JP2006250120A - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気浄化装置による排気清浄化のため排気温度を上昇させるかまたは空燃比をリッチ化するときに、燃費の悪化とスモークの増加を最小限に抑える燃焼を実現する。
【解決手段】排気通路に設けられる排気浄化装置（１６、１７）と、エンジンの燃焼室に燃料を直接的に噴射可能でかつ燃料噴射を２回以上に分割して噴射可能な可変燃料噴射装置（１０）と、前記排気浄化装置（１６、１７）が通常時の状態にあるのかそれとも通常時以外の状態にあるのかを検出する排気浄化装置状態検出手段（３０）とを備え、前記排気浄化装置状態検出手段（３０）の検出結果より排気浄化装置（１６、１７）が通常時以外の状態にある場合に、圧縮上死点近傍での燃料噴射と、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行する燃料噴射実行手段（３０）と、この複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を任意に変化させる制御手段（３０）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関する。

従来、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置として、排気通路に設けている触媒の活性を高めるため排気温度の上昇を促すときなどに、圧縮上死点近傍での燃料噴射と、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行し、その際エンジンの要求トルクを満足させて排気温度を昇温させるために複数回の燃料噴射の総燃料噴射量を圧縮上死点近傍での一括燃料噴射の燃料噴射量よりも増量するものがある（特許文献１参照）。
特開２０００−３２０３８６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置においては、複数回の燃料噴射による燃焼が継続するように、圧縮上死点近傍での燃料噴射による燃焼中に、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射を実行することが必要である。

この結果、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射による燃焼が、拡散燃焼主体の燃焼となることから、排気通路に設けている触媒（排気浄化装置）の再生処理などのため排気を昇温させているかまたは空燃比をリッチ化させている場合において、特にエンジン負荷（燃料噴射量）が増大するときにスモークが増加してしまう。

そこで本発明は、排気通路に設けている排気浄化装置による排気清浄化のため、排気温度を上昇させるかまたは空燃比をリッチ化するときに、燃費の悪化とスモークの増加を最小限に抑える燃焼を実現する装置を提供することを目的とする。

本発明は、排気通路に設けられる排気浄化装置と、エンジンの燃焼室に燃料を直接的に噴射可能でかつ燃料噴射を２回以上に分割して噴射可能な可変燃料噴射装置と、前記排気浄化装置が通常時の状態にあるのかそれとも通常時以外の状態にあるのかを検出する排気浄化装置状態検出手段とを備え、前記排気浄化装置状態検出手段の検出結果より排気浄化装置が通常時以外の状態にある場合に、圧縮上死点近傍での燃料噴射と、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行し、この複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を任意に変化させるように構成する。

本発明によれば、排気浄化装置が通常時以外の状態にある場合に、圧縮上死点近傍での燃料噴射と、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行し、この複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を任意に変化させるので、スモーク増加を最小限にすることを優先するとき（高負荷運転条件）には予混合燃焼の比率を高め（拡散燃焼の比率を低くする）、この逆にスモーク増加よりも燃焼安定性を優先させるとき（低負荷運転条件）には拡散燃焼の比率を高める（予混合燃焼の比率を低くする）等、排気通路に設けている排気浄化装置による排気清浄化のための排気温度の上昇や空燃比のリッチ化を実現しながら、スモーク増加を最小限にでき、燃焼安定化により燃費の悪化を防ぐことができる。

以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の燃焼制御装置を備えたディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」ともいう。）の概略構成図である。

図１において、エンジン本体より排気通路３の上流側部分を構成する排気出口通路３ａに出た排気は過給機のタービン３ｂへと流れる。

排気の一部を吸気通路へと還流するため、排気出口通路３ａと吸気通路２の吸気コレクタ２ｃとを連通する排気還流通路（ＥＧＲ通路）４と、このＥＧＲ通路４の流路面積を連続的に制御可能なＥＧＲ弁５とからなるＥＧＲ装置（排気還流装置）が設けられている。

吸気通路２には上流位置にエアクリーナ２ａが、その下流に過給機のコンプレッサ２ｂが配置されている。

このコンプレッサ２ｂと吸気コレクタ２ｃとの間にはアクチュエータ（例えばステッピングモータ式）によって開閉駆動される吸気絞り弁６が介装されている。この吸気絞り弁６は上記のＥＧＲ弁５と共にＥＧＲ量（ＥＧＲ率）の制御に用いられる。

上記タービン３ｂを通過した排気は、タービン３ｂ下流に配置されているＮＯｘトラップ触媒１６（以下単に「触媒」という。）へと流れる。触媒１６は排気の空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘをトラップし、排気空燃比がリッチのときに触媒１６にトラップしているＮＯｘを脱離するともに、空燃比がリッチのときにリッチ雰囲気中のＨＣ、ＣＯを還元剤として用いてその脱離したＮＯｘを脱離浄化するものである。この触媒１６には、酸化触媒（貴金属）を担持させて、流入する排気成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化する機能をも持たせてある。

触媒１６の下流には、排気中のパティキュレート（このパティキュレートを以下「ＰＭ」いう。）を捕集するフィルタ（以下このフィルタを「ＤＰＦ」という。）１７を配置している。このＤＰＦ１７にも、酸化触媒（貴金属）を担持させて、流入する排気成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化する機能を持たせてある。

なお、触媒１６とＤＰＦ１７とは逆に配置してもよいし、ＤＰＦにＮＯｘトラップ触媒を担持させて一体に構成してもよい。また、いずれか一方だけを配置した構成としてもかまわない。触媒１６、ＤＰＦ１７はいずれも排気浄化装置である。

エンジン１の燃料噴射装置１０（可変燃料噴射装置）は、公知のコモンレール式燃料噴射装置であって、サプライポンプ１１と、コモンレール（蓄圧室）１４と、気筒毎に設けられた燃料噴射弁１５とから大略構成され、サプライポンプ１１により加圧された燃料が燃料供給通路１２を介してコモンレール１４にいったん蓄えられたあと、コモンレール１４内の高圧燃料が各気筒の燃料噴射弁１５に分配される。

上記コモンレール１４には、コモンレール１４内の燃料圧力および燃料温度を検出するために、燃料圧力センサ３４および燃料温度センサ３５が設けられている。また、コモンレール１４内の燃料圧力を目標値に制御するために、サプライポンプ１１からの吐出燃料の一部が、図示しないオーバーフロー通路を介してから燃料供給通路に戻されるようになっている。詳しくは、オーバーフロー通路の流路面積を変える圧力制御弁１３が設けられており、この圧力制御弁１３がエンジンコントロールユニット３０からのデューティ信号に応じてオーバーフロー通路の流路面積を変化させる。これにより、サプライポンプ１１からコモンレール１４への実質的な燃料吐出量が調整され、コモンレール１４内の燃料圧力が目標値へと制御される。

燃料噴射弁１５は、エンジンコントロールユニット３０からのＯＮ−ＯＦＦ信号によって開閉される電子式の噴射弁であって、ＯＮ信号によって燃料を燃焼室に噴射し、ＯＦＦ信号によって噴射を停止する。そして、燃料噴射弁１５へ印加されるＯＮ信号の期間が長いほど燃料噴射量が多くなり、またコモンレール１４の燃料圧力が高いほど燃料噴射量が多くなる。

エンジンコントロールユニット３０には、上記燃料圧力センサ３４からのコモンレール圧力（コモンレール１４の燃料圧力）Ｐｃｒの信号、燃料温度センサ３５からの燃料温度Ｔｆの信号のほかに、水温センサ３１からの冷却水温Ｔｗの信号、クランク角度検出用クランク角センサ３２からのクランク角度（エンジン回転速度Ｎｅの基礎となる）の信号、気筒判別用クランク角センサ３３からの気筒判別信号Ｃｙｌ、アクセル開度センサ３６からのアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量のこと）Ａｃｃ（エンジン負荷相当）の信号、エアフローメータ７からの吸入空気量Ｑａｉｒの信号がそれぞれ入力される。

また、触媒温度センサ３７からの触媒１６の温度Ｔ１の信号、排気圧力センサ３８からのＤＰＦ１７の入口側排気圧力Ｐ１の信号、ＤＰＦ温度センサ３９からのＤＰＦ１７の温度Ｔ２の信号、空燃比センサ４０からのＤＰＦ１７出口の排気の空燃比（この空燃比より空気過剰率が算出される）の信号もエンジンコントロールユニット３０に入力されている。

ただし、触媒１６の温度やＤＰＦ１７の温度はこれら触媒１６、ＤＰＦ１７の下流側などに排気温度センサを設けてその各排気温度より触媒１６の温度やＤＰＦ１７の温度を間接的に検出するようにしてもよい。

エンジンコントロールユニット３０では、これらの入力信号に基づいて、燃料噴射の噴射量制御及び噴射時期制御のための燃料噴射弁１５への燃料噴射指令信号、吸気絞り弁６への開度指令信号、ＥＧＲ弁５への開度指令信号等を出力する。具体的には、これらの入力信号に基づいて、エンジン基本制御を行うと共に触媒１６の暖機促進処理を行うほか、次の４つの処理からなる排気浄化制御を行う。

〈１〉ＤＰＦ再生処理、
〈２〉リッチスパイク処理、
〈３〉Ｓ被毒解除処理、
〈４〉ＤＰＦ溶損防止処理、
ここで、上記〈１〉のＤＰＦ再生処理は、ＤＰＦ１７に捕集されて堆積したＰＭの量（この堆積したＰＭの量を、以下単に「ＰＭ堆積量」という。）が所定値ＰＭ１を超えたときに排気の空気過剰率と排気温度とを後述する値に制御してこの堆積したＰＭを燃焼除去させる処理のことである。これによってＤＰＦ１７はＰＭの堆積していない状態へと戻る（ＤＰＦ１７の再生）。

上記〈２〉のリッチスパイク処理は触媒１６にトラップされて堆積したＮＯｘの量（このトラップされたＮＯｘの量を、以下単に「ＮＯｘ堆積量」という。）が所定値ＮＯｘ１を超えたときに排気の空気過剰率と排気温度とを後述する値に制御して触媒１６にトラップされているＮＯｘを触媒１６より脱離しつつ排気中のＨＣ、ＣＯを還元剤として用いて還元浄化させる処理のことである。これによって触媒１６はＮＯｘの堆積していない状態へと戻る（触媒１６の再生）。

上記〈３〉のＳ被毒解除処理は、触媒１６に付着して堆積したＳ（硫黄分）の量（この付着したＳ量を、以下単に「Ｓ堆積量」という。）が所定値Ｓ１を超えたときに、排気の空気過剰率と排気温度とを後述する値に制御して触媒１６に付着しているＳを高温で吹き飛ばす処理である。

上記〈４〉のＤＰＦ溶損防止処理は、後述するように、ＤＰＦ再生処理が終了したタイミングでＤＰＦ１７にＰＭの燃え残りがあった場合にも、通常のリーン運転に戻すため排気の空気過剰率を１．４を超える値へと急に大きくしたのでは、燃え残ったＰＭが一気に再燃焼してＤＰＦ１７の急激な温度上昇を招きＤＰＦ１７が溶損する、という可能性を回避するために行うものである。

さて、エンジンの基本制御中、エンジンは通常、排気の空気過剰率が１．４を超えるリーン燃焼で運転される。

これに対して、上記〈１〉のＤＰＦ再生処理を行う場合には、排気の空気過剰率を１．１〜１．４ の間で制御しかつＤＰＦ温度Ｔ２を約６００℃以上（上限温度は約６５０℃）に制御する必要がある。上記〈２〉のリッチスパイク処理を行う場合には、排気の空気過剰率を約０．８程度（空燃比をリッチ）にしかつ触媒１６の温度Ｔ１を最低でも約２００℃以上（十分な活性を得るためには約２２０℃以上）に制御する必要がある。上記〈３〉のＳ被毒解除処理を行う場合には排気の空気過剰率を１．０（理論空燃比）にし、かつ触媒１６の温度Ｔ１を６００℃以上（上限温度は触媒１６の熱劣化を防ぐため約７００℃）に制御する必要がある。

このように、ＤＰＦ再生処理やＳ被毒解除処理等を実行する際には約６００℃以上の高排気温度を実現したり高排気温度で１．４以下の低空気過剰率を実現することが必須であり、通常のリーン運転状態から吸気を絞る等により筒内作動ガス量を減じて運転する必要がある。

ところが、作動ガス量を減じると筒内の圧縮端温度が低下してしまうことから、通常のリーン燃焼と同じ噴射設定では燃焼が不安定となり、甚だしい場合は失火を生じるため、エンジンの出力制御が困難となって高排気温度や低空気過剰率を実現することは難しい。

そこで 特許文献１では、エンジンの要求トルクを満足させつつ排気温度を上昇させるために、圧縮上死点近傍での燃料噴射と、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行すると共に、複数回の燃料噴射の総燃料噴射量を圧縮上死点近傍での一括燃料噴射の燃料噴射量よりも増量している。この従来技術は燃焼の安定性を悪化させることなく噴射期間を拡大することを狙ったもので、これにより高排気温度や低空気過剰率の実現を図っている。

このような従来技術において、具体的に３回の燃料噴射を行う場合の噴射波形を図２第３段目に示すと、Ｍｐ１は圧縮上死点を挟んでの燃料噴射（この圧縮上死点を挟んでの燃料噴射を以下「先頭噴射」という。）の噴射期間、Ｍｐ２は膨張行程での１回目の燃料噴射（この膨張行程での１回目の燃料噴射を以下「２回目噴射」という。）の噴射期間、Ｍｐ３は膨張行程での２回目の燃料噴射（この膨張行程での２回目の燃料噴射を以下「３回目噴射」という。）の噴射期間で、３つの噴射期間とも同じにしている（Ｍｐ１＝Ｍｐ２＝Ｍｐ３）。参考のため、圧縮上死点近傍での一括噴射（通常噴射）の場合の噴射波形を図２第２段目に、またパイロット噴射（主噴射に先行して圧縮行程で小量の燃料を噴射させて燃焼させ主噴射燃料の着火燃焼性を高めるためのもの）を行う場合の噴射波形を図２最上段に示している。また、図２最下段には、図２最上段のようにパイロット噴射を行う場合、図２第２段目のように通常噴射（単段噴射）を行う場合、図２第３段目のように従来の３回の燃料噴射（従来の分割噴射）を行う場合の熱発生率ｄＱ／ｄθの特性を重ねて示している。

しかしながら、従来の分割噴射においては、先頭噴射燃料による燃焼が継続している間に（火炎中に）２回目噴射燃料、３回目噴射燃料を続けて噴射させることが必要で、図２最上段に示すパイロット噴射を行う場合や、図２第２段目に示す単段噴射を行う場合と異なり、２回目噴射燃料、３回目噴射燃料による燃焼が拡散燃焼主体の燃焼となってしまうことから、ＤＰＦ再生処理やＳ被毒解除処理等のため排気温度を上昇させたり空燃比をリッチ化させたりしている場合において、特にエンジンの負荷（燃料噴射量）が増大するときにスモーク増加が大きくなり易く、この増加するスモークを低減することが大きな課題であった。

そこで、本発明では主噴射燃料について図３上２段（２回の燃料噴射を行う場合）や図４上３段（３回の燃料噴射を行う場合）で示すような分割噴射を行う。すなわち、本発明でも従来の分割噴射の場合と同じに分割総噴射量を、圧縮上死点での一括噴射（通常噴射）の燃料噴射量よりも増量すると共に、スモーク濃度がもともと十分低いものの圧縮着火性が比較的低く、排気温度が低くて昇温要求代が大きい低負荷運転条件においては、燃焼安定性を優先させるため、複数回の燃料噴射によって発生する燃焼全体における拡散燃焼の比率を予混合燃焼の比率よりも相対的に高くする。一方、圧縮着火性は比較的高いもののスモークが増加しやすく、排気温度が比較的高くて昇温要求代が小さい高負荷運転条件になると、スモークの増加を防止することを優先させるため、複数回の燃料噴射によって発生する燃焼全体における予混合燃焼の比率を拡散燃焼の比率よりも相対的に高くする。

このため、分割噴射としてまず２回の燃料噴射を行う場合には、低負荷運転条件のとき図３第２段目に示したように先頭噴射の噴射期間ＭＰ１を２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２より短くする。言い換えると、予混合燃焼が主体になる先頭噴射の燃料噴射量比率を小さくする。この結果、先頭噴射の噴射開始から２回目噴射の噴射開始までの間隔ΔＩＴ１（分割噴射における第１噴射間隔）は、図３第３段目に示す従来の分割噴射の場合より短くなる。

一方、高負荷運転条件になると、図３最上段に示したように先頭噴射の噴射期間ＭＰ１を２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２より長くする。言い換えると、予混合燃焼が主体になる先頭噴射の燃料噴射量比率を大きくする。この結果、先頭噴射の噴射開始から２回目噴射の噴射開始までの間隔ΔＩＴ１（分割噴射における第１噴射間隔）は、図３第３段目に示す従来の分割噴射の場合より長くなる。

なお、図３の上３段では、簡単のため低負荷運転条件のときと高負荷運転条件のときとで先頭噴射の噴射開始より２回目噴射の噴射終了までの期間を同じに記載しているが、実際には高負荷運転条件のときのほうが２回目噴射の噴射終了が、低負荷運転条件のときより遅くなる。従って、図３の上３段の見方としては、低負荷運転条件のとき第２段目と第３段目とが同じスケールであり、高負荷運転条件のとき最上段と第３段目とが同じスケールであるとみなせばよい。このとき、低負荷運転条件、高負荷運転条件に関係なく、先頭噴射の噴射終了より２回目噴射の噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合と同じにしている。

分割噴射としてこのような２回の燃料噴射を行ったとき、低負荷運転条件では図３最下段に一点鎖線で示したように、熱発生率ｄＱ／ｄθのピークが、実線で示す従来の分割噴射の場合より低下し、そのぶんピーク後の傾きが従来の分割噴射の場合より緩やかになっている。一方、高負荷運転条件では、図３最下段に破線で示したように、熱発生率ｄＱ／ｄθのピークが、実線で示す従来の分割噴射の場合より上昇し、そのぶんピーク後の傾きが従来の分割噴射の場合より急激になっている。

次に、分割噴射として３回の燃料噴射を行う場合には、低負荷運転条件のとき図４第３段目に示したように先頭噴射の噴射期間ＭＰ１を２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２より短くしかつ２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２を３回目噴射の噴射期間Ｍｐ３より短くする。言い換えると、予混合燃焼が主体になる先頭噴射の燃料噴射量比率を２回目噴射よりも小さくしかつ２回目噴射の燃料噴射量比率を３回目噴射より小さくする。この結果、先頭噴射の噴射開始から２回目噴射の噴射開始までの間隔ΔＩＴ１（第１噴射間隔）、先頭噴射の噴射開始から３回目噴射の噴射開始までの間隔ΔＩＴ２（第２噴射間隔）とも、図４第４段目に示す従来の分割噴射の場合より短くなる。

一方、高負荷運転条件のとき図４最上段に示したように先頭噴射の噴射期間ＭＰ１を２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２より長くしかつ２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２を３回目噴射の噴射期間Ｍｐ３より長くする。言い換えると、予混合燃焼が主体になる先頭噴射の燃料噴射量比率を２回目噴射よりも大きくしかつ２回目噴射の燃料噴射量比率を３回目噴射より大きくする。この結果、先頭噴射の噴射開始から２回目噴射の噴射開始までの間隔ΔＩＴ１（第１噴射間隔）、２回目噴射の噴射開始から３回目噴射の噴射開始までの間隔ΔＩＴ２（第２噴射間隔）とも、図４第４段目に示す従来の分割噴射の場合より長くなる。

なお、図４の上４段でも、簡単のため低負荷運転条件のときと、中負荷運転条件のときと、高負荷運転条件のときとで先頭噴射の噴射開始より３回目噴射の噴射終了までの期間を同じに記載しているが、実際には高負荷運転条件のときのほうが低負荷運転条件のときより、３回目噴射の噴射終了が遅くなる。従って、図４の上４段の見方としても、低負荷運転条件のとき第３段目と第４段目とが同じスケールであり、中負荷運転条件のとき第２段目と第４段目とが同じスケールであり、高負荷運転条件のとき最上段と第４段目とが同じスケールであるとみなせばよい。このとき、高負荷運転条件では、先頭噴射の噴射終了より２回目噴射の噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合より長くしかつ２回目噴射の噴射終了より３回目噴射の噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合より短くしている。また、低負荷運転条件では、先頭噴射の噴射終了より２回目噴射の噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合より短くしかつ２回目噴射の噴射終了より３回目噴射の噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合より長くしている。

分割噴射として３回の燃料噴射を行う場合には図４最下段に示したように熱発生率ｄＱ／ｄθに２つのピークが生じるのであるが、本発明による３回の燃料噴射によれば、低負荷運転条件で図４最下段に一点鎖線で示したように、熱発生率ｄＱ／ｄθの１回目のピークが、実線で示す従来の分割噴射の場合より低下し、そのぶん熱発生率ｄＱ／ｄθの２回目のピークが従来の分割噴射の場合より上昇している。一方、高負荷運転条件では、図４最下段に短破線で示したように、熱発生率ｄＱ／ｄθの１回目のピークが、実線で示す従来の分割噴射の場合より上昇し、２回目のピークがそのぶん従来の分割噴射の場合より下降している。

なお、分割噴射として３回の燃料噴射を行う場合において中負荷運転条件のときには、３回の燃料噴射によって発生する燃焼全体における予混合燃焼の比率を、低負荷運転時より相対的に高くしかつ高負荷運転時よりは相対的に小さくするため、図４第２段目に示したように、３つの噴射期間Ｍｐ１、Ｍｐ２、Ｍｐ３を全て同じにする点では従来の分割噴射の場合と同じでありながら、先頭噴射の噴射終了より２回目噴射の噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合より長くし、かつ２回目噴射の噴射終了より３回目噴射の噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合より短くする。

中負荷運転条件でこのような３回の燃料噴射を行ったとき、図４最下段に長破線で示したように、熱発生率ｄＱ／ｄθの特性も、低負荷運転時の特性を示す短破線と、高負荷運転時の特性を示す一点鎖線とのちょうど中間的な特性となっている。

このようにして、本発明では低負荷運転条件のときに複数回の燃料噴射によって発生する燃焼全体における拡散燃焼の比率を予混合燃焼の比率よりも相対的に高くすることにより、燃料噴射量の増加比率を高くして噴射時期のリタード限界が拡大できるため、エンジンの出力制御性を損なうことなく高排気温度や低空気過剰率を実現することができる。一方、高負荷運転条件のときに本発明では複数回の燃料噴射によって発生する燃焼全体における予混合燃焼の比率を拡散燃焼の比率よりも相対的に高くすることにより、スモークの増加を最小限にして目標とする高排気温度や低空気過剰率を実現することができる。

次に、ＤＰＦ再生処理やＳ被毒解除処理を速やかに終了させるためには、目標とする高排気温度及び目標とする低空気過剰率を短時間で実現することが望ましい。

このため本発明では、ＤＰＦ再生処理の初期段階やＳ被毒解除処理の初期段階において、図５上２段に示すような分割リタード噴射を実行する。すなわち、低負荷運転条件のときには、図５第２段目に示すように、燃料噴射量を、図４第３段目に示した本発明に係る分割噴射の分割総噴射量よりさらに増量し、その増量分の燃料を３回目（最終回）噴射の燃料噴射量に加算する。このとき、３回目噴射の噴射期間Ｍｐ３は図４第３段目に示した本発明に係る分割噴射の場合より大きくなる。そして、３回目噴射燃料による燃焼を先行の噴射燃料（先頭噴射燃料及び２回目噴射燃料）による燃焼の終了後に発生させるため３回目噴射の噴射開始時期を、図４第３段目に示した本発明に係る分割噴射の場合より所定の期間（図では「Ｒｅｔａｒｄ」）リタードさせる。比較のため、図５第２段目において、図４第３段目に示した本発明に係る分割噴射における３回目噴射を破線で示している。

一方、高負荷運転条件でも、図５最上段に示すように、燃料噴射量を、図４最上段に示した本発明に係る分割噴射の分割総噴射量よりさらに増量し、その増量分の燃料を３回目（最終回）噴射の燃料噴射量に加算する。このとき、３回目噴射の噴射期間Ｍｐ３は図４最上段に示した本発明に係る分割噴射の場合より大きくなる。そして、３回目噴射燃料による燃焼を先行の噴射燃料（先頭噴射燃料及び２回目噴射燃料）による燃焼の終了後に発生させるため３回目噴射の噴射開始時期を図４最上段に示した本発明に係る分割噴射の場合より所定の期間（図では「Ｒｅｔａｒｄ」）リタードさせる。比較のため、図５最上段において、図４最上段に示した本発明に係る分割噴射における３回目噴射を破線で示している。

なお、図５上２段でも、簡単のため低負荷運転条件のときと高負荷運転条件のときとで先頭噴射の噴射開始より３回目噴射の噴射終了までの期間を同じに記載しているが、実際には高負荷運転条件のときのほうが低負荷運転条件のときより、３回目噴射の噴射終了が遅くなることはいうまでもない。

このような本発明に係る分割リタード噴射を行ったとき、低負荷運転条件では図５最下段に破線で示したように、先行する噴射燃料（先頭噴射燃料及び２回目噴射燃料）による燃焼の後（先行する噴射燃料による燃焼が終了したことは熱発生率ｄＱ／ｄθがゼロになっていることよりわかる）に３回目噴射燃料による２回目の燃焼が生じており、熱発生率ｄＱ／ｄθの２回目のピークが、１回目のピークと同等の位置まで上昇している。一方、高負荷運転条件では、図５最下段に実線で示したように、先行する噴射燃料による燃焼の後に３回目噴射燃料による２回目の燃焼が生じており、熱発生率ｄＱ／ｄθの２回目のピークが、低負荷運転条件のときよりは低下している。

このように、燃料噴射量を本発明に係る分割噴射の分割総噴射量よりさらに増量し、その増量分の燃料を３回目（最終回）噴射の燃料噴射量に加算して、３回目（最終回）噴射燃料の着火性を確保することにより、スモークの排出を抑制し、目標とする高排気温度や目標とする低空気過剰率に短時間で到達することができる。

上述した本発明に係る分割噴射および本発明に係る分割リタード噴射を本実施形態では、ＤＰＦ再生処理、Ｓ被毒解除処理、リッチスパイク処理、触媒１６（触媒１６のほか酸化触媒も含む）の暖機促進処理の各処理に適用する。

エンジンコントロールユニット３０により実行されるこの制御を以下のフローチャートを参照して詳述する。

図１７〜図２８のフローチャートは排気浄化処理を実行するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎や１００ｍｓｅｃ毎）に実行する。

ここで、図１７〜図２８のうちの幾つかのステップには図２９〜図３３に示したサブルーチンを用意している。すなわち、図２９のフローは、図１８ステップ１０９、１０６、図１９ステップ２１１、２０６の各サブルーチン、図３０のフローは、図１８ステップ１０３、図１９ステップ２０３、図２８ステップ１１０２の各サブルーチン、図３１のフローは、図１８ステップ１１０、図１９ステップ２１２、図２８ステップ１１０３の各サブルーチン、図３２のフローは、図１８ステップ１０４、図１９ステップ２０４、図２０ステップ３０１、図２１ステップ４０１の各サブルーチン、図３３のフローは、図１７ステップ１６のサブルーチンである。

図１７においてステップ１では、各種センサからの信号を読み込む。ステップ２では、触媒温度センサ３７により検出される触媒温度Ｔ１と触媒活性温度上限値Ｔ５２を比較する。触媒活性温度上限値Ｔ５２は触媒１６が安定した活性を得られる温度（約２２０℃）である。触媒温度Ｔ１が触媒活性温度上限値Ｔ５２未満の場合には、触媒１６が冷機状態にあり、従って触媒暖機促進要求があると判定して、触媒暖機促進処理へ移行する。この触媒暖機促進処理については図２８のフローにより後述する。

触媒温度Ｔ１が触媒活性温度上限値Ｔ５２以上であるときには触媒１６の暖機が完了したと判断しステップ２よりステップ３〜５に進む。

ステップ３では、ＮＯｘ堆積量を計算する。ＮＯｘ堆積量は、例えば特許第２６００４９２号公報第６頁に記載されているＮＯｘ吸収量の計算のように、エンジン回転速度の積算値から推測してもよいし走行距離から推測してもよい。なお、積算値を用いる場合には、リッチスパイク処理によって触媒１６の再生を終了した時点（Ｓ被毒解除処理の実行により触媒１６の再生が同時になされた時点も含む）で、その積算値をリセットする。

ステップ４では、Ｓ堆積量を計算する。Ｓ堆積量も、上記ＮＯｘ堆積量の計算と同様に、エンジン回転速度の積算値や走行距離から推測すればよい。なお、積算値を用いる場合には、Ｓ被毒解除処理によってＳ被毒解除が終了した時点で、その積算値をリセットする。

ステップ５では、ＰＭ堆積量を例えば次のように計算する。ＰＭ堆積量が増えればＤＰＦ１７の入口側排気圧力が上昇することから、排気圧力センサ３８によりＤＰＦ１７の入口側排気圧力Ｐ１を検出し、現在の運転状態（エンジン回転速度Ｎｅ、負荷Ａｃｃ）での基準排気圧力との比較によりＰＭ堆積量を推定する。なお、前回のＤＰＦ再生終了からのエンジン回転速度の積算値や前回のＤＰＦ再生終了からの走行距離と、そのときの排気圧力とを組み合わせて、ＰＭ堆積量を推定するようにしてもよい。なお、積算値を用いる場合には、ＤＰＦ再生処理によってＤＰＦ再生が終了した時点で、その積算値をリセットする。

ステップ６では、ＤＰＦ再生フラグ（以下「ｒｅｇフラグ」という。）をみる。ここで、ｒｅｇフラグ＝１はＤＰＦ再生処理中であることを示す。ｒｅｇフラグ＝１の場合にはＤＰＦ再生処理に進む。このＤＰＦ再生処理については図１８のフローにより後述する。

ｒｅｇフラグ＝０であるときにはステップ６よりステップ７に進み、Ｓ被毒解除フラグ（以下「ｄｅｓｕｌフラグ」という。）をみる。ここで、ｄｅｓｕｌフラグ＝１はＳ被毒解除処理中であることを示す。ｄｅｓｕｌフラグ＝１の場合にはＳ被毒解除処理に進む。このＳ被毒解除処理については図１９のフローにより後述する。

ｄｅｓｕｌフラグ＝０であるときにはステップ７よりステップ８に進み、リッチスパイクフラグ（以下「ｓｐフラグ」という。）をみる。ここで、ｓｐフラグ＝１はリッチスパイク処理中であることを示す。ｓｐフラグ＝１の場合には、後述する図２０のリッチスパイク処理に進む。

ｓｐフラグ＝０であるときにはステップ８よりステップ９に進み、ＤＰＦ溶損防止フラグ（以下「ｒｅｃフラグ」という。）をみる。ここで、ｒｅｃフラグ＝１はＤＰＦ再生処理後の溶損防止処理中またはＳ被毒解除処理後の溶損防止処理中であることを示す。ＤＰＦ溶損防止フラグ＝１の場合にはＤＰＦ溶損防止処理へ進む。このＤＰＦ溶損防止処理については図２１のフローにより後述する。

ｒｅｃフラグ＝０であるときにはステップ９よりステップ１０に進み、ＤＰＦ再生処理要求フラグ（以下「ｒｑ−ＤＰＦフラグ」という。）をみる。ここで、ｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１はＤＰＦ再生処理の要求が出ていることを示す。ｒｅ−ＤＰＦフラグ＝１の場合にはＤＰＦ再生処理要求が出ている場合の２つの処理（ＤＰＦ再生処理とリッチスパイク処理）の優先順位を決定する。このＤＰＦ再生処理要求が出ている場合の２つの処理の優先順位の決定については図２２のフローにより後述する。

ｒｑ−ＤＰＦフラグ＝０であるときにはステップ１０よりステップ１１に進み、Ｓ被毒解除処理要求フラグ（以下「ｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ」という。）をみる。ここで、ｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１はＳ被毒解除処理の要求が出ていることを示す。ｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１である場合には、Ｓ被毒解除処理要求が出ている場合の２つの処理（Ｓ被毒解除処理とリッチスパイク処理）の優先順位を決定する。このＳ被毒解除処理要求が出ている場合の２つの処理の優先順位の決定については図２３のフローにより後述する。

ｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝０であるときにはステップ１１よりステップ１２に進み、リッチスパイク処理要求フラグ（以下「ｒｑ−ｓｐフラグ」という。）をみる。ここで、ｒｑ−ｓｐフラグ＝１はリッチスパイク処理要求が出ていることを示す。ｒｑ−ｓｐフラグ＝１の場合には図２４のステップ７０１に進みｓｐフラグ＝１にする。ｓｐフラグ＝１になると、次回のタイミングでステップ８より図２０のリッチスパイク処理に移行することになる。

ｒｑ−ｓｐフラグ＝０であるときにはステップ１２よりステップ１３に進み、ステップ５で計算したＰＭ堆積量と所定値ＰＭ１を比較する。ＰＭ堆積量が所定値ＰＭ１を超えると、ＤＰＦ再生時期になったと判断し、図２５のステップ８０１に進みｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１とする。

ＰＭ堆積量が所定値ＰＭ１以下であるときにはＤＰＦ再生処理を行う必要がないので、ステップ１３よりステップ１４に進み、ステップ４で計算したＳ堆積量と所定値Ｓ１を比較する。Ｓ堆積量が所定値Ｓ１を超えると、Ｓ被毒解除時期になったと判断し、図２６のステップ９０１に進みｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１とする。

Ｓ堆積量が所定値Ｓ１以下であるときにはｓ被毒解除処理を行う必要がないので、ステップ１４よりステップ１５に進み、ステップ３で計算したＮＯｘ堆積量と所定値ＮＯｘ１を比較する。ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１を超えると触媒１６の再生時期になったと判断し、図２７のステップ１００１に進み、ｒｑ−ｓｐフラグ＝１とする。

ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１以下であるときにはリッチスパイク処理を行う必要がないので、ステップ１５よりステップ１６に進み、ＤＰＦ再生処理、Ｓ被毒解除処理、リッチスパイク処理、およびＤＰＦ溶損防止処理のいすれの処理も必要ないため、エンジンの基本制御を行う。このエンジンの基本制御については図３３のフローにより後述する。

図１８はＤＰＦ再生処理を実行するためのものである。

この処理（制御モード）は、前々回のタイミングにおいて図１７のステップ１３でＰＭ堆積量が所定値ＰＭ１に達し、図２５のステップ８０１に進んでｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１となり、これを受けて前回のタイミングにおいて、後述する図２２のステップ５０５でｒｅｇフラグ＝１となると今回のタイミングより開始される。

ステップ１０１、１０２では、ＤＰＦ温度センサ３９により検出されるＤＰＦ温度Ｔ２と、ＤＰＦ再生のための目標温度上限値Ｔ２２（約６５０℃）、ＤＰＦ再生のための目標温度下限値Ｔ２１（約６００℃）を比較する。これは温度域を３つに分割し、その分割した温度域毎に主噴射について異なる燃料噴射方式（つまり通常噴射、本発明に係る分割噴射、本発明に係る分割リタード噴射）に割り振るためである。

ＤＰＦ温度Ｔ２が目標温度上限値Ｔ２２を超えている温度域のときにはステップ１０９へ進んで、通常噴射を実行する（前回に本発明に係る分割噴射を実行していたときには通常噴射に切換え、前回にも通常噴射を実行していたときには通常噴射を維持する）。つまり、エンジンの運転条件が高負荷、高回転速度の条件であれば排気温度を上昇させなくてもＤＰＦ１７を再生できる温度に達するためＤＰＦ１７は自然に再生される（自己再生と呼ばれる）。このようなときには排気温度を上昇させる必要がないし、逆に昇温すると排気温度が高くなりすぎてＤＰＦ１７が急激に再生され、クラックや溶損等の事態を招く恐れがあるので、目標温度上限値Ｔ２２を超えている温度域では通常噴射を行い、本発明に係る分割噴射による排気の昇温を行わない。

ＤＰＦ温度Ｔ２が目標温度下限値Ｔ２１以上でかつ目標温度上限値Ｔ２２以下にある温度域のときには、ステップ１０１、１０２よりステップ１０３へ進んで、本発明に係る分割噴射を実行する（前回に通常噴射を行っていたときには本発明に係る分割噴射に切換え、前回に本発明に係る分割噴射を行っていたときには本発明に係る分割噴射を維持する）。

この本発明に係る分割噴射は燃焼安定性を悪化させず、燃費悪化とスモーク増加を最小限に止めることを重視した燃焼を実現するためのものである。この本発明に係る分割噴射については図３０により後述する。

ＤＰＦ温度Ｔ２が目標温度下限値Ｔ２１未満である温度域のときにはステップ１０１、１０２よりステップ１１０へ進んで、本発明に係る分割リタード噴射を実行する（前回に通常噴射を行っていたときには本発明に係る分割リタード噴射に切換え、前回に本発明に係る分割リタード噴射を行っていたときには本発明に係る分割リタード噴射を維持する）。

この本発明に係る分割リタード噴射は特に短時間昇温を重視した燃焼を実現するためのものである。この本発明に係る分割リタード噴射については図３１により後述する。

ステップ１０４では、排気の空気過剰率（λ）を１．１〜１．４の値に制御する。すなわち、後述する図３２のサブルーチンに従って目標空気過剰率λｍを１．１〜１．４の値に設定して空気過剰率を制御する。

ここで、ＤＰＦ１７を再生するときの排気の目標空気過剰率はＰＭ堆積量によって異なるため図１４のように設定している。図１４のようにＰＭ堆積量が多くなるほど目標空気過剰率を小さくしているのはＰＭ堆積量が多くなるほどＰＭの再燃焼が活発になるため温度上昇が過大になってＤＰＦ１７が焼損することが考えられるので、これを回避するためである。すなわち、図１４に示すようにＰＭ堆積量が多くなるほど目標空気過剰率を小さく設定して排気中の酸素濃度を低下させ、ＰＭの再燃焼速度を抑制しＤＰＦ１７が過度に昇温しないようにしている。

ステップ１０５では、タイマ値ｔ１と所定時間ｔ ｄｐｆｒｅｇを比較する。このタイマ値ｔ１はｒｅｇフラグ＝１となったときに起動されるタイマで、ＤＰＦ再生処理開始からの時間を計測するためのものである。タイマ値ｔ１が所定時間ｔ ｄｐｆｒｅｇを経過する前にはそのまま今回の処理を終了する。

ＤＰＦ再生処理開始から所定時間ｔ ｄｐｆｒｅｇが経過したときには、ＤＰＦ１７に堆積したＰＭの燃焼除去が終了していると判断しステップ１０６、１０７、１０８へ進む。

ステップ１０６では、ＤＰＦ再生処理が終了したので、それまで本発明に係る分割噴射が行われていたときにはその分割噴射から通常噴射に切換えて排気温度の上昇を停止し、ＤＰＦ１７の加熱を停止する。

ステップ１０７ではＤＰＦ再生処理の終了を示すためにｒｅｇフラグ＝０にする。

ステップ１０８ではＤＰＦ溶損防止処理に移るためｒｅｃフラグ＝１にする。ＤＰＦ溶損防止処理は、ＤＰＦ再生処理が終了したタイミングでＤＰＦ１７にＰＭの燃え残りがあった場合にも、通常のリーン運転に戻すため排気の空気過剰率を１．４を超える値へと急に大きくしたのでは、燃え残ったＰＭが一気に再燃焼してＤＰＦ１７の急激な温度上昇を招きＤＰＦ１７が溶損する、という可能性を回避するために行うものである。

図１９はＳ被毒解除処理を実行するためのものである。

この処理は、前々回のタイミングにおいて図１７のステップ１４でＳ堆積量が所定値Ｓ１に達し、図２６のステップ９０１に進んでｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１となり、これを受けて前回のタイミングにおいて、後述する図２３のステップ６０４でｄｅｓｕｌフラグ＝１となると今回のタイミングより開始される。

このＳ被毒解除の処理そのものは、前述したＤＰＦ再生処理と同様である。

ステップ２０１、２０２では、触媒温度センサ３７により検出される触媒温度Ｔ１と、Ｓ被毒解除のための目標温度上限値Ｔ４２（約７００℃）、Ｓ被毒解除のための目標温度下限値Ｔ４１（約６００℃）を比較する。これも温度域を３つに分割し、その分割した温度域毎に主噴射について異なる燃料噴射方式（つまり通常噴射、本発明に係る分割噴射、本発明に係る分割リタード噴射）に割り振るためである。

触媒温度Ｔ１が既に目標温度上限値Ｔ４２を超えている温度域のときにはステップ２１１へ進んで、通常噴射を実行する（前回に本発明に係る分割噴射で実行していたときには通常噴射に切換え、前回にも通常噴射を実行していたときには通常噴射を維持する）。つまり、エンジンの運転条件が高負荷、高回転速度の条件であれば排気温度を上昇させなくてもＳ被毒解除ができる温度に達してＳが触媒１６より離脱し下流へと吹き飛ばされるため触媒１６は自然にＳ被毒から解除される。このようなときには排気を上昇させる必要がないし、逆に昇温すると排気温度が高くなりすぎて触媒１６の熱劣化を促進する事態を招く恐れがあるので、目標温度上限値Ｔ４２を超えている温度域では通常噴射を行い、本発明に係る分割噴射による排気の排気の昇温を行わない。

触媒温度Ｔ１が目標温度下限値Ｔ４１以上でかつ目標温度上限値Ｔ４２以下にある温度域のときには、ステップ２０１、２０２よりステップ２０３へ進んで、本発明に係る分割噴射を実行する（前回に通常噴射を行っていたときには本発明に係る分割噴射に切換え、前回に本発明に係る分割噴射を行っていたときには本発明に係る分割噴射を維持する）。

この本発明に係る分割噴射は燃焼安定性を悪化させず、燃費悪化とスモーク増加を最小限に止めることを重視した燃焼を実現するためのものである。この本発明に係る分割噴射については図３０により後述する。

触媒温度Ｔ１が目標温度下限値Ｔ４１未満である温度域のときにはステップ２０１、２０２よりステップ２１２へ進んで、本発明に係る分割リタード噴射を実行する（前回に通常噴射を行っていたときには本発明に係る分割リタード噴射に切換え、前回に本発明に係る分割リタード噴射を行っていたときには本発明に係る分割リタード噴射を維持する）。

この本発明に係る分割リタード噴射は特に短時間昇温を重視した燃焼を実現するためのものである。この本発明に係る分割リタード噴射については図３１により後述する。

ステップ２０４では、排気の空気過剰率を１．０（理論空燃比）に制御する。すなわち、後述する図３２のフローに従って目標空気過剰率λｍを１．０（理論空燃比）に設定して空気過剰率を制御する。

ステップ２０５では、タイマ値ｔ２と所定時間ｔ ｄｅｓｕｌを比較する。このタイマ値ｔ２はｄｅｓｕｌフラグ＝１となったときに起動されるタイマで、Ｓ被毒解除処理開始からの時間を計測するためのものである。タイマ値ｔ２が所定時間ｔ ｄｅｓｕｌを経過する前にはそのまま今回の処理を終了する。

Ｓ被毒解除処理開始から所定時間ｔｄｅｓｕｌが経過したときには、Ｓ被毒解除が終了していると判断しステップ２０６〜２１０へ進む。

ステップ２０６では、Ｓ被毒解除処理が終了したので、それまで本発明に係る分割噴射が行われていたときにはその分割噴射から通常噴射に切換えて排気温度の上昇を停止し、触媒１６の加熱を停止する。

ステップ２０７ではステップ２０４での空気過剰率制御を解除し、通常のリーン運転が得られる空気過剰率に戻す。

ステップ２０８ではＳ被毒解除処理の終了を示すためにｄｅｓｕｌフラグ＝０にする。

ステップ２０９ではＤＰＦ溶損防止処理に移るためｒｅｃフラグ＝１にする。Ｓ被毒解除処理はＤＰＦ１７の再生を目的にしていないものの、Ｓ被毒解除処理が終了した段階でＤＰＦ１７にＰＭが堆積している場合にも、通常のリーン運転に戻すため排気の空気過剰率を１．４を超える値へと急に大きくしたのでは、ＤＰＦ１７に堆積しているＰＭが一気に再燃焼してＤＰＦ１７の急激な温度上昇を招きＤＰＦ１７が溶損する可能性があるので、このような可能性をなくすため、Ｓ被毒解除処理の終了後にもＤＰＦ溶損防止処理を行う。

ステップ２１０ではｒｑ−ｓｐフラグ＝０にする。ｒｑ−ｓｐフラグ＝０にする理由は次の通りである。Ｓ被毒解除処理を行うと、触媒１６が長時間、理論空燃比の雰囲気に晒されるため触媒１６の再生が同時に行われ、改めてリッチスパイク処理を行う必要がなくなる。そこで、リッチスパイク処理要求が出ていた場合にこれを取下げるためにｒｑ−ｓｐフラグ＝０にするものである。

図２０はリッチスパイク処理を実行するためのものである。

この処理は、前々回のタイミングにおいて図１７のステップ１５でＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１に達し、図２７のステップ１００１に進んでｒｑ−ｓｐフラグ＝１となり、これを受けて前回のタイミングにおいて、後述する図２２のステップ５０８または図２３の６０７でｓｐフラグ＝１となると今回のタイミングより開始される。

ステップ３０１では、排気の空気過剰率を１．０未満の値（空燃比はリッチ）に制御する。すなわち、後述する図３２のフローに従って目標空気過剰率λｍを１．０未満の値に設定して空気過剰率を制御する。

ステップ３０２では、タイマ値ｔ３と所定時間ｔ ｓｐｉｋｅを比較する。このタイマ値ｔ３はｓｐフラグ＝１となったときに起動されるタイマで、リッチスパイク処理開始からの時間を計測するためのものである。タイマ値ｔ３が所定時間ｔ ｓｐｉｋｅを経過する前にはそのまま今回の処理を終了する。

リッチスパイク処理開始から所定時間ｔ ｓｐｉｋｅが経過したときには触媒１６の再生が終了していると判断し、ステップ３０３、３０４へ進む。

ステップ３０３では、リッチスパイク処理を終了させるためステップ３０１での空気過剰率制御を解除し、通常のリーン運転が得られる空気過剰率に戻す。

ステップ３０４では、リッチスパイク処理の終了を示すためにｓｐフラグ＝０、ｒｑ−ｓｐフラグ＝０にする。

図２１はＤＰＦ溶損防止処理を実行するためのものである。

この処理は、前回のタイミングにおいて図１８のステップ１０８でｒｅｃフラグ＝１となるかまたは図１９のステップ２０９でｒｅｃフラグ＝１となると今回のタイミングより開始される。

ステップ４０１では排気の空気過剰率を１．４以下の値に制御する。これは次の理由からである。ＤＰＦ再生処理の終了直後あるいはＳ被毒解除処理の終了直後においては、未だＤＰＦ１７が高温状態にあるので、通常のリーン運転に戻すため排気の空気過剰率を１．４を超える値へと急に大きくしたのでは、ＤＰＦ１７内に残存しまたは堆積しているＰＭが一気に再燃焼してＤＰＦ１７の急激な温度上昇を招きＤＰＦ１７が溶損する可能性がある。そこで、このような可能性をなくすため、排気の空気過剰率を１．４以下に制御し排気中の酸素濃度を低下させるようにしたものである。

なお、ＤＰＦ溶損防止処理では排気温度を低下させる必要があり、図１８のステップ１０６または図１９のステップ２０６で説明したように、ＤＰＦ溶損防止処理中の燃料噴射は本発明に係る分割噴射ではなく通常噴射に戻されている。

ステップ４０２では、ＤＰＦ温度センサ３９により検出されるＤＰＦ温度Ｔ２と所定温度Ｔ３（例えば５００℃）を比較する。ＤＰＦ温度Ｔ２が所定温度Ｔ３以上であるときにはステップ４０１での空気過剰率制御を続行するためそのまま今回の処理を終了する。

ＤＰＦ温度Ｔ２が所定温度Ｔ３未満である場合には、通常のリーン運転状態に戻してもＤＰＦ１７が溶損することを回避し得るので、ステップ４０３へ進んでステップ４０１での空気過剰率制御を解除し、通常のリーン運転が得られる空気過剰率に戻す。

ステップ４０４ではＤＰＦ溶損防止処理の終了を示すためにｒｅｃフラグ＝０にする。

図２２は２つの処理の優先順位を決定するためのものである。

これは、ＤＰＦ再生処理要求と、リッチスパイク処理要求とが同時に生じたときの２つの処理の優先順位について規定する、つまりＤＰＦ再生処理をリッチスパイク処理よりも先に実行するのかそれともリッチスパイク処理をＤＰＦ再生処理よりも先に実行するのかを決定するものである。

この決定の処理は、前回のタイミングにおいて図２５のステップ８０１でｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１つまりＤＰＦ再生処理要求が出されると今回のタイミングより開始される。

Ｓ被毒解除要求が出ているか否かをみるためステップ５０１でＳ堆積量と所定値Ｓ１を比較する。Ｓ堆積量が所定値Ｓ１を超えている（Ｓ被毒解除要求が出ている）ときには図２６のステップ９０１へ進んでｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１とする。この場合には、後述する図２３の処理優先順位決定フローによりＳ被毒解除処理とリッチスパイク処理の２つの処理の優先順位を決定する。

Ｓ堆積量が所定値Ｓ１以下であるときにはリッチスパイク処理要求が出ているか否かをみるためステップ５０２でｒｑ−ｓｐフラグをみる。ｒｑ−ｓｐフラグ＝０（つまり前回にはリッチスパイク処理要求が出ていなかった）であるときにはステップ５０３で続いてＮＯｘ堆積量と所定値ＮＯｘ１を比較する。ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１を超えているときには、図２７のステップ１００１に進みｒｑ−ｓｐフラグ＝１とする（今回にリッチスパイク処理要求が発生している）。

ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１以下のとき（つまりステップ５０１でＳ堆積量が所定値Ｓ１以下にあり、ステップ５０２でリッチスパイク処理要求が出ておらず、ステップ５０３でＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１以下であるとき、言い換えるとＤＰＦ再生処理要求のみが出ているとき）にはステップ５０３よりステップ５０４へ進み、運転条件が、ＤＰＦ再生処理が可能な領域（ＤＰＦ再生領域）またはＳ被毒解除処理が可能な領域（Ｓ被毒解除領域）にあるか否かをみる。

ここで、ＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域とは図６においてハッチングをつけている低負荷域または低回転速度域（いずれも不可能領域）を除いた残りの領域のことである。すなわち、ＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域は、低回転・低負荷以外の領域でありかつ排気昇温代が比較的少なく、本発明に係る分割噴射を実行しても排気性能の悪化代が許容値を超えない領域のことである。運転条件がＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域にあるときにはステップ５０５でｒｅｇフラグ＝１とし、次回のタイミングで図１７のステップ６より図１８に示すＤＰＦ再生処理に移行させる。

運転条件がＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域にないときにはそのまま今回の処理を終了する。

一方、ステップ５０２でｒｑ−ｓｐフラグ＝１のとき（ＤＰＦ再生処理要求とリッチスパイク処理要求とが同時に出ているとき）にはステップ５０６に進み、エンジンの運転条件がＮＯｘ排出量の少ない条件（例えば定常条件）にあるのか否かをみる。ＮＯｘ排出量が多い条件（例えば加速条件等）ではテールパイプでの排気悪化を防止するために触媒１６の再生を優先させるのが望ましい。従って、この場合にはステップ５０８へ進んでｓｐフラグ＝１とし、次回のタイミングで図１７のステップ８より図２０に示すリッチスパイク処理に移行させる。

この逆に、ＮＯｘ排出量が少ない条件であれば、触媒１６の再生を多少遅らせても、テールパイプでの排気の悪化は殆ど無いため、運転性に影響を大きく及ぼすＤＰＦ１７の再生を優先させるのが望ましい。従って、このときにはステップ５０６よりステップ５０７へ進み、ＤＰＦ温度センサ３９により検出されるＤＰＦ温度Ｔ２と所定温度Ｔ６（例えば４５０℃程度）を比較する。排気の昇温を開始するにあたり、ＤＰＦ温度Ｔ２が所定温度Ｔ６以下であるときには、昇温を開始してもＤＰＦ１７の再生が可能となる温度に到達するまでに時間がかかり、昇温中にテールパイプでのＮＯｘの悪化も懸念されるため、このときには触媒１６の再生を優先させるのが望ましい。従って、この場合にもステップ５０８へ進んでｓｐフラグ＝１とし、次回のタイミングで図１７のステップ８より図２０に示すリッチスパイク処理に移行させる。

一方、ＤＰＦ温度Ｔ２が所定温度Ｔ６を超えているときにはＤＰＦ１７の再生を優先させるため、ステップ５０７よりステップ５０４、５０５へと進み、運転条件が上記のＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域にあればｒｅｇフラグ＝１とし、次回のタイミングで図１７のステップ６より図１８に示すＤＰＦ再生処理に移行させる。

図２３も図２２と同様に２つの処理の優先順位を決定をするためのものである。

ただし、図２２がＤＰＦ再生処理を先に実行するのかそれともリッチスパイク処理を先に実行するのかを決定するものであったが、図２３はＳ被毒解除処理要求とリッチスパイク処理要求とが同時に生じたときの優先順位について規定する、つまりＳ被毒解除処理をリッチスパイク処理よりも先に実行するのかそれともリッチスパイク処理を被毒解除処理よりも先に実行するのかを決定するものである。

この決定の処理は、前回のタイミングにおいて図２６のステップ９０１でｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１つまりＳ被毒解除処理要求が出されると今回のタイミングより開始される。

ＤＰＦ再生要求が出ているか否かをみるためステップ６０１でＰＭ堆積量と所定値ＰＭ１を比較する。ＰＭ堆積量が所定値ＰＭ１を超えている（ＤＰＦ再生要求が出ている）ときには図２５のステップ８０１へ進んでｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１とする。この場合には、次回のタイミングにおいて前述の図２２の処理優先順位決定フローによりＤＰＦ再生処理とリッチスパイク処理の２つの処理の優先順位を決定する。

ＰＭ堆積量が所定値ＰＭ１以下であるときにはステップ６０２で触媒温度センサ３７により検出される触媒温度Ｔ１と所定温度Ｔ７（例えば４５０℃程度）を比較する。触媒温度Ｔ１が所定温度Ｔ７を超えているときにはＳ被毒解除処理を優先させるためステップ６０３へ進んで運転条件が図６に示すＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域にあるか否かをみる。運転条件がＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域にあるときにはステップ６０４でｄｅｓｕｌフラグ＝１とし、次回のタイミングで図１７のステップ７より図１９に示すＳ被毒解除処理に移行させる。運転条件がＤＰ再生領域またはＳ被毒解除りょういきにないときにはそのまま今回の処理を終了する。

一方、ステップ６０２で触媒温度Ｔ１が所定温度Ｔ７以下であるときには排気の昇温を開始してもＳ被毒解除が可能となる温度に到達するまでに時間がかかり、昇温中にテールパイプでのＮＯｘの悪化も懸念されることから、触媒１６の再生を優先させるのが望ましく、このときにはステップ６０５へ進みｒｑ−ｓｐフラグをみる。ｒｑ−ｓｐフラグ＝１である（リッチスパイク処理要求が出ている）ときには触媒１６の再生（リッチスパイク処理）を優先するためステップ６０７へ進みｓｐフラグ＝１とし、次回のタイミングで図１７のステップ８より図２０に示すリッチスパイク処理に移行させる。

ステップ６０５でｒｑ−ｓｐフラグ＝０（リッチスパイク処理要求が出ていない）のときにはステップ６０５よりステップ６０６へ進みＮＯｘ堆積量と所定値ＮＯｘ１を比較する。ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１を超えているときには図２７のステップ１００１へ進んでｒｑ−ｓｐフラグ＝１とする（今回リッチスパイク処理要求が出る）。

ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１以下であるとき（つまりＳ被毒解除処理要求は出ているもののステップ６０１でＰＭ堆積量が所定値ＰＭ１以下であり、ステップ６０２で触媒温度Ｔ１が所定温度Ｔ７以下であり、ステップ６０５でリッチスパイク処理要求も出ておらず、かつステップ６０６でＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１以下であるとき）には、Ｓ被毒解除処理へと移行することなくそのまま今回の処理を終了する。

図２８は触媒暖機促進処理を実行するためのものである。

この処理は、図１７のステップ２において触媒温度センサ３７により検出される触媒温度Ｔ１が触媒活性温度上限値Ｔ５２（約２２０℃）以下のときに実行される。

ステップ１１０１では触媒温度Ｔ１と触媒活性温度下限値Ｔ５１（約２００℃）とを比較する。触媒温度Ｔ１が触媒活性温度下限値Ｔ５１以下であるときには触媒１６がまだ活性を得られる温度に達していないと判断しステップ１１０３で本発明に係る分割リタード噴射を実行し、触媒１６の早期暖機促進を行う。

一方、触媒温度Ｔ１が活性温度下限値Ｔ５１を超えているときには、ＮＯｘトラップ触媒１６が活性を得られる温度に達していると判断しステップ１１０１よりステップ１１０２に進み本発明に係る分割噴射を実行する（前回に触媒温度Ｔ１が触媒活性温度下限値Ｔ５１以下であったときには本発明に係る分割リタード噴射より本発明に係る分割噴射に切換え、前回にも触媒温度Ｔ１が触媒活性温度下限値Ｔ５１を超えていたときには本発明に係る分割噴射を維持する）。これによって触媒温度Ｔ１が触媒活性温度上限値Ｔ５２に達する直前まで触媒１６の暖機促進を行う。

図２９（図１８ステップ１０９、１０６及び図１９ステップ２１１、２０６、後述する図３３ステップ１６０２のサブルーチン）は通常噴射を実行するためのものである。

ここでの通常噴射とは、主燃料燃料についての圧縮上死点近傍での一括燃料噴射のことである（図２第２段目参照）。

ステップ１２０１、１２０２では通常噴射量Ｑと通常噴射圧力Ｐｃｒを算出する。

ここで、通常噴射量Ｑは、触媒暖機促進処理を実行しておらず、かつ上記〈１〉〜〈４〉のＤＰＦ再生処理、リッチスパイク処理、Ｓ被毒解除処理、ＤＰＦ溶損防止処理をいずれも実行していないときの燃料噴射量である。通常噴射圧力は、同じく上記〈１〉〜〈４〉のＤＰＦ再生処理、リッチスパイク処理、Ｓ被毒解除処理、ＤＰＦ溶損防止処理をいずれも実行していないときの燃料噴射圧力である。言い換えると、通常噴射量と通常噴射圧力とは、エンジン基本制御において圧縮上死点近傍での一括噴射（通常噴射）を行う際の燃料噴射量（目標噴射量）と燃料噴射圧力（目標噴射圧力）とである。

通常噴射量Ｑおよび通常噴射圧力Ｐｃｒは、図６と図１５にそれぞれ示すように、アクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅに対応したマップデータとしてエンジンコントロールユニット３０に予め記憶されており、そのときのアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅからその各マップを検索することにより通常噴射量Ｑおよび通常噴射圧力Ｐｃｒを求めればよい。

ステップ１２０３ではこのようして算出した通常噴射量Ｑと通常噴射圧力Ｐｃｒとから所定のマップを検索することにより通常噴射期間Ｍｐを算出する。

ここで、通常噴射期間とは通常噴射を実行する際の噴射期間である。この通常噴射期間Ｍｐは、周知のように通常噴射圧力が同じであれば通常噴射量に応じて長くなり、通常噴射量が同じであれば通常噴射圧力に応じて長くなる。

ステップ１２０４では通常噴射開始時期ＩＴ ｓｔａｒｔを算出する。

ここで、通常噴射開始時期とは通常噴射を実行する際の噴射開始時期である。この通常噴射開始時期ＩＴ ｓｔａｒｔは、図８に示すように、通常噴射量Ｑ（またはアクセル開度Ａｃｃでもよい）とエンジン回転速度Ｎｅに対応したマップデータとしてエンジンコントロールユニット３０に予め記憶されており、ステップ１２０１で算出した通常噴射量Ｑとそのときのエンジン回転速度Ｎｅとからそのマップを検索することにより通常噴射開始時期を求めることができる。

ステップ１２０５では通常噴射開始時期ＩＴ ｓｔａｒｔと通常噴射期間Ｍｐとを用いて燃料噴射弁１５を開弁駆動する。

図３０（図１８ステップ１０３、図１９ステップ２０３及び図２８ステップ１１０２の各サブルーチン）は本発明に係る分割噴射を実行するためのものである。なお、図３０では、分割噴射の態様として３回の燃料噴射を実行する場合で代表させて記載している。

ステップ１３０１ではアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅとから通常噴射量のマップ（図６）を検索することにより通常噴射量Ｑを算出する。この通常噴射量Ｑはここではエンジン負荷として用いる。

ステップ１３０２ではアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅとから通常噴射開始時期のマップを検索することにより通常噴射開始時期ＩＴ ｓｔａｒｔを算出し、この通常噴射開始時期ＩＴ ｓｔａｒｔを、そのまま先頭噴射の噴射開始時期ＩＴ ｓｔ１に設定する。これは、分割噴射における先頭噴射の噴射開始時期は、燃焼の安定性の観点から通常噴射の場合と同一（＝ＩＴ ｓｔａｒｔ）に設定するのが望ましいためである。

ステップ１３０３では分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔおよび分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔを算出する。ここで、分割総噴射量とは、３回の燃料噴射の総燃料噴射量のこと、分割噴射圧力とは３回の燃料噴射を行う際の燃料噴射圧力のことである。

まず、分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔについては、例えば、通常噴射量Ｑを算出する場合と同様に、そのときのアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅとから分割総噴射量のマップ（図６と同様）を検索することにより求める。

ただし、図６のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線断面部を図７にまとめて示すように、分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔは通常噴射量Ｑよりも増量させて設定している。ここで、図６のＡ−Ａ線は低回転速度を、Ｂ−Ｂ線は中回転速度を、Ｃ−Ｃ線は高回転速度を代表させている。すなわち、図７において、実線が通常噴射量Ｑ、長破線が分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔを示しており、２つの噴射量ともアクセル開度Ａｃｃに応じて増大すると共に、同じ回転速度Ｎｅかつ同じアクセル開度Ａｃｃで比較すると、分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔのほうが通常噴射量Ｑより多くなっている。

なお、燃料の増量限界については、エンジンへの負担を適正な状態に保つという観点から、全負荷における燃料噴射量を超えないように設定するのが望ましい。図７において燃料の増量限度を一点鎖線で示しており、図６のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線断面部のいずれの回転速度においても分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔは燃料の増量限度を超えていない。

次に、分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔについては、例えば、通常噴射圧力Ｐｃｒを算出する場合と同様にそのときのアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅとから分割噴射圧力のマップ（図１５と同様）を検索することにより求める。

ただし、図１５のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線断面部を図１６に示すように、分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔは通常噴射圧力Ｐｃｒよりも増圧させて設定している。ここでも、図１５のＡ−Ａ線は低回転速度を、Ｂ−Ｂ線は中回転速度を、Ｃ−Ｃ線は高回転速度を代表させている。すなわち、図１６において、実線が通常噴射圧力Ｐｃｒ、破線が分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔを示しており、２つの噴射圧力とも通常噴射量Ｑに応じて増大すると共に、同じ回転速度Ｎｅかつ同じ通常噴射量Ｑで比較すると、分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔのほうが通常噴射圧力Ｐｃｒより高くなっている。

なお、分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔの他の求め方として、アクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅに対応した通常噴射量Ｑに対する増量比率をマップデータとしてエンジンコントロールユニット３０に予め記憶させておき、通常噴射量Ｑに対してこのマップより検索した増量比率を乗じて分割総噴射量を求める方法を用いても構わない。

分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔの求め方としても、アクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅに対応した通常噴射圧力Ｐｃｒに対する増圧比率をマップデータとしてエンジンコントロールユニット３０に予め記憶させておき、通常噴射圧力Ｐｃｒに対してこのマップより検索した増圧比率を乗じて分割噴射圧力を求める方法を用いても構わない。

ステップ１３０４では分割噴射における各噴射量比率を算出する。

分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔを複数回に分割して噴射するが、その複数回の燃料噴射における燃料噴射量比率は、例えば図６のＢ−Ｂ線断面部を、図９（２回の燃料噴射を行う場合）、図１０（３回の燃料噴射を行う場合）、図１１（燃料噴射量の増大に伴い３回の燃料噴射から２回の燃料噴射に移行させる場合）にそれぞれ示すように、通常噴射量Ｑ（負荷相当）が所定値Ｑａより増加するのに伴い、先頭噴射の燃料噴射量比率が増大し、この逆に後続する燃料噴射（２回の燃料噴射を行う場合に２回目噴射、３回の燃料噴射を行う場合に２回目噴射と３回目噴射）の燃料噴射量比率が減少するように設定している。

すなわち、分割噴射として２回の燃料噴射を行う場分には、図９に示したように、通常噴射量Ｑが小さい領域（低負荷運転条件）で先頭噴射の燃料噴射量比率が２回目噴射の燃料噴射量比率より小さくなっているのに対して、通常噴射量Ｑが大きい領域（高負荷運転条件）になると先頭噴射の燃料噴射量比率が２回目噴射の燃料噴射量比率より大きくなっている。

また、通常噴射量Ｑが所定値Ｑｂ以上となる全負荷に近い領域では先頭噴射の燃料噴射量比率を１００％とし、２回目噴射の燃料噴射量比率を０％としている（つまり本発明に係る分割噴射を中止する）。

次に、分割噴射として３回の燃料噴射を行う場分には、図１０に示したように、通常噴射量Ｑが小さい領域（低負荷運転条件）で先頭噴射の燃料噴射量比率が２回目噴射の燃料噴射量比率より小さくなりかつ２回目噴射の燃料噴射量比率が３回目噴射の燃料噴射量比率より小さくなっているのに対して、通常噴射量Ｑが大きい領域（高負荷運転条件）になると、先頭噴射の燃料噴射量比率が２回目噴射の燃料噴射量比率より大きくなりかつ２回目噴射の燃料噴射量比率が３回目噴射の燃料噴射量比率より大きくなっている。

また、通常噴射量Ｑが所定値Ｑｂ以上となる全負荷に近い領域では先頭噴射の燃料噴射量比率を１００％とし、２回目噴射、３回目噴射の燃料噴射量比率をいずれも０％としている（つまり本発明に係る分割噴射を中止する）。

一方、図１１は、図９、図１０と異なり、通常噴射量Ｑが、ＱａとＱｂの間に設けた所定値Ｑｃ（つまりＱａ＜Ｑｃ＜Ｑｂ）以下の領域では分割噴射として３回の燃料噴射を行い、通常噴射量Ｑが所定値Ｑｃを超える領域になると分割噴射として２回の燃料噴射を行う場合の燃料噴射量比率の特性である。このため、通常噴射量Ｑが所定値Ｑｃ以下の領域での燃料噴射量比率の特性は図１０と同様となり、通常噴射量Ｑが所定値Ｑｃを超える領域での噴射量比率の特性は図９と同様となっている。

このように、図９、図１０、図１１のいずれかの特性により通常噴射量Ｑ（負荷相当）に応じた複数回の燃料噴射の燃料噴射量比率を設定することで、エンジン負荷の増大に伴って燃焼形態としては予混合燃焼を強化できるためスモークの増加を抑制することができる。

また、図６のＤ−Ｄ線断面部を図１２に示すように、エンジン回転速度Ｎｅが増加するのに伴い、先頭噴射の燃料噴射量比率が増大し、この逆に２回目噴射（３回の燃料噴射を行う場合は２回目噴射及び３回目噴射）の燃料噴射量比率が減少するように設定する。高回転速度域で先頭噴射の燃料噴射量比率を低回転速度域より大きくするのは、高回転速度域のほうが低回転速度域より排気温度が高くなるので、高回転速度域では低回転速度域よりも予混合燃焼の比率を高め、燃焼を比較的速やかに終了させて燃料消費の悪化を抑制するためである。

このように、エンジン回転速度Ｎｅを一定とした場合において通常噴射量Ｑ（エンジン負荷）を変化させたときの燃料噴射量比率の特性を図９、図１０、図１１に、また通常噴射量Ｑ（エンジン負荷）を一定とした場合においてエンジン回転速度Ｎｅを変化させたときの燃料噴射量比率の特性を図１２に示したが、実際には、エンジン回転速度Ｎｅと通常噴射量Ｑとに対応した燃料噴射量比率をマップデータとしてコントロールユニット３０に予め記憶させておき、そのときのエンジン回転速度Ｎｅと通常噴射量Ｑとからそのマップを検索することにより先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の各燃料噴射量比率を求める。

ステップ１３０５では、これら３つの各燃料噴射量比率を分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔに積算することによって、先頭噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ１、２回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ２、３回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ３を算出する。

ステップ１３０６ではこれら各燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ１、Ｑ ｓｐｌｔ２、Ｑ ｓｐｌｔ３と分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔとから、図示しない噴射期間のマップを検索することにより、先頭噴射の噴射期間Ｍｐ１、２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２、３回目噴射の噴射期間Ｍｐ３を算出する。

ここで、先頭噴射の噴射期間Ｍｐ１は、分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔが同じであれば先頭噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ１に応じて長くなり、先頭噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ１が同じであれば分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔに応じて長くなる。同様にして、２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２は、分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔが同じであれば２回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ２に応じて長くなり、２回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ２が同じであれば分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔに応じて長くなり、また３回目噴射の噴射期間Ｍｐ３は、分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔが同じであれば３回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ３に応じて長くなり、３回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ３が同じであれば分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔに応じて長くなる。

ステップ１３０７では分割噴射における第１噴射間隔ΔＩＴ１、第２噴射間隔ΔＩＴ２を算出する。

ここで、分割噴射における第１噴射間隔ΔＩＴ１は先頭噴射の噴射開始時期より２回目噴射の噴射開始時期までの間隔ΔＩＴ１のこと（図３、図４参照）、また第２噴射間隔ΔＩＴ１は３回の燃料噴射を行う場合に先頭噴射の噴射開始時期より３回目噴射の噴射開始時期までの間隔ΔＩＴ２のこと（図４参照）である。

分割噴射における第１噴射間隔ΔＩＴ１、第２噴射間隔ΔＩＴ２は、例えば図６のＢ−Ｂ線断面部を、図１３の実線で示すように、通常噴射量Ｑ（負荷相当）が所定値Ｑａより増加するのに伴って増大するように設定している。すなわち、通常噴射量Ｑが所定値Ｑａ以上で増大するのに応じて第１噴射間隔ΔＩＴ１、第２噴射間隔ΔＩＴ２とも増大している。

このように、エンジン回転速度Ｎｅを一定とした場合において通常噴射量Ｑ（エンジン負荷）を変化させたときの、分割噴射における第１噴射間隔、第２噴射間隔の特性を図１３に実線で示したが、実際には、エンジン回転速度Ｎｅと通常噴射量Ｑとに対応した分割噴射における第１噴射間隔、第２噴射間隔をそれぞれマップデータとしてコントロールユニット３０に予め記憶させておき、そのときのエンジン回転速度Ｎｅと通常噴射量Ｑとからその各マップを検索することにより分割噴射における第１噴射間隔ΔＩＴ１、第２噴射間隔ΔＩＴ２を求める。

このように、図１３の実線により通常噴射量Ｑ（負荷相当）に応じた分割噴射における第１噴射間隔ΔＩＴ１、第２噴射間隔ΔＩＴ２を設定することによっても、エンジン負荷の増大に伴って燃焼形態としては予混合燃焼を強化し、負荷の増大に伴う拡散燃焼の増加を抑制できるためスモークの増加を抑制することができる。

ステップ１３０８では２回目噴射の噴射開始時期ＩＴ ｓｔ２、３回目噴射の噴射開始時期ＩＴ ｓｔ３を算出する。すなわち、ステップ１３０２で設定している先頭噴射の噴射開始時期ＩＴ ｓｔ１から第１噴射間隔ΔＩＴ１だけ遅らせたクランク角位置を２回目噴射の噴射開始時期ＩＴ ｓｔ２として、同じく先頭噴射の噴射開始時期ＩＴ ｓｔａｒｔから第２噴射間隔ΔＩＴ２だけ遅らせたクランク角位置を３回目噴射の噴射開始時期ＩＴ ｓｔ３として設定する。

ステップ１３０９では、３つの噴射開始時期ＩＴ ｓｔ１、ＩＴ ｓｔ２、ＩＴ ｓｔ３と３つの噴射期間Ｍｐ１、Ｍｐ２、Ｍｐ３とを用いて燃料噴射弁１５を開弁駆動する。

これにより、先頭噴射の噴射開始時期ＩＴ ｓｔ１及び先頭噴射の噴射期間Ｍｐ１を用いて先頭噴射が、２回目噴射の噴射開始時期ＩＴ ｓｔ２及び２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２を用いて２回目噴射が、３回目噴射の噴射開始時期ＩＴ ｓｔ３及び３回目噴射の噴射期間Ｍｐ３を用いて３回目噴射が続けて実行される。

この結果、分割噴射として２回の燃料噴射を行う場合において、低負荷領域では図３第２段目に示した噴射波形が、これに対して高負荷領域では図３最上段に示した噴射波形が、また分割噴射として３回の燃料噴射を行う場合において、低負荷領域では図４第３段目に示した噴射波形が、これに対して高負荷領域では図４最上段に示した噴射波形が得られる。

図３１（図１８ステップ１１０、図１９ステップ２１２及び図２８ステップ１１０３の各サブルーチン）は本発明に係る分割リタード噴射を実行するためのものである。なお、図３１においても図３０と同様に分割噴射として３回の燃料噴射を行う場合で代表させて記載している。

本発明に係る分割リタード噴射の内容は、本発明に係る分割噴射の内容と同様である。本発明に係る分割リタード噴射において本発明に係る分割噴射と異なる部分は主にステップ１４０４、１４０７、１４０９における操作である。

これら本発明に係る分割噴射と異なるステップについて主に説明すると、まずステップ１４０４では、分割リタード総噴射量Ｑ ｒｅｔａｒｄを算出する。分割リタード総噴射量Ｑ ｒｅｔａｒｄは、例えば、通常噴射量Ｑや分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔを求める場合と同様に、そのときのアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅとから分割リタード総噴射量のマップ（図６と同様）を検索することにより求める。

ただし、図６のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線断面部を図７に重ねて示すように、分割リタード総噴射量Ｑ ｒｅｔａｒｄは分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔよりもさらに増量して設定している。すなわち、図７において、短破線が分割リタード総噴射量を示しており、分割リタード総噴射量Ｑ ｒｅｔａｒｄはアクセル開度Ａｃｃに応じて増大すると共に、同じ回転速度Ｎｅかつ同じアクセル開度Ａｃｃで比較すると、分割リタード総噴射量Ｑ ｒｅｔａｒｄのほうが分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔより多くなっている。

ステップ１４０４ではまた、ステップ１４０３で算出済みの分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔをそのまま分割リタード噴射圧力Ｐ ｒｅｔａｒｄに設定する。これは、分割リタード噴射における先頭噴射の噴射開始時期も分割噴射における先頭噴射の噴射開始時期と同じ、つまり燃焼の安定性の観点から通常噴射の場合と同一（＝ＩＴ ｓｔａｒｔ）に設定するのが望ましいためである。

ステップ１４０７では、ステップ１４０６で算出済みの３回目（最終回）噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ３に、ステップ１４０４で算出している分割リタード総噴射量Ｑ ｒｅｔａｒｄと、ステップ１４０３で算出済みの分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔとの差分（Ｑ ｒｅｔａｒｄ−Ｑ ｓｐｌｉｔ）を加算した値を改めて、３回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ３とする。ここで、エンジン回転速度Ｎｅと通常噴射量Ｑ（負荷相当）が同じであれば分割リタード総噴射量Ｑ ｒｅｔａｒｄは分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔより必ず大きい（等しい場合を含む）ので、Ｑ ｒｅｔａｒｄよりＱ ｓｐｌｉｔを差し引いた値は必ず正の値となり、従っては３回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ３は本発明に係る分割噴射の場合より増量される。

ステップ１４０９では、分割リタード噴射における第１噴射間隔ΔＩＴ１、第２噴射間隔ΔＩＴ２を算出する。

分割リタード噴射における第１噴射間隔ΔＩＴ１、第２噴射間隔ΔＩＴ２は、例えば図６のＢ−Ｂ線断面部を図１３の破線で示すように、通常噴射量Ｑ（負荷相当）が所定値Ｑａより増加するのに伴って、本発明に係る分割噴射の場合の第１噴射間隔ΔＩＴ１、第２噴射間隔ΔＩＴ２（実線参照）よりもさらに増大するように設定している。すなわち、通常噴射量Ｑが所定値Ｑａ以上で増大するのに応じて分割リタード噴射における第１噴射間隔ΔＩＴ１、第２噴射間隔ΔＩＴ２とも、本発明に係る分割噴射の場合より増大している。

このように、エンジン回転速度Ｎｅを一定とした場合において通常噴射量Ｑ（エンジン負荷）を変化させたときの、分割リタード噴射における第１噴射間隔、第２噴射間隔の特性を図１３に破線で重ねて示したが、実際には、エンジン回転速度Ｎｅと通常噴射量Ｑとに対応した第１噴射間隔、第２噴射間隔をそれぞれマップデータとしてコントロールユニット３０に予め記憶させておき、そのときのエンジン回転速度Ｎｅと通常噴射量Ｑとからその各マップを検索することにより分割リタード噴射における第１噴射間隔ΔＩＴ１、第２噴射間隔ΔＩＴ２を求める。

このように、３回目（最終回）噴射燃料の着火性を確保して排気温度の昇温とスモークの排出を抑制することを重視し、本発明に係る分割リタード噴射により、３回目噴射燃料による燃焼を、先行の燃料噴射（先頭噴射及び２回目噴射）の燃料による燃焼の終了後に発生させることで、燃料消費の増加が多くなるものの、目標とする高排気温度や低空気過剰率に短時間で到達できる。

図３２（図１８ステップ１０４、図１９ステップ２０４、図２０ステップ３０１、図２１ステップ４０１の各サブルーチン）は排気の空気過剰率制御を実行するためのものである。

ステップ１５０１では、目標空気過剰率λｍと燃料噴射量とから目標空気量Ｑ ａｉｒｔを算出する。

ここで、ステップ１５０１で用いる目標空気過剰率λｍは、既に述べたように、ＤＰＦ再生処理、Ｓ被毒解除処理、リッチスパイク処理およびＤＰＦ溶損防止処理のそれぞれに合わせて最適な値が設定されている。また、ステップ１５０１で用いる燃料噴射量は、通常噴射、本発明に係る分割噴射、および本発明に係る分割リタード噴射に合わせてそれぞれ設定されている。すなわち、通常噴射を行う場合の燃料噴射量は通常噴射量Ｑ（図２９のステップ１２０１参照）、本発明に係る分割噴射を行う場合の燃料噴射量は分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ（図３０のステップ１３０３参照）、本発明に係る分割リタード噴射を行う場合の燃料噴射量は分割リタード総噴射量Ｑ ｒｅｔａｒｄ（図３１のステップ１４０４参照）である。

ステップ１５０２では、このようにして算出した目標空気量Ｑ ａｉｒｔが得られるように、ＥＧＲ弁５の開度または吸気絞り弁６の開度（つまりＥＧＲ量やＥＧＲ率）を制御する。また、このときエアフローメータ７により検出される実吸入空気量Ｑａｉｒがこの目標空気量Ｑ ａｉｒｔと一致するように、ＥＧＲ弁５または吸気絞り弁６を介してＥＧＲ量（ＥＧＲ率）をフィードバック制御する。

図３３（図１７ステップ１６のサブルーチン）はエンジン基本制御を実行するためのものである。なお、エンジン基本制御は、既に述べたように触媒暖機促進処理を行う必要がなく、かつＤＰＦ再生処理、Ｓ被毒解除処理、リッチスパイク処理およびＤＰＦ溶損防止処理についても必要ない場合に実行される。

ステップ１６０１では、触媒温度Ｔ１と所定温度Ｔ５２（約２２０℃）を比較する。触媒温度Ｔ１が所定温度Ｔ５２未満である、つまり図２８で前述した触媒暖機促進処理が実行されている場合には（触媒暖機促進中であれば）ステップ１６０２を飛ばしてステップ１６０３に進み、触媒暖機促進中でなければステップ１６０２で通常噴射を実行して（前回に本発明に係る分割噴射を実行していたときには通常噴射に切換え、前回にも通常噴射で実行していたときには通常噴射を維持する）、ステップ１６０３に進む。

ステップ１６０３では通常のＥＧＲ制御、すなわち目標とする排気性能が得られるように、エンジンが暖機完了前の状態にあるのかそれともエンジンが暖機完了後の状態にあるのかを判定し、その判定結果およびそのときの運転条件（回転速度Ｎｅとエンジン負荷）に応じて、ＥＧＲ弁５又は吸気絞り弁６の作動制御を実行する。

なお、エンジンが暖機完了前の状態にあるのかそれとも暖機完了後の状態にあるのかの判定は水温センサ３１により検出される冷却水温に基づいて行う。

ここで、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、触媒１６やＤＰＦ１７（いずれも排気浄化装置）が通常時以外の状態（ＤＰＦ再生処理要求が出ている状態、Ｓ被毒解除処理要求が出ている状態、リッチスパイク処理要求が出ている状態、触媒暖機促進処理要求が出て状態）にある場合に、先頭噴射（圧縮上死点近傍での燃料噴射）と、２回目噴射や３回目噴射（膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射）とで構成される複数回の燃料噴射を実行し、この複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を任意に変化させるので、スモーク増加を最小限にすることを優先するとき（高負荷運転条件）には予混合燃焼の比率を高め（拡散燃焼の比率は低くする）、この逆にスモーク増加よりも燃焼安定性を優先させるとき（低負荷運転条件）には拡散燃焼の比率を高める（予混合燃焼の比率は低くする）等、排気通路３に設けている排気浄化装置（触媒１６、ＤＰＦ１７）による排気清浄化のための排気温度の上昇や空燃比のリッチ化を実現しながら、スモーク増加を最小限にでき、燃焼安定化により燃費の悪化を防ぐことができる。

分割リタード噴射による燃焼は排気温度上昇効果が高いものの燃費悪化が大きいため、本実施形態（請求項２に記載の発明）によれば、この分割リタード噴射と分割噴射とを、排気浄化装置の状態を決定する排気温度に応じて選択的に行う。

例えば、排気浄化装置がＤＰＦ１７である場合に、ＤＰＦ再生のための目標温度上限値Ｔ２２と目標温度下限値Ｔ２１とを定めておき、ＤＰＦ温度Ｔ２（排気温度）が目標温度下限値Ｔ２１未満のとき分割リタード噴射を実行し（図１８のステップ１０１、１０２、１１０参照）、これにより燃費を犠牲にしても目標とする高排気温度及び目標とする低空気過剰率を短時間で実現する一方で、ＤＰＦ温度Ｔ２が目標温度下限値Ｔ２１以上かつ目標温度上限値Ｔ２２以下にあるとき分割噴射を実行し（図１８のステップ１０１、１０２、１０３参照）、これにより燃料噴射量の増加比率を高くして噴射時期のリタード限界を拡大し、エンジンの出力制御性を損なうことなく高排気温度や低空気過剰率を実現する（請求項１２に記載の発明）。

また、排気浄化装置が触媒１６である場合に、Ｓ被毒解除のための目標温度上限値Ｔ４２と目標温度下限値Ｔ４１とを定めておき、触媒温度Ｔ１（排気温度）が目標温度下限値Ｔ４１未満のとき分割リタード噴射を実行し（図１９のステップ２０１、２０２、２１２参照）、これにより燃費を犠牲にしても目標とする高排気温度及び目標とする低空気過剰率を短時間で実現する一方で、触媒温度Ｔ１が目標温度下限値Ｔ４１以上かつ目標温度上限値Ｔ４２以下にあるとき分割噴射を実行し（図１９のステップ２０１、２０２、２０３参照）、これにより燃料噴射量の増加比率を高くして噴射時期のリタード限界を拡大し、エンジンの出力制御性を損なうことなく高排気温度や低空気過剰率を実現する（請求項１２に記載の発明）。

同様にして、排気浄化装置が触媒１６である場合に、触媒活性温度上限値Ｔ５２と触媒活性温度下限値Ｔ５１とを定めておき、触媒温度Ｔ１（排気温度）が触媒活性温度下限値Ｔ５１未満のとき分割リタード噴射を実行し（図１７のステップ２、図２８のステップ１１０１、１１０３参照）、これにより燃費を犠牲にしても触媒１６の早期暖機促進を行う一方で、触媒温度Ｔ１が触媒活性温度下限値Ｔ５１以上かつ触媒活性温度上限値Ｔ４２５下にあるとき分割噴射を実行し（図１７のステップ２、図２８のステップ１１０１、１１０３参照）、触媒１６の暖機促進を行う（請求項１３に記載の発明）。

このように、本実施形態（請求項２に記載の発明）では、分割リタード噴射と分割噴射とを、排気浄化装置の状態を決定する排気温度に応じて選択的に行うので、これにより、排気通路に設けた排気浄化装置（触媒１６、ＤＰＦ１７）による排気清浄化のための燃費悪化を必要最小限にすることができる。

本実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ（複数回の燃料噴射の総燃料噴射量）を、通常噴射量Ｑ（圧縮上死点近傍での一括燃料噴射の総燃料噴射量）よりも増量するので（図３０のステップ１３０３及び図７参照）、複数回の燃料噴射による燃焼を安定して行わせることができる。

本実施形態（請求項７に記載の発明）によれば、図９、図１０、図１１に示したように通常噴射量Ｑ（負荷相当）に応じた複数回の燃料噴射の燃料噴射量比率を設定する（図３０のステップ１３０４、図３１のステップ１４０５参照）、つまりエンジン負荷が高くなるほど先頭噴射の燃料噴射量比率を２回目噴射、３回目噴射の燃料噴射量比率よりも増加させることにより、予混合燃焼の比率を増加させ拡散燃焼の比率を減少させるので、また、図１６に示したように通常噴射量Ｑ（負荷相当）に応じた分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔを設定する（図３０のステップ１３０３、図３１のステップ１４０３参照）、つまりエンジン負荷が高くなるほど分割噴射圧力Ｐ ｓｐｌｉｔを高くしているので、エンジン負荷の増大に伴って燃焼形態としては予混合燃焼を強化できるためスモークの増加を抑制することができる。

本実施形態（請求項８に記載の発明）によれば、図１３に実線で示したように通常噴射量Ｑに応じて分割噴射における第１噴射間隔ΔＩＴ１、第２噴射間隔ΔＩＴ２を求める、つまり先頭噴射（圧縮上死点近傍での燃料噴射）の噴射開始から２回目噴射（膨張行程での１回目の燃料噴射）の噴射開始までの間隔である第１噴射間隔ΔＩＴ１と、同じく先頭噴射（圧縮上死点近傍での燃料噴射）の噴射開始から３回目噴射（膨張行程での２回目の燃料噴射）の噴射開始までの間隔である第２噴射間隔ΔＩＴ２とを拡大させることにより、予混合燃焼の比率を増加させ拡散燃焼の比率を減少させるので、エンジン負荷の増大に伴う拡散燃焼の増加を抑制できスモークの増加を抑制することができる。

本実施形態（請求項１１に記載の発明）によれば、先頭噴射（圧縮上死点近傍での燃料噴射）による燃焼の終了後に３回目噴射（膨張行程での最終回の燃料噴射）による燃焼を生じさせる場合に、分割リタード総噴射量Ｑ ｒｅｔａｒｄ（分割リタード噴射の総燃料噴射量）を分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ（分割噴射の総燃料噴射量）よりも増量し、その増量分の燃料を３回目噴射量（膨張行程での最終回の燃料噴射量）に加算している（図３１のステップ１４０７参照）。すなわち、３回目（最終回）噴射燃料の着火性を確保して排気温度の昇温とスモークの排出を抑制することを重視し、３回目噴射燃料による燃焼を先行の燃料噴射（先頭噴射及び２回目噴射）の燃料による燃焼の終了後に発生させるので、燃料消費の増加が多くなるものの、目標とする高排気温度や低空気過剰率に短時間で到達させることができる。

実施形態では、前記圧縮上死点近傍での燃料噴射の噴射開始から前記膨張行程での１回目の燃料噴射の噴射開始までの間隔（第１噴射間隔）と、前記圧縮上死点近傍での燃料噴射の噴射開始から前記膨張行程での２回目の燃料噴射の噴射開始までの間隔とを拡大させることにより、前記予混合燃焼の比率を増加させ前記拡散燃焼の比率を減少させる場合で説明したが、前記圧縮上死点近傍での燃料噴射の噴射終了から前記膨張行程での１回目の燃料噴射の噴射開始までの間隔と、前記圧縮上死点近傍での燃料噴射の噴射終了から前記膨張行程での２回目の燃料噴射の噴射開始までの間隔とを拡大させることにより、前記予混合燃焼の比率を増加させ前記拡散燃焼の比率を減少させるようにすることもできる（請求項８に記載の発明）。

実施形態では、膨張行程での燃料噴射が１回の場合と２回の場合で代表させて説明したが、これに限られるもでなく、膨張行程での燃料噴射が３回以上である場合にも適用がある。

請求項１に記載の排気浄化装置状態検出手段の機能は図１７のステップ２、６〜１５により、燃料噴射実行手段の機能は図１８のステップ１０３、１１０、図１９のステップ２０３、２１２、図２８のステップ１１０２、１１０３により、制御手段の機能は図３０のステップ１３０４、図３１のステップ１４０５によりそれぞれ果たされている。

本発明の燃焼制御装置を備えたディーゼルエンジンの概略構成図。 従来の燃料噴射方式と燃焼形態（熱発生率）との関係を示す特性図。 本発明に係る分割噴射と燃焼形態（熱発生率）との関係を示す特性図。 本発明に係る分割噴射と燃焼形態（熱発生率）との関係を示す特性図。 本発明に係る分割リタード噴射と燃焼形態（熱発生率）との関係を示す特性図。 通常噴射量の特性図。 アクセル開度に対する通常噴射量、分割総噴射量および分割リタード総噴射量の特性図。 通常噴射時期の特性図。 分割噴射として２回の燃料噴射を行う場合の通常噴射量に対する燃料噴射量比率の特性図。 分割噴射として３回の燃料噴射を行う場合の通常噴射量に対する噴射量比率の特性図。 ３回の燃料噴射を行う場合から２回の燃料噴射を行う場合へと切換えるときの通常噴射量に対する燃料噴射量比率の特性図。 分割噴射として２回の燃料噴射を行う場合のエンジン回転速度に対する燃料噴射量比率の特性図。 分割噴射における第１、第２の噴射間隔、分割リタード噴射における第１、第２の噴射間隔の特性図。 ＤＰＦ再生のための目標空気過剰率の特性図。 通常噴射圧力の特性図。 通常噴射圧力に対する分割噴射圧力の関係を示す特性図。 排気浄化処理を説明するためのフローチャート。 ＤＰＦ再生処理を説明するためのフローチャート。 Ｓ被毒解除処理を説明するためのフローチャート。 リッチスパイク処理を説明するためのフローチャート。 ＤＰＦ溶損防止処理を説明するためのフローチャート。 処理優先順位決定を説明するためのフローチャート。 処理優先順位決定を説明するためのフローチャート。 リッチスパイクフラグの設定を説明するためのフローチャート。 ＤＰＦ再生要求フラグの設定を説明するためのフローチャート。 Ｓ被毒解除要求フラグの設定を説明するためのフローチャート。 リッチスパイク要求フラグの設定を説明するためのフローチャート。 触媒暖機促進処理を説明するためのフローチャート。 通常噴射を説明するためのフローチャート。 本発明に係る分割噴射を説明するためのフローチャート。 本発明に係る割リタード噴射を説明するためのフローチャート。 排気の空気過剰率制御を説明するためのフローチャート。 エンジン基本制御を説明するためのフローチャート。

符号の説明

３ 排気通路
５ ＥＧＲ弁
６ 吸気絞り弁
１０ 燃料噴射装置（可変燃料噴射装置）
１６ 触媒（排気浄化装置）
１７ ＤＰＦ（フィルタ、排気浄化装置）
３０ エンジンコントロールユニット

Claims (13)

1. 排気通路に設けられる排気浄化装置と、
   エンジンの燃焼室に燃料を直接的に噴射可能でかつ燃料噴射を２回以上に分割して噴射可能な可変燃料噴射装置と、
   前記排気浄化装置が通常時の状態にあるのかそれとも通常時以外の状態にあるのかを検出する排気浄化装置状態検出手段と
   を備え、
   前記排気浄化装置状態検出手段の検出結果より排気浄化装置が通常時以外の状態にある場合に、圧縮上死点近傍での燃料噴射と、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行する燃料噴射実行手段と、
   この複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を任意に変化させる制御手段と
   を備えることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
2. 排気温度を検出する排気温度検出手段を備え、
   前記燃料噴射実行手段は、
   前記圧縮上死点近傍での燃料噴射による燃焼に継続して、前記膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射による燃焼を生じさせる分割噴射と、前記圧縮上死点近傍での燃料噴射による燃焼の終了後に、前記膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射による燃焼を生じさせる分割リタード噴射とを、前記排気温度検出手段により検出される排気温度状態に応じて、選択的に行う手段である
   ことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
3. 前記排気浄化装置状態検出手段の検出結果より排気浄化装置が通常時の状態にある場合に、前記圧縮上死点近傍での一括燃料噴射を実行することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
4. 前記複数回の燃料噴射の総燃料噴射量を、前記一括燃料噴射の総燃料噴射量よりも増量することを特徴とする請求項３に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
5. エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、
   この運転状態検出手段により検出される運転状態に応じて、前記予混合燃焼と拡散燃焼の比率を変化させることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
6. 前記運転状態検出手段はエンジン負荷またはエンジン回転速度を検出する手段であり、検出されたエンジン負荷が高くなるほどまたはエンジン回転速度が上昇するほど、前記予混合燃焼の比率を増加させ前記拡散燃焼の比率を減少させることを特徴とする請求項５に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
7. 燃料噴射圧力を高くするか、前記圧縮上死点近傍での燃料噴射の燃料噴射量比率を前記膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射の燃料噴射量比率よりも増加させるかの少なくとも一つを行うことにより、前記予混合燃焼の比率を増加させ前記拡散燃焼の比率を減少させることを特徴とする請求項６に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
8. 前記膨張行程での燃料噴射が２回である場合に、前記圧縮上死点近傍での燃料噴射の噴射開始から前記膨張行程での１回目の燃料噴射の噴射開始までの間隔と、同じく前記圧縮上死点近傍での燃料噴射の噴射開始から前記膨張行程での２回目の燃料噴射の噴射開始までの間隔とを拡大させるか、または前記圧縮上死点近傍での燃料噴射の噴射終了から前記膨張行程での１回目の燃料噴射の噴射開始までの間隔と、前記圧縮上死点近傍での燃料噴射の噴射終了から前記膨張行程での２回目の燃料噴射の噴射開始までの間隔とを拡大させることにより、前記予混合燃焼の比率を増加させ前記拡散燃焼の比率を減少させることを特徴とする請求項６に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
9. 前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートを捕集するフィルタと、排気の空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘをトラップし、排気空燃比がリッチのときにトラップしているＮＯｘを脱離するとともに、排気の空燃比がリッチになったときリッチ雰囲気中のＨＣ、ＣＯを還元剤として用いてその脱離したＮＯｘを脱離浄化するＮＯｘトラップ触媒との少なくとも一方であることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
10. 前記通常時以外の状態は、前記フィルタの再生要求が出ている状態、前記触媒の再生要求が出ている状態、前記触媒の硫黄被毒解除要求が出ている状態、前記触媒の暖機促進要求が出ている状態のうち少なくとも一つの状態であることを特徴とする請求項９に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
11. 前記圧縮上死点近傍での燃料噴射による燃焼の終了後に前記膨張行程での最終回の燃料噴射による燃焼を生じさせる場合に、前記分割リタード噴射の総燃料噴射量を前記分割噴射の総燃料噴射量よりも増量し、その増量分の燃料を前記膨張行程での最終回の燃料噴射量に加算することを特徴とする請求項２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
12. 前記排気温度が所定の目標温度上限値以下でかつ所定の目標温度下限値以上の場合に前記分割噴射を行い、前記排気温度が前記目標温度下限値未満の場合に前記分割リタード噴射を行うことを特徴とする請求項２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
13. 前記排気温度が所定の活性温度上限値以下でかつ所定の活性温度下限値以上の場合に前記分割噴射を行い、前記排気温度が前記活性温度下限値未満の場合に前記分割リタード噴射を行うことを特徴とする請求項２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。

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