副燃料噴射量を補正することで、排気浄化装置昇温制御の実行中において排気浄化装置の温度をより精度良く目標温度とすることが出来る。

本発明においては、排気浄化装置昇温制御の実行中に、排気浄化装置の温度を目標温度に調整すべく流入排気量を補正する排気流量補正手段をさらに備えても良い。このような場合、排気浄化装置昇温制御の実行中においては、排気浄化装置の温度を目標温度に調整すべく、副燃料噴射量が補正されると共に流入排気量が補正される。

そして、排気流量補正手段をさらに備えた場合において、副燃料噴射補正量算出手段に
よって算出された補正量を補正前の副燃料噴射量に加算した値である要求副燃料噴射量が零よりも小さい場合、副燃料噴射量補正手段によって前記副燃料噴射量を零とし、且つ、排気流量補正手段によって流入排気量を増量補正しても良い。

排気浄化装置昇温制御の実行中において、排気浄化装置の温度が目標温度よりも高い場合、副燃料噴射補正量算出手段によって算出される副燃料噴射補正量は零より小さい値となる。そして、排気浄化装置の温度が目標温度よりもある程度以上高い場合、要求副燃料噴射量も零より小さい値となる場合がある。このような場合、副燃料噴射量を零としても、即ち、副燃料噴射の実行を停止しても、排気浄化装置の温度が目標温度にまで低下しない虞がある。そこで、このような場合は、副燃料噴射の実行を停止すると共に流入排気量を増量補正する。

これにより、排気浄化装置の温度をさらに低下させることが出来る。そのため、排気浄化装置昇温制御の実行中において、排気浄化装置の温度がより高くなった場合であっても該排気浄化装置の温度を目標温度に調整することが出来る。また、このために、排気浄化装置昇温制御の実行中に排気浄化装置が過昇温するのを抑制することが出来る。

また、本発明において、要求副燃料噴射量が零よりも小さい場合であって流入排気量を増量補正する場合、要求副燃料噴射量をエネルギー量に換算することで、排気浄化装置の温度を目標温度とするために必要な１燃焼サイクル毎のエネルギー量である要求エネルギー量を算出する要求エネルギー量算出手段をさらに備えても良い。このような場合、要求エネルギー量は、零より小さい値であって、排気浄化装置の温度を目標温度にまで低下させるために必要なエネルギー量となる。

そして、流入排気量を増量補正するときに目標とする目標流入排気量を、目標温度、および、排気流量検出手段によって検出される補正前の排気流量（流入排気量）、要求エネルギー量算出手段によって算出される要求エネルギー量に基づいて算出しても良い。

これによれば、目標流入排気量をより精度良く算出することが出来る。そして、このように算出された目標流入排気量に流入排気量を増量補正することによって、排気浄化装置の温度をより精度良く目標温度とすることが出来る。また、そのために、排気浄化装置の温度を目標温度にまで低下させる場合において、排気浄化装置の過剰な温度低下を抑制することが出来る。

また、本発明において、排気浄化装置昇温制御の実行中に、排気浄化装置の温度を目標温度に調整すべく、内燃機関の吸入空気量を補正することで流入排気量を補正する流入排気量補正手段をさらに備えた場合であって、要求副燃料噴射量が副燃料噴射量の上限値より大きい場合は、副燃料噴射量補正手段によって副燃料噴射量を上限値に補正し、且つ、流入排気量補正手段による流入排気量の補正を禁止しても良い。

ここで、副燃料噴射量の上限値とは、副燃料噴射によって１燃焼サイクル中に噴射可能な最大の燃料噴射量以下の値であって、内燃機関の機関回転数や機関負荷に基づいて定められる値である。

要求副燃料噴射量が副燃料噴射量の上限値より大きい場合、副燃料噴射量を上限値に補正しても排気浄化装置の温度が目標温度にまで上昇しない虞がある。

そのため、このような場合において、副燃料噴射量を上限値に補正すると共に、排気浄化装置の温度を目標温度にまで上昇させるべく、さらに流入排気量補正手段によって流入排気量を補正しようとすると、流入排気を減少させるために吸入空気量を減量補正するこ
とになる。しかしながら、吸入空気量が減少し過ぎると気筒内において失火が発生する虞がある。

そこで、上記によれば、要求副燃料噴射量が副燃料噴射量の上限値より大きい場合は、副燃料噴射量を上限値に補正し、且つ、流入排気量補正手段による流入排気量の補正を禁止する。即ち、吸入空気量の減量補正を禁止する。これにより、気筒内における失火の発生を抑制することが出来る。

本発明に係る内燃機関の排気浄化システムによれば、排気通路に設けられた排気浄化装置の排気浄化能力を再生させるべく、副燃料噴射を行うことで該排気浄化装置を目標昇温に昇温させる排気浄化装置昇温制御を実行する内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気浄化装置昇温制御の実行時に排気浄化装置の温度をより精度良く目標温度とすることが出来る。

以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの実施の形態について図面に基づいて説明する。

＜内燃機関及びその吸排気系の概略構成＞
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機関である。内燃機関１の気筒２内にはピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の燃焼室には、吸気ポート４と排気ポート５とが接続されている。吸気ポート４および排気ポート５の燃焼室への開口部は、それぞれ吸気弁６および排気弁７によって開閉される。吸気ポート４および排気ポート５は、それぞれ吸気通路８および排気通路９に接続されている。また、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１０が設けられている。

吸気通路８には、吸入空気量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ１６、および、吸入空気量を制御するスロットル弁１７が設けられている。排気通路９には、排気中のＰＭを捕集するフィルタ１１が設けられており、該フィルタ１１にはＮＯｘ触媒が担持されている。このフィルタ１１が本発明に係る排気浄化装置を構成する。排気通路９におけるフィルタ１１より上流側には酸化触媒１２が設けられている。フィルタ１１より上流側且つ酸化触媒１２より下流側の排気通路９には排気の温度に対応じた電気信号を出力する排気温度センサ１３が設けられている。尚、酸化触媒１２は酸化機能を有していれば良く、例えば、ＮＯｘ触媒等であっても良い。

以上述べたように構成された内燃機関１には、この内燃機関１を制御するためのＥＣＵ２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、エアフローメータ１６や、排気温度センサ１３、内燃機関１のクランク角に応じた電気信号を出力するクランクポジションセンサ１４、アクセル開度に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ１５等の各種センサが電気配線を介して接続されており、これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。また、ＥＣＵ２０には、燃料噴射弁１０やスロットル弁１７が電気的に接続されており、ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。

＜フィルタ昇温制御＞
次に、本実施例において、フィルタ１１に堆積したＰＭを酸化・除去して該フィルタ１１の排気浄化能力を再生させるべく行われるフィルタ昇温制御について説明する。

本実施例に係るフィルタ昇温制御においては、圧縮行程上死点近傍の時期に燃料噴射弁１０から燃料を噴射することで行われる主燃料噴射に加え、該主燃料噴射後の膨張行程または排気行程で副燃料噴射を行うことで、フィルタ１１に流入する流入排気を昇温させ、それによってフィルタ１１をも昇温させる。

ここで、副燃料噴射は、噴射された燃料が主に気筒２内で燃焼し、それによって排気温度が上昇するタイミングで燃料噴射弁１０から燃料を噴射することで行われるアフター燃料噴射であっても良い。また、酸化触媒１２が活性化状態にあるときに、噴射された燃料が主に未燃燃料として内燃機関１から排出されて酸化触媒１２に供給されるタイミングで燃料噴射弁１０から燃料を噴射することで行われるポスト燃料噴射であっても良い。

そして、副燃料噴射の実行を開始することでフィルタ昇温制御の実行を開始した後、フィルタ昇温制御の実行中においては、１燃焼サイクル毎に副燃料噴射によって噴射する副燃料噴射量を補正することで、フィルタ１１の温度を目標温度Ｔｔに調整する。

ここで、目標温度Ｔｔとは、フィルタ１１に堆積したＰＭの酸化・除去が促進される温度であって、且つ、フィルタ１１の劣化や溶損が抑制される温度である。この目標温度Ｔｔは、予め定められた値でも良く、また、フィルタ１１でのＰＭ堆積量に応じて変更されても良い。

＜副燃料噴射補正量算出方法＞
ここで、フィルタ昇温制御の実行中において、副燃料噴射量を補正するときの補正量Ｑｃ（以下、副燃料噴射補正量Ｑｃと称する）を算出する方法について説明する。本実施例では、下記式（１）によって、フィルタ昇温制御の実行中における副燃料噴射補正量Ｑｃが算出される。
Ｑｃ＝（Ｔｔ−Ｔ）×Ｇｎ×ａ×ｂ・・・（１）

式（１）において、Ｇｎは、フィルタ昇温制御の実行中における流入排気量を表している。この流入排気量Ｇｎはエアフローメータ１６の検出値に基づいて推定される。また、Ｔは、フィルタ昇温制御の実行中におけるフィルタ１１の温度（以下、フィルタ温度Ｔと称する）を表している。このフィルタ温度Ｔは、排気温度センサ１３の検出値と流入排気量Ｇｎとに基づいて推定される。また、ａ、ｂはそれぞれ後述する係数を表している。

上記式（１）によれば、目標温度Ｔｔからフィルタ温度Ｔを減算し、この減算値に流入排気量Ｇｎと係数ａとを乗算することで、フィルタ温度Ｔを目標温度Ｔｔに調整するために必要な１燃焼サイクル毎のエネルギー量である補正エネルギー量Ｅｃを算出する。つまり、係数ａは、目標温度Ｔｔからフィルタ温度Ｔを減算した減算値に流入排気量Ｇｎを乗算した値を、フィルタ昇温制御の実行中における１燃焼サイクル毎のエネルギー量に換算する換算係数である。この換算係数ａは予め定められた値である。

そして、この補正エネルギー量Ｅｃに係数ｂを乗算することで副燃料噴射補正量Ｑｃを算出する。つまり、係数ｂは、エネルギー量を副燃料噴射による燃料噴射量に換算する換算係数である。この換算係数ｂも予め定められた値である。

このような算出方法によれば、フィルタ昇温制御の実行中における流入排気量Ｇｎに応じた副燃料噴射補正量Ｑｃを算出することが出来る。そのため、この副燃料噴射補正量Ｑｃに基づいて副燃料噴射量を補正することで、フィルタ昇温制御の実行時にフィルタ１１の温度をより精度良く目標温度Ｔｔとすることが出来る。

＜副燃料噴射量補正制御＞
以下、本実施例に係る副燃料噴射量の補正制御ルーチンについて図２に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、クランクシャフトが規定クランク角回転する毎に実行されるルーチンである。尚、上記式（１）による副燃料噴射補正量Ｑｃの算出は、本ルーチンにおけるＳ１０３およびＳ１０４によって実現される。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において、フィルタ昇温制御が実行中であるか否かを判別する。このＳ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０２に進み、現時点での流入排気量Ｇｎおよびフィルタ温度Ｔを推定する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３に進み、上記副燃料噴射補正量算出方法において説明したように、目標温度Ｔｔおよびフィルタ温度Ｔ、流入排気量Ｇｎから補正エネルギー量Ｅｃを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４に進み、上記副燃料噴射補正量算出方法において説明したように、補正エネルギー量Ｅｃから副燃料噴射補正量Ｑｃを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５に進み、Ｓ１０４にて算出された副燃料噴射補正量Ｑｃに基づいて副燃料噴射量の補正を実行し、本ルーチンの実行を一旦終了する。

以上説明した制御ルーチンによれば、流入排気量Ｇｎに応じて算出された副燃料噴射補正量Ｑｃに基づいて副燃料噴射量が補正される。そのため、フィルタ昇温制御の実行時にフィルタ１１の温度をより精度良く目標温度Ｔｔとすることが出来る。

尚、本実施例においては、フィルタ１１に堆積したＰＭを酸化・除去するときのフィルタ昇温制御について説明したが、フィルタ１１に担持されているＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを還元するために行われるフィルタ昇温制御も同様に副燃料噴射によって行う場合がある。この場合においても、本実施例に係る副燃料噴射量の補正制御を適用することが出来る。

本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成は、上述した実施例１と同様であるためその説明を省略する。また、本実施例においても、上述した実施例１と同様のフィルタ昇温制御が行われる。

＜流入排気量補正制御＞
本実施例では、フィルタ昇温制御の実行中において、フィルタ１１の温度を目標温度Ｔｔに調整するために、実施例１で説明した副燃料噴射量の補正制御に加えて、さらに流入排気量の補正制御を実行する。

以下、本実施例に係る流入排気量の補正制御について説明する。本実施例においても、実施例１で説明した副燃料噴射補正量算出方法によって、フィルタ昇温制御の実行中に副燃料噴射補正量Ｑｃが算出される。そして、補正前の副燃料噴射量Ｑｓｕｂ０にこの副燃料噴射補正量Ｑｃを加算することによって、補正後の副燃料噴射量、即ち、フィルタ１１の温度を目標温度Ｔｔとするために必要な副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔ（以下、要求副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔと称する）を算出する。

ここで、フィルタ昇温制御の実行中において、フィルタ１１の温度が目標温度Ｔｔよりも高い場合、副燃料噴射補正量Ｑｃは零より小さい値となる。そして、フィルタ１１の温度が目標温度Ｔｔよりもある程度以上高い場合、要求副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔも零より小さい値となる場合がある。このような場合、副燃料噴射量を零としても、即ち、副燃料噴射の実行を停止しても、フィルタ１１の温度は目標温度Ｔｔまでは低下しない虞がある。そこで、このような場合、本実施例では、副燃料噴射の実行を停止すると共に流入排気量を増量補正する。

これにより、フィルタ１１の温度をさらに低下させることが出来る。そのため、フィルタ昇温制御の実行中において、フィルタ１１の温度がより高くなった場合であっても該フィルタ１１の温度を目標温度Ｔｔに調整することが出来る。また、このために、フィルタ昇温制御の実行中にフィルタ１１が過昇温するのを抑制することが出来る。

尚、本実施例において、流入排気量を補正する場合は、スロットル弁１７によって内燃機関１の吸入空気量を制御する。つまり、流入排気量を増量補正する場合は、スロットル弁１７の開度を大きくして内燃機関１の吸入空気量を増加させることで流入排気量を増加させる。

＜目標流入排気量算出方法＞
次に、上記のように、フィルタ昇温制御の実行中において、フィルタ１１の温度を目標温度Ｔｔとすべく流入排気量を増量補正するときに目標とする目標流入排気量Ｇｎｔを算出する方法について説明する。

要求副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔ、および、目標温度Ｔｔ、フィルタ昇温制御の実行中における流入排気量Ｇｎ、目標流入排気量Ｇｎｔの関係は下記式（２）で表すことが出来る。尚、ここでは、要求副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔは零より小さい値である。
Ｑｓｕｂｔ＝Ｔｔ×（Ｇｎ−Ｇｎｔ）×ａ´×ｂ´・・・（２）

式（２）において、ａ´は、流入排気量Ｇｎから目標流入排気量Ｇｎｔを減算した減算値に目標温度Ｔｔを乗算した値を、フィルタ昇温制御の実行中における１燃焼サイクル毎のエネルギー量に換算する換算係数である。つまり、流入排気量Ｇｎから目標流入排気量Ｇｎｔを減算した減算値に目標温度Ｔｔおよび換算係数ａを乗算した値は、フィルタ１１の温度が目標温度Ｔｔであるときにおいて流入排気量Ｇｎを目標流入排気量Ｇｎｔに補正した場合に１燃焼サイクル毎に発生するエネルギー量である。また、ｂ´は、エネルギー量を副燃料噴射量に換算する換算係数である。

上記式（２）から下記式（３）を得ることが出来る。
Ｑｓｕｂｔ×ｃ＝Ｔｔ×（Ｇｎ−Ｇｎｔ）×ａ´・・・（３）

式（３）において、ｃは、前記換算係数ｂ´の逆数であって、要求副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔをエネルギー量に換算する換算係数である。つまり、要求燃料噴射量Ｑｃに換算係数ｃを乗算した値が、副燃料噴射を停止したときのフィルタ１１の温度をさらに目標温度Ｔｔにまで低下させるために必要な要求エネルギー量Ｅｔとなる。

そして、上記式（３）から、下記式（４）を得ることが出来る。
Ｇｎｔ＝Ｇｎ−Ｅｔ/（Ｔｔ×ａ´）・・・（４）

本実施例においては、上記式（４）によって目標流入排気量Ｇｎｔを算出する。このような式（４）によれば、目標流入排気量Ｇｎｔをより精度良く算出することが出来る。そのため、このように算出された目標流入排気量Ｇｎｔに流入排気量を増量補正することに
よって、フィルタ１１の温度をより精度良く目標温度Ｔｔとすることが出来る。

＜副燃料噴射量および流入排気量補正制御＞
以下、本実施例に係る副燃料噴射量および流入排気量の補正制御ルーチンについて図３に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンも、前記と同様、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、クランクシャフトが規定クランク角回転する毎に実行されるルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ２０１において、フィルタ昇温制御が実行中であるか否かを判別する。このＳ２０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

Ｓ２０２において、ＥＣＵ２０は、上述した実施例１と同様の方法で副燃料噴射補正量Ｑｃを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０３に進み、現時点での副燃料噴射量（即ち、補正前の副燃料噴射量）Ｑｓｕｂ０に副燃料噴射補正量Ｑｃを加算して要求副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０４に進み、要求副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔが零より小さい値であるか否かを判別する。このＳ２０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０８に進む。

Ｓ２０５において、ＥＣＵ２０は、要求副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔに換算係数ｃを乗算することで要求エネルギー量Ｅｔを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０６に進み、要求エネルギー量Ｅｔおよび現時点での流入排気量Ｇｎ、目標温度Ｔｔに基づき上記式（４）によって目標流入排気量Ｇｎｔを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０７に進み、副燃料噴射の実行を停止し、且つ、流入排気量を目標流入排気量Ｇｎｔに補正する。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

一方、Ｓ２０８において、ＥＣＵ２０は、要求副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔが副燃料噴射量の上限値Ｑｓｕｂｍａｘよりも大きいか否かを判別する。ここで、副燃料噴射量の上限値Ｑｓｕｂｍａｘとは、副燃料噴射によって１燃焼サイクル中に噴射可能な最大の燃料噴射量以下の値であって、現時点での内燃機関１の機関回転数や機関負荷に基づいて定められる値である。Ｓ２０８において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０９に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２１０に進む。

Ｓ２０９において、ＥＣＵ２０は、副燃料噴射量を上限値Ｑｓｕｂｍａｘに補正し、且つ、流入排気量の補正を禁止する。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

一方、Ｓ２１０において、ＥＣＵ２０は、副燃料噴射量を要求副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔに補正して本ルーチンの実行を一旦終了する。

以上説明した制御ルーチンによれば、フィルタ昇温制御において、副燃料噴射を停止すると共に流入排気量を補正することで、フィルタ１１の温度を目標温度Ｔｔにまで低下さ
せる場合であっても、フィルタ１１の温度をより精度良く目標温度Ｔｔとすることが出来る。また、そのために、フィルタ１１の温度を目標温度Ｔｔにまで低下させる場合において、フィルタ１１の過剰な温度低下を抑制することが出来る。

また、上記制御ルーチンにおいては、要求副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔが副燃料噴射量の上限値Ｑｓｕｂｍａｘより大きい場合、副燃料噴射量を上限値Ｑｓｕｂｍａｘに補正するのみであって流入排気量は補正しない。つまり、フィルタ１１の温度を目標温度に上昇させるための流入排気の減量補正は行われない。

これは、本実施例において流入排気を減少させようとした場合は、スロットル弁１７によって内燃機関１の吸入空気量を減少させることになるが、吸入空気量が減少し過ぎると気筒２内において失火が発生する虞があるためである。

従って、上記制御ルーチンによれば、フィルタ温度１１の温度を目標温度Ｔｔとすべくフィルタ温度１１の温度を上昇させる場合であっても、流入排気量の補正は禁止することで、吸入空気量の減量補正が行われないようにする。これにより、気筒２内における失火の発生を抑制することが出来る。

また、上記制御ルーチンによれば、要求副燃料噴射量Ｑｓｕｂｔが零以上且つ副燃料噴射量の上限値Ｑｓｕｂｍａｘ以下の場合は、副燃料噴射量を要求燃料噴射量Ｑｓｕｂｔに補正することで、フィルタ１１の温度をより精度良く目標温度１１とすることが出来る。

尚、実施例１と同様、フィルタ１１に担持されているＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを還元するために行われるフィルタ昇温制御を副燃料噴射によって行う場合においても、本実施例に係る副燃料噴射量および流入排気量の補正制御を適用することが出来る。

本発明の実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成図。 本発明の実施例１に係る副燃料噴射量の補正制御ルーチンを示すフローチャート。 本発明の実施例２に係る副燃料噴射量および流入排気量の補正制御ルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１・・・内燃機関
２・・・気筒
９・・・排気通路
１０・・燃料噴射弁
１１・・パティキュレートフィルタ
１２・・酸化触媒
１３・・排気温度センサ
１６・・エアフローメータ
１７・・スロットル弁
２０・・ＥＣＵ

Claims (4)

1. 内燃機関の排気通路に設けられ排気を浄化する排気浄化装置と、
   該排気浄化装置の温度を検出する排気浄化装置温度検出手段と、
   前記排気浄化装置に流入する排気流量を検出する排気流量検出手段と、を備え、
   該排気浄化装置の排気浄化能力を再生させるときに、前記内燃機関の気筒内において、圧縮行程上死点近傍で行われる主燃料噴射に加え該主燃料噴射後の膨張行程または排気行程で副燃料噴射を行うことで、前記排気浄化装置を目標温度に昇温させる排気浄化装置昇温制御を実行する内燃機関の排気浄化システムにおいて、
   前記目標温度と前記排気浄化装置温度検出手段によって検出される前記排気浄化装置の温度との差および前記排気流量検出手段によって検出される排気流量に基づいて、前記排気浄化装置昇温制御の実行中に前記排気浄化装置の温度を前記目標温度に調整するために必要な１燃焼サイクル毎のエネルギー量である補正エネルギー量を算出する補正エネルギー量算出手段と、
   該補正エネルギー量算出手段によって算出された補正エネルギー量を前記副燃料噴射による燃料噴射量に換算することで、前記排気浄化装置昇温制御の実行中に１燃焼サイクル毎に前記副燃料噴射によって噴射される燃料噴射量である副燃料噴射量の補正量を算出する副燃料噴射補正量算出手段と、
   該副燃料噴射補正量算出手段によって算出された補正量に基づいて前記副燃料噴射量を補正する副燃料噴射量補正手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
2. 前記排気浄化装置昇温制御の実行中に、前記排気浄化装置の温度を前記目標温度に調整すべく、前記排気浄化装置に流入する排気流量を補正する排気流量補正手段をさらに備え、
   前記副燃料噴射補正量算出手段によって算出された補正量を補正前の前記副燃料噴射量に加算した値である要求副燃料噴射量が零よりも小さい場合、前記副燃料噴射量補正手段によって前記副燃料噴射量を零とし、且つ、前記排気流量補正手段によって、前記排気浄化装置に流入する排気流量を増量補正することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化システム。
3. 前記要求副燃料噴射量をエネルギー量に換算することで、前記排気浄化装置の温度を前記目標温度とするために必要な１燃焼サイクル毎のエネルギー量である要求エネルギー量を算出する要求エネルギー量を算出する要求エネルギー量算出手段をさらに備え、
   前記要求副燃料噴射量が零よりも小さい場合であって、前記排気浄化装置に流入する排気流量を前記排気流量補正手段によって増量補正するときに目標とする目標流入排気量を、前記目標温度、および、前記排気流量検出手段によって検出される補正前の排気流量、前記要求エネルギー量算出手段によって算出される前記要求エネルギー量に基づいて算出することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の排気浄化システム。
4. 前記排気浄化装置昇温制御の実行中に、前記排気浄化装置の温度を前記目標温度に調整すべく、前記内燃機関の吸入空気量を補正することで前記排気浄化装置に流入する排気流量を補正する流入排気量補正手段をさらに備え、
   前記副燃料噴射補正量算出手段によって算出された補正量を補正前の前記副燃料噴射量に加算した値である要求副燃料噴射量が前記副燃料噴射量の上限値より大きい場合、前記副燃料噴射量補正手段によって前記副燃料噴射量を前記上限値に補正し、且つ、前記排気浄化装置に流入する排気流量の前記流入排気量補正手段による補正を禁止することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化システム。

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