JP7492373B2 - 車両 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に関する。
エンジンから排出される排気が流通する排気流路には、排気中の有害成分を浄化するための触媒（例えば、排気中のＮＯｘ（つまり、窒素酸化物）を吸蔵可能なＮＯｘ吸蔵触媒）を含む排気浄化装置が設けられている。排気浄化装置の触媒の浄化能力は、時間の経過に伴って低下する傾向がある。例えば、ＮＯｘ吸蔵触媒には、排気中のＮＯｘが吸蔵され、さらに、排気中のＳＯｘ（つまり、硫黄酸化物）も吸蔵される。ＮＯｘ吸蔵触媒におけるＮＯｘ吸蔵量またはＳＯｘ吸蔵量が時間の経過に伴って増大することに起因して、ＮＯｘ吸蔵触媒の浄化能力は低下する。そこで、例えば、特許文献１に開示されているように、メイン噴射後（例えば、排気行程中）に燃料を噴射するポスト噴射を行うことによって、触媒内の雰囲気をリッチ雰囲気（つまり、理論空燃比より小さい空燃比の雰囲気）にし、例えばＮＯｘを還元することによって、ＮＯｘ吸蔵触媒等の触媒の浄化能力を回復させる技術が提案されている。
特開２００７－０２３８８８号公報
上記のように、ポスト噴射の目的は、メイン噴射の目的と異なり、気筒内での燃焼に用いられる燃料を噴射することではない。ゆえに、ポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量は、メイン噴射の１回あたりの燃料噴射量と比較して少ない。ここで、燃料噴射弁の制御では、一般に、燃料噴射量が過度に少ない場合、燃料噴射量を精度良く制御することが困難となる。よって、従来の技術では、ポスト噴射の燃料噴射量を精度良く制御することが十分ではなく、ポスト噴射の燃料噴射量が過度に多くなってしまうこと、または、過度に少なくなってしまうことがあった。
そこで、本発明は、このような課題に鑑み、ポスト噴射の燃料噴射量を精度良く制御することが可能な車両を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明の車両は、排気浄化装置が設けられる排気流路と、排気流路と接続されるエンジンと、エンジンの各気筒に設けられ、気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、メイン噴射後の燃料噴射であるポスト噴射をメイン噴射に加えて燃料噴射弁に行わせるポスト噴射制御を実行可能な制御装置と、を備え、制御装置は、燃料噴射弁の各々によるポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量を、全ての気筒で毎燃焼サイクルにおいてポスト噴射を実行する場合よりも多い燃料噴射量に決定する噴射量決定部と、全ての気筒で毎燃焼サイクルにおいてポスト噴射を実行する場合よりもポスト噴射の回数が少なくなるように、ポスト噴射制御を実行する噴射弁制御部と、を有し、噴射弁制御部は、ポスト噴射制御において、ポスト噴射による残留未燃ガスの量に応じて、ポスト噴射が行われた燃焼サイクルの直後の燃焼サイクルにおけるメイン噴射の燃料噴射量を減少させ、ポスト噴射による残留未燃ガスの量に応じて、ポスト噴射が行われた燃焼サイクルの直後の燃焼サイクルにおける点火時期を遅角させ、排気行程の開始時期と対応する時期にポスト噴射を実行する。
噴射弁制御部は、ポスト噴射制御において、一部の燃焼サイクルでポスト噴射を停止してもよい。
噴射弁制御部は、ポスト噴射制御において、設定された複数サイクル毎にポスト噴射を実行してもよい。
噴射弁制御部は、ポスト噴射制御において、各燃焼サイクル内で一部の気筒についてポスト噴射を停止してもよい。
噴射弁制御部は、ポスト噴射制御において、各燃焼サイクルの間で共通する気筒についてポスト噴射を停止してもよい。
本発明によれば、ポスト噴射の燃料噴射量を精度良く制御することが可能となる。
本発明の実施形態に係る車両の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る制御装置が行うポスト噴射制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るポスト噴射制御における筒内圧の推移の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る図４の例とポスト噴射の実行タイミングが異なるポスト噴射制御における筒内圧の推移の一例を示す模式図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
<車両の構成>
図１および図２を参照して、本発明の実施形態に係る車両１の構成について説明する。
図１は、車両１の概略構成を示す模式図である。図１に示されるように、車両１は、エンジン１０と、吸気流路２０と、排気流路３０と、制御装置４０とを備える。
エンジン１０は、火花点火式の内燃機関（つまり、ガソリンエンジン）である。エンジン１０は、複数の気筒１１を有する。具体的には、エンジン１０は、気筒１１－１、気筒１１－２、気筒１１－３および気筒１１－４の４つの気筒１１を有する水平対向型のエンジンである。エンジン１０における車両左右方向の一側のバンクに、気筒１１－１および気筒１１－３が形成され、エンジン１０における車両左右方向の他側のバンクに、気筒１１－２および気筒１１－４が形成されている。エンジン１０では、気筒１１－１、気筒１１－３、気筒１１－２、気筒１１－４の順に点火が行われる。
各気筒１１には、気筒１１内へ燃料を噴射する燃料噴射弁１２が設けられている。具体的には、気筒１１－１、気筒１１－２、気筒１１－３および気筒１１－４に、それぞれ燃料噴射弁１２－１、燃料噴射弁１２－２、燃料噴射弁１２－３および燃料噴射弁１２－４が設けられている。気筒１１内にはピストン（図示省略）が摺動可能に設けられており、ピストンによって燃焼室が形成されている。燃料噴射弁１２から噴射される燃料によって、空気および燃料を含む混合気が燃焼室内に形成され、点火プラグ（図示省略）の点火によって、当該混合気が燃焼する。それにより、ピストンが直線往復運動を行い、ピストンと接続されているクランクシャフト（図示省略）へ動力が伝達される。
吸気流路２０は、各気筒１１に供給される空気が流通する流路であり、車両１の外部から外気が取り込まれる吸気口と、エンジン１０とを接続する。吸気流路２０における下流側には、インテークマニホールド２１が設けられる。インテークマニホールド２１は、各気筒１１に向けて分岐し、各気筒１１と接続される。具体的には、インテークマニホールド２１は、各気筒１１の吸気ポートとそれぞれ接続される複数の吸気管２１ａと、複数の吸気管２１ａが連通される集合部２１ｂとを有する。吸気口から取り込まれた外気は、インテークマニホールド２１の集合部２１ｂに送られた後に、各吸気管２１ａを通って各気筒１１に供給される。
排気流路３０は、各気筒１１から排出される排気が流通する流路であり、車両１の外部へ排気が排出される排気口と、エンジン１０とを接続する。排気流路３０における上流側には、エキゾーストマニホールド３１が設けられる。エキゾーストマニホールド３１は、各気筒１１に向けて分岐し、各気筒１１と接続される。具体的には、エキゾーストマニホールド３１は、各気筒１１の排気ポートとそれぞれ接続される複数の排気管３１ａと、複数の排気管３１ａが連通される集合部３１ｂとを有する。
排気流路３０におけるエキゾーストマニホールド３１より下流側には、排気浄化装置３２が設けられる。排気浄化装置３２は、三元触媒３２ａと、三元触媒３２ａより下流側に設けられるＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂとを含む。各気筒１１から排出された排気は、エキゾーストマニホールド３１の各排気管３１ａを通って集合部３１ｂで集合した後に、三元触媒３２ａおよびＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂを順に通過し、排気口から車両１の外部へ排出される。
三元触媒３２ａは、例えば、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）が担持された担体を含む。三元触媒３２ａは、排気中の炭化水素（ＨＣ）の酸化、一酸化炭素（ＣＯ）の酸化、および、ＮＯｘの還元を行い、排気中のこれらの有害成分を無害な水蒸気（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、および、窒素（Ｎ２）に浄化する。
ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂは、例えば、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、バリウム（Ｂａ）、カリウム（Ｋ）が担持された担体を含む。ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂは、排気中のＮＯｘを吸蔵可能な触媒である。ここで、三元触媒３２ａ内の雰囲気がリーン雰囲気（つまり、理論空燃比より大きい空燃比の雰囲気）となる場合、排気中のＮＯｘの多くが、三元触媒３２ａで浄化されずにＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂに到達する。排気浄化装置３２では、上記のように浄化されずに三元触媒３２ａを通過したＮＯｘが、ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂによって吸蔵される。
制御装置４０は、エンジン１０の動作を制御する。特に、制御装置４０は、エンジン１０に設けられる燃料噴射弁１２の動作を制御する。なお、制御装置４０とエンジン１０の各装置との通信は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用いて実現される。
制御装置４０は、例えば、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、および、ＣＰＵの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。
なお、本実施形態に係る制御装置４０が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、複数の機能が１つの制御装置によって実現されてもよい。制御装置４０が有する機能が複数の制御装置により分割される場合、当該複数の制御装置は、ＣＡＮ等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。
図２は、制御装置４０の機能構成の一例を示すブロック図である。図２に示されるように、制御装置４０は、例えば、判定部４１と、制御部４２とを有する。
判定部４１は、各種判定を行い、判定結果を制御部４２に出力する。判定部４１による判定結果に応じて、制御部４２による処理が行われる。
制御部４２は、燃料噴射弁１２の燃料噴射タイミングおよび燃料噴射量を制御する。例えば、制御部４２は、噴射量決定部４２ａと、噴射弁制御部４２ｂとを含む。
噴射量決定部４２ａは、各燃料噴射弁１２による燃料噴射の１回あたりの燃料噴射量を決定する。例えば、噴射量決定部４２ａは、各燃料噴射弁１２によるメイン噴射（つまり、気筒１１内での燃焼に用いられる燃料を噴射し、所望のトルクをエンジン１０に出力させることを目的とする燃料噴射）の１回あたりの燃料噴射量を、エンジン１０の要求トルクに基づいて決定する。
噴射弁制御部４２ｂは、燃料噴射弁１２が所望の燃料噴射タイミングおよび燃料噴射量（具体的には、噴射量決定部４２ａにより決定された燃料噴射量）で燃料噴射を行うように、燃料噴射弁１２に対して、燃料噴射タイミングおよび燃料噴射量の指令信号を出力する。
ここで、制御装置４０は、燃料噴射弁１２による燃料噴射の制御である噴射制御として、通常噴射制御と、ポスト噴射制御とを実行可能である。
通常噴射制御は、メイン噴射のみを燃料噴射弁１２に行わせる噴射制御である。メイン噴射は、上述したように、気筒１１内での燃焼に用いられる燃料を噴射し、所望のトルクをエンジン１０に出力させることを目的とする燃料噴射である。メイン噴射は、例えば、吸気行程中に行われる。
ポスト噴射制御は、ポスト噴射をメイン噴射に加えて燃料噴射弁１２に行わせる噴射制御である。ポスト噴射は、メイン噴射後の燃料噴射であり、ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂの浄化能力を回復させることを目的とする燃料噴射である。ポスト噴射は、例えば、膨張行程中または排気行程中に行われる。
ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂでは、ＮＯｘ吸蔵量が時間の経過に伴って増大することに起因して、浄化能力が低下する。ここで、ポスト噴射が行われると、ポスト噴射により噴射された燃料が排気流路３０に送られて、ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ内の雰囲気がリッチ雰囲気になる。そして、ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂに吸蔵されているＮＯｘが還元されて、ＮＯｘ吸蔵量が低下する。ゆえに、ＮＯｘ吸蔵量の増大によって低下したＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂの浄化能力を回復することができる。
また、ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂには、排気中のＮＯｘに加えてＳＯｘも吸蔵される。ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂでは、ＳＯｘ吸蔵量が時間の経過に伴って増大することに起因して、ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂにおけるＮＯｘを吸蔵可能な領域が減少し、浄化能力が低下する。ここで、ポスト噴射が行われると、ポスト噴射により噴射された燃料が三元触媒３２ａにおいて燃焼することによって、ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂが昇温される。また、上述したように、ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ内の雰囲気がリッチ雰囲気になる。そして、ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂに吸蔵されているＳＯｘが二酸化硫黄（ＳＯ２）や硫化水素（Ｈ２Ｓ）として脱離され、ＳＯｘ吸蔵量が低下する。ゆえに、ＳＯｘ吸蔵量の増大によって低下したＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂの浄化能力を回復することができる。
本実施形態に係る制御装置４０では、噴射量決定部４２ａは、燃料噴射弁１２の各々によるポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量を、全ての気筒１１で毎燃焼サイクルにおいてポスト噴射を実行する場合よりも多い燃料噴射量に決定する。そして、噴射弁制御部４２ｂは、全ての気筒１１で毎燃焼サイクルにおいてポスト噴射を実行する場合よりもポスト噴射の回数が少なくなるように、ポスト噴射制御を実行する。これにより、ポスト噴射の燃料噴射量を精度良く制御することが可能となる。なお、制御装置４０が行うポスト噴射制御に関する処理の詳細については、後述する。
<車両の動作>
続いて、図３～図５を参照して、本発明の実施形態に係る車両１の動作について説明する。
図３は、制御装置４０が行うポスト噴射制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図３に示される制御フローは、ポスト噴射制御が実行されていない時（つまり、通常噴射制御の実行中）に開始される。また、図３に示される制御フローは、終了した後に繰り返し開始される。
図３に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ１０１において、判定部４１は、ポスト噴射制御の開始条件が満たされたか否かを判定する。開始条件が満たされたと判定された場合（ステップＳ１０１／ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に進む。一方、開始条件が満たされていないと判定された場合（ステップＳ１０１／ＮＯ）、図３に示される制御フローは終了する。
ステップＳ１０１の判定処理の開始条件は、例えば、ポスト噴射制御が前回実行された時点からの車両１の走行距離が基準距離に達したとの条件である。基準距離は、ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂの浄化能力を回復させる必要が生じる程度に当該浄化能力が低下しているか否かを適切に判断し得る距離に設定される。また、例えば、開始条件は、ポスト噴射制御が前回実行された時点からの車両１の走行時間が基準時間に達したとの条件であってもよい。基準時間は、ＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂの浄化能力を回復させる必要が生じる程度に当該浄化能力が低下しているか否かを適切に判断し得る時間に設定される。
なお、ステップＳ１０１の判定処理の開始条件は、ＮＯｘの還元によってＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂの浄化能力を回復させるポスト噴射制御（つまり、ＮＯｘパージ）のために設定される開始条件であってもよく、ＳＯｘの脱離によってＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂの浄化能力を回復させるポスト噴射制御（つまり、ＳＯｘパージ）のために設定される開始条件であってもよい。
ステップＳ１０１でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ１０２において、噴射量決定部４２ａは、各燃料噴射弁１２によるポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量を決定する。
具体的には、噴射量決定部４２ａは、単位時間あたりに行われる全てのポスト噴射により噴射される燃料の総量を、ポスト噴射制御においてポスト噴射が単位時間あたりに行われる回数で除算する。そして、噴射量決定部４２ａは、除算により得られた値を、各燃料噴射弁１２によるポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量として決定する。
上述したように、本実施形態に係るポスト噴射制御におけるポスト噴射の回数は、全ての気筒１１で毎燃焼サイクルにおいてポスト噴射を実行する場合よりも少ない。ゆえに、噴射量決定部４２ａは、各燃料噴射弁１２によるポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量を、全ての気筒１１で毎燃焼サイクルにおいてポスト噴射を実行する場合よりも多い燃料噴射量に決定する。これにより、ポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量が過度に少なくなることを抑制することができるので、ポスト噴射の燃料噴射量を精度良く制御することができる。つまり、ポスト噴射の燃料噴射量が過度に多くなってしまうこと、または、過度に少なくなってしまうことを抑制することができる。
次に、ステップＳ１０３において、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御を開始する。
上述したように、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御において、ポスト噴射をメイン噴射に加えて燃料噴射弁１２に行わせる。また、噴射弁制御部４２ｂは、全ての気筒１１で毎燃焼サイクルにおいてポスト噴射を実行する場合よりもポスト噴射の回数が少なくなるように、ポスト噴射制御を実行する。
図４を参照して、ポスト噴射制御におけるポスト噴射の実行タイミングの例を説明する。図４は、ポスト噴射制御における筒内圧の推移の一例を示す模式図である。
図４では、燃焼サイクルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８の８つの連続する燃焼サイクルが示されている。各燃焼サイクルでは、各気筒１１において、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程の４行程が他の気筒１１とずれたタイミングで行われる。図４に示される例では、各燃焼サイクルにおいて、気筒１１－１、気筒１１－３、気筒１１－２、気筒１１－４の順に点火が行われる。ゆえに、図４に示されるように、気筒１１－１内の圧力である筒内圧Ｐ１、気筒１１－３内の圧力である筒内圧Ｐ３、気筒１１－２内の圧力である筒内圧Ｐ２、気筒１１－４内の圧力である筒内圧Ｐ４がこの順に上昇する。
ここで、ポスト噴射により噴射された燃料の多くは、気筒１１から排出される排気とともに排気流路３０に送られるが、ポスト噴射により噴射された燃料の一部は、気筒１１内に未燃ガスとして残留してしまう。ゆえに、ポスト噴射が行われた気筒１１では、ポスト噴射が行われた直後の燃焼により生じるトルクは、直前にポスト噴射が行われない場合よりも大きくなる。よって、ポスト噴射が行われた直後の燃焼による筒内圧の上昇度合いは、直前にポスト噴射が行われない場合よりも大きくなる。
図４に示される例では、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御において、一部の燃焼サイクルでポスト噴射を停止する。具体的には、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御において、設定された複数サイクル毎にポスト噴射を実行する。
例えば、図４に示される例では、噴射弁制御部４２ｂは、燃焼サイクルＣ２の直前の燃焼サイクルＣ１、燃焼サイクルＣ５の直前の燃焼サイクルＣ４、および、燃焼サイクルＣ８の直前の燃焼サイクルＣ７において、全気筒１１についてポスト噴射を実行する。一方、噴射弁制御部４２ｂは、燃焼サイクルＣ２、燃焼サイクルＣ３、燃焼サイクルＣ５、燃焼サイクルＣ６および燃焼サイクルＣ８において、全気筒１１についてポスト噴射を停止する。ゆえに、燃焼サイクルＣ２、燃焼サイクルＣ５および燃焼サイクルＣ８において、筒内圧Ｐ１～筒内圧Ｐ４の全気筒１１の筒内圧の上昇度合いが、他の燃焼サイクルと比較して大きくなっている。つまり、噴射弁制御部４２ｂは、３サイクル毎にポスト噴射を実行する。
なお、図４に示される例では、ポスト噴射制御において３サイクル毎にポスト噴射が実行されるが、ポスト噴射制御においてポスト噴射が停止する燃焼サイクルは、この例に限定されない。例えば、ポスト噴射制御において、３サイクル以外の数のサイクル毎（例えば、２サイクル毎または４サイクル毎等）にポスト噴射が実行されてもよい。また、例えば、ポスト噴射制御において、ポスト噴射が実行される燃焼サイクル間の間隔は、等間隔でなくてもよい（つまり、ポスト噴射が実行される燃焼サイクル間におけるポスト噴射が停止する燃焼サイクルの数は一定でなくてもよい）。
上述したように、ポスト噴射により噴射された燃料の一部が気筒１１内に未燃ガスとして残留することに起因して、ポスト噴射が行われた直後の燃焼による筒内圧の上昇度合いが、直前にポスト噴射が行われない場合よりも大きくなる。このような筒内圧の変動は、エンジン１０の回転変動（つまり、回転数の変動）を増大させる要因となる。ゆえに、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射に起因するエンジン１０の回転変動を抑制するための処理を行うことが好ましい。
例えば、エンジン１０の回転変動を抑制する観点では、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御において、排気行程の開始時期と対応する時期（例えば、排気行程の開始時期と略一致する時期）にポスト噴射を実行する。このようにポスト噴射の実行タイミングを排気行程の開始時期に近づけることによって、ポスト噴射により噴射された燃料のうち気筒１１から排出される排気とともに排気流路３０に送られる燃料の割合を大きくすることができるので、ポスト噴射により気筒１１内に残留する未燃ガス（以下、ポスト噴射による残留未燃ガスとも呼ぶ）の量を低減することができる。ゆえに、ポスト噴射が行われた直後の燃焼による筒内圧の上昇度合いを低減することができるので、筒内圧の変動を抑制することができる。よって、エンジン１０の回転変動を抑制することができる。
また、例えば、エンジン１０の回転変動を抑制する観点では、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御において、ポスト噴射による残留未燃ガスの量に応じて点火時期（具体的には、ポスト噴射が行われた燃焼サイクルの直後の燃焼サイクルにおける点火時期）を遅角させる。ここで、ポスト噴射が行われた燃焼サイクルの直後の燃焼サイクルにおける点火時期を遅角させることによって、ポスト噴射が行われた直後の燃焼による筒内圧の上昇の開始タイミングを遅らせることができるので、当該筒内圧の上昇度合いを小さくすることができる。また、ポスト噴射による残留未燃ガスの量が大きいほど、ポスト噴射が行われた直後の燃焼による筒内圧の上昇度合いが大きくなる。ゆえに、噴射弁制御部４２ｂは、例えば、ポスト噴射による残留未燃ガスの量が大きいほど、ポスト噴射が行われた燃焼サイクルの直後の燃焼サイクルにおける点火時期の遅角量を大きくする。これにより、ポスト噴射による残留未燃ガスの量に応じて、ポスト噴射が行われた直後の燃焼による筒内圧の上昇度合いを適切に低減することができるので、筒内圧の変動を抑制することができる。よって、エンジン１０の回転変動を抑制することができる。
また、例えば、エンジン１０の回転変動を抑制する観点では、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御において、ポスト噴射による残留未燃ガスの量に応じてメイン噴射の燃料噴射量（具体的には、ポスト噴射が行われた燃焼サイクルの直後の燃焼サイクルにおけるメイン噴射の燃料噴射量）を減少させる。ここで、ポスト噴射が行われた燃焼サイクルの直後の燃焼サイクルにおけるメイン噴射の燃料噴射量を減少させることによって、ポスト噴射が行われた直後の燃焼による筒内圧の上昇度合いを小さくすることができる。ゆえに、噴射弁制御部４２ｂは、例えば、ポスト噴射による残留未燃ガスの量が大きいほど、ポスト噴射が行われた燃焼サイクルの直後の燃焼サイクルにおけるメイン噴射の燃料噴射量の減少量を大きくする。これにより、ポスト噴射による残留未燃ガスの量に応じて、ポスト噴射が行われた直後の燃焼による筒内圧の上昇度合いを適切に低減することができるので、筒内圧の変動を抑制することができる。よって、エンジン１０の回転変動を抑制することができる。
なお、ポスト噴射により気筒１１内に残留する未燃ガス（つまり、ポスト噴射による残留未燃ガス）の量は、例えば、予め行った実験または数値シミュレーションの結果に基づいて推定され得る。
次に、ステップＳ１０４において、判定部４１は、ポスト噴射制御の終了条件が満たされたか否かを判定する。終了条件が満たされたと判定された場合（ステップＳ１０４／ＹＥＳ）、ステップＳ１０５に進む。一方、終了条件が満たされていないと判定された場合（ステップＳ１０４／ＮＯ）、ステップＳ１０４の判定処理が繰り返される。
ステップＳ１０４の判定処理の終了条件は、例えば、ポスト噴射制御が開始された時点から設定時間が経過したとの条件である。設定時間は、ＮＯｘ吸蔵量の増大、または、ＳＯｘ吸蔵量の増大によって低下したＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂの浄化能力がポスト噴射制御によって十分に回復したか否かを適切に判断し得る時間に設定される。
ステップＳ１０４でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ１０５において、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御を終了し、図３に示される制御フローは終了する。
なお、上記では、図４を参照して、ポスト噴射制御におけるポスト噴射の実行タイミングの例を説明したが、ポスト噴射制御におけるポスト噴射の実行タイミングは、上記の例に限定されない。
以下、図５を参照して、エンジン１０の回転変動を抑制することができるポスト噴射の実行タイミングの例を説明する。図５は、図４の例とポスト噴射の実行タイミングが異なるポスト噴射制御における筒内圧の推移の一例を示す模式図である。
図５に示される例では、図４に示される例と異なり、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御において、各燃焼サイクル内で一部の気筒１１についてポスト噴射を停止する。具体的には、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御において、各燃焼サイクルの間で共通する気筒１１についてポスト噴射を停止する。
例えば、図５に示される例では、噴射弁制御部４２ｂは、各燃焼サイクル内において、気筒１１－１および気筒１１－４についてはポスト噴射を実行する一方で、気筒１１－３および気筒１１－２についてはポスト噴射を停止する。ゆえに、各燃焼サイクル内において、筒内圧Ｐ１および筒内圧Ｐ４の上昇度合いが、筒内圧Ｐ３および筒内圧Ｐ２の上昇度合いと比較して大きくなっている。つまり、各燃焼サイクル内で一部の気筒１１についてポスト噴射が停止しており、ポスト噴射が停止する気筒１１は、各燃焼サイクルの間で共通している。
図５に示される例のように、ポスト噴射制御において、各燃焼サイクル内で一部の気筒１１についてポスト噴射が停止する場合、一部の燃焼サイクルでポスト噴射が停止する場合（例えば、図４に示される例）よりも、筒内圧の変動の周期が短くなる。例えば、図４に示される例では、少なくとも１つの燃焼サイクル内において筒内圧はほぼ変動しない。一方、図５に示される例では、１つの燃焼サイクル内において、直前の燃焼サイクルでポスト噴射が行われた気筒１１とポスト噴射が行われていない気筒１１とが混在するので、筒内圧が大きく変動する。ゆえに、図５に示される例では、図４に示される例と比較して、筒内圧の変動の周期が短くなる。これにより、エンジン１０または当該エンジン１０に付設される各種部品の固有振動に対して筒内圧の振動数を高くすることができるので、エンジン１０の回転変動を抑制することができる。
なお、図５に示される例では、ポスト噴射制御においてポスト噴射が停止する気筒１１は各燃焼サイクルの間で共通しているが、ポスト噴射制御においてポスト噴射が停止する気筒１１は各燃焼サイクルの間で共通していなくてもよい。例えば、ポスト噴射制御において、気筒１１－３および気筒１１－２についてポスト噴射が停止する燃焼サイクルと、気筒１１－１および気筒１１－４についてポスト噴射が停止する燃焼サイクルとが混在していてもよい。
<車両の効果>
続いて、本発明の実施形態に係る車両１の効果について説明する。
本実施形態に係る車両１では、制御装置４０は、燃料噴射弁１２の各々によるポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量を、全ての気筒１１で毎燃焼サイクルにおいてポスト噴射を実行する場合よりも多い燃料噴射量に決定する噴射量決定部４２ａと、全ての気筒１１で毎燃焼サイクルにおいてポスト噴射を実行する場合よりもポスト噴射の回数が少なくなるように、ポスト噴射制御を実行する噴射弁制御部４２ｂと、を有する。これにより、ポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量が過度に少なくなることを抑制することができる。ここで、燃料噴射弁１２の制御では、上述したように、一般に、燃料噴射量が過度に少ない場合、燃料噴射量を精度良く制御することが困難となる。ゆえに、ポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量が過度に少なくなることを抑制することによって、ポスト噴射の燃料噴射量を精度良く制御することができる。つまり、ポスト噴射の燃料噴射量が過度に多くなってしまうこと、または、過度に少なくなってしまうことを抑制することができる。
また、本実施形態に係る車両１では、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御において、一部の燃焼サイクルでポスト噴射を停止することが好ましい。これにより、ポスト噴射制御におけるポスト噴射の回数を、全ての気筒１１で毎燃焼サイクルにおいてポスト噴射を実行する場合よりも少なくすることを適切に実現することができる。ゆえに、ポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量が過度に少なくなることを抑制して、ポスト噴射の燃料噴射量を精度良く制御することを適切に実現することができる。
また、本実施形態に係る車両１では、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御において、設定された複数サイクル毎にポスト噴射を実行することが好ましい。これにより、ポスト噴射による残留未燃ガスに起因して筒内圧が大きく上昇する燃焼サイクル間の間隔を等間隔にすることができる。ゆえに、エンジン１０の回転変動を周期的な変動にすることができるので、エンジン１０の回転変動によりドライバに与えられる違和感を抑制することができる。
また、本実施形態に係る車両１では、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御において、各燃焼サイクル内で一部の気筒１１についてポスト噴射を停止することが好ましい。これにより、ポスト噴射制御におけるポスト噴射の回数を、全ての気筒１１で毎燃焼サイクルにおいてポスト噴射を実行する場合よりも少なくすることを適切に実現することができる。ゆえに、ポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量が過度に少なくなることを抑制して、ポスト噴射の燃料噴射量を精度良く制御することを適切に実現することができる。さらに、筒内圧の変動の周期を短くすることができるので、エンジン１０またはエンジン１０に付設される各種部品の固有振動に対して筒内圧の振動数を高くすることができる。ゆえに、エンジン１０の回転変動を抑制することができる。
また、本実施形態に係る車両１では、噴射弁制御部４２ｂは、ポスト噴射制御において、各燃焼サイクルの間で共通する気筒１１についてポスト噴射を停止することが好ましい。これにより、ポスト噴射による残留未燃ガスに起因して筒内圧が大きく上昇するタイミング間の間隔を等間隔にすることができる。ゆえに、エンジン１０の回転変動を周期的な変動にすることができるので、エンジン１０の回転変動によりドライバに与えられる違和感を抑制することができる。
以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
例えば、上記では、４気筒の水平対向型のエンジンであるエンジン１０について説明したが、本発明に係るエンジンは上記の例に限定されない。例えば、本発明に係るエンジンは、６気筒、８気筒または１２気筒等の種々の気筒数のエンジンであってもよい。また、例えば、本発明に係るエンジンは、水平対向型のエンジン以外のエンジン（例えば、Ｖ型のエンジンや直列式のエンジン）であってもよい。また、上記では、ガソリンエンジンであるエンジン１０について説明したが、本発明に係るエンジンはディーゼルエンジンであってもよい。
また、例えば、上記では、ポスト噴射がＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂの浄化能力を回復させることを目的として行われる例を説明したが、ポスト噴射は、排気浄化装置３２におけるＮＯｘ吸蔵触媒３２ｂ以外の他の触媒（例えば、ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を浄化するための触媒等）の浄化能力を回復させることを目的として行われてもよい。
また、例えば、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
本発明は、車両に利用できる。
１ 車両
１０ エンジン
１１ 気筒
１２ 燃料噴射弁
２０ 吸気流路
２１ インテークマニホールド
３０ 排気流路
３１ エキゾーストマニホールド
３２ 排気浄化装置
３２ａ 三元触媒
３２ｂ ＮＯｘ吸蔵触媒
４０ 制御装置
４１ 判定部
４２ 制御部
４２ａ 噴射量決定部
４２ｂ 噴射弁制御部

Claims (5)

  1. 排気浄化装置が設けられる排気流路と、
    前記排気流路と接続されるエンジンと、
    前記エンジンの各気筒に設けられ、気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁と、
    メイン噴射後の燃料噴射であるポスト噴射を前記メイン噴射に加えて前記燃料噴射弁に行わせるポスト噴射制御を実行可能な制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記燃料噴射弁の各々による前記ポスト噴射の１回あたりの燃料噴射量を、全ての気筒で毎燃焼サイクルにおいて前記ポスト噴射を実行する場合よりも多い燃料噴射量に決定する噴射量決定部と、
    全ての気筒で毎燃焼サイクルにおいて前記ポスト噴射を実行する場合よりも前記ポスト噴射の回数が少なくなるように、前記ポスト噴射制御を実行する噴射弁制御部と、
    を有し、
    前記噴射弁制御部は、前記ポスト噴射制御において、前記ポスト噴射による残留未燃ガスの量に応じて、前記ポスト噴射が行われた燃焼サイクルの直後の燃焼サイクルにおける前記メイン噴射の燃料噴射量を減少させ、前記ポスト噴射による残留未燃ガスの量に応じて、前記ポスト噴射が行われた燃焼サイクルの直後の燃焼サイクルにおける点火時期を遅角させ、排気行程の開始時期と対応する時期に前記ポスト噴射を実行する、
    車両。
  2. 前記噴射弁制御部は、前記ポスト噴射制御において、一部の燃焼サイクルで前記ポスト噴射を停止する、
    請求項１に記載の車両。
  3. 前記噴射弁制御部は、前記ポスト噴射制御において、設定された複数サイクル毎に前記ポスト噴射を実行する、
    請求項２に記載の車両。
  4. 前記噴射弁制御部は、前記ポスト噴射制御において、各燃焼サイクル内で一部の気筒について前記ポスト噴射を停止する、
    請求項１に記載の車両。
  5. 前記噴射弁制御部は、前記ポスト噴射制御において、各燃焼サイクルの間で共通する気筒について前記ポスト噴射を停止する、
    請求項４に記載の車両。
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