JP2008196445A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポスト噴射によって生じる排気中の未燃燃料成分が吸気通路に戻されることを的確に抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】この装置は、燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と排気通路に設けられた排気浄化装置とを有する内燃機関に適用される。燃料噴射システムは、燃料噴射弁からの燃料噴射としてトルク発生のための燃料噴射とは別に膨張行程あるいは排気行程における燃料噴射であるポスト噴射を実行する。排気再循環システム（ＥＧＲシステム）は、排気通路および吸気通路を連通するＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁の駆動制御を実行する。ポスト噴射が未実行であることを条件にＥＧＲ弁を開弁駆動する。ＥＧＲ弁が閉弁状態であることを条件に（ｔ１２）、ポスト噴射の実行を許可する。ポスト噴射の実行停止から所定期間が経過したことを条件に（ｔ１４）、ＥＧＲ弁の開弁駆動の開始を許可する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ポスト噴射と排気再循環とを共に実行する内燃機関の制御装置に関するものである。

通常、内燃機関の排気通路には、触媒コンバータや排気フィルタなど備えて排気を浄化する排気浄化装置が設けられている。そして、そうした排気浄化装置の機能を十分に発揮させるために、ポスト噴射を実行する燃料噴射システムが知られている。このポスト噴射は、膨張行程あるいは排気行程において実行される燃料噴射弁からの燃料噴射であり、トルク発生のための燃料噴射とは別に実行される。

また、内燃機関に、その排気通路から吸気通路へと排気を再循環させる排気再循環システム（ＥＧＲシステム）を設けることが多用されている。このＥＧＲシステムは、内燃機関の排気通路および吸気通路の間を連通する排気再循環通路（ＥＧＲ通路）と同通路に設けられた排気再循環弁（ＥＧＲ弁）とを備えている。

これら燃料噴射システムとＥＧＲシステムとを備えた内燃機関にあって、排気再循環の実行時（ＥＧＲ弁の開弁時）にポスト噴射が実行されると、ポスト噴射により生じた排気中の未燃燃料成分がＥＧＲ通路を介して吸気通路に戻されてしまう。これは燃焼状態を変化させることとなるために、これに伴う機関トルク制御の精度低下や排気性状の悪化などを招くおそれがあり、好ましくない。また、未燃燃料成分がＥＧＲ弁に付着することによる同ＥＧＲ弁の作動抵抗の増大により、吸気通路に再循環される排気の量の調節精度の低下を招くおそれもある。

従来、ポスト噴射の実行開始に際して、ＥＧＲ弁の閉弁駆動を開始した後に、ポスト噴射の実行を開始する装置が提案されている（特許文献１参照）。この装置では、ＥＧＲ弁が開弁状態のままポスト噴射が実行されることが抑制されて、排気通路から吸気通路へと未燃燃料成分が戻されることが抑制される。
特開２００５−１３３５９６号公報

ところで、ＥＧＲ弁の閉弁駆動を開始しても、同ＥＧＲ弁が実際に閉弁状態になるまでには多少の時間がある。そのため、特許文献１に記載の装置のように単にポスト噴射の実行開始に先立ってＥＧＲ弁の閉弁駆動を開始するようにしても、ＥＧＲ弁の動作時間に起因して、同ＥＧＲ弁が閉弁状態になる前にポスト噴射の実行が開始される可能性は残る。このように特許文献１に記載の装置は、ＥＧＲ弁が開弁された状態でのポスト噴射の実行を確実に抑える上では、改善の余地を残すものとなっている。

一方、ポスト噴射の実行が停止された後においては、しばらくの間、排気通路内に未燃燃料成分が残留している。この未燃燃料成分は排気流によって押し流されていずれは無くなるものの、未燃燃料成分が残留しているときにＥＧＲ弁が開弁されるようなことがあると、同未燃燃料成分が吸気通路に戻されてしまう。このように、ポスト噴射の実行停止に際しても、排気中の未燃燃料成分が吸気通路に戻されるおそれがある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポスト噴射によって生じる排気中の未燃燃料成分が吸気通路に戻されることを的確に抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と排気通路に設けられた排気浄化装置とを有する内燃機関に適用され、前記燃料噴射弁からの燃料噴射としてトルク発生のための燃料噴射とは別に膨張行程あるいは排気行程における燃料噴射であるポスト噴射を実行する燃料噴射システムと、前記排気通路および吸気通路を連通する排気再循環通路に設けられた排気再循環弁の駆動制御を通じて排気再循環を実行する排気再循環システムとを備え、前記ポスト噴射が未実行であることを条件に前記排気再循環弁を開弁駆動する内燃機関の制御装置であって、前記排気再循環弁が閉弁状態であることを条件に、前記ポスト噴射の実行を許可することをその要旨とする。

上記構成によれば、ポスト噴射の実行開始に際して、排気再循環弁が閉弁状態になる前に同ポスト噴射の実行が開始されることを的確に抑制することができる。そのため、ポスト噴射によって生じる排気中の未燃燃料成分が吸気通路に戻されることを的確に抑制することができる。

なお、排気再循環弁が閉弁状態であることは、請求項２によるように、排気再循環弁の開度が所定開度以下であることをもって精度良く判断することができる。
請求項３に記載の発明は、燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と排気通路に設けられた排気浄化装置とを有する内燃機関に適用され、前記燃料噴射弁からの燃料噴射としてトルク発生のための燃料噴射とは別に膨張行程あるいは排気行程における燃料噴射であるポスト噴射を実行する燃料噴射システムと、前記排気通路および吸気通路を連通する排気再循環通路に設けられた排気再循環弁の駆動制御を通じて排気再循環を実行する排気再循環システムとを備え、前記ポスト噴射が未実行であることを条件に前記排気再循環弁を開弁駆動する内燃機関の制御装置であって、前記ポスト噴射の実行停止から所定期間が経過したことを条件に、前記排気再循環弁の開弁駆動の開始を許可することをその要旨とする。

上記構成によれば、ポスト噴射の実行が停止されたときに、排気通路における排気再循環通路の接続部分より排気流れ方向上流側の部分（上流部分）に残留している未燃燃料成分が排気流によって同上流部分より排気流れ方向下流側に押し流されるのを待って、排気再循環弁の開弁駆動を開始することができる。そのため、ポスト噴射によって生じる排気中の未燃燃料成分が上流部分に残留した状態のまま排気再循環弁が開弁されることを抑制することができ、同未燃燃料成分が吸気通路に戻されることを的確に抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、前記ポスト噴射の実行が停止された後に機関出力軸が所定回数以上回転したことをもって、前記所定期間が経過したと判断することをその要旨とする。

燃焼室から排気通路に排出されるガス（排気）の総量は、機関出力軸が回転した回数から推定することが可能である。上記構成によれば、所定期間として、前記上流部分に残留している未燃燃料成分を同上流部分より排気流れ方向下流側に押し流すのに十分な量のガスが燃焼室から排気通路に排出されるようになる期間を設定することができる。

以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１に、本実施の形態にかかる内燃機関の制御装置の概略構成を示す。

同図１に示すように、内燃機関１０は複数の気筒＃１〜＃４を有しており、同内燃機関１０には複数の燃料噴射弁１１が取り付けられている。これら燃料噴射弁１１は、各気筒＃１〜＃４の燃焼室に直接燃料を噴射するように設けられている。また各燃料噴射弁１１は蓄圧配管としてのコモンレール１２に接続されており、同コモンレール１２はサプライポンプ１３に接続されている。そして、このサプライポンプ１３により、燃料タンク（図示略）内に備蓄された燃料が吸入されるとともにコモンレール１２に向けて圧送される。これにより、コモンレール１２の内部には高圧の燃料が満たされている。本実施の形態では、各燃料噴射弁１１の開閉駆動を通じて、コモンレール１２内の高圧燃料が各気筒＃１〜＃４の燃焼室内に直接噴射される。なお本実施の形態では、各燃料噴射弁１１やコモンレール１２、サプライポンプ１３によって燃料噴射システムが構成される。

また、内燃機関１０の各気筒＃１〜＃４は吸気通路１５に接続されている。内燃機関１０では、吸気通路１５を通じて外部の空気（外気）が各気筒＃１〜＃４の燃焼室内に吸入される。吸気通路１５には、同吸気通路１５の通路断面積を変更するスロットル弁１６が設けられている。そして、このスロットル弁１６の開度制御を通じて、吸気通路１５を通過する空気の量（吸入空気量）が調整される。

一方、内燃機関１０の各気筒＃１〜＃４は排気通路１８に接続されている。この内燃機関１０では、排気通路１８を通じて各気筒＃１〜＃４の燃焼室において燃焼した後のガス（排気）が外部に排出される。

内燃機関１０には、排気再循環システム（ＥＧＲシステム）１９が設けられている。ＥＧＲシステム１９は、吸気通路１５（詳しくは、そのインテークマニホールド１５ａ）および排気通路１８（詳しくは、そのエキゾーストマニホールド１８ａ）を連通する排気再循環通路（ＥＧＲ通路）２０と、同ＥＧＲ通路２０の途中に設けられた排気再循環弁（ＥＧＲ弁）２１とを備えている。そして本実施の形態では、ＥＧＲ弁２１の開度制御を通じて、排気通路１８内の排気が吸気通路１５に戻されて再循環される。なお、ＥＧＲ通路２０の途中にはＥＧＲクーラ２２が設けられている。このＥＧＲクーラ２２により、ＥＧＲ通路２０を通過する排気が冷却される。

内燃機関１０には、排気駆動式のターボチャージャ２３が設けられている。このターボチャージャ２３は、吸気通路１５における上記スロットル弁１６より吸気流れ方向上流側に設けられたコンプレッサ２４と、排気通路１８に設けられたタービン２５とにより構成される。

なお、吸気通路１５における上記スロットル弁１６とコンプレッサ２４との間にはインタークーラ２６が設けられている。このインタークーラ２６により、ターボチャージャ２３による過給に伴って高温になった吸入空気が冷却される。

また、排気通路１８におけるタービン２５より排気流れ方向下流側には排気浄化装置３０が設けられている。この排気浄化装置３０を通過することにより、微粒子状物質（ＰＭ）や、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）などといった排気中の大気汚染物質が捕集あるいは変換されて、同排気が浄化される。

排気浄化装置３０は、詳しくは、二つの触媒コンバータ３１，３２と一つのフィルタ３３とを備えている。二つの触媒コンバータ３１，３２は、共に酸化触媒が内部に担持されたものであり、排気流れ方向において間隔を置いて直列に並ぶように配設されている。これら触媒コンバータ３１，３２により、排気中のＣＯやＨＣが無害の二酸化炭素（ＣＯ２）や水分（Ｈ２Ｏ）に変換される。上記フィルタ３３は、それら触媒コンバータ３１，３２より排気流れ方向下流側に配設されている。このフィルタ３３によって、排気中のＰＭが捕集される。

内燃機関１０はその周辺機器として各種センサを備えている。各種センサとしては、例えばアクセルペダル２７の操作量（アクセル踏み込み量ＡＣ）を検出するためのアクセルセンサ４１や、機関出力軸としてのクランク軸２８の回転位相（クランク角）および回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ４２、ＥＧＲ弁の開度（ＥＧＲ開度）を検出するための開度センサ４３が設けられている。その他、排気通路１８における上記二つの触媒コンバータ３１，３２の間の部分を通過する排気の温度Ｔａを検出するための温度センサ４４や、上記二つの触媒コンバータ３１，３２を通過した後の排気の温度Ｔｂを検出するための温度センサ４５等も設けられている。

また内燃機関１０はその周辺機器として、例えばマイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置４０を備えている。この電子制御装置４０は、上記各種センサの出力信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいて燃料噴射弁１１の駆動制御やＥＧＲ弁２１の開度制御など、内燃機関１０の運転に関わる各種制御を実行する。

燃料噴射弁１１の駆動制御では、トルク発生のための燃料噴射（メイン噴射）における燃料噴射量が調節される。具体的には先ず、メイン噴射における燃料噴射量についての制御目標値（メイン噴射量Ｑｍ）がアクセル踏み込み量ＡＣおよび機関回転速度ＮＥに基づき設定される。このメイン噴射量Ｑｍとしては、アクセル踏み込み量ＡＣが大きいほど、また機関回転速度ＮＥが高いほど、多い量が算出される。そして、そうしたメイン噴射量Ｑｍに応じた時間だけ燃料噴射弁１１が開弁駆動されて、内燃機関１０の運転状態に見合う量の燃料が噴射供給される。

また燃料噴射弁１１の駆動制御では、前記メイン噴射とは別に、内燃機関１０の膨張行程の終期（例えば、圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）の１２０°ＣＡ〜１６０°ＣＡ）における燃料噴射（ポスト噴射）が実行される。このポスト噴射は、上記フィルタ３３の機能回復を図るべく実行される。具体的には、ポスト噴射の実行によって排気中に未燃燃料成分が添加され、その未燃燃料成分が二つの触媒コンバータ３１，３２において酸化して排気温度が上昇する。そして、これにより高温となった排気がフィルタ３３を通過することによって同フィルタ３３が高温になり、フィルタ３３に捕集されたＰＭが酸化する。

ＥＧＲ弁２１の開度制御では、ＥＧＲ開度の変更を通じてＥＧＲ通路２０の通路断面積が調節されて、同ＥＧＲ通路２０を通じて排気通路１８から吸気通路１５に戻される排気の量（ＥＧＲ量）が調節される。

ここで、内燃機関１０にあって排気再循環の実行時（詳しくは、ＥＧＲ弁２１の開弁時）にポスト噴射が実行されると、ポスト噴射により生じた排気中の未燃燃料成分がＥＧＲ通路２０を介して吸気通路１５に戻されてしまう。これを回避するために、本実施の形態では、ポスト噴射が未実行であることを条件にＥＧＲ弁２１が開弁駆動される。

また、たとえポスト噴射の実行開始に合わせてＥＧＲ弁２１の閉弁駆動を開始したとしても、同ＥＧＲ弁２１が実際に閉弁状態になるまでの期間、ＥＧＲ弁２１が開弁状態のままポスト噴射が実行されてしまう。この点をふまえて本実施の形態では、ポスト噴射の実行開始に際して、ＥＧＲ弁２１の閉弁駆動が開始されてから所定期間が経過したことをもって、ポスト噴射の実行が許可される。

さらに、ポスト噴射の実行停止に合わせてＥＧＲ弁２１の開弁駆動を開始すると、同ポスト噴射によって生じた未燃燃料成分が排気通路１８内に残留した状態でＥＧＲ弁２１が開弁されて、同未燃燃料成分が吸気通路１５に戻されてしまう。この点をふまえて本実施の形態では、ポスト噴射の実行停止に際して、その実行停止から所定期間が経過したことを条件に、ＥＧＲ弁２１の開弁駆動が開始される。

以下、ポスト噴射の実行にかかる処理（ポスト噴射処理）およびＥＧＲ弁２１の開度制御にかかる処理（ＥＧＲ処理）について具体的に説明する。
ここでは先ず、ポスト噴射処理について、図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

図２は、ポスト噴射処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、同フローチャートに示される一連の処理は、所定クランク角毎の割り込み処理として、電子制御装置４０により実行される。

同図２に示すように、この処理では先ず、実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１０１）。ここでは、以下の条件（イ）〜（ハ）の全てが満たされることをもって、実行条件が成立していると判断される。
（イ）ポスト噴射の未実行時においてフィルタ３３に捕集されているＰＭの量（ＰＭ堆積量）が上限量以上であること、あるいはポスト噴射の実行時においてＰＭ堆積量が下限量以上であること。なお本実施の形態では、その時々におけるＰＭ堆積量が内燃機関１０の運転状態やフィルタ３３の温度などに基づき推定されて電子制御装置４０に記憶されている。
（ロ）排気流れ方向下流側の触媒コンバータ３２の温度が所定温度以上であること。なお本実施の形態では、その時々における触媒コンバータ３２の温度が排気温度Ｔａに基づき推定されて電子制御装置４０に記憶されている。
（ハ）ＥＧＲ開度が所定開度以下であること。上記所定開度としては、例えば全閉状態に対応する開度や同開度より若干大きい開度など、ＥＧＲ弁２１が閉弁状態であること、言い換えれば、ＥＧＲ通路２０を通じた吸気通路１５と排気通路１８との連通が遮断されていることを的確に判断可能な値が予め設定されている。

そして、実行条件が未成立である場合には（ステップＳ１０１：ＮＯ）、以下の処理（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）が実行されることなく、本処理は一旦終了される。この場合には、ポスト噴射の実行が禁止される。

一方、実行条件が成立している場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、メイン噴射量Ｑｍおよび機関回転速度ＮＥに基づいて、ポスト噴射における燃料噴射量についての制御目標値（目標ポスト噴射量Ｑｐ）が設定される（ステップＳ１０２）。

ここで、メイン噴射量Ｑｍが少ないときほど、燃焼室から排気通路１８に排出されるガスの温度が低いことから、フィルタ３３の温度を所定温度で維持するために多くの燃料が必要になる。また、機関回転速度ＮＥが低いときほど、フィルタ３３を排気が通過する時間、言い換えれば、排気が有する熱がフィルタ３３に伝達される時間が短いことから、フィルタ３３の温度を所定温度で維持するために多くの燃料が必要になる。

こうした実情をふまえ、予め定められた目標温度（例えば６００〜７００℃）にフィルタ３３の温度を維持することの可能な噴射量が目標ポスト噴射量Ｑｐとして設定される。詳しくは、メイン噴射量Ｑｍおよび機関回転速度ＮＥにより定まる機関運転領域と同機関運転領域に適した目標ポスト噴射量Ｑｐとの関係が実験結果などに基づき求められ、その求められた関係が演算マップとして電子制御装置４０に記憶されており、この演算マップを参照して目標ポスト噴射量Ｑｐが設定される。

また、メイン噴射量Ｑｍおよび機関回転速度ＮＥに基づいて、ポスト噴射における燃料噴射時期についての制御目標値（目標ポスト噴射時期Ｔｐ）が設定される（ステップＳ１０３）。この目標ポスト噴射時期Ｔｐとしては、噴射燃料の燃焼と燃焼室壁面への付着とを共に抑えることの可能な時期が設定される。詳しくは、メイン噴射量Ｑｍおよび機関回転速度ＮＥにより定まる機関運転領域と同機関運転領域に適した目標ポスト噴射時期Ｔｐとの関係が実験結果などに基づき求められ、その求められた関係が演算マップとして電子制御装置４０に記憶されており、この演算マップを参照して目標ポスト噴射時期Ｔｐが設定される。

このように目標ポスト噴射量Ｑｐおよび目標ポスト噴射時期Ｔｐが設定された後、本処理は一旦終了される。
そして、本実施の形態にかかる燃料噴射弁１１の駆動制御では、上記目標ポスト噴射量Ｑｐに応じた時間だけ目標ポスト噴射時期Ｔｐにおいて燃料噴射弁１１が開弁駆動されてポスト噴射が実行される。なお本実施の形態では、排気温度Ｔｂに基づいて排気流れ方向下流側の触媒コンバータ３２の下流端の温度、言い換えれば、フィルタ３３の上流端の温度（フィルタ温度Ｔｆ）が推定されて、電子制御装置４０に記憶されている。そしてポスト噴射の実行に際しては、このフィルタ温度Ｔｆと予め定められた目標温度（例えば６００〜７００℃）とが一致するように、目標ポスト噴射量Ｑｐがフィードバック制御される。

次に、前記ＥＧＲ処理について、図３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
図３は、ＥＧＲ処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、同フローチャートに示される一連の処理は、所定時間毎の処理として、電子制御装置４０により実行される。

同図３に示すように、この処理では先ず、実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２０１）。ここでは、以下の条件（ニ）および（ホ）が共に満たされることをもって、実行条件が成立していると判断される。
（ニ）前記（イ）および（ロ）のいずれかが満たされていないこと。
（ホ）ポスト噴射の実行停止後においてクランク軸２８が所定回数以上回転したこと。

ここで、ポスト噴射によって生じた未燃燃料成分が同ポスト噴射の実行停止時において排気通路１８におけるＥＧＲ通路２０の接続部分より排気流れ方向上流側の部分（上流部分）に残留している場合であっても、その後において燃焼室から排気通路１８に排出されるガス（排気）により押し流されて、いずれは上流部分内に未燃燃料成分が殆ど残留しない状態になる。そして、内燃機関の１０の燃焼室から排気通路１８に排出されるガスの総量は、クランク軸２８が回転した回数から推定することが可能である。

こうした実情をふまえて本実施の形態では、上記条件（ホ）における所定回数として、上流部分内の未燃燃料成分をその排気流れ方向下流側に押し流すのに十分な量（例えばエキゾーストマニホールド１８ａの容量と等しい量）のガスが燃焼室から排気通路に排出されるようになるクランク軸２８の回転回数が求められ、予め設定されている。

そして、実行条件が未成立である場合には（ステップＳ２０１：ＮＯ）、以下の処理（ステップＳ２０２）が実行されることなく、本処理は一旦終了される。この場合には、ＥＧＲ弁２１の開弁駆動が禁止される。

一方、実行条件が成立している場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、メイン噴射量Ｑｍおよび機関回転速度ＮＥに基づいてＡマップから、ＥＧＲ開度についての制御目標値（目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒ）が算出される（ステップＳ２０２）。

上記Ａマップはメイン噴射量Ｑｍおよび機関回転速度ＮＥによって定まる機関運転状態と、同機関運転状態に適したＥＧＲ量が得られる目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒとの関係が実験などにより求められて設定されている。なお図４に示すように、目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒとしては、メイン噴射量Ｑｍが少ないときほど、また機関回転速度ＮＥが低いときほど大きい開度が設定される。また同図４に示すＥＧＲ実行領域とＥＧＲ停止領域とから明らかなように、メイン噴射量Ｑｍが多いときや機関回転速度ＮＥが高いときには排気再循環の実行が停止される（ＥＧＲ弁２１が閉弁される）。

このように目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒが算出された後、本処理は一旦終了される。
そして、本実施の形態にかかるＥＧＲ弁２１の開度制御では、目標ＥＧＲ開度ＴｅｇｒとＥＧＲ開度とが一致するように、同ＥＧＲ開度が調節される。

以下、本実施の形態にかかる制御装置による作用について説明する。
図５に、本実施に形態にかかる制御装置におけるポスト噴射の実行態様の変化とＥＧＲ開度の推移との関係の一例を示す。

同図５の時刻ｔ１１以前においては、ポスト噴射が実行されておらず、ＥＧＲ弁２１が開弁されている。
時刻ｔ１１において、ポスト噴射の実行条件のうちの（イ）および（ロ）が共に満たされてＥＧＲ処理の実行条件の（ニ）が満たされなくなり、同ＥＧＲ処理の実行条件が不成立になると、ＥＧＲ弁２１の閉弁駆動が開始され、その後においてＥＧＲ開度が徐々に小さくなる。そして時刻ｔ１２において、ＥＧＲ弁２１が閉弁状態になることによってポスト噴射の実行条件の（ハ）が満たされて同実行条件が成立すると、ポスト噴射の実行が開始される。

このように本実施の形態にかかる制御装置では、ＥＧＲ弁２１が閉弁状態であることを条件に、ポスト噴射の実行が許可される。そのため、ＥＧＲ弁２１が閉弁状態になる前にポスト噴射の実行が開始されることが的確に抑制される。したがって、ポスト噴射の実行開始に際して、同ポスト噴射によって生じる排気中の未燃燃料成分が吸気通路１５に戻されることを的確に抑制することができる。

また、ポスト噴射の実行が継続されてＰＭ堆積量が少なくなることにより、時刻ｔ１３において上記（イ）が満たされなくなってポスト噴射の実行条件が不成立になると、同ポスト噴射の実行が停止される。このとき上記（ニ）が満たされるとはいえ、ＥＧＲ処理の実行条件は不成立であるために、ＥＧＲ弁２１は閉弁状態で維持される。その後においてクランク軸２８が所定回数だけ回転することにより、時刻ｔ１４においてＥＧＲ処理の実行条件の（ホ）が満たされて同実行条件が成立すると、ＥＧＲ弁２１の開弁駆動が開始される。

このように本実施の形態では、ポスト噴射の実行停止後においてクランク軸２８が所定回数以上回転したこと、言い換えれば、ポスト噴射の実行停止後における排気の総量が前記上流部分内の未燃燃料成分をその排気流れ方向下流側に押し流すのに十分な量を超えたことが判断され、これを条件にＥＧＲ弁２１の開弁駆動が許可される。そのため、ポスト噴射の実行停止時において上流部分内に残留している未燃燃料成分が排気流によって同上流部分より排気流れ方向下流側に押し流されるのを待って、ＥＧＲ弁２１の開弁駆動を開始することができる。したがって、ポスト噴射によって生じる未燃燃料成分が上流部分内に残留した状態のままＥＧＲ弁２１が開弁されることを抑制することができ、同未燃燃料成分が吸気通路１５に戻されることを的確に抑制することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）ＥＧＲ弁２１が閉弁状態であることを条件に、ポスト噴射の実行を許可するようにした。そのため、ポスト噴射の実行開始に際して、同ポスト噴射によって生じる排気中の未燃燃料成分が吸気通路１５に戻されることを的確に抑制することができる。

（２）ポスト噴射の実行停止後においてクランク軸２８が所定回数以上回転したことを条件に、ＥＧＲ弁２１の開弁駆動の開始を許可するようにした。そのため、ポスト噴射の実行停止に際して、ポスト噴射によって生じる排気中の未燃燃料成分が吸気通路１５に戻されることを的確に抑制することができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・条件（ハ）は、ＥＧＲ弁２１が閉弁状態であることを的確に判断することの可能な条件であれば任意に変更することができる。例えば「ポスト噴射の実行停止後の経過時間が所定時間以上であること。」といった条件（ヘ）を上記条件（ハ）に代えて設定することができる。なお上記条件（ヘ）を採用する場合には、上記所定時間として、ＥＧＲ弁２１の閉弁駆動が開始されたときの目標ＥＧＲ開度Ｔｅｇｒが大きい開度であるときほど長い時間を設定するようにしてもよい。同構成によれば、ＥＧＲ弁２１が閉弁状態になるのに要する時間に応じて上記所定時間を設定することができ、ＥＧＲ弁２１が実際に閉弁状態になるタイミングに合わせてポスト噴射の実行開始を許可することができる。

・条件（ホ）は、これを「ポスト噴射の実行停止後における経過時間が所定時間以上であること。」といった条件に変更するなど、任意に変更することができる。要は、ポスト噴射の実行停止後において所定期間（詳しくは、ポスト噴射の実行停止時において前記上流部分内に残留する未燃燃料成分を同上流部分より排気流れ方向下流側に押し流すのに十分な期間）が経過したことを判断することの可能な条件を設定すればよい。

・条件（ハ）を省略してもよい。同構成よっても、前記（２）に記載の効果を得ることはできる。
・条件（ホ）を省略してもよい。同構成よっても、前記（１）に記載の効果を得ることはできる。

・本発明は、ポスト噴射として、内燃機関の排気行程の終期における燃料噴射を実行する装置に限らず、内燃機関の排気行程における燃料噴射を実行する装置にも適用することができる。

・本発明にかかる制御装置は、インタークーラの設けられていない内燃機関や、ターボチャージャの設けられていない内燃機関、触媒コンバータが一つのみ設けられた内燃機関あるいは触媒コンバータの設けられない内燃機関にも適用することができる。

・排気空燃比がリーンであるときに排気中のＮＯｘを吸蔵するとともに同排気空燃比をリッチ側にすることで吸蔵されているＮＯｘを還元するＮＯｘ吸蔵還元触媒が排気通路に設けられた内燃機関に適用されて、排気空燃比をリッチ側にするべくポスト噴射を実行する制御装置にも、本発明にかかる内燃機関の制御装置は適用可能である。

・本発明にかかる燃料噴射装置は、１〜３気筒の内燃機関や、５気筒以上の内燃機関にも適用することができる。

本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した一実施の形態の概略構成を示す略図。 ポスト噴射処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 ＥＧＲ処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 目標ＥＧＲ開度の算出に用いるマップのマップ構造を示す略図。 ポスト噴射の実行態様の変化とＥＧＲ開度の推移との関係の一例を示すタイミングチャート。

符号の説明

１０…内燃機関、１１…燃料噴射弁、１２…コモンレール、１３…サプライポンプ、１５…吸気通路、１５ａ…インテークマニホールド、１６…スロットル弁、１８…排気通路、１８ａ…エキゾーストマニホールド、１９…排気再循環システム（ＥＧＲシステム）、２０…排気再循環通路（ＥＧＲ通路）、２１…排気再循環弁（ＥＧＲ弁）、２２…ＥＧＲクーラ、２３…ターボチャージャ、２４…コンプレッサ、２５…タービン、２６…インタークーラ、２７…アクセルペダル、２８…クランク軸、３０…排気浄化装置、３１，３２…触媒コンバータ、３３…フィルタ、４０…電子制御装置、４１…アクセルセンサ、４２…クランクセンサ、４３…開度センサ、４４，４５…温度センサ。

Claims (4)

1. 燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と排気通路に設けられた排気浄化装置とを有する内燃機関に適用され、前記燃料噴射弁からの燃料噴射としてトルク発生のための燃料噴射とは別に膨張行程あるいは排気行程における燃料噴射であるポスト噴射を実行する燃料噴射システムと、前記排気通路および吸気通路を連通する排気再循環通路に設けられた排気再循環弁の駆動制御を通じて排気再循環を実行する排気再循環システムとを備え、前記ポスト噴射が未実行であることを条件に前記排気再循環弁を開弁駆動する内燃機関の制御装置であって、
   前記排気再循環弁が閉弁状態であることを条件に、前記ポスト噴射の実行を許可する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記排気再循環弁の開度が所定開度以下であることをもって、同排気再循環弁が閉弁状態であると判断する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と排気通路に設けられた排気浄化装置とを有する内燃機関に適用され、前記燃料噴射弁からの燃料噴射としてトルク発生のための燃料噴射とは別に膨張行程あるいは排気行程における燃料噴射であるポスト噴射を実行する燃料噴射システムと、前記排気通路および吸気通路を連通する排気再循環通路に設けられた排気再循環弁の駆動制御を通じて排気再循環を実行する排気再循環システムとを備え、前記ポスト噴射が未実行であることを条件に前記排気再循環弁を開弁駆動する内燃機関の制御装置であって、
   前記ポスト噴射の実行停止から所定期間が経過したことを条件に、前記排気再循環弁の開弁駆動の開始を許可する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記ポスト噴射の実行が停止された後に機関出力軸が所定回数以上回転したことをもって、前記所定期間が経過したと判断する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。

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