JP4715644B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、排気通路に配置される触媒に未燃燃料を供給するために、二次燃料噴射（例えば、ポスト噴射、排気系燃料添加）を行う内燃機関の制御装置が開示されている。この従来の内燃機関の制御装置では、そのような二次燃料噴射の実行中は、ＥＧＲ（外部ＥＧＲまたは内部ＥＧＲ）による排気の還流を制限するようにしている。このような手法によれば、二次燃料噴射の実行中に、未燃燃料がＥＧＲによって燃焼室内に還流するのを防止することができる。その結果、そのような未燃燃料の存在に起因する内燃機関のトルク変動やスモーク排出量の増大を抑制することができる。

特開２０００−３８９６１号公報 特開２００１−２８０１２５号公報 特開２００５−１６４９５号公報 特開２００５−２９１００２号公報 特開２００５−１４６９６０号公報

しかしながら、上記従来技術の手法では、二次燃料噴射実行時の未燃燃料の還流を抑制するために、ＥＧＲ率を低下させている。このため、二次燃料噴射の実行時において、ＮＯｘ排出量の増加が懸念される。また、上記従来技術の手法では、二次燃料噴射の実施終了後の制御について何らの配慮がなされておらず、この点においても、上記従来技術は、未だ改善の余地を有するものであった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、二次燃料噴射実行時にＮＯｘ排出量の増加をもたらすことなく、二次燃料噴射の実施に起因するトルク変動やスモーク排出を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を目的とする。

第１の発明は、吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間との間の正または負のバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構を駆動して、内部ＥＧＲ量を増減させる可変バルブタイミング制御手段と、
排気通路と吸気通路とを接続する外部ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲ弁の開度、および吸気通路に配置された吸気絞り弁の開度の少なくとも一方を調整して、外部ＥＧＲ量を増減させる外部ＥＧＲ制御手段と、
前記排気通路に未燃燃料を供給するための二次燃料噴射を実行する二次燃料噴射手段と、
筒内に流入するガス中に占める内部ＥＧＲガス量および外部ＥＧＲガス量の比率の目標値である目標トータルＥＧＲ率を設定する目標ＥＧＲ率設定手段とを備え、
前記目標ＥＧＲ率設定手段は、二次燃料噴射の実施終了時点が到来した場合に、目標トータルＥＧＲ率を高める際、内部ＥＧＲ率を外部ＥＧＲ率より高くすることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記目標ＥＧＲ率設定手段は、二次燃料噴射の実施終了時点から所定時間が経過するまでは、内部ＥＧＲ率を外部ＥＧＲ率より高めた状態に維持することを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記目標ＥＧＲ率設定手段は、二次燃料噴射の実施中に外部ＥＧＲを実行する場合には、当該二次燃料噴射の終了前所定時間になった時に、当該二次燃料噴射が終了に近づくにつれ、トータルＥＧＲガス量中に占める内部ＥＧＲガスの比率を高めることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記二次燃料噴射手段は、前記排気通路の途中に設けられた燃料添加弁を備え、
前記可変バルブタイミング制御手段は、前記燃料添加弁を用いた二次燃料噴射が実施される場合には、負のオーバーラップ期間の制御量を調整することによって、内部ＥＧＲ量を増減させることを特徴とする。

第１の発明によれば、二次燃料噴射の実施終了直後にＥＧＲを増量する際に、外部ＥＧＲ通路を通じて未燃燃料が燃焼室内に回り込むことを抑制することができる。このため、本発明によれば、二次燃料噴射実行時にＮＯｘ排出量の増加をもたらすことなく、二次燃料噴射の実施に起因するトルク変動やスモーク排出を抑制することができる。

第２の発明によれば、排気系に残る未燃燃料が外部ＥＧＲ通路における排気ガスの取り入れ口より下流に流れるまで外部ＥＧＲの再導入を待つことで、より確実に外部ＥＧＲを通じた未燃燃料の回り込みを防止することができる。

第３の発明によれば、二次燃料噴射の終了後に外部ＥＧＲ比率を増大させる際に、外部ＥＧＲ通路内に残留する未燃燃料が一気に筒内に回り込むのを防止することができる。

第４の発明によれば、燃料添加弁によって排気通路に噴射された未燃燃料を筒内に導くことなく、内部ＥＧＲ率を高めることが可能となる。

実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、４サイクルのディーゼルエンジン（圧縮着火内燃機関）１０を備えている。ディーゼルエンジン１０の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ１２が設置されている。各気筒のインジェクタ１２は、共通のコモンレール１４に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ１６によって所定の燃圧まで加圧されて、コモンレール１４内に蓄えられ、コモンレール１４から各インジェクタ１２に供給される。

ディーゼルエンジン１０の排気通路１８は、排気マニホールド２０により枝分かれして、各気筒の排気ポートに接続されている。本実施形態のディーゼルエンジン１０は、ターボ過給機２２を備えている。排気通路１８は、ターボ過給機２２の排気タービンに接続されている。

排気通路１８の、ターボ過給機２２より下流側には、排気ガスを浄化する排気浄化装置２４が設けられている。排気浄化装置２４としては、例えば、酸化触媒、吸蔵還元型または選択還元型のＮＯｘ触媒、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx-Reduction system）のうちの一つ、またはこれらの組み合わせなどを用いることができる。

また、排気マニホールド２０には、排気通路１８内に燃料を噴射する燃料添加弁２６が組み込まれている。このような燃料添加弁２６によれば、排気浄化装置２４の触媒を昇温或いは還元させる必要のあるときに、当該触媒に未燃HCを供給することができる。尚、当該触媒への未燃ＨＣの供給は、上記の燃料添加弁２６による燃料供給に代えて、上記インジェクタ１２によるポスト噴射で実現されるものであってもよい。ポスト噴射は、インジェクタ１２による燃料噴射として、圧縮上死点付近で行われるメインの燃料噴射の後のタイミング、より具体的には、膨張行程中に行われるものである。
以下、本明細書中においては、排気浄化装置２４の触媒への未燃ＨＣの供給を目的として行われる燃料噴射、すなわち、上記燃料添加弁２６による排気通路１８への燃料添加（排気系燃料添加）、或いは上記ポスト噴射を「二次燃料噴射」と総称することとする。

ディーゼルエンジン１０の吸気通路２８の入口付近には、エアクリーナ３０が設けられている。エアクリーナ３０を通って吸入された空気は、ターボ過給機２２の吸気圧縮機で圧縮された後、インタークーラ３２で冷却される。インタークーラ３２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド３４により、各気筒の吸気ポートに分配される。

吸気通路２８の、インタークーラ３２と吸気マニホールド３４との間には、吸気絞り弁３６が設置されている。また、吸気通路２８の、エアクリーナ３０の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ３８が設置されている。

吸気通路２８の吸気マニホールド３４の近傍には、外部ＥＧＲ通路４０の一端が接続されている。外部ＥＧＲ通路４０の他端は、排気通路１８の排気マニホールド２０近傍に接続されている。本システムでは、この外部ＥＧＲ通路４０を通して、排気ガス（既燃ガス）の一部を吸気通路２８に還流させること、つまり外部ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)を行うことができる。以下、外部ＥＧＲ通路４０を通って還流する排気ガスのことを「外部ＥＧＲガス」と称する。

外部ＥＧＲ通路４０の途中には、外部ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４２が設けられている。外部ＥＧＲ通路４０におけるＥＧＲクーラ４２の下流には、ＥＧＲ弁４４が設けられている。このＥＧＲ弁４４の開度を大きくするほど、外部ＥＧＲ通路４０を通る排気ガス量、すなわち外部ＥＧＲ量を多くすることができる。

また、本システムにおいて、外部ＥＧＲ量や外部ＥＧＲ率（筒内に流入するガス中に占める外部ＥＧＲガスの割合）は、ＥＧＲ弁４４の開度だけでなく、吸気絞り弁３６の開度によっても調整することができる。吸気絞り弁３６の開度を小さくして吸気を絞ると、吸気圧が小さくなるので、背圧（排気圧）との差圧が大きくなる。つまり、外部ＥＧＲ通路４０の前後の差圧が大きくなる。このため、外部ＥＧＲ量や外部ＥＧＲ率を大きくすることができる。

吸気通路２８の、吸気絞り弁３６の下流側には、吸気圧を検出する吸気圧センサ４６が設置されている。更に、本システムは、ディーゼルエンジン１０が搭載された車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４８を備えている。

そして、本実施形態のシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、それらの信号や情報に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを駆動させることにより、ディーゼルエンジン１０の運転状態を制御する。

図２は、図１に示すシステムにおけるディーゼルエンジン１０の一つの気筒の断面を示す図である。以下、ディーゼルエンジン１０について更に説明する。図２に示すように、ディーゼルエンジン１０のクランク軸６０の近傍には、クランク軸６０の回転角度（クランク角）を検出するクランク角センサ６２が取り付けられている。このクランク角センサ６２は、ＥＣＵ５０に接続されている。クランク角センサ６２からの信号によれば、機関回転数などを検出することができる。

また、ディーゼルエンジン１０には、吸気弁５２のバルブタイミングを連続的に可変とする吸気可変動弁機構５４と、排気弁５６のバルブタイミングを連続的に可変とする排気可変動弁機構５８とが備えられている。これら吸気可変動弁機構５４および排気可変動弁機構５８は、ＥＣＵ５０に接続されている。吸気可変動弁機構５４および排気可変動弁機構５８の具体的構成は、特に限定されないが、例えば、吸気弁５２や排気弁５６を駆動するカム（図示せず）の位相を連続的に可変とする機構などの、機械的な機構を用いることができる。あるいは、任意のタイミングで開閉可能な電磁駆動弁や油圧駆動弁などを用いることもできる。

（バルブオーバーラップによる内部ＥＧＲ）
本実施形態のディーゼルエンジン１０では、吸気可変動弁機構５４および排気可変動弁機構５８により、吸気弁５２と排気弁５６との負のバルブオーバーラップの大きさを連続的に変化させることができる。図３は、負のバルブオーバーラップを説明するための図である。図３に示すように、負のバルブオーバーラップとは、排気弁５６が閉じた後、吸気弁５２が開くまでの間、吸気弁５２および排気弁５６が共に閉じている状態のことである。

図３中の細い曲線は、負のバルブオーバーラップを設けない場合の吸気弁５２および排気弁５６のバルブリフト線図である。この状態から、排気弁５６の閉時期を早くするとともに、吸気弁５２の開時期を遅くすることにより、負のバルブオーバーラップを生じさせることができる。図３中の太い曲線は負のバルブオーバーラップを生じさせた場合の吸気弁５２および排気弁５６のバルブリフト線図である。排気弁５６の閉時期や吸気弁５２の開時期を変える度合いによって、負のバルブオーバーラップの大きさ（期間）を変えることができる。

負のバルブオーバーラップを生じさせると、筒内の既燃ガスが排気ポート２２に流出しきらないうちに排気弁５６が閉じられる。排気ポート２２に排出されなかった既燃ガスは、そのまま筒内に残存するか、あるいは、吸気弁５２の開弁に伴って一旦吸気ポート３５に出た後、ピストン６４の下降によって新気と共に筒内に吸入される。負のバルブオーバーラップを生じさせた場合には、このようにして内部ＥＧＲを行うことができる。以下では、この内部ＥＧＲによって還流する排気ガスのことを「内部ＥＧＲガス」と称する。

負のバルブオーバーラップの大きさと、内部ＥＧＲ量あるいは内部ＥＧＲ率（筒内に流入するガス中に占める内部ＥＧＲガスの割合）とは、相関を有している。つまり、負のバルブオーバーラップを大きくするほど、内部ＥＧＲ量や内部ＥＧＲ率を多くすることができる。このため、本実施形態のシステムでは、負のバルブオーバーラップの大きさを調整することにより、内部ＥＧＲ量や内部ＥＧＲ率を制御することができる。

なお、本実施形態では、図３に示すように、負のバルブオーバーラップの大きさを変えるのに伴って排気弁５６の開時期および吸気弁５２の閉時期も変化するようにしているが、排気弁５６の開時期や吸気弁５２の閉時期を変えずに負のバルブオーバーラップの大きさを変更するようにしてもよい。また、本実施形態では、排気弁５６の閉時期と吸気弁５２の開時期との双方を変えることで負のバルブオーバーラップの大きさを変更するようにしているが、排気弁５６の閉時期と吸気弁５２の開時期との何れか一方の変更で負のバルブオーバーラップの大きさを変更するようにしてもよい。この場合には、ディーゼルエンジン１０は、吸気可変動弁機構５４と排気可変動弁機構５８との何れか一方のみを備えるものであってもよい。更に、本発明では、吸気弁５２および排気弁５６が共に開いた状態となる通常のバルブオーバーラップ（正のバルブオーバーラップ）を生じさせることで内部ＥＧＲを行い、その正のバルブオーバーラップの大きさを変更することで内部ＥＧＲ量を調節するようにしてもよい。

［実施の形態１の特徴］
以上説明した構成を有するディーゼルエンジン１０においては、ＤＰＦ等の排気浄化装置２４に捕集されたＰＭを除去するために、上記の二次燃料噴射（ポスト噴射、排気系燃料添加）が実行されることがある。そのような二次燃料噴射が実行された場合には、排気ガス中に多量の未燃ＨＣが含まれることになる。このため、二次燃料噴射の実施終了直後に外部ＥＧＲによってＥＧＲを導入しようとすると、二次燃料噴射の実行時に噴射された多量の未燃ＨＣが外部ＥＧＲ通路４０を通じて筒内に回り込んでしまう。このような状態で、例えば過渡運転が行われると、筒内の燃料量の変化を予測することが困難となる。その結果、ディーゼルエンジン１０にトルク変動が生じたり、スモーク排出量が増えることが考えられる。

図４は、本実施の形態１の特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。尚、図４において、実線で示す波形は、筒内に流入するガス中に占める内部ＥＧＲガスおよび外部ＥＧＲガスの合計のＥＧＲ率（以下、「トータルＥＧＲ率」と称する）を示している。また、破線で示す波形は内部ＥＧＲ率を、一点鎖線で示す波形は外部ＥＧＲ率を、それぞれ示している。

ここでは、二次燃料噴射の一例として、ポスト噴射の場合を例にとって説明する。ディーゼルエンジン１０においては、所定のポスト噴射実行期間が終了して、通常の燃焼に切り換わる際には、ポスト噴射期間中に所定の値で維持されていた目標トータルＥＧＲ率が、エンジンの運転状態に応じた値にまで高められる。この際、本実施形態では、図４に示すように、ポスト噴射の実行終了時点t1において、外部ＥＧＲではなく、内部ＥＧＲを用いて目標トータルＥＧＲ率を高めることを特徴としている。

そして、時点t1において、内部ＥＧＲを用いて目標トータルＥＧＲ率が高められた後に、所定時間Ａ(t2−t1)に渡って、内部ＥＧＲを用いて目標トータルＥＧＲ率が高められた状態、言い換えれば、外部ＥＧＲ率よりも内部ＥＧＲ率が高められた状態に維持される。当該所定時間Ａ(t2−t1)を経過した後は、内部ＥＧＲ率を減らしつつ外部ＥＧＲ率を高めるという手法によって、ディーゼルエンジン１０の運転状態に応じた目標トータルＥＧＲ率となるまで、トータルＥＧＲ率が高められる。外部ＥＧＲによれば、内部ＥＧＲと比較して温度の低い排気ガスを再循環させられるため、筒内ガス温度を下げることができる。従って、最終的には外部ＥＧＲ率を高めるという上記の手法によれば、スモーク排出量を抑えることができるため、十分にトータルＥＧＲ率を高めることができる。

図５は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、ポスト噴射の実施中に起動されるものであるとする。図５に示すルーチンでは、先ず、ポスト噴射の実施終了タイミングが到来したか否かが判別される（ステップ１００）。具体的には、ＥＣＵ５０がポスト噴射の実施中であるか否かを示すフラグがＯＦＦとされたか否かに基づいて判断される。

上記ステップ１００において、ポスト噴射の実施終了タイミングが到来したと判定された場合には、ポスト噴射が終了されるとともに、目標トータルＥＧＲ率が算出される（ステップ１０２）。ここで算出される目標トータルＥＧＲ率は、ポスト噴射の終了に伴って通常の燃焼に戻る際に用いられるトータルＥＧＲ率の目標値であり、ディーゼルエンジン１０の運転状態に応じた値である。本実施形態では、上述したように、このような場合には内部ＥＧＲガスの増量によって目標トータルＥＧＲ率を充足させるようにしている。従って、ここでは、内部ＥＧＲ率が外部ＥＧＲ率より高められた値として、目標トータルＥＧＲ率が算出される。

次に、上記ステップ１０２において算出された目標トータルＥＧＲ率が得られるように、負のオーバーラップ期間が調整される（ステップ１０４）。次いで、ポスト噴射の終了時点から所定時間Ａが経過したか否かが判別される（ステップ１０６）。

上記ステップ１０６において、所定時間Ａが経過したと判断された場合には、再度目標トータルＥＧＲ率が算出され、当該目標トータルＥＧＲ率を実現する際のＥＧＲの内部外部比率が算出される（ステップ１０８）。具体的には、本ステップ１０８では、上記ステップ１０２において算出された目標トータルＥＧＲ率に比して高い値となるように、目標トータルＥＧＲ率が算出される。
上記ステップ１０２で算出される目標トータルＥＧＲ率は、上記のように、内部ＥＧＲを用いることを主としている。内部ＥＧＲにより再循環される排気ガスは、外部ＥＧＲと比較して高温である。このため、筒内ガス温度を適正に保つという観点からは、外部ＥＧＲを主として使用する場合と比べて、あまりＥＧＲ率を高めることは適切でない。そこで、本ステップ１０８のタイミングにおいて、すなわち、所定時間Ａが経過することでポスト噴射実施中に供給された未燃ＨＣが外部ＥＧＲ通路４０を通じて筒内に回り込んでしまうおそれがないと判断できるタイミングにおいて、再度目標トータルＥＧＲ率が算出される。

また、本ステップ１０８で算出される目標トータルＥＧＲ率は、より低温の排気ガスを利用する外部ＥＧＲを主として使用することが前提とされている。ＥＣＵ５０は、ポスト噴射の終了後の経過時間との関係で、ＥＧＲの内部外部比率を定めたマップ（例えば、図４に示すような関係を定めたもの）を記憶している。このマップでは、所定時間Ａの経過後は、最終的な内部外部比率に達するまでの間は、徐々に外部ＥＧＲ比率が高められるように設定されている。本ステップ１０８では、そのようなマップを参照して、ＥＧＲの内部外部比率が算出される。

次に、上記ステップ１０８において算出された目標トータルＥＧＲ率およびＥＧＲの内部外部比率となるように、吸気可変動弁機構５４および排気可変動弁機構５８によって負のオーバーラップ量が調整されるとともに、ＥＧＲ弁４４の開度が調整される（ステップ１１０）。その結果、所定の内部外部比率となるまで、内部ＥＧＲ比率が下げられていくとともに、外部ＥＧＲ比率が高められていく。

以上説明した図５に示すルーチンの処理によれば、ポスト噴射の実施終了をトリガーとして、ＥＧＲを増量する際に、内部ＥＧＲ率を外部ＥＧＲ率より高めるという手法によって、目標トータルＥＧＲ率が高められる。このため、ポスト噴射の実施終了直後に、ポスト噴射の実施中に噴射された未燃ＨＣが外部ＥＧＲ通路４０を通じて燃焼室内に回り込むのを抑えることができる。これにより、トルク変動やスモーク排出を抑制することができる。
また、内部ＥＧＲによれば、外部ＥＧＲの場合に比して、応答性良くＥＧＲガス量の調整が可能となる。このため、ポスト噴射の終了時に、遅れなくＥＧＲを増量させることができ、ＮＯｘの排出を抑えることができる。

ところで、上述した実施の形態１においては、ポスト噴射の実施中は、内部ＥＧＲのみが実行されているタイムチャート（図４参照）を用いて説明を行ったが、本発明は、ポスト噴射の実施中に外部ＥＧＲが導入されているものに対しても適用可能なものである。
内部ＥＧＲを用いた場合には、外部ＥＧＲに比して高温の排気ガスを再循環させることになる。このため、筒内ガス温度の上昇を招き、スモークを排出し易くなることもなる。そこで、ポスト噴射の実施中に、内部ＥＧＲではなく、外部ＥＧＲを行う場合もある。

上記図５に示すルーチンの処理によれば、ポスト噴射の終了時点から所定時間Ａが経過するまでは、外部ＥＧＲ比率を高めることが禁止される。このような制御によれば、ポスト噴射の実施中に外部ＥＧＲが導入されている場合に、排気系に残る未燃ＨＣが外部ＥＧＲ通路４０における排気ガスの取り入れ口より下流に流れるまで外部ＥＧＲの再導入を待つことで、より確実に外部ＥＧＲを通じた未燃ＨＣの回り込みを防止することができる。
また、上記図５に示すルーチンの処理によれば、ポスト噴射の実施終了後に外部ＥＧＲ通路４０を通じて未燃ＨＣが燃焼室内に回り込むのを防止することができる。逆に言えば、ポスト噴射の実施中に、そのような未燃ＨＣの回り込みを許容できるようになる。従って、ポスト噴射の実施中に外部ＥＧＲを導入することが可能となる。このため、ポスト噴射の実施中におけるＮＯｘの排出量を抑制することができる。

また、上述した実施の形態１においては、ポスト噴射の実施中には外部ＥＧＲは導入されていないが（図４参照）、ポスト噴射の実施中に、内部ＥＧＲとともに或いは単独で、外部ＥＧＲが導入されている場合には、以下のような制御を行うようにしてもよい。すなわち、ポスト噴射の実施終了時に、目標トータルＥＧＲ率を高める際は、少なくとも内部ＥＧＲ率を外部ＥＧＲ率よりも高めるようにさえしておけば、外部ＥＧＲを導入したままであってもよい。

また、上述した実施の形態１においては、二次燃料噴射として、ポスト噴射を用いた例を示しているが、排気系燃料添加によって二次燃料噴射が行われている場合においても同様の制御を適用することができる。そして、排気系燃料添加によって未燃ＨＣの供給が行われている場合には、負のオーバーラップ期間の調整によって内部ＥＧＲ率を調整することによって、更に以下に示す効果をも得ることができる。すなわち、正のオーバーラップ期間の調整によれば、筒内残留ガスによる内部ＥＧＲ量の制御を行うことはできるが、排気から吸気への吹き返しにより、燃料添加弁２６によって排気マニホールド２０に噴射された未燃ＨＣが筒内に残留してしまうことがある。これに対し、負のオーバーラップ期間の調整による内部ＥＧＲ率の制御を行った場合には、吸気弁５２と排気弁５６の両弁がともに開くことはない。このため、燃料添加弁２６によって排気マニホールド２０に噴射された未燃ＨＣを筒内に導くことなく、内部ＥＧＲ率を高めることが可能となる。

尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０４または１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「可変バルブタイミング制御手段」が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「外部ＥＧＲ制御手段」が、上記ステップ１０２または１０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「目標ＥＧＲ率設定手段」が、それぞれ実現されている。また、ＥＣＵ５０がインジェクタ１２を用いてポスト噴射を実行することにより或いは燃料添加弁２６を用いた燃料噴射を実行することにより、前記第１の発明における「二次燃料噴射手段」が実現されている。

実施の形態２．
次に、図６および図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に、図５に示すルーチンとともに、後述する図７に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。

［実施の形態２の特徴］
図６は、本実施の形態２の特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。ここでは、ポスト噴射を例にとって説明を行うが、排気系燃料添加を行った場合も同様である。図６に示すように、本実施形態では、ポスト噴射の終了に差し掛かった際に、ポスト噴射の終了時点に近づくにつれ、内部ＥＧＲ比率を高くし、かつ、外部ＥＧＲ比率を低くするようにしたという点に特徴を有している。

図７は、上記の機能を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。図７に示すルーチンでは、先ず、ポスト噴射の実施終了タイミングが到来したか否かが判別される（ステップ２００）。

上記ステップ２００において、ポスト噴射の実施を終了するタイミングが未だ到来していないと判定された場合には、ポスト噴射の開始からのポスト噴射経過時間が算出される（ステップ２０２）。次いで、ポスト噴射経過時間に応じたＥＧＲの内部外部比率が算出される（ステップ２０４）。ＥＣＵ５０は、ポスト噴射経過時間との関係でＥＧＲの内部外部比率を定めたマップ（例えば、図６に示すような関係）を記憶している。このマップでは、ポスト噴射の終了時から所定時間だけ前の時点から、内部ＥＧＲ比率が高くなり、かつ、外部ＥＧＲ比率が低くなるように内部外部比率が定められている。本ステップ２０４では、そのようなマップを参照して、ＥＧＲの内部外部比率が算出される。

次に、上記ステップ２０４において算出されたＥＧＲの内部外部比率に従って、吸気可変動弁機構５４および排気可変動弁機構５８によって負のオーバーラップ量が調整されるとともに、ＥＧＲ弁４４の開度が調整される（ステップ２０６）。

以上説明した図７に示すルーチンによれば、ポスト噴射の終了に先立って、内部ＥＧＲ比率が高められる。このため、ポスト噴射の終了後に、ディーゼルエンジン１０の運転状態に応じた値にまで目標トータルＥＧＲ率を変更するために外部ＥＧＲ比率を増大させる際に、外部ＥＧＲ通路４０内に残留する未燃ＨＣが一気に筒内に回り込むのを防止することができる。そして、そのような未燃ＨＣの回り込みによって、トルク変動等の不具合が生ずるのを抑制することができる。また、上記ルーチンの処理によれば、ポスト噴射の終了前に予め内部ＥＧＲ比率を高めておくことで、ポスト噴射の終了後に最終的なＥＧＲの内部外部比率に移行するまでの時間を短縮することができる。

ところで、上述した実施の形態２においては、ポスト噴射の終了時点において外部ＥＧＲ比率がゼロとなるまで、ポスト噴射の実施中に外部ＥＧＲ比率を低くするようにしているが、本発明は、ポスト噴射などの二次燃料噴射の実施中に、ポスト噴射の終了に先立って内部ＥＧＲ比率を高くし、かつ、外部ＥＧＲ比率を低くするものであれば、ポスト噴射の終了時点において外部ＥＧＲ比率をゼロとするものでなくてもよい。

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。 図１に示すシステムにおけるディーゼルエンジンの一つの気筒の断面を示す図である。 負のバルブオーバーラップを説明するための図である。 本発明の実施の形態１の特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態２の特徴的な制御を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１０ ディーゼルエンジン
１２ インジェクタ
１８ 排気通路
２４ 排気浄化装置
２６ 燃料添加弁
２８ 吸気通路
３６ 吸気絞り弁
４０ 外部ＥＧＲ通路
４４ ＥＧＲ弁
５０ ECU(Electronic Control Unit)
５４ 吸気可変動弁機構
５８ 排気可変動弁機構

Claims (4)

1. 吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間との間の正または負のバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構を駆動して、内部ＥＧＲ量を増減させる可変バルブタイミング制御手段と、
   排気通路と吸気通路とを接続する外部ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲ弁の開度、および吸気通路に配置された吸気絞り弁の開度の少なくとも一方を調整して、外部ＥＧＲ量を増減させる外部ＥＧＲ制御手段と、
   前記排気通路に未燃燃料を供給するための二次燃料噴射を実行する二次燃料噴射手段と、
   筒内に流入するガス中に占める内部ＥＧＲガス量および外部ＥＧＲガス量の比率の目標値である目標トータルＥＧＲ率を設定する目標ＥＧＲ率設定手段とを備え、
   前記目標ＥＧＲ率設定手段は、二次燃料噴射の実施終了時点が到来した場合に、目標トータルＥＧＲ率を高める際、内部ＥＧＲ率を外部ＥＧＲ率より高くすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記目標ＥＧＲ率設定手段は、二次燃料噴射の実施終了時点から所定時間が経過するまでは、内部ＥＧＲ率を外部ＥＧＲ率より高めた状態に維持することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記目標ＥＧＲ率設定手段は、二次燃料噴射の実施中に外部ＥＧＲを実行する場合には、当該二次燃料噴射の終了前所定時間になった時に、当該二次燃料噴射が終了に近づくにつれ、トータルＥＧＲガス量中に占める内部ＥＧＲガスの比率を高めることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記二次燃料噴射手段は、前記排気通路の途中に設けられた燃料添加弁を備え、
   前記可変バルブタイミング制御手段は、前記燃料添加弁を用いた二次燃料噴射が実施される場合には、負のオーバーラップ期間の制御量を調整することによって、内部ＥＧＲ量を増減させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。

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