JP2008215096A - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＣ排出量を低減する。
【解決手段】内燃機関は、排気系に設けられた排気浄化装置（４２）と、膨張行程または排気行程において燃料を噴射して該排気浄化装置に還元剤を供給する還元剤供給手段（１，８）と、該内燃機関の吸気系に設けられ、該内燃機関に供給される吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段（１，２３）とを有する。制御装置は、該還元剤供給手段による燃料の噴射中、該吸入空気量制御手段によって内燃機関に供給される吸入空気量を減少させ（６１）、目標吸入空気量に対して実吸入空気量が少ない時、もしくは目標過給圧に対して実過給圧が高い時、該還元剤供給手段による燃料の噴射時期を進角させる（６６）。噴射時期を進角させることにより燃焼性が向上し、ＨＣ排出量を低減することができる。
【選択図】図４

Description

この発明は、内燃機関に供給する燃料を制御するための装置に関する。

従来、排気系に備えられた排気浄化装置を再生するために、所定の時期に空燃比をリーンからリッチに切り換えることが行われている。下記の特許文献１には、内燃機関の排気系に設けられたＮＯｘトラップ触媒中にトラップされているＮＯｘを還元するために、主噴射の後に少量の後噴射を行う手法が記載されている。この手法によると、後噴射により噴射される燃料の量および噴射時期は、吸入空気量の目標値に対する実際値の遅れに応じて決められる。
特開２００３−３２２０１５号公報

後噴射は、トルク変動を伴うことなく空燃比をリッチにしてＮＯｘを還元することができる。しかしながら、空気量が不足している状態でこのような後噴射を行うと、後噴射は膨張行程または排気行程で行われるため、未燃のまま排出される燃料、すなわちＨＣ（炭化水素）の排出量を増大させるおそれがある。

本願発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、空気量が不足している状態で排気浄化装置を還元するための噴射を行う場合でも、ＨＣ排出量の増大を抑制することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に係わる発明は、内燃機関（２）の排気系に設けられた排気浄化装置（４２）と、該内燃機関の膨張行程または排気行程において燃料を噴射して該排気浄化装置に還元剤を供給する還元剤供給手段（１，８）と、該内燃機関の吸気系に設けられ、該内燃機関に供給される吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段（１，２３）と、を有する内燃機関の制御装置において、該還元剤供給手段による燃料の噴射中、該吸入空気量制御手段によって内燃機関に供給される吸入空気量を減少させる吸気量減少手段（１，２３，６１）と、目標吸入空気量に対して実吸入空気量が少ない時、もしくは目標過給圧に対して実過給圧が高い時、該還元剤供給手段による燃料の噴射時期を進角させる噴射時期補正手段（１，６６，ステップＳ４，ステップＳ７）と、を備えることを特徴とする。

吸入空気量減少手段によって吸入空気量を減少させることによって、目標吸入空気量に対して実吸入空気量が少ない状態になったとき、もしくは目標過給圧に対して実過給圧が高い状態になったとき、燃料量に対する空気量の不足が生じることがあり、これにより、未燃燃料が増大してＨＣ排出量を増大させるおそれがある。本願発明によれば、このようなときには、還元のための噴射の噴射時期を進角させるので、気筒内の温度および圧力が高い雰囲気となって着火性が向上し、該還元のために噴射された燃料をより確実に燃焼させることができる。したがって、未燃燃料に基づくＨＣ排出量の増大を抑制することができる。さらに、この発明によれば、還元のために噴射された燃料の燃焼性が向上するので、ＨＣ排出量の増大を抑制すると共に、ＮＯｘ（窒素酸化物）を捕捉する触媒の還元剤として必要なＣＯ（一酸化炭素）の供給を確保することができる。同じ量のＣＯを供給するのに必要な燃料噴射量を低減することができるので、燃費を向上させることができる。

請求項２に係わる発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置、さらに、噴射時期補正手段による噴射時期の進角の量に制限を設ける制限手段（１，６５，ステップＳ６）を備える。

この発明によれば、噴射時期の進角量に制限を設けるので、スモーク(smoke)の発生を許容可能なレベルに抑制することができる。

請求項３に係わる発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、上記噴射時期補正手段は、目標吸入空気量と実吸入空気量との偏差に基づいて決定した進角量と、目標過給圧と実過給圧との偏差に基づいて決定した進角量を加算することにより、噴射時期の進角の量を決定する（１，６２〜６４，ステップＳ３〜Ｓ５）。

この発明によれば、吸入空気量と過給圧の両方の観点から、ＨＣ排出量の増大を抑制するよう噴射時期を決定することができる。

次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施形態に従う、内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）およびその制御装置の全体的な構成図である。

電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」）という）１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを備えるコンピュータである。メモリには、車両の様々な制御を実現するためのコンピュータ・プログラムおよび該プログラムの実施に必要なデータを格納することができる。ＥＣＵ１は、車両の各部から送られてくるデータを受け取って演算を行い、車両の各部を制御するための制御信号を生成する。

エンジン２は、この実施例では、ディーゼルエンジンである。エンジン２は、たとえば４気筒を備えており、図には、そのうちの１つの気筒のみが示されている。

エンジン２には、吸気管３および排気管４が連結されている。燃焼室５が、ピストン６とシリンダヘッド７の間に形成され、燃料噴射弁８が、燃焼室５に臨むように取り付けられている。燃料噴射弁８は、コモンレール（図示せず）を介して、高圧ポンプ９および燃料タンク（図示せず）に接続されている。高圧ポンプ９は、燃料タンク内の燃料を昇圧した後、コモンレールを介して燃料噴射弁８に送り、燃料噴射弁８は、受取った燃料を燃焼室５内に噴射する。燃料の噴射圧力（燃料圧と呼ぶ）は、ＥＣＵ１からの制御信号によって高圧ポンプ９を制御することによって変更されることができる。燃料圧は、コモンレールに設けられた燃圧センサによって検出され、その検出信号はＥＣＵ１に送られる。また、燃料噴射弁８の噴射時間および噴射時期は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って制御される。

エンジン２には、クランク角センサ１０が設けられている。クランク角センサ１０は、クランクシャフト１１の回転に伴い、ＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ１に出力する。ＣＲＫ信号は、所定のクランク角毎に出力されるパルス信号である。ＥＣＵ１は、ＣＲＫ信号に応じ、エンジン２の回転数ＮＥを算出する。ＴＤＣ信号は、吸気行程開始時のピストン６の上死点（ＴＤＣ）位置に関連したクランク角度で出力されるパルス信号である。４気筒ある場合には、ＴＤＣ信号はクランク角度１８０度ごとに出力される。

過給装置１２が設けられており、過給装置１２は、吸気管３に設けられた回転自在のコンプレッサ１３と、排気管４に設けられた回転自在のタービン１４と、これらを連結するシャフト１５を備えている。タービン１４は、排ガスの運動エネルギーにより回転駆動され、タービン１４の回転駆動により、コンプレッサ１３が回転駆動され、吸気の圧縮を行う。

タービン１４は、複数の回動自在な可変ベーン（２つのみ図示している）１６を有しており、各可変ベーン１６にはアクチュエータ１７が連結されている。アクチュエータ１７は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って可変ベーン１６の開度（ベーン開度と呼ばれる）を変更する。ベーン開度を変更することにより、タービン１４の回転数を変更することができる。ベーン開度を閉じるほど、タービンの回転数が上昇し、過給圧が増加する。

吸気管３には、コンプレッサ１３の上流にエアフローセンサ２０が設けられ、コンプレッサ１３の下流には、水冷式のインタークーラ２１と過給圧センサ２２が設けられている。エアフローセンサ２０は、吸気管３に導入される吸入空気量を検出し、過給圧センサ２２は吸気管３内の圧力（過給圧）を検出し、これらの検出信号はＥＣＵ１に送られる。インタークーラ２１は、過給装置１２の過給動作により吸入空気の温度が上昇したときなどに、吸入空気を冷却する。

過給圧センサ２２の下流には、スロットル弁２３が設けられている。スロットル弁２３にはアクチュエータ２４が接続されており、アクチュエータ２４は、ＥＣＵ１からの制御信号に従ってスロットル弁２３の開度を制御する。

スロットル弁２３の下流において、吸気マニホールドが各気筒に対応して分岐しており、分岐した吸気マニホールドのそれぞれは、吸気ポートを介して各気筒の燃焼室に連通している。吸気マニホールドは、２つの通路２５，２６に仕切られており、一方の通路２５にはスワール弁２７が設けられている。スワール弁２７にはアクチュエータ２８が接続されており。アクチュエータ２８は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って、スワール弁２７の開度を変更することができる。スワール弁２７の開度によって、燃焼室５内に発生するスワールの強さを制御することができる。

さらに、エンジン２には、吸気管３と排気管４の間に、具体的には吸気マニホールドの集合部の通路２６と、排気管４のタービン１４よりも上流側との間に接続されたＥＧＲ管３１が設けられている。ＥＧＲ管３１を介して、エンジン２の排ガスの一部が吸気管３にＥＧＲガスとして還流される。この還流により、燃焼室５内の燃焼温度が低下し、排ガス中のＮＯｘを低減することができる。

ＥＧＲ管３１には、ＥＧＲ制御弁３２が設けられている。一例では、ＥＧＲ制御弁３２はリニア電磁弁で構成されており、ＥＧＲ制御弁３２のバルブリフト量は、ＥＧＵ１からの制御信号に従ってリニアに変更されることができる。ＥＧＲ制御弁３２のバルブリフト量により、還流されるＥＧＲガスの量（ＥＧＲ量と呼ばれる）を制御することができる。

ＥＧＲ管３１には、切換え弁３５およびＥＧＲクーラ３６が設けられている。通路３７は、ＥＧＲクーラ３６をバイパスするためのバイパス通路である。切換え弁３５は、ＥＧＵ１からの制御信号に従って、該切換え弁３５よりも下流の部分を、ＥＧＲ管３１とバイパス通路３７との間で選択的に切換える。バイパス通路３７に切換えられた場合には、ＥＧＲガスはバイパス通路３７に通され、吸気管３に還流される。ＥＧＲ管３１側に切換えられた場合には、ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ３６で冷却された後、吸気管３に還流される。

排気管４のタービン１４の下流には、三元触媒４１およびＮＯｘ触媒４２が設けられている。三元触媒４１は、空燃比が理論空燃比（ストイキ）であるとき、排ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化するとともに、ＮＯｘを還元することによって、排ガスを浄化する。ＮＯｘ触媒４２は、空燃比がリーンであり、排ガス中の酸素濃度が比較的高い場合に、排ガス中のＮＯｘを捕捉するとともに、空燃比がリッチであり、排ガス中の還元剤（ＨＣ、ＣＯ）の濃度が比較的高い場合には、捕捉したＮＯｘを還元することにより、排ガスを浄化する。

さらに、三元触媒４１の上流には、ＬＡＦセンサ４３が設けられている。ＬＡＦセンサ４３は、リッチ領域からリーン領域までの空燃比領域において、排ガス中の酸素濃度をリニアに検出する。ＥＣＵ１は、ＬＡＦセンサ４３により検出された酸素濃度に基づいて、燃焼室５で燃焼された実際の混合気の空燃比を表す実空燃比を算出する。

ＥＣＵ１には、さらに、アクセルペダル（図示せず）の操作量（アクセル開度と呼ばれる）表す検出信号を出力するアクセスペダル開度センサ４６が接続されている。

ＥＣＵ１は、これらの入力信号に応じて、メモリに記憶されたプログラムおよびデータ（マップを含む）に従い、エンジン２の運転状態を検出すると共に、燃料噴射量、燃料噴射時期、ＥＧＲ量、吸入空気量、過給圧等を制御する。

エンジン２の通常運転時では、空燃比が理論空燃比よりリーン側に設定される。前述したように、ＮＯｘ触媒４２は、空燃比がリーンである時に排ガス中のＮＯｘを捕捉する触媒であるので、所定のタイミングで空燃比をリーンからリッチに切り換えることで排ガス中に還元剤（ＨＣ、ＣＯ）を供給し、捕捉されたＮＯｘを脱離させて該触媒を再生する必要がある。

一方、１燃焼サイクルは、ピストンの上死点（ＴＤＣ）近傍から下死点近傍にかけて燃焼室５内に空気を吸入する吸入行程と、ピストン６の下死点近傍から上死点近傍にかけて、上昇するピストン６により吸入空気を圧縮する圧縮行程と、燃料と空気の混合気の燃焼によりピストン６を押し下げる膨張行程と、ピストン６の下死点近傍から上死点近傍にかけて、燃焼室５内のガスを排気する排気行程から構成される。所望のトルクをエンジンに出力させるための噴射（主噴射と呼ばれる）は、典型的には、圧縮上死点近傍で行われる。本願発明の実施形態では、この主噴射の後の膨張行程または排気行程で行う噴射（ポスト噴射または後噴射と呼ばれる）により空燃比をリッチにし、該ポスト噴射で噴射された燃料によって排ガス中に含まれる還元剤（ＣＯ，ＨＣ）により、ＮＯｘ触媒４２を還元する。ポスト噴射を用いることにより、出力トルクの変動を抑制しつつ、ＮＯｘ触媒４２を再生することができる。

図２の（ａ）を参照すると、本願発明が適用される前の、エンジンの或る運転状態における実吸入空気量およびＨＣ排出量の挙動の一例が示されている。

ここで、燃料噴射弁により噴射される燃料噴射量は、実空燃比が目標空燃比に一致するようフィードバック制御される。また、実吸入空気量が目標吸入空気量に一致するよう、ＥＧＲ量がフィードバック制御される。スロットル弁の開度および過給圧は、エンジンの運転状態に基づいて決められた目標値に設定される。

時間ｔ１において、所定のリッチ化条件が満たされることにより、空燃比がリーンからリッチへと切り換えられる。リッチ化は、主噴射に加えポスト噴射を行うことにより燃料を増やすと共に、スロットル弁の開度を目標スロットル開度に小さくすることによって行われる。

しかしながら、スロットル弁の開度を小さくすると、エンジンに吸入される空気量が一時的に急減する。ＥＧＲ量のフィードバック制御は、実吸入空気量を目標吸入空気量に一致させようとするが、図に示すように、実吸入空気量が目標吸入空気量を一時的に下回る（アンダーシュート）ことがある。このようなアンダーシュートが生じると、目標吸入空気量と実吸入空気量との間に一時的な偏差が生じる（時間ｔ１〜ｔ２）。実吸入空気量が目標吸入空気量に対して不足するので未燃燃料が増大し、図に示すように、大気へのＨＣ排出量が一時的に増大する。

また、このようなアンダーシュートが生じないとしても、リッチ化の際にスロットル弁の開度を小さくすると、ＨＣ排出量が増大するおそれがある。この点について図２の（ｂ）を参照すると、エンジンの或る運転状態における実過給圧とＨＣ排出量の挙動の一例が示されている。図２の（ａ）と同様に、時間ｔ１においてリッチ化を行うため、スロットル弁の開度を小さくする。

スロットル弁の開度を小さくすることにより、スロットル弁の上流の空気の圧力（図１の過給圧センサ２２により検出されることができる）が一時的に上昇する。そのため、図に示すように、実過給圧が目標過給圧を上回る（オーバーシュート）ことがあり、これによって、目標過給圧と実過給圧との間に偏差が生じる（時間ｔ１〜ｔ２）。この偏差の大きさは、スロットル弁を絞ることにより減少する新気の量を反映している。実吸入空気量を目標吸入空気量に収束させるため、この減少した新気の量に応じたＥＧＲ量がエンジンに導入される。目標吸入空気量におけるＥＧＲ量の割合が相対的に増大するので、未燃燃料が増大し、図に示すように大気へのＨＣ排出量が一時的に増大する。

このように、リーンからリッチに切り換える時にスロットル弁の開度を小さくしたとき、ＨＣ排出量が増大するという問題が生じうる。本願発明は、このようなＨＣ排出量の増大を、ポスト噴射の噴射時期を進角させることにより抑制する。ポスト噴射時期を進角させると、燃焼室内の温度および圧力が高い状態下で、該ポスト噴射により噴射した燃料を燃焼させることができるので、該噴射した燃料をより確実に燃焼させることができる。したがって、未燃燃料の発生が抑制され、ＨＣ排出量の増大を抑制することができる。

この点について図３を参照すると、目標吸入空気量に対して実吸入空気量が少ないときの、ポスト噴射時期の違いによる熱発生率（ＲＯＨＲ（rate of heat release））のシミュレーション結果の一例を示す。熱発生率の値が高いほど、燃料が活発に燃焼していることを示す。符号５１は、ポスト噴射時期が、圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）４０度の場合の熱発生率を示し、符号５２は、ポスト噴射時期が、圧縮上死点後５５度の場合の熱発生率を示す。圧縮上死点後６０度あたりの両者のグラフを比較すると明らかなように、ポスト噴射時期が圧縮上死点後４０度の熱発生率は、圧縮上死点後５５度の熱発生率よりも高い。すなわち、ポスト噴射時期を進角させると、燃料がより活発に燃える。燃料が活発に燃えるほど、未燃燃料の発生が抑制され、よってＨＣ排出量を減らすことができる。

図４は、本願発明の一実施例に従う制御装置の機能ブロックである。これらの機能ブロックは、ＥＣＵ１において実現される。

リッチ化制御部６１は、所定の条件が満たされたことに応じて、ＮＯｘ触媒４２の還元処理を行うため、ポスト噴射を伴うリッチ化制御を開始する。この制御を行うための条件は、たとえば、任意の適切な手法でＮＯｘ触媒の吸着量を推定し（たとえば、特開２００６−２４２１７０号参照）、該推定値が所定値以上になることである。代替的に、所定の時間間隔ごとに、または所定の走行距離ごとに、該リッチ化制御を開始してもよい。

ポスト噴射を伴うリッチ化制御が許可されたならば、リッチ化制御部６１は、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰ（要求トルクを表す）に基づいて所定のマップ（図示せず）を参照することにより、目標スロットル開度ＴＨＣＭＤを求める。このマップでは、目標スロットル開度が、空燃比がリーンの通常運転時の開度（たとえば、全開）よりも小さくなるよう規定されている。目標スロットル開度ＴＨＣＭＤに従って、アクチュエータ２４はスロットル弁２３の開度を制御する。こうして、スロットル弁２３を介してエンジン２に吸入される吸入空気量が減少する。

さらに、リッチ化制御部６１は、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰ（要求トルクを表す）に基づいて所定のマップ（図示せず）を参照することにより、目標過給圧ＢＰＣＭＤを求める。目標過給圧ＢＰＣＭＤに従って、アクチュエータ１７は可変ベーン１６を制御する。

さらに、リッチ化制御部６１は、ＥＧＲ量の所定のフィードバック制御により、実吸入空気量ＧＡを目標吸入空気量ＧＡＣＭＤに一致させるための目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤを求める。目標吸入空気量ＧＡＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに基づいて所定のマップ（図示せず）を検索することにより求められる。ＥＧＲ制御弁３２は、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤに従って駆動される。

さらに、リッチ化制御部６１は、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに基づいて所定のマップ（図示せず）を参照することにより、ポスト噴射の目標燃料噴射量ＰＯＳＴＣＭＤを求める。該マップにおいて、ポスト噴射の目標燃料噴射量ＰＯＳＴＣＭＤは、主噴射の目標燃料噴射量と併せて所定の目標空燃比を達成するよう規定されている。ここで、目標空燃比は、理論空燃比よりもリッチ側に設定される。さらに、リッチ化制御部６１は、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに基づいて所定のマップ（図示せず）を参照することにより、ポスト噴射の基本ポスト噴射時期ＰＯＳＴＴＩＭを求める。基本ポスト噴射時期ＰＯＳＴＴＩＭは、膨張または排気行程中であるよう該マップに規定されている。

第１の進角量算出部６２は、実吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡＣＭＤより少ないとき、両者の偏差に応じた第１の進角量ΔＰＯＳＴ１を算出する。偏差が大きいほど、第１の進角量は大きくなるよう算出される。こうして、空気量が不足しているほどポスト噴射時期を進角させて燃焼性を向上させ、ＨＣ排出量を低減させる。

第２の進角量算出部６３は、実過給圧ＢＰＡが目標過給圧ＢＰＣＭＤより大きいとき、両者の偏差に応じた第２の進角量ΔＰＯＳＴ２を算出する。偏差が大きいほど、第２の進角量は大きくなるよう算出される。こうして、空気量が不足しているほどポスト噴射時期を進角させて燃焼性を向上させ、ＨＣ排出量を低減させる。

加算部６４は、以下の式のように、第１の進角量ΔＰＯＳＴ１および第２の進角量ΔＰＯＳＴ２を加算して、合計進角量ΔＰＯＳＴを求める。
ΔＰＯＳＴ＝ΔＰＯＳＴ１＋ΔＰＯＳＴ２

制限部６５は、合計進角量ΔＰＯＳＴに対し、所定のしきい値で制限処理を適用する。ポスト噴射時期の進角量を大きくするにつれてＨＣ排出量は低減されるが、燃焼がより活発化されることによりスモークを増大させるおそれがある。したがって、スモークの発生量が許容可能な所定レベルを超えないように、進角量を所定のしきい値で制限するのが好ましい。しきい値は、シミュレーション等で予め設定されることができる。

補正部６６は、合計進角量ΔＰＯＳＴに従って、ポスト噴射について求めた上記基本ポスト噴射時期ＰＯＳＴＴＩＭを補正し、最終ポスト噴射時期ＦＰＯＳＴＴＩＭを算出する。こうして、空気量不足に応じた補正により得られた最終ポスト噴射時期ＦＰＯＳＴＴＩＭに従い、上記求めた目標燃料噴射量ＰＯＳＴＣＭＤが噴射されるよう、燃料噴射弁８によるポスト噴射が実行される。

この実施例では、第１の進角量と第２の進角量の両方を加算した合計進角量に基づいて最終ポスト噴射時期を決定している。両方を用いることにより、図２を参照して説明したような、スロットル弁を絞ることによって実吸入空気量が目標吸入空気量に対してアンダーシュートする場合だけでなく、実過給圧が目標過給圧に対してオーバーシュートする場合の両方に対し、ＨＣ排出量の増大を抑制することができる。しかしながら、第１および第２の進角量のいずれか一方を用いてポスト噴射時期を制御するようにしてもよい。この場合、第１の進角量算出部６２と第２の進角量算出部６３とのいずれかが設けられ、加算部６４は設けられない。制限部６５が、第１または第２の進角量に上記制限処理を適用し、補正部６６が、該制限処理済みの第１または第２の進角量に従って基本ポスト噴射時期を補正し、最終ポスト噴射時期を算出する。また、エンジン２の運転状態に応じて、第１および第２のいずれかの進角量に基づく補正を選択するようにしてもよい。

図５を参照して、図４に示される第１の進角量算出部６２、第２の進角量算出部６３、加算部６４、制限部６５および補正部６６により実行されるプロセスを、より具体的に説明する。該プロセスは、ＴＤＣ信号の入力に同期して実行される。

ステップＳ１において、ポスト噴射を伴うリッチ化制御を開始する所定の条件が満たされたときに値１に設定されるリッチ化フラグを調べる。ステップＳ１の判断がＮｏならば、このプロセスを抜ける。ステップＳ１の判断がＹｅｓならば、ポスト噴射を伴うリッチ化制御が実行中であることを示すので、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３は、第１の進角量算出部６２により実行されるプロセスである。以下の式に従い、エアフローメータ２０で検出された実吸入空気量ＧＡの目標吸入空気量ＧＡＣＭＤに対する偏差ΔＱａｉｒを算出する。
ΔＱａｉｒ＝ＧＡＣＭＤ−ＧＡ

吸気量偏差ΔＱａｉｒに基づいて図６（ａ）に示すようなマップを参照し、該偏差ΔＱａｉｒに応じたポスト噴射時期の進角量（第１の進角量）ΔＰＯＳＴ１を求める。該マップは、ＥＣＵ１のメモリに記憶されることができる。該マップでは、吸気量偏差ΔＱａｉｒが大きくなるほど、すなわちスロットル弁を絞ったことによって生じる実吸入空気量の目標吸入空気量に対する不足分が大きいほど、進角量が大きくなるよう規定されている。こうして、吸入空気量が不足するほど、進角量を大きくして燃料の燃焼性を向上させる。

ステップＳ４は、第２の進角量算出部６３により実行されるプロセスである。以下の式に従い、過給圧センサ２２で検出された実過給圧ＢＰＡの目標過給圧ＢＰＣＭＤに対する偏差ΔＢＰＡを算出する。
ΔＢＰＡ＝ＢＰＡ−ＢＰＣＭＤ

過給圧偏差ΔＢＰＡに基づいて図６（ｂ）に示すようなマップを参照し、該偏差ΔＢＰＡに応じたポスト噴射時期の進角量（第２の進角量）ΔＰＯＳＴ２を求める。該マップは、ＥＣＵ１のメモリに記憶されることができる。該マップでは、過給圧偏差ΔＢＰＡが大きくなるほど、すなわちスロットル弁を絞ったことによって減った新気の量が大きいほど、進角量が大きくなるよう規定されている。こうして、新気の減少量が大きいほど、進角量を大きくして燃料の燃焼性を向上させる。

ステップＳ３およびＳ４は、並列に実行してもよいし、順序を逆にしてもよい。

ステップＳ５において、前述したように、第１の進角量ΔＰＯＳＴ１および第２の進角量ΔＰＯＳＴ２を加算して、合計進角量ΔＰＯＳＴを求める。ステップＳ６において、合計進角量ΔＰＯＳＴに対し、所定のしきい値で制限処理を適用する。たとえば、しきい値を、クランク角度“３０度”とした場合、合計進角量ΔＰＯＳＴが“３０”より大きければ、合計進角量ΔＰＯＳＴには該しきい値“３０”が設定される。

ステップＳ７において、以下の式に示すように、基本ポスト噴射時期ＰＯＳＴＴＩＭに、制限処理済みの合計進角量ΔＰＯＳＴを減算して、最終ポスト噴射時期ＦＰＯＳＴＴＩＭを算出する。
ＦＰＯＳＴＴＩＭ＝ＰＯＳＴＴＩＭ−ΔＰＯＳＴ

こうして、最終ポスト噴射時期ＦＰＯＳＴＴＩＭに従って、燃料噴射弁８によるポスト噴射が実行される。

代替的に、吸気量偏差ΔＱｉａｒおよび過給圧偏差ΔＢＰＡにしきい値を適用してもよい。たとえば、吸気量偏差ΔＱａｉｒが所定値以上のときに、第１の進角量を算出するようにしてもよいし、過給圧偏差ΔＢＰＡが所定値以上のときに、第２の進角量を算出するようにしてもよい。

図７の（ａ）は、本願発明に従う上記制御手法を採用した場合の、実吸入空気量とＨＣ排出量のシミュレーション結果の一例を示す。図２の（ａ）と比較して明らかなように、リッチ化においてスロットル弁を絞ることにより実吸入空気量が目標吸入空気量に対してアンダーシュートする場合でも、ポスト噴射時期を進角させることによって未燃燃料の発生を抑制するので、ＨＣ排出量の増大が抑制されている。また、図７の（ｂ）は、本願発明に従う上記制御手法を採用した場合の、実過給圧とＨＣ排出量のシミュレーション結果の一例を示す。図２の（ｂ）と比較して明らかなように、リッチ化においてスロットル弁を絞ることにより実過給圧が目標過給圧に対してオーバーシュートする場合でも、ポスト噴射時期を進角させることによって未燃燃料の発生を抑制するので、ＨＣ排出量の増大が抑制されている。

上記実施形態は、ディーゼルエンジンを例に説明したが、本願発明は、ガソリンエンジンなどにも適用可能である。また、本願発明は、汎用の（例えば、船外機等の）内燃機関に適用可能である。

この発明の一実施例に従う、エンジンおよびその制御装置を概略的に示す図。 リッチ化に伴うＨＣ排出量の増大を示す図。 ポスト噴射時期を進角させることによりＨＣ排出量を低減することが可能なことを説明するための図。 この発明の一実施例に従う制御装置のブロック図。 この発明の一実施例に従う制御プロセスを示すフロー。 この発明の一実施例に従う、吸気量偏差および過給圧偏差に基づく進角量を規定するマップ。 この発明の一実施例に従う制御の効果を示す図。

符号の説明

１ ＥＣＵ
２ エンジン
２０ エアフローメータ
２２ 過給圧センサ
２３ スロットル弁

Claims (3)

1. 内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置と、該内燃機関の膨張行程または排気行程において燃料を噴射することにより、該排気浄化装置に還元剤を供給する還元剤供給手段と、該内燃機関の吸気系に設けられ、該内燃機関に供給される吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と、を有する内燃機関の制御装置において、
   前記還元剤供給手段による燃料の噴射中、前記吸入空気量制御手段によって前記内燃機関に供給される吸入空気量を減少させる吸気量減少手段と、
   目標吸入空気量に対して実吸入空気量が少ない時、もしくは目標過給圧に対して実過給圧が高い時、前記還元剤供給手段による燃料の噴射時期を進角させる噴射時期補正手段と、
   を備える内燃機関の制御装置。
2. さらに、前記噴射時期補正手段による噴射時期の進角の量に制限を設ける制限手段を備える、
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記噴射時期補正手段は、前記目標吸入空気量と前記実吸入空気量との偏差に基づいて決定した進角量と、前記目標過給圧と前記実過給圧との偏差に基づいて決定した進角量を加算することにより、前記噴射時期の進角の量を決定する、
   請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。

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