JP2016194254A - ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディーゼルエンジン１において例えばＤｅ−ＮＯｘ触媒７４のような排気浄化装置の機能を回復させるための制御（例えばＮＯｘ還元制御）を行うときでも、ＥＧＲ通路８１におけるデポジットの堆積を防止できるようにする。
【解決手段】ＮＯｘ還元制御の際に、インジェクタ２により燃料のメイン噴射を行わせた後に、気筒１０の膨張行程で燃料をポスト噴射させ、排気の空燃比をリッチ化させるとともに、ＥＧＲ通路８１にＥＧＲガスを流通させて吸気通路６に再循環させる。この際、排気中のＰＭにおけるＳＯＦの割合（ＳＯＦ／ＰＭ）が所定以下となるように、筒内温度ＴＡが予め設定した温度ＴＡ１よりも高い状態で、ポスト噴射を行わせる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの制御装置に関し、特に排気浄化装置の性能を回復させるための回復制御を行うようにしたものに係る。

従来より、例えば自動車等に搭載されるディーゼルエンジンの排気浄化装置としては、酸素濃度の高い排気中においても窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化可能なＤｅ−ＮＯｘ触媒と、排気中の粒子状物質（Particulate Matter：ＰＭ）を捕集するＰＭフィルタと、を備えたものが知られている。

前記Ｄｅ−ＮＯｘ触媒は、いわゆるＮＯｘ吸蔵還元型の触媒であり、排気中の酸素濃度が高い状態（言い換えると排気の空燃比Ａ／Ｆがリーンの状態）でＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ吸蔵材を有している。そして、酸素濃度の低下、即ち空燃比のリッチ化によって排気中に増加する一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）等の還元成分と前記ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵したＮＯｘとを反応させて、排気を浄化する。

このようなＤｅ−ＮＯｘ触媒では、ＮＯｘ吸蔵量の増大に連れて排気中のＮＯｘを吸蔵する能力が低下するので、吸蔵量が所定の閾値に達すれば意図的に排気の空燃比をリッチ化させ、吸蔵されているＮＯｘを還元するようにしている（排気浄化装置の浄化性能を回復させる回復制御の一例であり、以下ではＮＯｘ還元制御ともいう）。

また、前記のＰＭフィルタにおいても、ＰＭの捕集量が多くなるに連れてフィルタの通気抵抗が大きくなるので、捕集量が所定の閾値に達すれば排気への燃料供給などを行い、この燃料の燃焼によってフィルタ温度を所定以上に高めることで、捕集されているＰＭを酸化（燃焼）させて除去するようにしている（これも回復制御の一例であり、以下ではフィルタ再生制御ともいう）。

より具体的に特許文献１に記載のディーゼルエンジンでは、前記のような回復制御の際に、気筒の圧縮上死点近傍で燃料のメイン噴射（主噴射）を行った後に、膨張行程においてアフター噴射（後噴射）を行い、排気の空燃比をリッチ化させている。その際、ＥＧＲバルブを開いて排気の一部（ＥＧＲガス）を吸気系に再循環させ、燃焼温度の上昇を抑制するようにしている。

特開２０１３−１９４５９７号公報

ところが、前記のように回復制御の際には排気の空燃比がリッチ化されていることから、ＥＧＲガスの再循環を行うと、このＥＧＲガスに含まれているＰＭがＥＧＲ通路の壁面に付着しやすく、これによりデポジットが生成して堆積するおそれがある。このため、前記特許文献１では、ＥＧＲ通路の温度などからデポジットの生成しやすさを判定し、例えば冷却水温が低くて、デポジットが生成しやすいと判定すれば、ＥＧＲバルブは閉じてＥＧＲガスの流通を禁止するようにしている。

このように従来までは、回復制御のために排気の空燃比をリッチ化させるときに、デポジットの堆積を防ぐためにＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流通を禁止せざるを得ない場合があって、ＥＧＲガスの再循環を行える機会が少なくなることから、燃焼温度の低減などの効果を十分に得られないという問題があった。

この点に鑑みて本発明の目的は、ディーゼルエンジンにおいて例えばＤｅ−ＮＯｘ触媒のような排気浄化装置の回復制御を行うときに、ＥＧＲ通路の温度が低くてデポジットの生成しやすい状態であっても、その堆積を防止できるようにして、ＥＧＲガスの再循環を行える機会を増やすことにある。

前記目的を達成するために本発明の発明者は、後噴射によって排気の空燃比をリッチ化させるようにした場合に、この排気中のＰＭがＥＧＲ通路において堆積しデポジットとなる過程について実験および考察を重ねた結果、ＰＭにおけるＳＯＦ（可溶性有機成分）の割合がＥＧＲ通路の壁面などへの付着力を決定する重要な因子であることに気付いた。すなわち、ＳＯＦの割合が低ければ一旦、付着したＰＭも通常のＥＧＲガスの流れによって剥離してしまうので、デポジットとして堆積することは防げるのである。

そして、そのようなＰＭにおけるＳＯＦ割合は、後噴射を行うときの筒内温度に強く依存することが分かった。このことから、前記のようにＰＭの付着力が弱くなるＳＯＦの割合、およびこれに対応する筒内温度を実験などによって設定し、この設定温度以上の筒内温度のときに後噴射を行うようにすれば、それ以外の条件によらずＥＧＲ通路におけるデポジットの堆積を防止できると考えられる。

このような新規な知見に基づいてなされた本発明は、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、排気通路に配設された排気浄化装置と、この排気浄化装置の浄化性能を回復させる回復制御の際に、前記燃料噴射弁により燃料の主噴射の後の膨張行程で後噴射を行わせて、排気の空燃比をリッチ化させる燃料噴射制御手段と、を備えたディーゼルエンジンの制御装置を前提とする。

そして、前記排気通路から排気の一部を吸気通路へ再循環させるＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路を開閉可能なＥＧＲバルブと、このＥＧＲバルブの開閉制御を行うＥＧＲ制御手段とを備え、前記回復制御の際に前記ＥＧＲ制御手段によってＥＧＲバルブを開いて、ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを流通させる場合は、前記燃料噴射制御手段によって前記後噴射を筒内温度が１１５０Ｋよりも高い状態で実行する構成とした。

なお、一般的にディーゼルエンジンは通常、排気の空燃比がリーンな状態で運転されるので、これをリッチ化させるというのは、リーンな空燃比を理論空燃比に近づけることも含み、理論空燃比よりもリッチにすることには限定されない。また、筒内温度については気筒内の平均的な温度を意味し、後噴射された燃料の蒸発による局所的な温度の低下については考慮しないものとする。

前記構成の制御装置においては、ディーゼルエンジンの運転中に排気浄化装置の回復制御を行う際に、ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを流通させる場合は、主噴射の後の膨張行程において筒内温度が１１５０Ｋよりも高い状態で、後噴射が実行される。こうすると、後噴射された燃料の熱分解が十分に促進され、低級な（炭素数の少ない）ＨＣの割合が増えることによって、排気中のＰＭにおけるＳＯＦの割合が低くなると考えられる。

これによりＰＭのＥＧＲ通路壁面などへの付着力が弱くなる結果として、一旦、付着したＰＭも通常のＥＧＲガスの流れによって剥がされるようになるので、デポジットの堆積を抑制することができる。よって、例えばＤｅ−ＮＯｘ触媒のような排気浄化装置の回復制御を行うときに、ＥＧＲ通路の温度が低くてもＥＧＲガスの再循環を行えるようになり、こうしてＥＧＲガスの再循環を行える機会が増えることによって、燃焼温度低減などの効果が十分に得られるようになる。

前記のように後噴射を実行する筒内温度は高いほど、燃料の熱分解が促進されて、ＨＣの低級化が進むようになり、ＰＭにおけるＳＯＦの割合が低下して、その付着力が弱くなると考えられる。本発明者の実験によれば、１２５０Ｋ以上の筒内温度で後噴射した場合、生成されるＰＭは一旦、ＥＧＲ通路の壁面に付着しても、その後、エンジンの常用運転領域におけるＥＧＲガスの流れによって剥離しやすく、デポジットとして堆積し難いことが分かった。

また、後噴射の際の筒内温度を種々、変更して実験したところ、ＰＭの手触りが異なるものとなることも分かった。１１５０Ｋ以下の筒内温度で後噴射した場合は、ＰＭの表面が硬質な手触りとなる一方、１１５０Ｋよりも高い筒内温度で後噴射した場合は、筒内温度の上昇とともにＰＭの表面が柔らかな感触に変化してゆく。これは、筒内温度の上昇とともにＰＭの表面に付着しているＳＯＦが少なくなっているためであると考えられ、温度の上昇とともにＨＣの低級化が進むという傾向と一致している。

このことから、少なくとも１１５０Ｋよりも高い筒内温度において後噴射を行うようにすれば、ＥＧＲ通路におけるデポジットの堆積を抑制でき、特に１２５０Ｋ以上の筒内温度において後噴射を行うようにすれば、デポジットの堆積を防止できると考えられる。

ところで、気筒の膨張行程においてはピストンの下降に伴って筒内温度が低下するので、前記のように１１５０Ｋよりも高い筒内温度において燃料を後噴射しようとすれば、膨張行程の前半において後噴射を開始することが好ましい。この結果、後噴射された燃料の一部は燃焼することになり、これにより筒内温度が上昇するとともに、気筒内の燃焼ガスに含まれているＰＭの再燃焼が促進される。

但し、後噴射した燃料の燃焼量が多くなると、これに伴い生成するＰＭ（主に煤）が急増するおそれがある。すなわち、前記したように排気浄化装置の回復制御においては排気の空燃比をリッチ化させるものであるが、回復制御の効果を高めるためには、排気の空燃比が理論空燃比近傍となるよう、後噴射の量を十分に多くすることが望ましい。一方で、こうすると、エンジンの目標トルクが大きくなるような運転状態では、後噴射する燃料がかなり多くなってしまい、酸素との邂逅率の低い状態で燃焼することによって、ＰＭが急増することになる。

この点を考慮して前記燃料噴射制御手段は、後噴射された燃料の燃焼による筒内温度のピーク値が１８００Ｋ以下となるように、当該後噴射を実行するのが好ましい。すなわち、後噴射の量が少なくて、その一部が燃焼しても筒内温度はあまり上昇しないのであれば、噴射タイミングを進角側に設定する一方、後噴射の量が多くなり、その一部が燃焼することによって筒内温度がかなり上昇するのであれば、噴射タイミングを遅角側に設定すればよい。

より具体的に、前記のような後噴射のタイミングは、エンジンの目標トルクおよび回転数に応じて予めマップなどに設定しておき、エンジンの運転中にはマップを参照して決定した値に基づいて、燃料噴射弁を制御すればよい。気筒の膨張行程における筒内温度は、例えば吸気圧、ＥＧＲガス流量、燃料噴射圧などの影響も受けるが、これらはフィードバック制御によって所期の値に維持することができるので、実際の状態に応じて変更する必要はない。

但し吸気温については、外気の影響を受けて変動するので、これによる筒内温度の変化に応じて後噴射の時期を変更するようにしてもよい。すなわち、エンジンの吸気通路を流通する吸気の温度を検出する吸気温検出手段を備え、燃料噴射制御手段は、回復制御の際に前記マップを参照して決定した後噴射のタイミングを、検出した吸気の温度が高いほど遅角側に補正するようにすればよい。

さらに、前記ＥＧＲ制御手段については、前記回復制御の際に前記ＥＧＲバルブを開いて、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流量を増大させるものとしてもよい。こうしてＥＧＲガスの流量を増大させることによって、気筒内に吸入される空気（新気）の量が減少し、空燃比がリッチ化されるので、その分はポスト噴射量を少なくすることができるとともに、ＥＧＲガスの流量が増大することによっても、ＥＧＲ通路におけるＰＭの堆積を抑制できる。

本発明に係るディーゼルエンジンの制御装置によると、排気浄化装置の回復制御のために、燃料の後噴射によって排気の空燃比をリッチ化させるとともに、ＥＧＲ通路によってＥＧＲガスを吸気通路へ再循環させる場合は、前記の後噴射を筒内温度が予め設定した温度（例えば１１５０Ｋ）よりも高い状態で実行することで、排気中に含まれるＰＭの付着力を弱めることができる。これにより、ＥＧＲ通路におけるデポジットの生成、堆積を防止することができるので、ＥＧＲガスの再循環を行える機会が増えて、燃焼温度低減などの効果が十分に得られるようになる。

実施形態に係るディーゼルエンジンおよびその制御系統の概略構成を示す図である。 エンジンの気筒内の燃焼室周辺を拡大して示す断面図である。 インジェクタの燃料噴射制御の説明図であって、上段にはＮＯｘ還元制御の際の燃料噴射の態様を示し、下段にはそのときの筒内温度の変化の一例を示す。 エンジンの運転状態に基づくＥＧＲ制御のためのマップのイメージ図である。 ポスト噴射時の筒内温度に対する、デポジットに含まれるＳＯＦ割合の依存性を示す実験結果のグラフ図である。 ポスト噴射時の筒内温度と燃焼ガス中のＨＣの成分割合との相関を示すグラフ図である。 ＮＯｘ還元制御の具体的な手順を示すフローチャート図である。 ＭＰＬ−ＥＧＲシステムを装備するエンジンに適用した他の実施形態に係る図１相当図である。 ＭＰＬ−ＥＧＲシステムを装備するエンジンに適用した他の実施形態に係る図４相当図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車に搭載されたコモンレール式のディーゼルエンジンに本発明を適用した場合について説明する。図１に模式的に示すディーゼルエンジン１（以下、単にエンジン１ともいう）は、一例として直列４気筒エンジンであり、各気筒１０内の燃焼室にそれぞれ噴孔を臨ませて、インジェクタ２（燃料噴射弁）が配置されている（図の右端の気筒１０にのみ符号を付す）。

すなわち、図２に拡大して示すように各気筒１０内にはピストン３が配置され、気筒１０の上端を閉ざすシリンダヘッド１１との間に燃焼室が区画されているとともに、ピストン３の頂部には、燃焼室の一部を構成するキャビティ３１が凹設されている。一方、燃焼室の天井部を構成するシリンダヘッド１１にインジェクタ２が配設されており、その先端部（図の下端部）の複数の噴孔から気筒１０内の外周側に向かって燃料を噴射するようになっている。

図１に示すように各気筒１０のインジェクタ２は、燃料蓄圧容器であるコモンレール２０に接続されていて、ここに蓄えられている高圧の燃料が分配されるようになっている。コモンレール２０には、図示しないが、燃料配管を介して昇圧ポンプが接続されており、燃料タンクの燃料が昇圧ポンプにより昇圧されて、コモンレール２０に供給される。なお、コモンレール２０にはその内圧（燃料の圧力）を検出するレール圧センサ４１が配設されている。

また、前記インジェクタ２を間に挟むようにシリンダヘッド１１には、吸気ポート１１１および排気ポート１１２が形成されていて、それぞれ吸気バルブ１２および排気バルブ１３によって開閉されるようになっている。吸気ポート１１１は、シリンダヘッド１１の一側（図１の上側）に接続された吸気マニホルド６３に接続されており、同様に排気ポート１１ｂは、シリンダヘッド１１の他側（図１の下側）に接続された排気マニホルド７２に接続されている。

そして、エンジン１の吸気通路６は、前記の吸気ポート１１１および吸気マニホルド６３と、これに接続される吸気管６４とからなり、吸気の流れの上流側から順にエアクリーナ６０、吸気量を検出するためのエアフローメータ４３、後述するターボチャージャ５のコンプレッサホイール５３、インタークーラ６１、および吸気絞り弁（ディーゼルスロットル）６２などが配設されている。吸気通路６は、吸気マニホルド６３において各気筒１０毎に分岐している。

一方、エンジン１の排気通路７は、前記の排気ポート１１２および排気マニホルド７２と、これに接続される排気管７３とからなり、エンジン１の各気筒１０からの排気の流れを排気マニホルド７２において集合させるようになっている。排気マニホルド７２よりも下流側の排気通路７には、排気の流れの上流側から順に、後述のターボチャージャ５のタービンホイール５２、ＮＯｘ吸蔵還元型の触媒７４（以下、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４という）、およびＰＭフィルタ７５（Diesel Particulate Filter：以下、ＤＰＦ７５という）が配置されている。

前記Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４は、酸素の過剰な状態ではＮＯｘを吸蔵する一方、酸素濃度が低下して、還元成分（ＨＣ，ＣＯ）が増大すれば、ＮＯｘを放出して還元する。例えばＮＯ₂やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに反応し、さらに還元されてＮ₂となる。また、ＨＣやＣＯは、ＮＯ₂やＮＯを還元することで、自身は酸化されてＨ₂ＯやＣＯ₂となる。

すなわち、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４に流入する排気中の酸素濃度や還元成分を適宜、調整することによって、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化することができる。本実施形態ではこの排気中の酸素濃度や還元成分の調整を、インジェクタ２による燃料のポスト噴射や後述するＥＧＲ装置８によるＥＧＲガス流量の制御、或いは吸気絞り弁６２による吸気量の制御によって行うようにしている。

なお、ＤＰＦ７５は、例えば多孔質セラミック構造体であって、排気が多孔質の壁を通過する際に、この排気中に含まれるＰＭを捕集するようになっている。このＤＰＦ７５には、その機能を回復させる制御であるＤＰＦ再生制御の際に、捕集したＰＭを酸化・燃焼するための触媒（例えば白金等の貴金属を主成分とする酸化触媒）が担持されている。

さらに、図１に表れているようにエンジン１にはターボチャージャ５が装備されている。ターボチャージャ５は、タービンシャフト５１によって連結されたタービンホイール５２およびコンプレッサホイール５３を備えており、コンプレッサホイール５３は吸気通路６に、また、タービンホイール５２は排気通路７に、それぞれ配置されている。そして、タービンホイール５２が排気流（排気圧）を受けて回転されると、これと一体に回転するコンプレッサホイール５３によって、吸気を圧縮して供給する。

本実施形態におけるターボチャージャ５は、可変ノズル式ターボチャージャであって、タービンホイール５２側に可変ノズルベーン機構５４（詳細は図示せず）が設けられている。この可変ノズルベーン機構５４の開度を調整することによって、ターボチャージャ５による過給の度合いを調整することができる。こうしてターボチャージャ５（コンプレッサホイール５３）によって過給された吸気は、吸気通路６のインタークーラ６１によって冷却された後に、各気筒１０に吸入される。

また、本実施形態のエンジン１にはＥＧＲ装置８が装備されている。ＥＧＲ装置８は、前記ターボチャージャ５のタービンホイール５２よりも上流側（すなわち、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４よりも上流側）の排気通路７から、コンプレッサホイール５３よりも下流側（吸気絞り弁６２よりも下流側）の吸気通路６へ排気の一部（ＥＧＲガス）を再循環させるＥＧＲ通路８１と、このＥＧＲ通路８１を開閉可能であって、かつその流路面積を変更可能なＥＧＲバルブ８２とを備えている。さらに図示の例では、エンジン１の冷却水によってＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ８３が設けられている。

前記のＥＧＲ通路８１により吸気通路６へ再循環されるＥＧＲガスの流量は、ＥＧＲバルブ８２の開度によって調整される。また、必要に応じて吸気絞り弁６２の開度が小さくされ、新気（吸気通路６を流入する外気）を減量させることによって、ＥＧＲガスの流量を増量することもある。後述するＮＯｘ還元制御においてポスト噴射によって排気の空燃比をリッチ化させるときには、ＥＧＲバルブ８２の開度を大きくし、ＥＧＲガスの流量を増量させる。

−センサ類−
エンジン１の各部位には各種センサが取り付けられており、それぞれの部位において環境条件やエンジン１の運転状態に関連する信号を出力する。例えば、クランクシャフトが一定角度回転する毎にクランクポジションセンサ４０が検出信号（パルス）を出力する。前記レール圧センサ４１は、コモンレール２０内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力し、スロットル開度センサ４２は吸気絞り弁６２の開度に応じた検出信号を出力し、エアフローメータ４３は、吸気絞り弁６２よりも上流側の吸気通路６における吸気の流量（吸気量）に応じた検出信号を出力する。

また、水温センサ４６は、エンジン１の冷却水温に応じた検出信号を出力し、アクセル開度センサ４７は、自動車のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）に応じた検出信号を出力する。吸気絞り弁６２よりも下流側の吸気通路６に配置された吸気圧センサ４８が、吸気の圧力に応じた検出信号を出力し、インタークーラ６１よりも下流側の吸気通路６に配置された吸気温センサ４９が、吸気の温度に応じた検出信号を出力する。ＥＧＲ開度センサ５０は、ＥＧＲバルブ８２の開度に応じた検出信号を出力する。

さらに、排気通路７に配置されたＡ／Ｆ（空燃比）センサ４４１，４４２はそれぞれ、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４の上流側および下流側における排気中の酸素濃度に応じた信号を出力する。同様に排気温センサ４５１，４５２もそれぞれ、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４の上流側および下流側における排気の温度（排気温度）に応じた検出信号を出力する。これらのＡ／Ｆセンサ４４１，４４２および排気温センサ４５１，４５２によってＤｅ−ＮＯｘ触媒７４やＤＰＦ７５に流入する排気の空燃比や温度を検出することができる。なお、Ａ／Ｆセンサや排気温センサの配設位置は、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４の上流側のみとしてもよいし、下流側のみとしてもよい。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータと入出力回路とを備えており、その入力回路には、前記のレール圧センサ４１、スロットル開度センサ４２、エアフローメータ４３、Ａ／Ｆセンサ４４１，４４２、排気温センサ４５１，４５２、水温センサ４６、アクセル開度センサ４７、吸気圧センサ４８、吸気温センサ４９、ＥＧＲ開度センサ５０などが接続されている。

一方、ＥＣＵ１００の出力回路には、前記昇圧ポンプ、インジェクタ２、吸気絞り弁６２、ＥＧＲバルブ８２、およびターボチャージャ５の可変ノズルベーン機構（可変ノズルベーンの開度を調整するアクチュエータ）５４が接続されている。そして、ＥＣＵ１００は、前記各種センサからの出力、その出力値を利用する演算式により求められた演算値に基づき、必要に応じてＲＯＭに記憶された各種マップを参照して、エンジン１の運転状態に係る各種制御を実行する。

一例としてＥＣＵ１００は、インジェクタ２による燃料噴射制御（噴射量・噴射時期の制御）、ターボチャージャ５の過給制御、吸気絞り弁６２の開度（スロットル開度）の制御、ＥＧＲバルブ８２の開度の制御などを実行する。具体的に燃料噴射制御としては、図３に一例を示すようにパイロット噴射やメイン噴射（主噴射）の他、必要に応じてポスト噴射（本発明に係る後噴射であって、アフター噴射と呼ばれることもある）を実行する。なお、図３の下段には、気筒１０の圧縮行程および膨張行程における筒内温度（同図には筒内温度ＴＡと示す）の変化の一例を示しており、詳しくは後述する。

公知のようにパイロット噴射は、メイン噴射に先立って噴射した少量の燃料を燃焼させることにより、引き続いてメイン噴射される燃料の着火遅れを抑制して、安定した拡散燃焼に導くためのものである。また、メイン噴射はトルク発生のための噴射動作であり、その噴射量は基本的には、アクセル開度、エンジン回転数、冷却水温、吸気温等の運転状態に応じ、目標トルクが得られるように決定される。

すなわち、例えばアクセル開度が大きいほど、また、エンジン回転数（クランクポジションセンサ４０からの信号に基づいて算出されるエンジン回転数）が高いほど、エンジン１の目標トルクは大きくなり、それに応じてメイン噴射量が多く設定される。そして、例えば、各気筒１０毎の圧縮上死点（ＴＤＣ）前に前記パイロット噴射が実行され、所定のインターバルを経てＴＤＣ近傍において前記メイン噴射が実行される。

こうしてメイン噴射された燃料が分裂しながら周囲の空気を巻き込んで燃料噴霧を形成し、その内部では微小な燃料液滴が蒸発しながら空気と混合される。そして、いわゆる着火遅れ期間の後に混合気が自着火して火炎を生成し、さらに周囲の空気を巻き込みながら燃焼するようになる。このような燃焼によって筒内温度が上昇し（図３を参照）、膨張する燃焼ガスがピストン３を押し下げて、エンジントルクを生成する。

前記のような燃料噴射を実行する際の噴射圧力は、コモンレール２０の内圧により決定される。ＥＣＵ１００は、コモンレール内圧の目標値（目標レール圧）とレール圧センサ４１による検出値との偏差に応じて、昇圧ポンプからの吐出量を調整することにより、コモンレール内圧を目標レール圧になるようにフィードバック制御する。なお、目標レール圧は、例えばＲＯＭに記憶されたマップを参照して、エンジン１の目標トルクが大きくなるほど、またエンジン回転数が高くなるほど、高い値に設定される。

さらに、前記のポスト噴射は、後述するＮＯｘ還元制御やＤＰＦ再生制御などにおいて、排気の空燃比（排気Ａ／Ｆ）をリッチ化させたり、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４やＤＰＦ７５の温度を上昇させたりするために用いられる。すなわち、ＮＯｘ還元制御について以下に詳細に説明するように、例えばＤｅ−ＮＯｘ触媒７４におけるＮＯｘ吸蔵量が所定の閾値に達して、そのＮＯｘを放出させるＮＯｘ還元制御を行う際に、燃料のポスト噴射が行われる。

前記の燃料噴射制御の他にＥＣＵ１００は、エンジン１の運転状態に応じて吸気圧や吸気絞り弁６２およびＥＧＲバルブ８２の開度を制御し、吸気（新気）の量や排気の再循環量（ＥＧＲガスの流量）を調整する。この制御は、予め実験などによって作成されてＲＯＭに記憶されているマップ（例えば吸気圧や吸気量、ＥＧＲ制御などのマップ）を参照して行われる。

例えばＥＣＵ１００は、吸気絞り弁６２よりも下流側の吸気通路６における吸気圧の目標値（目標吸気圧）と吸気圧センサ４８による検出値との偏差に応じて、可変ノズルベーン機構５４の開度を調整することによって、ターボチャージャ５による過給の度合いを調整し、これにより、吸気圧が目標値になるようにフィードバック制御する。なお、目標吸気圧は、吸気圧のマップを参照してエンジン１の目標トルクが大きくなるほど、またエンジン回転数が高くなるほど、高い値に設定される。

また、ＥＣＵ１００は、図４に一例を示すＥＧＲ制御のマップを参照して、ＥＧＲ通路８１におけるＥＧＲガスの流量が目標値（目標ＥＧＲガス流量）になるように、ＥＧＲバルブ８２の開度をフィードバック制御する。この制御を行うことでＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ８２の開閉制御を行うＥＧＲ制御手段を構成する。ＥＧＲガスの流量は、ＥＧＲバルブ８２の開度、吸気温、並びに、吸気および排気の圧力差をパラメータとして算出される。なお、吸排気の圧力差はエンジン１の運転状態に基づいて予め設定されたマップから求められる。

図４のマップにおいては、排気の再循環を行う運転領域（以下、ＥＧＲ領域という）が、目標トルクの特に大きな高負荷域を除いて設定されている。また、ＥＧＲ領域においては目標トルクの大きいときほど、エンジン回転数の高いときほど、目標ＥＧＲガス流量が少なくなっている。なお、図４にハッチングを入れて示す領域においては、必要に応じて以下に説明するＮＯｘ還元制御が行われる。

−ＮＯｘ還元制御−
一般的にディーゼルエンジン１においては、大部分の運転領域で排気の空燃比はリーンになるので、酸素濃度の高い排気中においてＮＯｘがＤｅ−ＮＯｘ触媒７４に吸蔵されてゆき、その吸蔵量の増大に連れてＤｅ−ＮＯｘ触媒７４のＮＯｘ吸蔵能力が徐々に低下してゆく。そこで、エンジン１の運転履歴などに基づいて推定されるＮＯｘ吸蔵量が所定の閾値（Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４のＮＯｘ吸蔵能力が飽和する前の適値）に達すれば、ＮＯｘ還元制御が行われる。

すなわち、以下に説明するようにインジェクタ２によりポスト噴射を行わせて、排気の空燃比を一時的にリッチ化させ、還元成分（ＣＯ，ＨＣ）を増大させることにより、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４に吸蔵されているＮＯｘの放出を促し、そのＮＯｘ吸蔵能力を回復させる。なお、ＮＯｘ吸蔵量の推定手法としては、エンジン回転数とインジェクタ２からの燃料噴射量とに応じたＮＯｘ吸蔵量を予め実験等により求めてマップ化しておき、このマップにより求められるＮＯｘ吸蔵量を積算するという方法が挙げられる。

−ポスト噴射のタイミング−
ところで、前記のようにＮＯｘ還元制御の際にポスト噴射された燃料の多くは、高温の燃焼ガス中において熱分解されつつ、その多くは未燃状態で排気マニホルド７２に流出し、排気管７３内を流通してＤｅ−ＮＯｘ触媒７４に到達する。こうして燃料（軽油）が熱分解されることにより、低級な（炭素数の少ない）ＨＣの割合が増えることになって、ＮＯｘ還元制御が効率よく行われる。

一方で、そのように排気の空燃比をリッチ化させるとともに、ＥＧＲバルブ８２を開いてＥＧＲガスをＥＧＲ通路８１に流通させると、このＥＧＲガスに含まれているＰＭがＥＧＲ通路８１の壁面に付着しやすく、デポジットとして堆積するおそれがある。このため、従来はＮＯｘ還元制御の際にＥＧＲガスの再循環を行える機会が制限されており、燃焼温度の低減などの効果を十分に得ることは難しいと考えられていた。

この点について本発明の発明者は、前記のようにポスト噴射を行って、排気の空燃比をリッチ化させるようにした場合に、この排気中のＰＭがＥＧＲ通路８１において堆積し、デポジットとなる過程について実験および考察を重ねた。そして、ＰＭにおけるＳＯＦの割合（ＳＯＦ／ＰＭ）がＥＧＲ通路の壁面などへの付着力を決定する重要な因子であり、ＳＯＦの割合が低ければ一旦、付着したＰＭも容易に剥離してしまい、堆積し難いという知見を得た。

詳しくは、本発明者は、本実施形態のエンジン１と同様に構成された直列４気筒ディーゼルエンジンを用いて、テストベンチで実験を行った。まず、敢えてＥＧＲ通路の壁面にＰＭを付着させるために、冷却水温７０℃の状態でＮＯｘ還元制御を実行しつつ、アクセル開度を約１０％、エンジン回転数は約１０００ｒｐｍに維持して連続１３時間の運転を行った。

その際、ＮＯｘ還元制御におけるポスト噴射のタイミングは種々、変更して、それぞれ異なる温度状態でポスト噴射が行われるようにした。具体的には筒内温度が１０５０〜１３５０Ｋの範囲でそれぞれ異なる状態でポスト噴射が行われるように、その噴射タイミングを複数、設定した。なお、筒内温度は気筒１０内の平均的な温度を意味し、ポスト噴射された燃料の蒸発による局所的な温度の低下は考慮していない。

そして、エンジンの運転を停止してＥＧＲ通路の状態を調べ、その壁面にＰＭが付着し堆積していることを確認した後に、今度はエンジンをＥＵモードで運転して、再びＥＧＲ通路の状態を調べた。その結果、筒内温度が１１５０Ｋよりも高い状態でポスト噴射を行った場合は、前記のように壁面に付着していたＰＭが剥離して、ＥＧＲ通路の圧力損失が減少することが分かった。具体的には筒内温度が１２５０Ｋ以上でポスト噴射を行った場合は、ＥＧＲ通路の圧力損失が実験前の状態にまで戻ることから、ＥＧＲ通路の壁面に付着していたＰＭの殆どが剥離していると考えられる。

これに対して、筒内温度が１０５０〜１１５０Ｋの状態でポスト噴射を行った場合は、ＥＵモードで運転した後もＥＧＲ通路の圧力損失は殆ど減少せず、ＰＭが剥離していないことが分かった。このことから、１１５０Ｋよりも高い筒内温度でポスト噴射した場合、排気中のＰＭは一旦、ＥＧＲ通路の壁面に付着しても、その後、エンジンの常用運転領域において剥離しやすくなっており、特に１２５０Ｋ以上でポスト噴射を行えば、ＥＧＲ通路におけるＰＭの堆積を防止できると言える。

また、そうしてポスト噴射の際の筒内温度を変更して実験し、排気中のＰＭを収集して観察したところ、その手触りが異なるものとなることも分かった。１１５０Ｋ以下の筒内温度でポスト噴射した場合は、ＰＭの表面が硬質な手触りとなる一方、１１５０Ｋよりも高い筒内温度でポスト噴射した場合は、その温度が高いほど柔らかな感触に変化してゆく。これは、ポスト噴射の際の筒内温度が高いほど、ＰＭの表面に付着しているＳＯＦが少ないためであると考えられる。

そこで、前記の実験において採取したＰＭの成分分析を行ったところ、図５に一例を示すように、ＳＯＦの割合（ＳＯＦ／ＰＭ）はポスト噴射時の筒内温度に強く依存することが分かった。すなわち、図５に仮想線Ｉとして示すように筒内温度の上昇に伴いＳＯＦの割合は低くなっていくが、このＳＯＦ割合の低下幅は、筒内温度が高いほど徐々に小さくなってゆく。

また、図６に一例を示すのは、燃焼ガスに含まれるＨＣの成分割合をガスクロマトグラフィーによって調べた結果であり、ポスト噴射時の筒内温度の上昇に連れて、メタン（ＣＨ₄）の割合が高くなる一方、エチレン（Ｃ₂Ｈ₄）やエタン（Ｃ₂Ｈ₆）など、炭素数２のＨＣの割合およびそれ以上の炭素数のＨＣの割合が減少している。このことから、熱分解によってＨＣの低級化が進むことが、ＳＯＦ割合の低下の要因と考えられる。

このような実験結果から本発明者は、少なくとも１１５０Ｋよりも高い筒内温度でポスト噴射を行うようにすれば、生成するＰＭにおけるＳＯＦ割合が所定割合（例えば４０％くらいと推定）以下になって、ＥＧＲ通路の壁面などへの付着力が弱くなり、デポジットの堆積を抑制できると考えた。また、筒内温度は高いほどＳＯＦ割合が低下してＰＭの付着力が弱くなり、好ましくは１２５０Ｋ以上でポスト噴射を行うようにすれば、ＥＧＲ通路におけるデポジットの堆積を実質的に防止できると考えた。

ここで、図３の下段に一例を示すように、筒内温度ＴＡは気筒１０の圧縮行程におけるピストン３の上昇によって徐々に上昇し、メイン噴射された燃料の着火によってさらに上昇した後に、気筒１０の膨張行程で最大値に到達して、その後はピストン３の下降に伴って徐々に低下してゆく。そして、気筒１０の膨張行程でポスト噴射が行われると、その燃料の一部が燃焼することによって、再び筒内温度が上昇するとともに、気筒１０内の燃焼ガスに含まれているＰＭの再燃焼が促進される。

但し、ＮＯｘ還元制御においては、後述するように排気の空燃比が理論空燃比近傍となるように、ポスト噴射する燃料量は十分に多くするので、エンジン１の目標トルクが大きくなるような運転状態では、ポスト噴射された燃料の燃焼量がかなり多くなってしまい、酸素との邂逅率の低い状態で燃焼することによって、ＰＭ（主に煤）が急増するおそれがある。この点を考慮して本実施形態では、以下に説明するようにポスト噴射を、燃料の燃焼による筒内温度のピーク値（図３に点Ｐとして示す）が１８００Ｋ以下となるようにして実行する。

言い換えると本実施形態のエンジン１は、以下に具体的に説明するようにＮＯｘ還元制御を行う際に、ＥＧＲバルブ８２を開いて、ＥＧＲ通路８１にＥＧＲガスを流通させるとともに、排気中のＰＭにおけるＳＯＦの割合が所定割合以下となるように、筒内温度が予め設定した温度（設定温度）よりも高い状態でポスト噴射を行うようにしたものである。

−具体的な制御の手順−
以下、本実施形態においてＥＣＵ１００によって行われるＮＯｘ還元制御の具体的な手順を図７のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートはエンジン１の運転中に所定のタイミングで実行される。

図７のフローにおけるスタート後のステップＳＴ１でＥＣＵ１００は、まず、ＮＯｘ還元制御の実行フラグがＯＮになっているか否かを判定する。この実行フラグはＮＯｘ還元制御の開始に伴ってＯＮされ、ＮＯｘ還元制御が終了すると（Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４内のＮＯｘの略全量が放出されたとしてＮＯｘ還元制御が終了すると）、ＯＦＦされる。例えば自動車の走行開始時や、前回のＮＯｘ還元制御が終了した直後など、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４におけるＮＯｘの吸蔵量が少ない場合はＮＯｘ還元制御は開始されておらず、実行フラグはＯＦＦになっている。

こうして実行フラグがＯＦＦになっていて、ステップＳＴ１で否定判定（ＮＯ）された場合には、ステップＳＴ２に進んで、ＮＯｘ吸蔵量が制御開始の閾値以上となっているか否か判定する。この閾値は、ＮＯｘ還元制御が必要な値として予め実験などによって設定されている。自動車の走行開始時などのようにＮＯｘ吸蔵量が少ないときには、ステップＳＴ２において否定判定し（ＮＯ）、制御終了となる（エンド）。

一方、自動車の走行開始から暫くの間、エンジン１の運転が継続されると、酸素濃度の高い排気中においてＤｅ−ＮＯｘ触媒７４のＮＯｘ吸蔵量が多くなっていき、前記の閾値以上となった場合にステップＳＴ２で肯定判定（ＹＥＳ）して、ステップＳＴ３に進む。このステップＳＴ３では、ＮＯｘ還元制御の実行フラグをＯＦＦからＯＮに切り替えて、以下のようにＮＯｘ還元制御を開始する。

すなわち、まず、ステップＳＴ４においてＥＣＵ１００は、ＮＯｘ還元制御のために実行するポスト噴射の量およびタイミングを決定する。ポスト噴射する燃料の量は、エンジン１の目標トルクおよび回転数に応じて、排気の空燃比が理論空燃比に近いリーン側の所定値（例えばＡ／Ｆ＝１５くらい）になるように予めマップに設定されており、エンジン１の運転中にはマップを参照して決定される。なお、ポスト噴射の量は、排気の空燃比が理論空燃比よりもリッチになるように設定してもよい。

一方、ポスト噴射のタイミングについては以下のように算出される。図３の下段に表れているように、気筒１０の膨張行程において筒内温度ＴＡは徐々に低下してゆくので、前述した設定温度よりも高い状態でポスト噴射を行うために、まず、予め実験などによってエンジン１の運転状態（目標トルクおよび回転数）毎の筒内温度の変化を調べて、設定温度ＴＡ１（例えば１２５０Ｋ）となるクランク角（クランクポジション）θ１を求め、これをエンジン１の運転状態に対応するマップに設定しておく。

また、前記のように調べた筒内温度と、前記ポスト噴射の量とに基づいて、ポスト噴射した燃料の燃焼による筒内温度のピーク値が１８００Ｋとなるようなポスト噴射のタイミング（図３に仮想線で示すクランク角θ２）を求めて、これら２つのクランク角θ１，θ２の中間の時期（クランク角）を、ポスト噴射の開始時期とする。こうすると、燃料の燃焼による筒内温度のピーク値が１８００Ｋ以下となるようにして、ポスト噴射を行うことができる。なお、前記のクランク角θ２についても予め実験などによって調べて、エンジン１の運転状態およびポスト噴射量に対応するマップとして設定しておけばよい。

以上のようにポスト噴射の量およびタイミングを算出するとともに、ステップＳＴ５においてはＥＧＲバルブ８２の開度を大きくして、ＥＧＲ通路８１におけるＥＧＲガスの流量を増大させる。これにより、気筒１０内に吸入される空気（新気）の量が減少し、前記のポスト噴射と併せて、排気の空燃比が好適にリッチ化されるとともに、ＥＧＲ通路８１におけるＰＭの堆積が抑制される。なお、必要に応じて吸気絞り弁６２の開度を小さくしてもよい。また、図７のフローにおいてＥＧＲバルブ８２の制御（ステップＳＴ５）は、ポスト噴射の量およびタイミングの算出（ステップＳＴ６）の後に記載しているが、実際には燃料噴射制御の手順とＥＧＲ制御の手順とは並行して行われる。

続いてステップＳＴ６において、必要に応じてポスト噴射のタイミングを補正する。すなわち、筒内温度は吸気温、吸気圧、ＥＧＲガス流量、燃料噴射圧などの影響を受けるので、前記のようにマップに設定されている噴射終了時期から算出したポスト噴射のタイミングを、レール圧センサ４１、吸気圧センサ４８、吸気温センサ４９、ＥＧＲ開度センサ５０などからの信号に基づいて、補正することが考えられる。

この点について本実施形態では、上述したように吸気圧、ＥＧＲガス流量、および燃料噴射圧をエンジン１の目標トルクおよび回転数に応じて、予めマップに設定された目標値になるようにフィードバック制御しているので、前記のセンサ４１、４８〜５０などの信号に基づいて補正する必要はない。一方、吸気温については制御できないので、これが外気の影響を受けて変動した場合に、筒内温度の変化に応じてポスト噴射の時期を補正するようにしている。

具体的には、吸気温センサ４９によって検出される吸気温が高いほど、前記ステップＳＴ４においてマップを参照して決定したポスト噴射のタイミングを遅角側に補正する。この補正量は、吸気温の変動による筒内温度の変化を予め実験などによって調べ、エンジン１の運転状態に対応付けて設定したマップに設定されている。なお、吸気温の変動に起因する筒内温度の変化はあまり大きくはないので、ステップＳＴ４で決定したポスト噴射のタイミングでも筒内温度が設定温度よりも高く、かつ、ポスト噴射された燃料の燃焼による筒内温度のピーク値が１８００Ｋ以下になるのであれば、補正はしなくてもよい。

そして、ステップＳＴ７において各気筒１０毎のポスト噴射を実行し、ステップＳＴ８においてＤｅ−ＮＯｘ触媒７４からのＮＯｘ排出量（還元量）が所定量に達したか否かを判定する。この所定量は、ＮＯｘ還元制御を終了させるためのＮＯｘ排出量であって、例えば、ＮＯｘ還元制御の開始時におけるＮＯｘ吸蔵量に相当する値、または、このＮＯｘ吸蔵量よりも少し小さい値に設定されている。なお、前記のＮＯｘ排出量（還元量）は、例えば時間当たりの排出量を温度と排気空燃比とから求めて積算するようにすればよい。

ＮＯｘ還元制御が始まってから暫くの間は、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４からのＮＯｘ排出量が所定量に達していないので、ステップＳＴ８で否定判定して（ＮＯ）前記ステップＳＴ４へリターンし、前記のようにポスト噴射の量およびタイミングを決定する。その後、ステップＳＴ５〜７の手順が繰り返され、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４からのＮＯｘ排出量が所定量に達するまで、ＮＯｘ還元制御が継続される。

その結果、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４からのＮＯｘ排出量が所定量に達し、ステップＳＴ８で肯定判定（ＹＥＳ）されれば、ステップＳＴ９に進んでＮＯｘ還元制御の終了処理を行う。すなわち、ポスト噴射による空燃比のリッチ化を終了するとともに、ＥＧＲバルブ８２の開度を小さくして、ＮＯｘ還元制御の実行フラグをＯＦＦにする。こうしてＮＯｘ還元制御は終了し（エンド）、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４の機能が十分に回復された状態で、通常のエンジン制御に移行する。

図７を参照して上述したＮＯｘ還元制御のルーチンは、ＥＣＵ１００において所定のプログラムが実行されることによって実現される。そして、ステップＳＴ５の処理を実行することによってＥＣＵ１００は、ＮＯｘ還元制御の際にＥＧＲバルブ８２を開いて、ＥＧＲ通路８１にＥＧＲガスを流通させるＥＧＲ制御手段を構成する。

また、ステップＳＴ４，６，７の処理を実行することによってＥＣＵ１００は、ＮＯｘ還元制御の際にインジェクタ２によるメイン噴射の後の気筒１０の膨張行程でポスト噴射を行わせ、排気の空燃比をリッチ化させる燃料噴射制御手段を構成する。この燃料噴射制御手段は、排気中のＰＭにおけるＳＯＦの割合が所定以下となるように、筒内温度が予め設定した温度よりも高い状態で、ポスト噴射を実行する。

以上、説明したように本実施形態に係るディーゼルエンジン１の制御装置によると、ＮＯｘ還元制御の際にＥＧＲガスの再循環を行うのであれば、排気の空燃比をリッチ化させるためのポスト噴射を、筒内温度が設定温度よりも高い状態で行うことにより、排気中のＰＭにおけるＳＯＦの割合を低くして、ＥＧＲ通路８２壁面への付着力を弱くすることができる。

これにより、デポジットの生成、堆積を防止することができるので、ＥＧＲガスの再循環を行える機会を増やし、燃焼温度低減などの効果を十分に得ることができる。しかも、本実施形態ではポスト噴射を、その燃料の燃焼による筒内温度のピーク値が１８００Ｋ以下になるようにして行うことで、排気中のＰＭが急増する心配もなく、ＤＰＦ７５におけるＰＭの捕集量が急増することを防止できる。

−他の実施形態−
以上、説明した実施形態では、自動車に搭載されたコモンレール式のディーゼルエンジン１に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。また、気筒数やエンジン形式（直列型エンジン、Ｖ型エンジン、水平対向型エンジン等の別）についても特に限定されるものではない。

また、前記の実施形態では図７のフローのステップＳＴ６において、必要に応じてポスト噴射のタイミングを吸気温に基づいて補正するようにしているが、吸気温、吸気圧、ＥＧＲガス流量、燃料噴射圧などに基づく補正はしていない。しかしながら、これにも限定されず、必要に応じて吸気温、吸気圧、ＥＧＲガス流量、燃料噴射圧などに基づいて、ポスト噴射のタイミングを補正するようにしてもよい。

また、前記の実施形態では、タービンホイール５２よりも上流側の排気通路７からコンプレッサホイール５３よりも下流側の吸気通路６へ排気の一部を再循環させるＥＧＲ装置８（以下、高圧ＥＧＲ装置８という）を装備したエンジン１について説明したが、これにも限定されない。例えば図８に一例を示すように高圧ＥＧＲ装置８（ＨＰＬ−ＥＧＲ）および低圧ＥＧＲ装置９（ＬＰＬ−ＥＧＲ）を装備したエンジン１にも、本発明を適用することができる。

以下、図１に示すエンジン１と同じ構成要素には同じ符号を付してその説明は省略し、異なる構成要素、即ち低圧ＥＧＲ装置９について簡単に説明する。この低圧ＥＧＲ装置９は、ＤＰＦ７５よりも下流側の排気通路７から、コンプレッサホイール５３よりも上流側の吸気通路６へＥＧＲガスを再循環させる低圧ＥＧＲ通路９１と、この低圧ＥＧＲ通路９１を流通するＥＧＲガスの流量を調整するための低圧ＥＧＲバルブ９２と、ＥＧＲガスを冷却するための低圧ＥＧＲクーラ９３とを備えている。また、排気の一部を積極的に低圧ＥＧＲ通路９１に流すことができるように、ＤＰＦ７５よりも下流側の排気通路７には排気シャッターバルブ８６が配設されている。

そして、一例を図９のマップに示すようにＥＧＲ領域は、高圧ＥＧＲ装置８のみを使用する相対的に低負荷側の領域（ＨＰＬ）と、低圧ＥＧＲ装置９のみを使用する相対的に高負荷側の領域（ＬＰＬ）と、高圧ＥＧＲ装置８および低圧ＥＧＲ装置９の両方を使用する中間負荷の領域（ＭＰＬ）とに分かれている。また、図９にハッチングを入れて示すように、必要に応じてＮＯｘ還元制御の行われる領域が、前記の３つの領域に跨って設定されている。

すなわち、前記実施形態と同じくＮＯｘ還元制御は、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４のＮＯｘ吸蔵量が所定の閾値に達すると開始される。このとき、高圧ＥＧＲ通路８１によってＥＧＲガスの再循環を行う運転領域（図９にＨＰＬ、ＭＰＬとして示す領域）であれば、前記実施形態と同じくポスト噴射のタイミングが筒内温度に対応付けて設定される。これにより、高圧ＥＧＲ通路８１におけるデポジットの生成、堆積を防止することができ、ＥＧＲガスの再循環を行える機会が増えて、その効果が十分に得られるようになる。

また、前記の実施形態では排気浄化装置の回復制御の具体例として、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４の機能を回復させるＮＯｘ還元制御について説明したが、これにも限定されず、本発明は例えば、Ｄｅ−ＮＯｘ触媒７４の硫黄被毒を解消するための回復制御にも適用可能であり、また、ＤＰＦ７５に捕集されているＰＭを燃焼させる回復制御（ＤＰＦ再生制御）にも適用可能である。

本発明は、排気浄化装置の機能を回復させる回復制御の際にも、排気（ＥＧＲガス）の再循環によって燃焼温度の低減などの効果を十分に得られるようになるので、特に自動車に搭載されるディーゼルエンジンに適用して有益である。

１ ディーゼルエンジン
１０ 気筒
２ インジェクタ（燃料噴射弁）
６ 吸気通路
７ 排気通路
４９ 吸気温センサ（吸気温検出手段）
７４ Ｄｅ−ＮＯｘ触媒（排気浄化装置）
７５ ＤＰＦ（ＰＭフィルタ：排気浄化装置）
８１，９１ ＥＧＲ通路
８２，９２ ＥＧＲバルブ
１００ ＥＣＵ

Claims (6)

1. 気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、排気通路に配設された排気浄化装置と、この排気浄化装置の浄化性能を回復させる回復制御の際に、前記燃料噴射弁により燃料の主噴射の後の膨張行程で後噴射を行わせて、排気の空燃比をリッチ化させる燃料噴射制御手段と、を備えたディーゼルエンジンの制御装置において、
   前記排気通路から排気の一部を吸気通路へ再循環させるＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路を開閉可能なＥＧＲバルブと、このＥＧＲバルブの開閉制御を行うＥＧＲ制御手段とを備え、
   前記回復制御の際に前記ＥＧＲ制御手段によってＥＧＲバルブを開いて、ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを流通させる場合は、前記燃料噴射制御手段によって前記後噴射を筒内温度が１１５０Ｋよりも高い状態で実行する構成としたことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
2. 請求項１に記載のディーゼルエンジンの制御装置において、
   前記燃料噴射制御手段は、筒内温度が１２５０Ｋ以上の状態で後噴射を実行する、ディーゼルエンジンの制御装置。
3. 請求項１または２のいずれかに記載のディーゼルエンジンの制御装置において、
   前記燃料噴射制御手段は後噴射の量を、排気の空燃比が理論空燃比近傍となるように制御する、ディーゼルエンジンの制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの制御装置において、
   前記燃料噴射制御手段は、後噴射された燃料の燃焼による筒内温度のピーク値が１８００Ｋ以下となるように、当該後噴射を実行する、ディーゼルエンジンの制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの制御装置において、
   前記後噴射のタイミングは、エンジンの目標トルクおよび回転数に応じて予めマップに設定されており、
   前記吸気通路を流通する吸気の温度を検出する吸気温検出手段を備え、
   前記燃料噴射制御手段は、前記回復制御の際に前記マップを参照して決定した後噴射のタイミングを、前記検出した吸気の温度が高いほど遅角側に補正する、ディーゼルエンジンの制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のディーゼルエンジンの制御装置において、
   前記ＥＧＲ制御手段は、前記回復制御の際に前記ＥＧＲバルブを開いて、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流量を増大させる、ディーゼルエンジンの制御装置。

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