JP2007239572A - 内燃機関の燃料噴射システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、蓄圧室を介して供給された燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射システムにおいて、内燃機関の一燃焼サイクル中に主燃料噴射および副燃料噴射が行われるときにＰＭの生成量が増加するのを抑制することを課題とする。
【解決手段】副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが所定期間以下のときは、副燃料噴射が実行されることによる蓄圧室での圧力の脈動に基づく主燃料噴射量の増量補正を禁止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、蓄圧室を介して供給された燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射システムに関する。

蓄圧室を介して供給された燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射システムにおいて、燃料噴射弁によって主燃料噴射が実行される時期よりも早い時期に副燃料噴射が実行される場合がある。この場合、副燃料噴射が実行されると蓄圧室において圧力の脈動が生じる。このような圧力の脈動が生じると、副燃料噴射に続いて行われる主燃料噴射による噴射燃料量（主燃料噴射量）が指令値とずれる虞がある。

そこで、内燃機関での一燃焼サイクル中において主燃料噴射と副燃料噴射が行われる場合、副燃料噴射後の蓄圧室での圧力の脈動に起因する主燃料噴射量の変動の周期に基づいて副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルを設定し、それによって、主燃料噴射による燃料噴射量の指令値と実際の値とのずれを抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１。）。

また、上記のような蓄圧室での圧力の脈動に起因する主燃料噴射量の変動を抑制するために、該圧力の脈動に応じて主燃料噴射量の指令値を補正する技術も知られている。この場合、主燃料噴射実行時期における蓄圧室での圧力が上昇することが予測される場合は、主燃料噴射量の指令値を減少させる。一方、主燃料噴射実行時期における蓄圧室での圧力が低下することが予測される場合は、主燃料噴射量の指令値を増加させる。
特開２００５−１６３６３９号公報 特開２００５−４８７４７号公報 特開２００５−４８７０２号公報 特開２００３−２１４２３６号公報 特開２００２−３５７１４５号公報

上述したように、蓄圧室を介して供給された燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射システムにおいて、内燃機関の一燃焼サイクル中に主燃料噴射および副燃料噴射が行われる場合、副燃料噴射を実行することによる蓄圧室での圧力の脈動を考慮して主燃料噴射量の指令値を補正する場合がある。

しかしながら、副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルがある程度短くなると、蓄圧室での圧力の脈動が不安定な時期に主燃料噴射が実行される場合がある。つまり、主燃料噴射実行時期における蓄圧室での圧力が脈動によって低下すると予測されたために主燃料噴射量の指令値を増量する補正を行った場合であっても、主燃料噴射実行時期における蓄圧室での実際の圧力は低下していない場合がある。このような場合、実際の主燃料噴射量は過剰に多い量となり、その結果、粒子状物質（以下、ＰＭと称する）の生成量の増加を招く虞がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、蓄圧室を介して供給された燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射システムにおいて、内燃機関の一燃焼サイクル中に主燃料噴射および副燃料噴射が行われるときにＰＭの生成量が増加するのを抑制することが可能な技術を提供することを課題とする。

本発明は、蓄圧室を介して供給される燃料を内燃機関の気筒内に直接噴射する燃料噴射弁によって主燃料噴射と副燃料噴射とが実行される場合において、副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが所定期間以下のときは、副燃料噴射が実行されることによる蓄圧室での圧力の脈動に基づく主燃料噴射量の増量補正を禁止するものである。

より詳しくは、本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムは、
蓄圧室を介して供給される燃料を内燃機関の気筒内に直接噴射する燃料噴射弁によって、前記内燃機関の一燃焼サイクル中に主燃料噴射と該主燃料噴射よりも早い時期に行われる副燃料噴射とを実行する内燃機関の燃料噴射システムにおいて、
前記内燃機関の運転状態に基づいて副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルを設定するインターバル設定手段と、
各燃料噴射の実行時に前記燃料噴射弁に対して出される燃料噴射量の指令値を前記内燃機関の運転状態に基づいて算出する指令値算出手段と、
副燃料噴射が実行されることによって生じる前記蓄圧室での圧力の脈動に伴う主燃料噴射実行時期の前記蓄圧室での圧力の変動を予測する圧力変動予測手段と、
該圧力変動予測手段によって予測された主燃料噴射実行時期の前記蓄圧室での圧力の変動に基づいて、前記指令値算出手段によって算出される主燃料噴射実行時の燃料噴射量の指令値を補正するための補正値を算出する補正値算出手段と、
該補正値算出手段によって算出された補正値に基づいて主燃料噴射実行時の燃料噴射量の指令値を補正する補正実行手段と、を備え、
前記インターバル設定手段によって設定される副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが所定期間以下であって且つ前記補正値算出手段によって算出された補正値が正の値のときは、前記補正実行手段による主燃料噴射実行時の燃料噴射量の指令値の補正を禁止することを特徴とする。

ここで、所定期間は、副燃料噴射が実行されることによって生じる蓄圧室での圧力の脈動が不安定な時期に主燃料噴射が実行されると判断出来る閾値となる期間である。つまり、副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが該所定期間より長ければ、補正値算出手段によって算出された補正値に基づいて主燃料噴射量の指令値を補正することで、主燃料噴射によって実際に噴射される燃料量を目標量（即ち、指令値算出手段によって算出される主燃料噴射量の指令値）とすることが出来る。

上記によれば、副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが所定期間以下であって且つ補正値算出手段によって算出された補正値が正の値のときは、主燃料噴射量の補正は行われない。つまり、副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが所定期間以下であるときは、主燃料噴射量の増量補正は行われず減量補正のみが実行される。

従って、本発明によれば、主燃料噴射実行時期における蓄圧室での実際の圧力が低下していないときに主燃料噴射量の指令値が増量補正されることが抑制される。そのため、実際の主燃料噴射量が過剰に多くなることを抑制することが出来、以って、ＰＭの生成量が増加するのを抑制することが出来る。

本発明において、内燃機関に、排気の一部をＥＧＲガスとして該内燃機関の吸気系に導入するＥＧＲ装置が設けられている場合、インターバル設定手段によって設定される副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが所定期間以下のときは、燃料噴射弁による主燃料噴射の実行時期を遅角しても良い。

本発明においては、副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが所定期間以下のときは
、主燃料噴射量の指令値の増量補正が禁止される。これによれば、内燃機関の出力の低下を招く場合があるが、該内燃機関の出力が低下すると運転者によって要求される負荷が増加する。この場合、指令値算出手段によって算出される主燃料噴射量の指令値が増加し、また、これに伴って内燃機関への吸入空気量が増加する。ところが、吸入空気量が増加するとＥＧＲ装置によって吸気系に導入されるＥＧＲガス量が減少する。その結果、気筒内における燃焼温度が上昇し、ＮＯｘの生成量が増加する虞がある。

上記によれば、副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが所定期間以下のときは、燃料噴射弁による主燃料噴射の実行時期が遅角される。これにより、気筒内での燃焼温度を低下させることが出来る。従って、ＮＯｘの生成量の増加を抑制することが出来る。

また、上記構成においては、インターバル設定手段によって設定される副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが所定期間以下のときは、さらに、内燃機関の吸入空気量を減量補正しても良い。

上述したように、ＥＧＲ装置によって吸気系に導入されるＥＧＲガス量は吸入空気量が増加することで減少する。そこで、上記のように吸入空気量を減量補正することでＥＧＲガスの吸気系への導入量が減少するのを抑制することが出来る。その結果、ＮＯｘの生成量の増加をさらに抑制することが出来る。

本発明において、内燃機関の排気系に排気浄化触媒が設けられている場合、前記インターバル設定手段は、該排気浄化触媒の温度が活性温度の下限値以上である所定温度より低いときは副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルを所定期間以下とし、該排気浄化触媒の温度が該所定温度以上のときは副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルを所定期間より長くしても良い。

副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルを所定期間以下とした場合、該インターバルを所定期間より長くした場合に比べて、ＰＭのみならず、ＨＣやＮＯｘ等の生成量が減少するため排気エミッションは向上する。しかしながら、燃費が悪化する虞がある。

ここで、排気浄化触媒の温度が所定温度以上であれば、副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルを所定期間より長くすることでＨＣやＮＯｘ等の生成量が増加した場合であっても、排気浄化触媒においてこれらを浄化することが出来る。

従って、上記によれば、排気エミッションの悪化を抑制しつつ燃費の悪化をも抑制することが出来る。

本発明によれば、蓄圧室を介して供給された燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射システムにおいて、内燃機関の一燃焼サイクル中に主燃料噴射および副燃料噴射が行われるときにＰＭの生成量が増加するのを抑制することが出来る。そのため、排気中のＰＭ量を抑制することが出来る。

以下、本発明に係る内燃機関の燃料噴射システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

＜実施例１＞
＜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。該燃料噴射弁１０には燃料供給通路１７の一端が接続されている。該燃料供給通路１７の他端は燃料タンク（図示せず）に接続されている。また、該燃料供給通路１７の途中にはコモンレール１８が設けられており、該コモンレール１８において所定圧力にまで加圧された燃料が燃料噴射弁１０に供給される。尚、本実施例においては、コモンレール１８が本発明に係る蓄圧室に相当する。

吸気通路８には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１２および吸入空気量を制御するスロットル弁１３が設けられている。排気通路９には、排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタと称する）１１が設けられている。該フィルタ１１には吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単にＮＯｘ触媒と称する）が担持されている。本実施例においては、該ＮＯｘ触媒が本発明に係る排気浄化触媒に相当する。また、フィルタ１１より下流側の排気通路９には排気の温度を検出する温度センサ１６が設けられている。

さらに、内燃機関１は排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路８に導入するＥＧＲ装置２１を備えている。ＥＧＲ装置２１はＥＧＲ通路２２およびＥＧＲ弁２３を有している。ＥＧＲ通路２２は一端が排気通路９におけるフィルタ１１より上流側に接続されており、他端が吸気通路８におけるスロットル弁１３よりも下流側に接続されている。ＥＧＲ弁２３は該ＥＧＲ通路２２の途中に設置されており該ＥＧＲ通路２２を流れるＥＧＲガスの流量を制御する。ＥＧＲ装置２１によって吸気通路８にＥＧＲガスを導入することで、気筒２内における燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの生成量を低下させる。

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１２や温度センサ１６、内燃機関１のクランク角を検出するクランクポジションセンサ１４、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１５が電気的に接続されている。これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。

ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ１４の出力値に基づいて内燃機関１の回転数を算出し、アクセル開度センサ１５の出力値に基づいて内燃機関１の負荷を算出する。また、ＥＣＵ２０は、温度センサ１６の出力値に基づいてフィルタ１１および該フィルタ１１に担持されているＮＯｘ触媒の温度を推定する。

また、ＥＣＵ２０には、燃料噴射弁１０やスロットル弁１３、ＥＧＲ弁２３が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。

＜燃料噴射制御＞
次に、本実施例に係る燃料噴射弁１０からの燃料噴射制御について説明する。本実施例においては、気筒２内において燃料をより好適に燃焼させるために、燃料噴射弁１０によって一燃焼サイクル中に主燃料噴射と副燃料噴射とが実行される。主燃料噴射は圧縮行程上死点近傍で行われる燃料噴射であり、また、副燃料噴射は主燃料噴射の実行時期よりも早い時期に行われる燃料噴射である。

ＥＣＵ２０は、一燃焼サイクル中における主燃料噴射と副燃料噴射とのインターバル（以下、噴射インターバルと称する）を内燃機関１の運転状態に基づいて設定する。噴射インターバルと内燃機関１の運転状態との関係はマップとしてＥＣＵ２０に予め記憶されている。また、ＥＣＵ２０は、各燃料噴射の実行時に燃料噴射弁１０に対して出す燃料噴射量の指令値を内燃機関１の運転状態に基づいて算出する。主燃料噴射量および副燃料噴射量の指令値と内燃機関１の運転状態との関係も、前記と同様、マップとしてＥＣＵ２０に予め記憶されている。

ここで、燃料噴射弁１０からは、通常、コモンレール１８において所定圧力にまで加圧された燃料が噴射される。しかしながら、副燃料噴射が実行されるとコモンレール１８において圧力の脈動が生じ、この脈動に伴って主燃料噴射実行時期のコモンレール１８での圧力が変動する場合がある。この場合、実際の主燃料噴射量に影響を及ぼす虞がある。

つまり、コモンレール１８での圧力が脈動によって低下しているときに主燃料噴射が実行された場合、実際の主燃料噴射量が指令値よりも少ない量となる。また、コモンレール１８での圧力が脈動によって上昇しているときに主燃料噴射が実行された場合、実際の主燃料噴射量が指令値よりも多い量となる。

このような副燃料噴射が実行されることによるコモンレール１８での圧力の脈動は周期的な変動であるため、主燃料噴射実行時期の圧力の変動を予測することが出来る。そこで、本実施例では、ＥＣＵ２０が、副燃料噴射が実行されることによって生じるコモンレール１８での圧力の脈動に伴う主燃料噴射実行時期のコモンレール１８での圧力の変動を予測する。さらに、ＥＣＵ２０は予測された圧力の変動に基づいて主燃料噴射量の指令値を補正する。

つまり、主燃料噴射実行時期におけるコモンレール１８での圧力が脈動によって低下すると予測された場合は、主燃料噴射量の指令値を増量補正し、主燃料噴射実行時期におけるコモンレール１８での圧力が脈動によって上昇すると予測された場合は、主燃料噴射量の指令値を減量補正する。このときの補正量は、実際の主燃料噴射量が補正前の主燃料噴射量の指令値となるような量である。ＥＣＵ２０は、副燃料噴射での燃料噴射量および噴射インターバル等に基づいて、主燃料噴射実行時期のコモンレール１８での圧力の変動を推定する。また、コモンレール１８での圧力の変動量と主燃料噴射量の補正量との関係はマップとしてＥＣＵ２０に予め記憶されている。

副燃料噴射を実行することによってコモンレール１８での圧力が脈動して周期的に変動する場合、上記のように主燃料噴射量の指令値を補正することで、実際の主燃料噴射量が不足するまたは過多となることを抑制することが出来る。

ところが、噴射インターバルがある程度短くなると、副燃料噴射が実行されることによるコモンレール１８での圧力の脈動が不安定な状態、即ち、該圧力の変動が周期的になっていない状態で主燃料噴射が実行される場合がある。このような場合、主燃料噴射実行時期のコモンレール１８での実際の圧力がＥＣＵ２０によって予測された値と異なる場合がある。そのため、上記のように、ＥＣＵ２０によって予測された主燃料噴射実行時期のコモンレール１８での圧力の変動に基づいて主燃料噴射量の指令値を補正すると、コモンレール１８での実際の圧力が低下していないときに主燃料噴射量の指令値を増量補正する場合がある。この場合、実際の主燃料噴射量が過剰に多い量となり、その結果、ＰＭの生成量の増加を招く虞がある。

そこで、本実施例においては、噴射インターバルが所定期間以下であるときは、主燃料噴射量の指令値の増量補正を禁止する。ここで、所定期間は、副燃料噴射が実行されるこ
とによって生じるコモンレール１８での圧力の脈動が不安定な時期に主燃料噴射が実行されると判断出来る閾値となる期間である。

＜主燃料噴射量の指令値設定ルーチン＞
以下、本実施例に係る主燃料噴射量の指令値を設定するための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、所定の間隔で実行されるルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において、内燃機関１の運転状態に基づいて噴射インターバルΔｔｉを設定する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０２に進み、内燃機関１の運転状態に基づいて、主燃料噴射量の指令値の基準値Ｑｆｍｂおよび副燃料噴射量の指令値Ｑｆｓを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３に進み、噴射インターバルΔｔｉ及び副燃料噴射量Ｑｆｓ等に基づいて、主燃料噴射実行時期のコモンレール１８での圧力の変動Ｐｃを推定する。この圧力の変動Ｐｃは、主燃料噴射実行時期のコモンレール１８での圧力が所定圧力より低下する場合は負の値となり、該圧力が所定圧力より上昇する場合は正の値となる。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４に進み、主燃料噴射実行時期のコモンレール１８での圧力の変動Ｐｃに基づいて、主燃料噴射量の指令値の基準値Ｑｆｍｂを補正するための補正値Ｑｆｍａを算出する。ここで、圧力の変動Ｐｃが負の値であるときは主燃料噴射量の指令値の基準値Ｑｆｍｂを増量補正する必要があると判断され補正値Ｑｆｍａは正の値となる。一方、圧力の変動Ｐｃが正の値であるときは主燃料噴射量の指令値の基準値Ｑｆｍｂを減量補正する必要があると判断され補正値Ｑｆｍａは負の値となる。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５に進み、噴射インターバルΔｔｉが所定期間Δｔ０以下であるか否かを判別する。このＳ１０５において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０６に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０８に進む。

Ｓ１０８に進んだＥＣＵ２０は、基準値Ｑｆｍｂに補正値Ｑｆｍａを加算することで主燃料噴射量の指令値を補正する。つまり、この場合、主燃料噴射量の指令値は基準値Ｑｆｍｂと補正値Ｑｆｍａとの和となる。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

一方、Ｓ１０６に進んだＥＣＵ２０は、補正値Ｑｆｍａが零より大きいか否か、即ち、補正値Ｑｆｍａが正の値であるか否かを判別する。このＳ１０６において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０７に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０８に進む。

Ｓ１０７において、ＥＣＵ２０は、主燃料噴射量の指令値の補正を禁止する。つまり、この場合、主燃料噴射量の指令値は基準値Ｑｆｍｂとなる。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

以上説明したルーチンによれば、噴射インターバルΔｔｉが所定期間Δｔ０より長いときは、主燃料噴射時期のコモンレール１８での圧力の変動に基づいて主燃料噴射量の指令値が補正される。また、噴射インターバルΔｔｉが所定期間Δｔ０以下のときにおいて補正値Ｑｆｍａが負の値であるときは、前記と同様に主燃料噴射量の指令値が補正される。この場合、主燃料噴射量を減量補正することになる。そして、噴射インターバルΔｔｉが所定期間Δｔ０以下のときにおいて補正値Ｑｆｍａが正の値であるときは主燃料噴射量の
指令値の補正が禁止される。つまり、主燃料噴射量の指令値の増量補正が禁止される。

このように主燃料噴射量の指令値を設定することで、主燃料噴射実行時期におけるコモンレール１８での実際の圧力が低下していないときに主燃料噴射量の指令値が増量補正されることが抑制される。そのため、本実施例によれば、実際の主燃料噴射量が過剰に多くなることを抑制することが出来、以って、ＰＭの生成量が増加するのを抑制することが出来る。

＜実施例２＞
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、実施例１と同様の燃料噴射制御が行われる。

＜ＮＯｘ抑制制御＞
本実施例においては、噴射インターバルが所定期間以下のときは主燃料噴射量の指令値の増量補正が禁止される。これによれば、内燃機関１の出力の低下を招く場合があるが、該内燃機関１の出力が低下すると運転者によって車両のアクセル開度が増大される。即ち、運転者によって要求される負荷が増加する。この場合、主燃料噴射の指令値の基準値が増加し、それに伴ってスロットル弁１３の開度が大きくなって吸入空気量が増加する。

本実施例では、ＥＧＲ装置２１によって吸気通路８にＥＧＲガスが導入される。ところが、上記のように吸入空気量が増加すると、その増加分、気筒２内に流入するＥＧＲガス量が減少することになる。その結果、気筒２内における燃焼温度が上昇し、ＮＯｘの生成量が増加する虞がある。

そこで、本実施例においては、噴射インターバルが所定期間以下のときは、主燃料噴射の実行時期を遅角する。これにより、気筒内での燃焼温度が低下することになる。その結果、ＮＯｘの生成量の増加を抑制することが出来る。

また、上記のように、吸入空気量は主燃料噴射量の指令値の基準値の増加に伴って増加するが、本実施例では、主燃料噴射量の指令値の基準値に基づいて設定された吸入空気量を減量補正する。これにより、ＥＧＲガスの吸気通路８への導入量が減少するのを抑制することが出来る。その結果、気筒２内における燃焼時のＮＯｘの生成量の増加をさらに抑制することが出来る。

以下、本実施例に係るＮＯｘ生成量抑制制御の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、噴射インターバルΔｔｉが所定期間Δｔ０以下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終了する。

Ｓ２０２において、ＥＣＵ２０は主燃料噴射の実行時期を遅角する。このときの遅角量は、ＮＯｘの生成量の増加を抑制することが出来る程度の量であって実験等によって予め定められている。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０３に進み、スロットル弁１３の開度を減少補正することで吸入空気量を減量補正する。通常、スロットル弁１３の開度は主燃料噴射量の指令値の基
準値に基づいて予め定められているが、ここでは、スロットル弁１３の開度がこの予め定められた開度よりも小さい開度となるように補正する。このときの補正量も、ＮＯｘの生成量の増加を抑制することが出来る程度の量であって実験等によって予め定められている。この補正量を、吸入空気量が、主燃料噴射量の増量補正を禁止していないときの量となるような量としても良い。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

以上説明したルーチンによれば、噴射インターバルΔｔｉが所定期間Δｔ０以下の場合、即ち、主燃料噴射量の増量補正が禁止されている場合は、主燃料噴射の実行時期が遅角され、且つ、吸入空気量が減量補正される。従って、気筒２内における燃焼時のＮＯｘの生成量の増加を抑制することが出来る。

＜実施例３＞
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、実施例１と同様の燃料噴射制御が行われる。

＜噴射インターバルの設定＞
本実施例においては、噴射インターバルが所定期間以下の場合、主燃料噴射量の増量補正が禁止されるため、ＰＭの生成量の増加が抑制される。また、噴射インターバルが所定期間以下の場合、該噴射インターバルを所定期間より長くした場合に比べて、ＨＣやＮＯｘ等の生成量も減少するため排気エミッションが向上する。しかしながら、燃費が悪化する虞がある。

そこで、本実施例では、内燃機関１の冷間始動時等、フィルタ１１に担持されたＮＯｘ触媒の温度が所定温度より低いときは噴射インターバルを所定期間以下とし、該ＮＯｘ触媒の温度が該所定温度以上のときは噴射インターバルを所定期間より長くするよう制御する。ここで、所定温度は、ＮＯｘ触媒の活性温度の下限値以上の温度であって予め定められた温度である。

ＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上のときは噴射インターバルを所定期間より長くすることでＨＣやＮＯｘ等の生成量が増加した場合であっても、ＮＯｘ触媒においてこれらを浄化することが出来る。従って、上記のように噴射インターバルを制御することで、排気エミッションの悪化を抑制しつつ燃費の悪化をも抑制することが出来る。

以下、本実施例に係る噴射インターバルを設定するためのルーチンについて図４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、所定の間隔で実行されるルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ３０１において、フィルタ１１の温度、即ち、該フィルタ１１に担持されたＮＯｘ触媒の温度Ｔｃが所定温度Ｔ０より低いか否かを判別する。このＳ３０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ３０３に進む。

Ｓ３０２に進んだＥＣＵ２０は、噴射インターバルΔｔｉを所定期間Δｔ０以下に設定する。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

一方、Ｓ３０３に進んだＥＣＵ２０は、噴射インターバルΔｔｉを所定期間Δｔ０より長い値に設定する。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

尚、本実施例においては、噴射インターバルΔｔｉを所定期間Δｔ０以下に設定する場
合、および、噴射インターバルΔｔｉを所定期間Δｔ０より長い値に設定する場合のそれぞれにおいて、内燃機関１の運転状態と噴射インターバルΔｔｉとの関係を定めたマップが別々にＥＣＵ２０に記憶されている。そして、上記ルーチンのＳ３０２およびＳ３０３においてはそれぞれマップに基づいて噴射インターバルΔｔｉが設定される。

実施例１に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図。 実施例１に係る主燃料噴射量の指令値を設定するためのルーチンを示すフローチャート。 実施例２に係るＮＯｘ生成量抑制制御のルーチンを示すフローチャート。 実施例３に係る噴射インターバルを設定するための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
８・・・吸気通路
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・・エアフローメータ
１３・・スロットル弁
１４・・クランクポジションセンサ
１５・・アクセル開度センサ
１６・・温度センサ
１７・・燃料供給通路
１８・・コモンレール
２０・・ＥＣＵ
２１・・ＥＧＲ装置
２２・・ＥＧＲ通路
２３・・ＥＧＲ弁

Claims (4)

1. 蓄圧室を介して供給される燃料を内燃機関の気筒内に直接噴射する燃料噴射弁によって、前記内燃機関の一燃焼サイクル中に主燃料噴射と該主燃料噴射よりも早い時期に行われる副燃料噴射とを実行する内燃機関の燃料噴射システムにおいて、
   前記内燃機関の運転状態に基づいて副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルを設定するインターバル設定手段と、
   各燃料噴射の実行時に前記燃料噴射弁に対して出される燃料噴射量の指令値を前記内燃機関の運転状態に基づいて算出する指令値算出手段と、
   副燃料噴射が実行されることによって生じる前記蓄圧室での圧力の脈動に伴う主燃料噴射実行時期の前記蓄圧室での圧力の変動を予測する圧力変動予測手段と、
   該圧力変動予測手段によって予測された主燃料噴射実行時期の前記蓄圧室での圧力の変動に基づいて、前記指令値算出手段によって算出される主燃料噴射実行時の燃料噴射量の指令値を補正するための補正値を算出する補正値算出手段と、
   該補正値算出手段によって算出された補正値に基づいて主燃料噴射実行時の燃料噴射量の指令値を補正する補正実行手段と、を備え、
   前記インターバル設定手段によって設定される副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが所定期間以下であって且つ前記補正値算出手段によって算出された補正値が正の値のときは、前記補正実行手段による主燃料噴射実行時の燃料噴射量の指令値の補正を禁止することを特徴とする内燃機関の燃料噴射システム。
2. 前記内燃機関には、排気の一部をＥＧＲガスとして該内燃機関の吸気系に導入するＥＧＲ装置が設けられており、
   前記インターバル設定手段によって設定される副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが前記所定期間以下のときは、前記燃料噴射弁による主燃料噴射の実行時期を遅角することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射システム。
3. 前記インターバル設定手段によって設定される副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルが前記所定期間以下のときは、さらに、前記内燃機関の吸入空気量を減量補正することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃料噴射システム。
4. 前記内燃機関の排気系には排気浄化触媒が設けられており、
   前記インターバル設定手段が、該排気浄化触媒の温度が活性温度の下限値以上である所定温度より低いときは副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルを前記所定期間以下とし、該排気浄化触媒の温度が該所定温度以上のときは副燃料噴射と主燃料噴射とのインターバルを前記所定期間より長くすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射システム。

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