JPH11132030A - 内燃機関の噴射量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃圧が正確に検出されていないときにおいて
触媒に供給すべき量により多い量の還元剤が触媒に供給
されることを防止する。 【解決手段】 還元剤により排気ガスを浄化するために
排気通路に配置された触媒を具備する。還元剤が予め定
められた圧力下で蓄積されており、この還元剤の圧力を
検出し、検出された圧力に基づいて算出された時間だけ
還元剤噴射装置を作動することにより機関運転状態に基
づいて算出された量の還元剤を触媒に供給する。還元剤
の圧力が正確に検出されていないときには、触媒に供給
すべき還元剤の量を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の噴射量制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】気筒内の混合気の空燃比が非常に大きい
ために混合気の空燃比が理論空燃比であるときよりも多
量の酸素が排気ガス中に含まれている状態（以下、リー
ン状態）において、炭化水素（以下、ＨＣ）を触媒表面
に吸着してＨＣの活性種を生成し、このＨＣの活性種と
窒素酸化物（以下、ＮＯ_X ）とを反応させることにより
内燃機関から排出されたＮＯ_X を浄化するＮＯ_X 選択還
元触媒（以下、ＮＯ_X 触媒）が公知である。通常、リー
ン状態の排気ガス中にＨＣは殆ど含まれていない。この
ため、ＮＯ_X 触媒には還元剤としてＮＯ_X 浄化用のＨＣ
が供給される。

【０００３】例えば、特開平６−１１７２２５号では燃
料、すなわちＨＣを予め定められた圧力下で蓄積する燃
料蓄積管に接続された燃料噴射弁からＮＯ_X 浄化用のＨ
Ｃが供給される。また、ＮＯ_X 触媒に供給すべきＨＣの
量（以下、要求ＨＣ量）は機関から排出されるＮＯ_X 量
に基づいて算出される。さらに、燃料蓄積管内の圧力
（以下、燃圧）を検出するための燃圧センサが設けられ
ており、ＨＣを要求ＨＣ量だけ供給するのに必要な燃料
噴射弁の開弁時間はこの燃圧センサにより検出された燃
圧に基づいて算出される。詳細には、燃圧が等しければ
要求ＨＣ量が多いほど燃料噴射弁の開弁時間は長くな
り、要求ＨＣ量が等しければ燃圧が高いほど燃料噴射弁
の開弁時間は短くなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
６−１１７２２５号では燃圧センサが劣化したときには
燃圧が正確に検出されず、要求ＨＣ量のＨＣを正確に燃
料噴射弁から噴射することができない。例えば、検出さ
れた燃圧が実際の燃圧より低いときには実際の燃圧より
低い燃圧に基づいて燃料噴射弁の開弁時間が算出される
ため、算出された開弁時間だけ燃料噴射弁を開弁すると
要求ＨＣ量より多い量のＨＣが噴射されることとなる。
過剰なＨＣがＮＯ_X 触媒に供給されると、過剰な分のＨ
Ｃが浄化作用に消費されずにＮＯ_X 触媒内で燃焼してＮ
Ｏ_X 触媒を加熱する。このため、ＮＯ_X 触媒が劣化して
しまう。また、浄化作用に消費されなかったＨＣが燃焼
しない場合にはＨＣが大気へ放出されることとなる。し
たがって本発明の目的は燃圧が正確に検出されていない
ときにおいて触媒に供給すべき量により多い量の還元剤
が触媒に供給されることを防止することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に一番目の発明によれば、還元剤により排気ガスを浄化
するために排気通路に配置された触媒と、還元剤を予め
定められた圧力下で蓄積するための還元剤蓄積手段と、
該還元剤蓄積手段内における還元剤の圧力を検出する還
元剤圧力検出手段と、該還元剤圧力検出手段により検出
された圧力に基づいて算出された時間だけ作動すること
により機関運転状態に基づいて算出された量の還元剤を
前記還元剤蓄積手段から前記触媒に供給する還元剤噴射
手段とを具備する内燃機関の噴射量制御装置において、
前記還元剤圧力検出手段が異常であるか否かを判別する
異常判別手段と、該異常判別手段により前記還元剤圧力
検出手段が異常であると判別されたときに前記還元剤噴
射手段により前記触媒に供給すべき還元剤の量を補正す
る還元剤供給量補正手段を具備する。

【０００６】上記課題を解決するために二番目の発明に
よれば、一番目の発明において、前記異常検出手段は前
記還元剤圧力検出手段により検出された圧力が前記予め
定められた圧力より低いときに前記還元剤圧力検出手段
が異常であると判別する。

【０００７】上記課題を解決するために三番目の発明に
よれば、二番目の発明において、前記還元剤供給量補正
手段は、前記異常検出手段により前記還元剤圧力検出手
段が異常であると判別されたときには、前記触媒に供給
すべき還元剤の量を少なくする。

【０００８】上記課題を解決するために四番目の発明に
よれば、三番目の発明において、前記還元剤供給量補正
手段は、前記異常検出手段により前記還元剤圧力検出手
段が正常であると判別されたときには前記触媒に供給す
べき量の還元剤を噴射するのに必要な前記還元剤噴射手
段の作動時間を前記還元剤圧力検出手段により検出され
た圧力に基づいて算出し、前記異常検出手段により前記
還元剤圧力検出手段が異常であると判別されたときには
該還元剤圧力検出手段により検出された圧力より高い圧
力に基づいて前記作動時間を算出する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態の内燃機
関の構成を示す図である。図１において、１は機関本
体、♯１、♯２、♯３および♯４はそれぞれ機関本体１
内に形成された第一気筒、第二気筒、第三気筒および第
四気筒、２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄはそれぞれ対応す
る気筒♯１〜♯４内に機関駆動用燃料および排気ガス浄
化用燃料を供給するための第一燃料噴射弁、第二燃料噴
射弁、第三燃料噴射弁および第四燃料噴射弁、３はイン
テークマニホルド４を介して機関本体１に接続された吸
気通路である。インテークマニホルド４には各気筒♯１
〜♯４に導入される吸入空気量を算出するために吸入空
気圧を検出するための吸気圧センサ５が取り付けられ
る。各気筒♯１〜♯４内にはこれら気筒内で摺動可能な
ピストン（図示せず）が挿入されている。なお、本発明
はディーゼルエンジンやリーンバーンエンジンと呼ばれ
る大部分の機関運転において理論空燃比より非常に大き
い空燃比で運転される内燃機関に適用される。

【００１０】また、本実施形態の内燃機関はクランク角
を検出するクランク角センサ６を具備する。クランク角
センサ６により検出されたクランク角に基づいて機関回
転数が算出される。さらに本実施形態の内燃機関はアク
セルペダル（図示せず）の踏込量を検出するアクセル踏
込量センサ１９を具備する。各燃料噴射弁２ａ〜２ｄは
これら燃料噴射弁２ａ〜２ｄに共通の燃料分配手段、す
なわちコモンレール３０に接続される。

【００１１】コモンレール３０はポンプＰを介して燃料
タンク３１に接続される。燃料タンク３１内の燃料はポ
ンプＰによりコモンレール３０に送られる。ポンプＰと
コモンレール３０との間には圧力調整器３３が取り付け
られる。圧力調整器３３はポンプＰからコモンレール３
０に送られる燃料の圧力を目標圧力に制御する。したが
ってコモンレール３０内にはポンプＰおよび圧力調整器
３３により目標圧力に加圧された燃料が蓄積される。す
なわち、コモンレール３０は燃料蓄積手段として機能す
る。また、コモンレール３０にはコモンレール３０内の
燃料の圧力を検出するための燃圧検出手段として燃圧セ
ンサ３２が取り付けられる。

【００１２】第一気筒♯１、第二気筒♯２、第三気筒♯
３および第四気筒♯４にはそれぞれ対応して第一排気枝
管７ａ、第二排気枝管７ｂ、第三排気枝管７ｃおよび第
四排気枝管７ｄが接続される。第一排気枝管７ａと第二
排気枝管７ｂと第四排気枝管７ｄとは機関本体１の下流
側の上流側合流部８において合流せしめられ、集合管９
に接続される。集合管９と第三排気枝管７ｃとは上流側
合流部８のさらに下流側の下流側合流部１０において互
いに略平行な方向に排気ガスを排出するように合流せし
められる。排気系をこのように構成することにより、集
合管９から排出された排気ガスが第三排気ガス７ｃ内に
流入することが抑制される。また、第三排気枝管７ｃか
ら排出された排気ガスが集合管９内に流入することが抑
制される。なお、本明細書において『上流』および『下
流』とは排気ガスの流れに沿って用いる。

【００１３】本実施形態の内燃機関は吸入される空気量
を増大するために吸入空気を過給する過給機１１を具備
する。過給機１１はインテークマニホルド４の上流側の
吸気通路３内に配置された吸気側タービンホイール１１
ａと、下流側合流部１０の下流側の排気通路２０内に配
置された排気側タービンホイール１１ｂとを具備する。
本実施形態では各気筒♯１〜♯４から排出された排気ガ
スが合流する位置に排気側タービンホイール１１ｂが配
置されているため、より多量の排気ガスが排気側タービ
ンホイール１１ｂを通過し、過給機１１の過給効果を最
大限に維持することができる。また、下流側合流部１０
が排気側タービンホイール１１ｂの近傍に位置し、且
つ、排気側タービンホイール１１ｂの慣性回転運動によ
り排気ガスが下流側への排出されるため、集合管９から
排出された排気ガスが第三排気枝管７ｃ内に流入するこ
とがさらに抑制され、また、第三排気枝管７ｃから排出
された排気ガスが集合管９内に流入することがさらに抑
制される。

【００１４】吸気側タービンホイール１１ａと排気側タ
ービンホイール１１ｂとは一つのシャフト１１ｃにより
互いに連結される。排気側タービンホイール１１ｂはこ
の排気側タービンホイール１１ｂの回転面と平行な方向
から排気ガスを受けて回転せしめられ、回転面に対して
垂直な方向へ向けて排気ガスを排出する。一方、吸気側
タービンホイール１１ａは排気側タービンホイール１１
ｂの回転に伴い回転せしめられ、この吸気側タービンホ
イール１１ａの回転面に対して垂直な方向から空気を引
き込み、回転面と平行な方向へ向けて吸入空気を送りだ
す。

【００１５】排気側タービンホイール１１ｂの下流側の
排気通路２０には機関から排出される窒素酸化物（以
下、ＮＯ_X ）を浄化するための排気浄化触媒１２が配置
される。本実施形態の排気浄化触媒１２は、気筒内で燃
焼せしめられる混合気の空燃比が非常に大きいために混
合気の空燃比が理論空燃比であるときよりも多量の酸素
が排気ガス中に含まれている状態（以下、リーン状態）
において、還元剤としての燃料、すなわち炭化水素（以
下、ＨＣ）を触媒表面に吸着してＨＣの活性種を生成
し、このＨＣの活性種とＮＯ_X とを反応させることによ
りＮＯ_X を浄化するＮＯ_X 選択還元触媒（以下、ＮＯ_X
触媒）である。ＮＯ_X 触媒１２の上流端部分にはこの上
流端部分の温度を検出する上流側温度センサ１３が配置
され、ＮＯ_X触媒１２の下流端部分にはこの下流端部分
の温度を検出する下流側温度センサ１４が配置される。

【００１６】第四排気枝管７ｄには排気ガスを吸入空気
中に導入するための排気循環管１５が接続される。排気
循環管１５の他端はインテークマニホルド４に接続され
る。排気循環管１５には吸入空気中への排気ガスの導入
の有無を制御するための排気循環弁１６が配置される。
排気循環弁１６は三方弁１７を介して吸引ポンプ１８ま
たは大気に連通される。排気循環弁１６は機関運転状態
に応じて開閉制御される。三方弁１７により排気循環弁
１６と大気とが連通せしめられると排気循環弁１６内に
大気圧がかかり排気循環弁１６は閉弁せしめられ、排気
ガスは吸入空気中に導入されない。一方、三方弁１７に
より排気循環弁１６と吸引ポンプ１８とが連通せしめら
れると排気循環弁１６内に負圧がかかり排気循環弁１６
が開弁せしめられ、排気ガスが吸入空気中に導入され
る。

【００１７】気筒内におけるＮＯ_X 生成量は燃焼時の火
炎伝播速度が速いほど多くなる。また、気筒内における
ＮＯ_X 生成量は燃焼時の燃焼温度が高いほど多くなる。
一方、不活性ガスは燃焼時の火炎伝播速度を遅くする。
したがって燃焼時の火炎伝播速度は吸入空気中の不活性
ガス量が多いほど遅くなる。また、不活性ガスは燃焼時
に発生する熱を吸収する。したがって燃焼時の燃焼温度
は吸入空気中の不活性ガス量が多いほど低くなる。この
ため、二酸化炭素や水分といった不活性ガスを含んだ排
気ガスが吸入空気に導入されると、燃焼時の火炎伝播速
度が遅くなり且つ燃焼時の燃焼温度が低く維持されるた
め、気筒内の燃焼に伴うＮＯ_X の生成が抑制される。

【００１８】図１において制御装置（ＥＣＵ）４０はデ
ジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１を介し
て相互に接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４
２、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）４３、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）４４、Ｂ−ＲＡＭ（バックアッ
プＲＡＭ）４５、入力ポート４６、出力ポート４７およ
びクロック発生器４８を具備する。吸気圧センサ５、上
流側温度センサ１３、下流側温度センサ１４、燃圧セン
サ３２およびアクセル踏込量センサ１９の出力電圧はそ
れぞれ対応するＡＤ変換器４９を介して入力ポート４６
に入力される。また、クランク角センサ６の出力電圧は
直接入力ポート４６に入力される。一方、出力ポート４
７はそれぞれ対応する駆動回路５０を介して各燃料噴射
弁２ａ〜２ｄおよび三方弁１７に接続される。

【００１９】次に本実施形態の内燃機関の作動について
説明する。初めに各気筒♯１〜♯４の圧縮行程の予め定
められたクランク角度においてコモンレール３０内の燃
圧が燃圧センサ３２により検出される。次に各気筒♯１
〜♯４の圧縮上死点の直前の予め定められたクランク角
度（以下、予噴射角度）において予噴射が実行され、各
燃料噴射弁２ａ〜２ｄから予め定められた量（以下、予
噴射燃料量）の燃料が噴射される。予噴射は気筒内にお
けるＮＯ_X 生成量の低減および気筒において生じる騒音
の低減のために実行される噴射である。なお、予噴射燃
料量の燃料を供給するために各燃料噴射弁２ａ〜２ｄを
開弁する時間（以下、予噴射開弁時間）はコモンレール
３０内の燃圧に基づいて決定される。詳細には、予噴射
開弁時間は燃圧が高いほど短くなる。なお、各気筒にお
ける予噴射は第一気筒♯１、第三気筒♯３、第四気筒♯
４、第二気筒♯２の順で実行される。

【００２０】次に予噴射により供給された燃料が気筒内
において着火した後の圧縮上死点付近の予め定められた
クランク角度（以下、主噴射角度）において主噴射が実
行される。主噴射は機関を駆動するための燃料を供給す
るために実行される噴射である。主噴射により各燃料噴
射弁２ａ〜２ｄから噴射すべき予め定められた燃料量
（以下、主噴射燃料量）はアクセル踏込量センサ１９に
より検出されたアクセルペダル踏込量に基づいて決定さ
れる。詳細には、主噴射燃料量はアクセルペダル踏込量
が大きくなるほど多くなる。なお、主噴射燃料量の燃料
を供給するために各燃料噴射弁２ａ〜２ｄを開弁する予
め定められた時間（以下、主噴射開弁時間）はコモンレ
ール３０内の燃圧に基づいて決定される。詳細には、主
噴射開弁時間は燃圧が高いほど短くなる。なお、各気筒
における主噴射は第一気筒♯１、第三気筒♯３、第四気
筒♯４、第二気筒♯２の順で実行される。

【００２１】さらに第三気筒♯３において主噴射が実行
された後に該主噴射とは別個に副噴射を実行し、第三燃
料噴射弁２ｃから第三気筒♯３内に燃料、すなわちＨＣ
を噴射する。このＨＣは排気ガスとともにＮＯ_X 触媒１
２に到達せしめられる。

【００２２】上述したように、ＮＯ_X 触媒１２に供給さ
れたＨＣは触媒表面に吸着して活性種とされ、ＮＯ_X を
浄化する。したがってＨＣによりＮＯ_X を浄化するには
或る時間を要する。すなわち、ＮＯ_X を浄化するために
はＨＣおよびＮＯ_X が上記或る時間だけＮＯ_X 触媒１２
内に留まっている必要がある。ＨＣおよびＮＯ_X がＮＯ
_X 触媒１２内に留まっている時間（以下、滞留時間）は
単位時間当たりにＮＯ _X 触媒１２を通過する排気ガス量
（以下、通過排気ガス量）により決まる。詳細には、滞
留時間は通過排気ガス量が多いほど短くなる。したがっ
て本実施形態では、ＮＯ_X 触媒１２に供給すべきＨＣ量
（以下、要求ＨＣ量）は通過排気ガス量に基づいて算出
される。詳細には、要求ＨＣ量は通過排気ガス量が多い
ほどＮＯ _X 触媒１２内で浄化反応可能なＨＣ量は少なく
なると判断して少なくされる。

【００２３】なお、吸気側タービンホイール１１ａの上
流側の吸気通路３に吸入空気量を検出するエアフローメ
ータを取り付け、このエアフローメータにより検出され
た吸入空気量に基づいて通過排気ガス量を算出してもよ
い。また、吸気圧センサ５およびクランク角センサ６の
出力から推定した機関ＮＯ_X 排出量に基づいて要求ＨＣ
量を算出してもよい。

【００２４】さらに本実施形態では、ＮＯ_X 触媒１２に
おけるＮＯ_X 浄化率がその触媒温度に応じて変化するた
め、要求ＨＣ量は上流側温度センサ１３および下流側温
度センサ１４により検出された上流端触媒温度および下
流端触媒温度に基づいて補正される。詳細には、要求Ｈ
Ｃ量は検出された触媒温度に対応するＮＯ_X 浄化率が高
いほど増大される。

【００２５】なお、副噴射により第三燃料噴射弁２ｃか
ら要求ＨＣ量のＨＣを噴射するために第三燃料噴射弁２
ｃを開弁する予め定められた時間（以下、副噴射開弁時
間）はコモンレール３０内の燃圧に基づいて決定され
る。詳細には、副噴射開弁時間は燃圧が高いほど短くな
る。

【００２６】ところで、コモンレール３０内の燃圧は圧
力調整器３３により目標燃圧に維持されているため、予
め定められた時間の間、燃圧が目標燃圧より低いときに
は燃圧センサ３２または圧力調整器３３が故障している
可能性がある。ここで、燃圧センサ３２が故障して異常
である場合には圧力調整器３３は正常であるので実際の
燃圧は目標燃圧である。しかしながら、副噴射開弁時間
はこの実際の燃圧より低い燃圧に基づいて算出されるた
め、算出された副噴射開弁時間だけ第三燃料噴射弁２ｃ
を開弁すると、要求ＨＣ量より多い量のＨＣがＮＯ_X 触
媒１２に供給されてしまう。

【００２７】そこで、本実施形態では、検出燃圧が目標
燃圧より低いときには燃圧センサ３２が異常である可能
性があると判断して検出燃圧を補正し、この補正された
検出燃圧に基づいて副噴射開弁時間を算出する。詳細に
は、検出燃圧を該検出燃圧より高い燃圧（以下、設定燃
圧）とし、この設定燃圧に基づいて副噴射開弁時間を算
出する。なお、設定燃圧は目標燃圧と等しい圧力でもよ
い。こうすることにより燃圧を正確に検出できないとき
において過剰な量のＨＣがＮＯ_X 触媒に供給されること
が防止される。

【００２８】なお、燃圧センサ３２が異常である可能性
があると判断した場合において実際には圧力調整器３３
が異常であった場合には、設定圧力に基づいて算出され
た副噴射開弁時間だけ第三燃料噴射弁２ｃを開弁する
と、実際の燃圧は設定燃圧より低いため、要求ＨＣ量よ
り少ない量のＨＣが噴射されることになる。すなわち、
この場合においても過剰な量のＨＣがＮＯ_X 触媒に供給
されることが防止される。また、本実施形態では検出燃
圧が目標燃圧より低いときには副噴射開弁時間を算出す
るために用いる燃圧を設定燃圧としたが、算出された要
求ＨＣ量自体を少なくしたり、検出燃圧に基づき算出さ
れた副噴射開弁時間を短くしたり、ポンプ圧を小さくし
てもよい。また、検出燃圧が目標燃圧より高いときには
燃圧センサと圧力調整器のいずれが故障しているかに係
らず、検出燃圧に基づいて算出された副噴射開弁時間だ
け第三燃料噴射弁２ｃを開弁しても、過剰な量のＨＣが
ＮＯ _X 触媒に供給されることはない。

【００２９】副噴射を実行する予め定められたクランク
角度（以下、副噴射角度）は次のようにして算出され
る。まず、上流側温度センサ１３の出力から推定した第
三気筒♯３内の温度（以下、筒内温度）およびコモンレ
ール３０内の燃圧に基づいて副噴射角度を算出する。詳
細には、副噴射角度は熱分解されたＨＣを多く必要とす
るときには筒内温度がより高い温度となっているクラン
ク角度に設定され、また、ＨＣが良好に噴射されるよう
に燃圧が予め定められた圧力より高い燃圧となっている
クランク角度に設定される。なお、通常、副噴射角度は
機関の膨張行程または排気行程に設定される。

【００３０】次に図２のフローチャートを参照して本実
施形態の予噴射・主噴射実行制御を説明する。なお、図
３においてｎは気筒番号を示し、１、３、４、２の順で
変化する。まず、ステップＳ１１０において現在のクラ
ンク角度ＣＡが第ｎ気筒における予噴射角度ＰＣＡｐｎ
である（ＣＡ＝ＰＣＡｐｎ）か否かが判別される。ステ
ップＳ１１０においてＣＡ＝ＰＣＡｐｎである判別され
ると、ステップＳ１１２に進んで予噴射開弁時間ｔｐｎ
だけ第ｎ気筒の燃料噴射弁が開弁され、ステップＳ１１
４に進む。一方、ステップＳ１１０においてＣＡ≠ＰＣ
Ａｐｎであると判別されると、ＣＡ＝ＰＣＡｐｎと判別
されるまでステップＳ１１０が繰り返される。

【００３１】ステップＳ１１４では現在のクランク角度
ＣＡが第ｎ気筒における主噴射角度ＰＣＡｍｎである
（ＣＡ＝ＰＣＡｍｎ）か否かが判別される。ステップＳ
１１４においてＣＡ＝ＰＣＡｍｎである判別されると、
ステップＳ１１６に進んで主噴射開弁時間ｔｍｎだけ第
ｎ気筒の燃料噴射弁が開弁され、処理が終了する。一
方、ステップＳ１１４においてＣＡ≠ＰＣＡｍｎである
と判別されると、ＣＡ＝ＰＣＡｍｎと判別されるまでス
テップＳ１１４が繰り返される。

【００３２】次に図３のフローチャートを参照して本実
施形態の主噴射燃料量算出制御を説明する。なお、図４
においてｎは気筒番号を示し、１、３、４、２の順で変
化する。まず、ステップＳ２１０においてアクセル踏込
量センサ１９により検出されたアクセルペダル踏込量Ｄ
ａと、燃圧センサ３２により検出されたコモンレール３
０内の燃圧Ｐｃとが読み込まれ、ステップＳ２１２に進
む。ステップＳ２１２ではアクセルペダル踏込量Ｄａと
燃圧Ｐｃとに基づいて第ｎ気筒内における主噴射により
主噴射開弁時間ｔｍｐｎが算出され、ステップＳ２１４
に進む。ステップＳ２１４ではステップＳ２１２で算出
された主噴射開弁時間ｔｍｐｎが予め定められた主噴射
開弁時間ｔｍｎにセットされ、処理が終了する。

【００３３】次に図４のフローチャートを参照して本実
施形態の副噴射実行制御を説明する。まず、ステップＳ
３１０において現在のクランク角度ＣＡが副噴射角度Ｃ
Ａｓ３である（ＣＡ＝ＣＡｓ３）か否かが判別される。
ステップＳ３１６においてＣＡ＝ＣＡｓ３である判別さ
れると、ステップＳ３１２に進んで副噴射開弁時間ｔｓ
３だけ第三気筒の第三燃料噴射弁２ｃが開弁され、処理
が終了する。一方、ステップＳ３１６においてＣＡ≠Ｃ
Ａｓ３であると判別されると、処理が終了する。

【００３４】次に図５のフローチャートを参照して本実
施形態の要求ＨＣ量・副噴射実行時期算出制御を説明す
る。まず、ステップＳ４１０において上流側温度センサ
１３により検出された上流側触媒温度ＴＵ、下流側温度
センサ１４により検出された下流側触媒温度ＴＤ、吸気
圧センサ５により検出された吸入空気圧Ｐｉ、クランク
角度センサ６により検出されたクランク角度ＣＡおよび
燃圧センサ３２により検出されたコモンレール３０内の
燃圧Ｐｃが読み込まれ、ステップＳ４１２に進む。

【００３５】ステップＳ４１２ではクランク角度ＣＡに
基づいて機関回転数ＮＥが算出され、ステップＳ４１３
に進む。ステップＳ４１３では吸入空気圧Ｐｉおよび機
関回転数ＮＥに基づいて通過排気ガス量ＱＥが算出さ
れ、ステップＳ４１４に進む。

【００３６】ステップＳ４１４では機関回転数ＮＥが予
め定められた機関回転数ＮＥ０以上である（ＮＥ≧ＮＥ
０）か否かが判別される。なお、予め定められた機関回
転数ＮＥ０はアイドル運転時における機関回転数に設定
される。ステップＳ４１４においてＮＥ≧ＮＥ０である
と判別されると、機関がアイドル運転状態ではなく、燃
圧検出異常を判別できる運転状態にあると判断され、ス
テップＳ４１６に進む。一方、ステップＳ４１４におい
てＮＥ＜ＮＥ０であると判別されると、機関がアイドル
運転状態にあり、燃圧検出異常を判別できる運転状態に
ないと判断され、ステップＳ４２０に進んで通過排気ガ
ス量ＱＥ、燃圧Ｐｃ、上流端触媒温度ＴＵおよび下流端
触媒温度ＴＤに基づいて副噴射開弁時間ｔｓｐ３が算出
されると共に上流側触媒温度ＴＵおよび下流側触媒温度
ＴＤに基づいて副噴射角度ＣＡｓｐ３が算出され、ステ
ップＳ４２２に進んでステップＳ４２０で算出された副
噴射開弁時間ｔｓｐ３が副噴射開弁時間ｔｓ３にセット
されると共にステップＳ４２０で算出された副噴射角度
ＣＡｓｐ３が副噴射角度ＣＡｓ３にセットされ、処理が
終了する。ステップＳ４１４によれば燃圧検出異常を正
確に判別することができる。

【００３７】ステップＳ４１６では検出された燃圧Ｐｃ
が目標燃圧Ｐｃ０より小さい（Ｐｃ＜Ｐｃ０）か否かが
判別される。なお、目標燃圧Ｐｃ０は圧力調整器３３に
より調整される圧力である。ステップＳ４１６において
Ｐｃ＜Ｐｃ０であると判別されると、ステップＳ４１７
に進む。一方、ステップＳ４１６においてＰｃ≧Ｐｃ０
であると判別されると、燃圧検出が異常である可能性は
あるが過剰な量のＨＣが第三燃料噴射弁２ｃから噴射さ
れる可能性はないと判断され、ステップＳ４２６に進ん
でステップＳ４１６においてＰｃ＜Ｐｃ０と判別されて
から経過した時間（以下、経過時間）ｔをリセットし、
次にステップＳステップＳ４２０に進んで通過排気ガス
量ＱＥ、燃圧Ｐｃ、上流端触媒温度ＴＵおよび下流端触
媒温度ＴＤに基づいて副噴射開弁時間ｔｓｐ３が算出さ
れると共に上流側触媒温度ＴＵおよび下流側触媒温度Ｔ
Ｄに基づいて副噴射角度ＣＡｓｐ３が算出され、ステッ
プＳ４２２に進んでステップＳ４２０で算出された副噴
射開弁時間ｔｓｐ３が予め定められた副噴射開弁時間ｔ
ｓ３にセットされると共にステップＳ４２０で算出され
た副噴射角度ＣＡｓｐ３が予め定められた副噴射角度Ｃ
Ａｓ３にセットされ、処理が終了する。

【００３８】ステップＳ４１７では経過時間ｔが予め定
められた時間ｔ０より大きい（ｔ＞ｔ０）であるか否か
が判別される。ステップＳ４１７においてｔ＞ｔ０であ
ると判別されると、燃料検出が異常であって過剰な量の
ＨＣが第三燃料噴射弁２ｃから噴射される可能性がある
と判断され、ステップＳ４１８に進んで設定燃圧Ｐｃ１
が燃圧Ｐｃにセットされ、次にステップＳ４２０に進ん
で通過排気ガス量ＱＥ、ステップＳ４１８でセットされ
た燃圧Ｐｃ、上流端触媒温度ＴＵおよび下流端触媒温度
ＴＤに基づいて副噴射開弁時間ｔｓｐ３が算出されると
共に上流側触媒温度ＴＵおよび下流側触媒温度ＴＤに基
づいて副噴射角度ＣＡｓｐ３が算出され、ステップＳ４
２２に進んでステップＳ４２０で算出された副噴射開弁
時間ｔｓｐ３が副噴射開弁時間ｔｓ３にセットされると
共にステップＳ４２０で算出された副噴射角度ＣＡｓｐ
３が副噴射角度ＣＡｓ３にセットされ、処理が終了す
る。これにより過剰量のＨＣが第三燃料噴射弁２ｃから
噴射されることが防止される。なお、設定燃圧Ｐｃ１は
少なくとも目標燃圧より高く設定される。

【００３９】一方、ステップＳ４１７においてｔ≦ｔ０
であると判別されると、この時点では燃料検出が異常で
あるか否かを判断できないので、ステップＳ４２４に進
んで経過時間ｔをカウントアップし、次にステップＳ４
２０に進んで通過排気ガス量ＱＥ、燃圧Ｐｃ、上流端触
媒温度ＴＵおよび下流端触媒温度ＴＤに基づいて副噴射
開弁時間ｔｓｐ３が算出されると共に上流側触媒温度Ｔ
Ｕおよび下流側触媒温度ＴＤに基づいて副噴射角度ＣＡ
ｓｐ３が算出され、ステップＳ４２２に進んでステップ
Ｓ４２０で算出された副噴射開弁時間ｔｓｐ３が副噴射
開弁時間ｔｓ３にセットされると共にステップＳ４２０
で算出された副噴射角度ＣＡｓｐ３が副噴射角度ＣＡｓ
３にセットされ、処理が終了する。ステップＳ４１７に
よれば圧力調整器３３の圧力調整の反応遅れにより検出
燃圧が目標燃圧より低くなったときに燃料検出が異常で
あると判別されることが排除されるため、燃料検出の異
常判別がより正確なものとなる。

【００４０】なお、リーン状態において排気ガス中のＮ
Ｏ_X を吸蔵しておき、排気ガス中のＨＣ濃度がリーン状
態のときよりも高くなったときに、吸蔵されていたＮＯ
_X を放出してＨＣと反応させることによりＮＯ_X を浄化
する触媒を具えた内燃機関に本発明を適用することもで
きる。また、本実施形態において還元剤蓄積手段はコモ
ンレールに相当し、還元剤圧力検出手段は燃圧センサに
相当し、還元剤噴射手段は第三燃料噴射弁に相当する。

【００４１】

【発明の効果】一番目から四番目の発明によれば、還元
剤圧力検出手段が異常であると判別されたときには還元
剤噴射手段により触媒に供給すべき還元剤の量が補正さ
れる。還元剤蓄積手段内の還元剤の圧力は還元剤噴射手
段を作動すべき時間を算出するのに用いられるパラメー
タである。すなわち、還元剤圧力検出手段が異常である
ために還元剤蓄積手段内の還元剤の圧力が正確に検出さ
れないときには、触媒に供給すべき量の還元剤を正確に
還元剤噴射手段から噴射することができない。したがっ
て本発明によれば、還元剤圧力検出手段が異常であると
きに還元剤噴射手段により触媒に供給すべき還元剤の量
を補正することにより、触媒に供給すべき量より多い量
の還元剤が触媒に供給されることが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の内燃機関の構成を示す図で
ある。

【図２】本発明の実施形態の予噴射・主噴射実行制御を
示すフローチャートである。

【図３】本発明の実施形態の主噴射燃料量算出制御を示
すフローチャートである。

【図４】本発明の実施形態の副噴射実行制御を示すフロ
ーチャートである。

【図５】本発明の実施形態の要求ＨＣ量・副噴射実行時
期算出制御を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…機関本体 ２ａ〜２ｄ…燃料噴射弁 ５…吸気圧センサ ６…クランク角センサ １２…ＮＯ_X 触媒 １３…上流側温度センサ １４…下流側温度センサ ３２…燃圧センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/40 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 41/40 ＺＡＢＧ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 還元剤により排気ガスを浄化するために
   排気通路に配置された触媒と、還元剤を予め定められた
   圧力下で蓄積するための還元剤蓄積手段と、該還元剤蓄
   積手段内における還元剤の圧力を検出する還元剤圧力検
   出手段と、該還元剤圧力検出手段により検出された圧力
   に基づいて算出された時間だけ作動することにより機関
   運転状態に基づいて算出された量の還元剤を前記還元剤
   蓄積手段から前記触媒に供給する還元剤噴射手段とを具
   備する内燃機関の噴射量制御装置において、前記還元剤
   圧力検出手段が異常であるか否かを判別する異常判別手
   段と、該異常判別手段により前記還元剤圧力検出手段が
   異常であると判別されたときに前記還元剤噴射手段によ
   り前記触媒に供給すべき還元剤の量を補正する還元剤供
   給量補正手段を具備することを特徴とする内燃機関の噴
   射量制御装置。
2. 【請求項２】 前記異常検出手段は前記還元剤圧力検出
   手段により検出された圧力が前記予め定められた圧力よ
   り低いときに前記還元剤圧力検出手段が異常であると判
   別することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の噴
   射量制御装置。
3. 【請求項３】 前記還元剤供給量補正手段は、前記異常
   検出手段により前記還元剤圧力検出手段が異常であると
   判別されたときには、前記触媒に供給すべき還元剤の量
   を少なくすることを特徴とする請求項２に記載の内燃機
   関の噴射量制御装置。
4. 【請求項４】 前記還元剤供給量補正手段は、前記異常
   検出手段により前記還元剤圧力検出手段が正常であると
   判別されたときには前記触媒に供給すべき量の還元剤を
   噴射するのに必要な前記還元剤噴射手段の作動時間を前
   記還元剤圧力検出手段により検出された圧力に基づいて
   算出し、前記異常検出手段により前記還元剤圧力検出手
   段が異常であると判別されたときには該還元剤圧力検出
   手段により検出された圧力より高い圧力に基づいて前記
   作動時間を算出することを特徴とする請求項３に記載の
   内燃機関の噴射量制御装置。