JP5024221B2

JP5024221B2 - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP5024221B2
Application number: JP2008192857A
Authority: JP
Inventors: 好一郎中谷; 晃利友田; 忍石山; 智幸小野; 知由小郷; 勝広伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: JP2010031704A

Description

本発明はエンジンの制御装置に関し、特にＮＯｘ吸蔵還元型触媒が排気系に設けられたエンジンについてのエンジンの制御装置に関する。

従来、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒（以下、単にＮＯｘ触媒とも称す）が排気系に設けられたエンジンが知られている。ＮＯｘ触媒は、流入する排気の酸素濃度が高いとき、すなわち排気の空燃比（Ａ／Ｆ）が高いときは排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵する。一方、ＮＯｘ触媒は、流入する排気の酸素濃度が低下し、且つ還元剤が存在するときには吸蔵していたＮＯｘを放出しつつ、窒素（Ｎ_２）に還元する。したがって、流入する排気のＡ／Ｆが低くなったときはＮＯｘ触媒に吸蔵されていたＮＯｘが放出されつつＮ_２に還元される。

かかるＮＯｘ触媒では、排気浄化能力を維持するため、吸蔵されたＮＯｘを放出、還元する必要がある。このため、排気のＡ／Ｆを一時的に低くするいわゆるリッチスパイクを行い、吸蔵されたＮＯｘを放出、還元する。このリッチスパイクは例えばポスト噴射で行われる。ポスト噴射とは、メイン噴射の後、休止時間をおいて少量の燃料を追加噴射することで、アフター噴射とも呼ばれる。

一方、ＮＯｘ触媒には燃料に含まれる硫黄分の燃焼により生成される硫黄酸化物（ＳＯｘ）も吸蔵される。ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘはＮＯｘよりも放出されにくく、蓄積される結果、ＮＯｘ触媒に硫黄被毒（以下、Ｓ被毒と称す）が発生する。そしてＳ被毒が発生するとＮＯｘ浄化率が低下するため、適切な時期にＮＯｘ触媒をＳ被毒から回復させる被毒回復処理を施す必要がある。この被毒回復処理では、通常、ＮＯｘ触媒を高温（例えば６００乃至６５０℃程度）にしつつ、酸素濃度を低下させた排気をＮＯｘ触媒に流通させることが必要である。

また従来、排気再循環（ＥＧＲ）を行うエンジンが知られている。ここで、ＥＧＲガスには、水（Ｈ₂ Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ₂ ）などのように、自らが燃焼することがなく、且つ、熱容量が高い不活性ガス成分が含まれている。このため、ＥＧＲを行うことで、混合気の燃焼温度を低めて低温燃焼を実現でき、ＮＯｘの発生量を抑制することができる。

ＥＧＲを利用した低温燃焼時の排気温度は、通常２００℃から３００℃程度と低くなっている。このため、被毒回復処理を行うにあたっては、必要な温度までＮＯｘ触媒を昇温させなければならない。この点、これに対しては、従来から被毒回復処理として、排気中へ燃料の供給を行うことによりＮＯｘ触媒の温度を上昇させつつ、排気中の酸素濃度を低下させる方法が知られている。
上述のポスト噴射やＥＧＲや被毒回復処理などに関し、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献１から４までで開示されている。

特開２００４−２１８５１８号公報特開２００３−２０１８８６号公報特開２００３−２６９２３０号公報特開２００４−３６０４８４号公報

ところで、ディーゼルエンジンの通常の燃焼では、スモークの排出を抑制するために、負荷の上昇に伴いＥＧＲ率を下げる必要がある。またリッチ燃焼の一形態である低温燃焼においても、負荷上昇に伴い必要な吸入空気量が増えるため、ＥＧＲ率を下げる必要がある。すなわち通常の燃焼であれ、リッチ燃焼であれ、従来は負荷の上昇に伴いＥＧＲ率を下げるのが一般的であった。
ところが、噴射された燃料が筒内で燃焼可能なタイミングの範囲内で行うポスト噴射を活用した筒内リッチ燃焼法では、負荷の上昇に伴いＥＧＲ率を下げると却ってスモークが増加してしまうという問題があった。また、低温燃焼において負荷の上昇に伴いＥＧＲ率を下げ過ぎると、低温燃焼を維持できなくなるという問題があった。
また、被毒回復処理ではＮＯｘ触媒を高温にする必要があるところ、筒内リッチ燃焼法では排気温度が非常に高くなるため、従来と同様の考え方をする必要がないといえる。その一方で、筒内リッチ燃焼法では過給機等の耐熱温度との関係上、リッチ継続時間に制約があるという問題があった。

そこで本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、噴射された燃料が筒内で燃焼可能なタイミングの範囲内で行うポスト噴射を活用する場合に、スモークの排出を抑制することができるとともに、ＥＧＲを利用した低温燃焼をより高い負荷まで維持することができるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
また本発明はさらにＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元効率を高めて燃費の悪化を抑制するとともに高いＮＯｘ浄化率を確保することができ、同時にＳ被毒の再生に要する全体的な時間を短縮することができるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、排気系にＮＯｘ吸蔵還元型触媒が設けられるとともに、排気を還流するＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路の開度を変更するＥＧＲ率変更手段とが設けられたエンジンにつき、噴射された燃料が筒内で燃焼可能なタイミングの範囲内でのポスト噴射を行うポスト噴射制御手段と、前記ポスト噴射制御手段が前記ポスト噴射を行う場合に、前記エンジンの負荷の上昇に応じてＥＧＲ率が大きくなるように前記ＥＧＲ率変更手段を制御するＥＧＲ率制御手段とを備え、前記ポスト噴射制御手段が、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ還元時と、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＳ被毒再生時とに前記ポスト噴射を行うとともに、前記ＥＧＲ率制御手段が、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＳ被毒再生時に、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ還元時よりも同一の負荷に対応する前記ＥＧＲ率が大きくなるように前記ＥＧＲ率変更手段を制御することを特徴とする。

ここで、本発明者は、ポスト噴射を活用した筒内リッチ燃焼法では、ＥＧＲ率を上げるとスモークの排出が抑制されることを見出した。特に負荷が上昇するにつれて、膨張行程での筒内温度が高くなるため、ＥＧＲ率を上げてもポスト噴射の着火が不安定になることがなく、この結果、スモークの排出を抑制できることがわかった。

本発明は係る知見に基づくものであり、エンジンの負荷の上昇に応じてＥＧＲ率を大きくする本発明によれば、軽負荷の場合にはＥＧＲ率を小さくするため、着火安定性を確保しつつポスト噴射を遅角できる。このため本発明によれば、軽負荷時にはエンジン負荷を所望の負荷まで低下させることができるとともに、スモークの排出を抑制することができる。また負荷が上昇した場合には、膨張行程での筒内温度が高くなることから、負荷の上昇に応じてＥＧＲ率を上げてもポスト噴射の着火安定性が悪化することはない。このため本発明によれば、負荷が上昇してもスモークの排出を抑制することができる。
また本発明によれば、負荷の上昇によるＥＧＲ率の増加で、高負荷時にＥＧＲによるＡ／Ｆリッチ化も可能になる。すなわち本発明によれば、負荷が上昇しても低温燃焼をより高い負荷まで維持することができる。

ここで前述の通り、筒内リッチ燃焼法では排気温度が非常に高くなるところ、本発明によれば、Ｓ被毒再生時にＥＧＲ率を上げることで、排気温度の上昇を抑制することができる。このため本発明によれば、リッチ継続時間を長くすることができ、結果としてＳ被毒の再生に要する全体的な時間を短縮することができる。一方、ＮＯｘの還元効率は排気温度が高いほうが高いところ、本発明によればＮＯｘ還元時にはＳ被毒再生時よりもＥＧＲ率を下げることで、排気温度を高めることができる。このため本発明によれば、リッチスパイクを短時間で済ませることができ、以ってＮＯｘ還元効率を高めて燃費の悪化を抑制できるとともに、高いＮＯｘ浄化率を確保できる。

また本発明は前記ＥＧＲ率制御手段が、前記エンジンの負荷が所定値以上である場合に、前記エンジンの負荷の上昇に応じてＥＧＲ率が大きくなるように前記ＥＧＲ率変更手段を制御するとともに、前記エンジンの負荷が所定値未満である場合には、前記ＥＧＲ通路を遮蔽するように前記ＥＧＲ率変更手段を制御する構成であってもよい。軽負荷時のポスト噴射燃料の着火安定性に鑑み、ＥＧＲ率制御手段を例えば本発明のように構成することも好適である。

本発明によれば、噴射された燃料が筒内で燃焼可能なタイミングの範囲内で行うポスト噴射を活用する場合に、スモークの排出を抑制することができるとともに、ＥＧＲを利用した低温燃焼をより高い負荷まで維持することができる。
また本発明によれば、さらにＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元効率を高めて燃費の悪化を抑制するとともに高いＮＯｘ浄化率を確保することができ、同時にＳ被毒の再生に要する全体的な時間を短縮することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１Ａで実現されている本実施例に係るエンジンの制御装置をエンジン５０など関連する各構成とともに模式的に示す図である。吸気系１０は、エアフロメータ１１と、インタークーラ１２と、ディーゼルスロットル１３と、インテークマニホールド１４とを有して構成されている。エアフロメータ１１はエアフロセンサと大気温センサとを有して構成されており、吸入空気量を計測するとともに計測した吸入空気量に応じた信号を出力する。インタークーラ１２は過給機３０によって圧縮された吸気を冷却する。ディーゼルスロットル１３はＥＣＵ１Ａの制御のもと、図示しないアクチュエータによって開閉駆動し、吸入空気量を調節する。インテークマニホールド１４はエンジン５０の各気筒に吸気を分配する。

排気系２０は、エキゾーストマニホールド２１と、ＮＯｘ触媒２２とを有して構成されている。エキゾーストマニホールド２１は、各気筒からの排気を下流側で一つの排気通路に合流させる。ＮＯｘ触媒２２は、内部流路の壁面上にアルミナからなる担体の層を備えている。また担体上には、バリウム（Ｂａ）と白金（Ｐｔ）が担持され、これにＯ2 ストレージ能力のあるセリア（Ｃｅ2 Ｏ3 ）が添加されている。なお、ＮＯｘ触媒２２は、例えば、アルミナを担体とし、その担体上に、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、もしくはセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属と、バリウム（Ｂａ）もしくはカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類と、ランタン（Ｌａ）もしくはイットリウム（Ｙ）等の希土類とから選択された少なくとも１つと、白金（Ｐｔ）等の貴金属とを担持して構成することができる。

過給機３０は可変容量型ターボチャージャであり、コンプレッサ部３１と、タービン部３２とを有して構成されている。過給機３０は、図示しないコンプレッサホイールを収納するコンプレッサ部３１が吸気系１０に、図示しないタービンホイール３２を収納するタービン部３２が排気系２０に、夫々介在するようにして配設されている。コンプレッサホイールとタービンホイールとは回転軸で連結されており、タービンホイールが排気によって駆動されると、回転軸を介してコンプレッサホイールが駆動し吸気を圧縮する。また過給機３０はタービン部３２に図示しないバリアブルノズルを備えている。バリアブルノズルはＥＣＵ１Ａの制御のもと、タービン容量を変更する。

排気還流系４０はＥＧＲ通路４１と、ＥＧＲクーラ４２と、ＥＧＲバルブ（ＥＧＲ率変更手段に相当）４３とを有して構成されている。ＥＧＲ通路４１は吸気系１０と排気系２０とを連通している。ＥＧＲ通路４１は本実施例では具体的にはインテークマニホールド１４の上流側の集合部分とエキゾーストマニホールド２１の下流側の集合部分とを連通している。ＥＧＲクーラ４２は還流される排気を冷却する。ＥＧＲバルブ４３はＥＣＵ１Ａの制御のもと、ＥＧＲ通路４１の開度を変更し、還流される排気の量を調節する。これによりＥＧＲ率が変更される。なお、排気還流系４０は例えばエンジン５０の気筒毎に設けられてもよい。

エンジン５０はディーゼルエンジンであり、各気筒５１に直接燃料を噴射する燃料噴射弁５２を備えている。各燃料噴射弁５２は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室（コモンレール）５３と接続されている。コモンレール５３は、図示しない燃料供給管を介して燃料ポンプ（図示省略）と連通している。燃料ポンプから吐出された燃料はコモンレール５３へ供給され、コモンレール５３で所定圧まで蓄圧されて各気筒５１の燃料噴射弁５２へ分配される。そして、燃料噴射弁５２に駆動電流が印加されると、燃料噴射弁５２が開弁し、これにより燃料噴射弁５２から気筒５１内へ燃料が噴射される。エンジン５０には、クランク角センサ６１やエンジン５０の冷却水温を検出するための水温センサ６２など各種のセンサが配設されている。

ＥＣＵ１Ａ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などを有して構成されている。ＥＣＵ１Ａは主にエンジン５０を制御するように構成されており、本実施例では具体的には燃料噴射弁５２のほか、燃料ポンプやＥＧＲバルブ４３などを制御するように構成されている。これら制御対象はＥＣＵ１Ａに電気的に接続されている。また、ＥＣＵ１Ａにはエアフロメータ１１や、クランク角センサ６１や、水温センサ６２などの各種のセンサが電気的に接続されている。エンジン５０の負荷は本実施例ではエアフロメータ１１の出力に基づきＥＣＵ１Ａで検出される。但しこれに限られず、エンジン５０の負荷は例えば図示しないアクセルペダルの開度に基づき検出されてもよい。ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ＥＣＵ１Ａでは各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが機能的に実現される。

この点、本実施例では以下に示すポスト噴射制御手段と、ＥＧＲ率制御手段とがＥＣＵ１Ａで機能的に実現される。ポスト噴射制御手段は、噴射された燃料が筒内で燃焼可能なタイミングの範囲内でポスト噴射を行う。かかるポスト噴射で筒内リッチ燃焼法が実現される。ＥＧＲ率制御手段は、ポスト噴射制御手段がポスト噴射を行う場合に、エンジンの負荷の上昇に応じてＥＧＲ率が大きくなるようにＥＧＲバルブ４３を制御する。この点、ＥＧＲ率制御手段は本実施例ではさらに具体的にはエンジン５０の負荷が所定値以上である場合に、エンジン５０の負荷の上昇に応じてＥＧＲ率が大きくなるようにＥＧＲバルブ４３を制御するとともに、エンジン５０の負荷が所定値未満である場合には、ＥＧＲ通路４２を遮蔽するようにＥＧＲバルブ４３を制御する。この所定値は負荷が軽負荷である場合とそうでない場合とを区分する値に予め設定されており、これによりＥＧＲを行う場合と比較して、軽負荷時のポスト噴射燃料の着火安定性をより向上させることができる。

次にＥＣＵ１Ａの動作を図２に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ１Ａでは、図２のフローチャートに示す処理がごく短い時間間隔で繰り返し実行される。ＥＣＵ１ＡはＮＯｘ還元条件が成立したか否か、或いは成立しているかを判定する（ステップＳ１１）。本実施例では具体的には前回ＮＯｘ還元を行ってから所定の期間が経過したか否かを判定することで、ＮＯｘ還元条件が成立したか否かを判定する。そして所定の期間が経過した場合には、ステップＳ１１で肯定判定される。但しこれに限られず、ＮＯｘ還元条件が成立したか否かは、例えばＮＯｘ触媒２２のＮＯｘ吸蔵量を推定するとともに、推定したＮＯｘ吸蔵量が所定値を超えたか否かなどで判定してもよい。

また本ステップでは、ＮＯｘ還元実行フラグがＯＮであるか否かを判定することで、ＮＯｘ還元実行条件が成立しているか否かを判定する。そしてＮＯｘ還元実行フラグがＯＮである場合には、ステップＳ１１で肯定判定される。ステップＳ１１で肯定判定であれば、ＥＣＵ１ＡはＮＯｘ還元実行フラグをＯＮにする（ステップＳ１２）。ＮＯｘ還元条件は筒内リッチ燃焼法を実現するポスト噴射の実行条件にもなっており、本実施例ではＮＯｘ還元実行フラグがＯＮになっている場合が、請求項記載のポスト噴射制御手段がポスト噴射を行う場合に相当している。

ステップＳ１２に続いて、ＥＣＵ１ＡはＮＯｘ還元の実行継続時間が所定時間以下である否かを判定する（ステップＳ１３）。本ステップで肯定判定されることにより、ＮＯｘ触媒２２に吸蔵されたＮＯｘを放出、還元するために必要な分、ポスト噴射の実行が継続されることになる。ステップＳ１１またはＳ１３で否定判定であれば、ＮＯｘ還元実行フラグをＯＦＦにする（ステップＳ１８）。

一方、ステップＳ１３で肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ａはエンジン５０の負荷が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ａはエンジン５０の負荷の上昇に応じてＥＧＲ率が大きくなるようにＥＧＲバルブ４３を制御する（ステップＳ１５）。一方、ステップＳ１５で否定判定であれば、ステップＳ１６でＥＣＵ１ＡはＥＧＲ通路４２を遮蔽するようにＥＧＲバルブ４３を制御する（ＥＧＲバルブ４３閉）。これによりＥＧＲを停止して、ポスト噴射の着火安定性を高めることができる。ステップＳ１５またはＳ１６に続いて、ＥＣＵ１Ａは噴射された燃料が筒内で燃焼可能なタイミングの範囲内でポスト噴射を行う（ステップＳ１７）。本ステップで、ポスト噴射によりＮＯｘ触媒２２に吸蔵されたＮＯｘを放出、還元するためのリッチスパイクが筒内リッチ燃焼法により行われる。

図３は筒内リッチ燃焼法を実現するポスト噴射実行時に、ＥＧＲバルブ４３を制御する際に参照するＥＧＲ率のマップデータの一例を模式的に示す図である。図２に示すフローチャートのステップＳ１５でＥＧＲバルブ４３を制御する際、ＥＣＵ１Ａは具体的にはＲＯＭに予め格納されたこのマップデータを参照してＥＧＲバルブ４３を制御する。ＥＧＲ率はこのマップデータで負荷に応じて設定されており、より具体的には負荷が高くなるほど連続的に高くなるように予め設定されている。このためＥＣＵ１Ａはこのマップデータを参照してＥＧＲバルブ４３を制御することで、エンジン５０の負荷の上昇に応じてＥＧＲ率が大きくなるようにＥＧＲバルブ４３を制御することができる。また図３に示すように、ＥＧＲ率は高負荷限界まで上げることができる。

図４は筒内リッチ燃焼法を実現するポスト噴射実行時のＥＧＲ率と、燃焼変動率およびスモークとの関係を示す図である。図４に示すように、筒内リッチ燃焼法を実現するポスト噴射実行時では、ＥＧＲ率を上げていくとスモークが減少することがわかる。このためＥＣＵ１Ａはエンジン５０の負荷が上昇した場合でも、スモークの排出を抑制することができる。また図４に示すように、ＥＧＲ率は燃焼変動率がクライテリアを超える前まで上げることができる。このためＥＣＵ１Ａはエンジン５０の負荷が上昇した場合でも、低温燃焼をより高い負荷まで維持することができる。このようにＥＣＵ１Ａは噴射された燃料が筒内で燃焼可能なタイミングの範囲内で行うポスト噴射を活用する場合に、スモークの排出を抑制することができるとともに、低温燃焼をより高い負荷まで維持することができる。

本実施例に係るＥＣＵ１Ｂは、ポスト噴射制御手段がＮＯｘ触媒２２のＮＯｘ還元時と、ＮＯｘ触媒２２のＳ被毒再生時とにポスト噴射を行うように構成されている点と、ＥＧＲ率制御手段がＮＯｘ触媒２２のＳ被毒再生時に、ＮＯｘ触媒２２のＮＯｘ還元時よりも同一の負荷に対応するＥＧＲ率が大きくなるようにＥＧＲバルブ４３を制御するように構成されている点以外、実施例１に係るＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。またＥＣＵ１Ｂに関連する各構成はＥＣＵ１Ａの場合と同じとなっている。このため本実施例ではＥＣＵ１Ｂその他関連する各構成については図示省略する。なお、これらポスト噴射制御手段およびＥＧＲ率制御手段は、ＥＣＵ１ＡのＲＯＭに格納されたプログラムを変更することで実現できる。また、ＥＣＵ１Ａに係るポスト噴射制御手段もＥＣＵ１Ｂに係るポスト噴射制御手段と同様に、ＮＯｘ触媒２２のＮＯｘ還元時と、ＮＯｘ触媒２２のＳ被毒再生時とにポスト噴射を行うように構成されていてもよい。

次にＥＣＵ１Ｂの動作を図５に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本フローチャートは図示のようにステップＳ２１からＳ２５までが追加されている点以外、図２に示すフローチャートと同一のものとなっている。このため本実施例では特にこれらステップＳ２１からＳ２５までについて詳述する。ステップＳ１１で否定判定された場合、ＥＣＵ１ＢはＳ被毒再生条件が成立したか否か、或いは成立しているか否かを判定する（ステップＳ２１）。本実施例では具体的には前回Ｓ被毒再生を行ってから所定の期間が経過したか否かを判定することで、Ｓ被毒再生条件が成立したか否かを判定する。そして所定の期間が経過した場合には、ステップＳ２１で肯定判定される。但しこれに限られず、Ｓ被毒再生条件が成立したか否かは、例えばＮＯｘ触媒２２のＳＯｘ吸蔵量を推定するとともに、推定したＳＯｘ吸蔵量が所定値を超えたか否かなどで判定してもよい。

また本ステップでは、Ｓ被毒再生実行フラグがＯＮであるか否かを判定することで、Ｓ被毒再生実行条件が成立しているか否かを判定する。そしてＳ被毒再生実行フラグがＯＮである場合には、ステップＳ２１で肯定判定される。ステップＳ２１で否定判定であればステップＳ１８に進む。ステップＳ２１で否定判定であれば、ＥＣＵ１ＢはＳ被毒再生実行フラグをＯＮにする（ステップＳ２２）。Ｓ被毒再生条件は筒内リッチ燃焼法を実現するポスト噴射の実行条件にもなっており、本実施例ではＮＯｘ還元実行フラグがＯＮになっている場合と、Ｓ被毒再生実行フラグがＯＮになっている場合とが、請求項記載のポスト噴射制御手段がポスト噴射を行う場合に相当している。

ステップＳ１２またはＳ２２に続いて、ＥＣＵ１ＢはＮＯｘ還元実行フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ２３）。肯定判定であれば、ＥＣＵ１ＢはステップＳ１５で参照するマップデータとして図６に示すマップデータＡの適用を決定する（ステップＳ２４）。一方、否定判定であれば、Ｓ被毒再生実行フラグがＯＮになっていると判断され、このときＥＣＵ１ＢはステップＳ１６で参照するマップデータとして図６に示すマップデータＢの適用を決定する（ステップＳ２６）。図６に示すように、マップデータＢでは同一の負荷に対応するＥＧＲ率がマップデータＡよりも大きくなるように予め設定されている。これにより、ステップＳ１６でＮＯｘ還元実行時にはマップデータＡを参照した上で、Ｓ被毒再生実行時にはマップデータＢを参照した上で、ＥＧＲバルブ４３が制御される。なお、Ｓ被毒の再生を行う場合、ステップＳ１３ではＳ被毒再生の実行継続時間がＳ被毒再生についての所定時間以下である否かを判定し、ステップＳ１３で肯定判定されることにより、ＮＯｘ触媒２２に吸蔵されたＳ被毒を再生するために必要な分、ポスト噴射の実行が継続されることになる。またステップＳ１８では、ＮＯｘ還元実行フラグとＳ被毒再生実行フラグとがＯＦＦにされる。

図７はＥＧＲ率と、Ｓ被毒再生時間およびリッチ時間割合の関係を示す図である。筒内リッチ燃焼法では排気温度が非常に高くなるところ、本実施例ではＳ被毒再生時にＥＧＲ率を上げることができるため、排気温度の上昇を抑制することができる。このためリッチ継続時間を長くすることができ、結果としてＳ被毒の再生に要する全体的な時間を短縮することができる。
一方、ＮＯｘの還元効率は排気温度が高いほうが高いところ、本実施例ではＮＯｘ還元時にはＳ被毒再生時よりもＥＧＲ率を下げることで、排気温度を高めることができる。このためリッチスパイクを短時間で済ませることができ、以ってＮＯｘ還元効率を高めて燃費の悪化を抑制できるとともに、高いＮＯｘ浄化率を確保できる。このようにＥＣＵ１Ｂは、ＥＣＵ１Ａに対してさらにＮＯｘ触媒２２のＮＯｘ還元効率を高めて燃費の悪化を抑制するとともに高いＮＯｘ浄化率を確保することができ、同時にＳ被毒の再生に要する全体的な時間を短縮することができる。

上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
例えば上述した実施例では、ＥＧＲ率がエンジンの負荷の上昇に応じて連続的に大きくなるようにしたが、ＥＧＲ率はエンジンの負荷の上昇に応じて必ずしも連続的に大きくならなくてもよい。すなわち本発明の効果を奏する観点からは、エンジンの負荷の上昇に応じてＥＧＲ率が大きくなることには、エンジンの負荷に対する全体的な傾向としてエンジンの負荷の上昇に応じてＥＧＲ率が大きくなることも含まれるものである。
また、例えば請求項記載のポスト噴射制御手段がポスト噴射を行う場合は、上述の実施例に限られず、ＥＧＲの応答遅れを考慮し、ＮＯｘ還元実行条件やＳ被毒再生実行条件が成立する前の時点（例えばＥＧＲの応答遅れに相当する所定時間前の時点）を含むものであってもよい。
また、ＥＧＲ率制御手段やポスト噴射制御手段は、ＥＣＵ１で実現することが合理的であるが、例えばその他の電子制御装置や専用の電子回路などのハードウェアによって実現されてもよい。この点、本発明のエンジンの制御装置は例えば複数の電子制御装置で構成されてもよい。

ＥＣＵ１Ａを関連する各構成とともに模式的に示す図である。ＥＣＵ１Ａの動作をフローチャートで示す図である。ＥＧＲ率のマップデータの一例を模式的に示す図である。筒内リッチ燃焼法を実現するポスト噴射実行時のＥＧＲ率と、燃焼変動率およびスモークとの関係を示す図である。ＥＣＵ１Ｂの動作をフローチャートで示す図である。ＥＧＲ率のマップデータＡ、Ｂの一例を模式的に示す図である。ＥＧＲ率と、Ｓ被毒再生時間およびリッチ時間割合の関係を示す図である。

符号の説明

１ＥＣＵ
２２ＮＯｘ触媒
４３ＥＧＲバルブ
５０エンジン
５２燃料噴射弁

Claims

排気系にＮＯｘ吸蔵還元型触媒が設けられるとともに、排気を還流するＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路の開度を変更するＥＧＲ率変更手段とが設けられたエンジンにつき、
噴射された燃料が筒内で燃焼可能なタイミングの範囲内でのポスト噴射を行うポスト噴射制御手段と、
前記ポスト噴射制御手段が前記ポスト噴射を行う場合に、前記エンジンの負荷の上昇に応じてＥＧＲ率が大きくなるように前記ＥＧＲ率変更手段を制御するＥＧＲ率制御手段とを備え、
前記ポスト噴射制御手段が、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ還元時と、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＳ被毒再生時とに前記ポスト噴射を行うとともに、
前記ＥＧＲ率制御手段が、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＳ被毒再生時に、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ還元時よりも同一の負荷に対応する前記ＥＧＲ率が大きくなるように前記ＥＧＲ率変更手段を制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
請求項１記載のエンジンの制御装置であって、
前記ＥＧＲ率制御手段が、前記エンジンの負荷が所定値以上である場合に、前記エンジンの負荷の上昇に応じてＥＧＲ率が大きくなるように前記ＥＧＲ率変更手段を制御するとともに、前記エンジンの負荷が所定値未満である場合には、前記ＥＧＲ通路を遮蔽するように前記ＥＧＲ率変更手段を制御することを特徴とするエンジンの制御装置。