JPH11132074A - 内燃機関の噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気筒内に噴射した浄化用還元剤が気筒の内壁
面に付着することを防止する。 【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備える。この触媒に還元剤
を供給するために気筒内に還元剤を噴射する。気筒内の
温度を検出し、この検出された気筒内の温度が予め定め
られた温度より低いときには還元剤の噴射を停止する。

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燃料噴射
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 触媒には浄化用のＨＣが供給される。

【０００３】例えば、特開平６−１１７２２５号では、
気筒内に機関駆動用のＨＣを供給するための燃料噴射弁
からＮＯ_X 浄化用のＨＣを機関の膨張行程または排気行
程において気筒内に噴射することにより、ＮＯ_X 触媒に
浄化用ＨＣを供給している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、気筒内の温
度は機関運転状態により変化する。気筒内に噴射された
ＮＯ_X 浄化用ＨＣの大部分は気筒内で気化して排気ガス
とともに気筒内から排出される。しかしながら、気筒内
の温度が低いときにはＮＯ_X 浄化用ＨＣが気筒の内壁面
に付着してしまう。気筒の内壁面に付着したＨＣは気筒
内に嵌挿されたピストンと気筒の内壁面との間を通って
ピストン下方にある潤滑オイルに混入し、潤滑オイルの
劣化を招く。したがって本発明の目的は気筒内に噴射し
た浄化用還元剤が気筒の内壁面に付着することを防止す
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、該触媒に還元
剤を供給するために気筒内に還元剤を噴射する還元剤噴
射手段とを具備する内燃機関の噴射制御装置において、
前記気筒内の温度を検出する筒内温度検出手段と、該筒
内温度検出手段により検出された気筒内の温度が予め定
められた温度より低いときには前記還元剤噴射手段によ
る還元剤の噴射を停止する還元剤噴射停止手段とを具備
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、前記筒内温度検出手段
の異常を検出する異常検出手段を具備し、前記還元剤噴
射停止手段は該異常検出手段により異常が検出され且つ
機関始動時から予め定められた時間を経過していないと
きには還元剤の噴射を停止する。

【０００７】上記課題を解決するために三番目の発明に
よれば、一番目の発明において、前記筒内温度検出手段
の異常を検出する異常検出手段をさらに具備し、前記筒
内温度検出手段は冷却水の温度を検出する水温センサと
機関を潤滑するための潤滑油の温度を検出する油温セン
サとを有し、該筒内温度検出手段は水温センサが正常で
あるときには前記水温センサにより検出された温度に基
づいて筒内温度を検出し、前記異常検出手段により前記
水温センサの異常が検出されたときには前記油温センサ
により検出された温度に基づいて筒内温度を検出する。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第一実施形態の内
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。なお、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。また、
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。

【０００９】また、第一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。さらに第一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〜２
ｄ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。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。コモンレール３０内にはポンプＰにより予め定めら
れた圧力に加圧された燃料が蓄積される。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
するための圧力検出手段として燃圧センサ３２が取り付
けられる。

【００１０】また、第一実施形態の内燃機関は機関を冷
却するための冷却水の温度を検出する水温センサ２１を
具備する。水温センサ２１は図２に示したように機関本
体１に取り付けられる。なお、図２において、２２は吸
気ポート、２３は吸気弁、２４は排気ポート、２５は排
気弁、２６は機関本体１内に形成された燃焼室、２７は
燃焼室２６内に摺動可能に挿入されたピストン、２８は
気筒の内壁面（以下、筒内壁面）、２９は機関内を潤滑
するための潤滑油である。

【００１１】図１に示したように、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。このように排気系を構
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。

【００１２】第一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１
１ａ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。第一実施形態では各気筒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、排気側タービンホイール１１ｂを通過す
る排気ガス量が多く、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ガス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。

【００１３】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。

【００１４】排気側タービンホイール１１ｂの下流側の
排気通路２０には内燃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。第一実施形態の排気浄化触媒１２は、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、
還元剤として炭化水素（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
部分にはこの下流側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。

【００１５】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お
よび大気に連通される。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。

【００１６】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
の熱を吸収する。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。

【００１７】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および燃圧
センサ３２の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換器４
９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。さらにアクセル踏込量センサ１９および水温セン
サ２１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。一方、出力ポート
４７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。

【００１８】次に本発明の第一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。

【００１９】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、アクセルペダル踏込量が大きくなるほど主噴射によ
り噴射すべき燃料量は多くなる。

【００２０】なお、予噴射および主噴射により各燃料噴
射弁２ａ〜２ｄから噴射すべき予噴射燃料量および主噴
射燃料量を供給するために各燃料噴射弁２ａ〜２ｄを開
弁する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、燃圧が高いほど開弁時間は短くなる。また、
各気筒における予噴射および主噴射は第一気筒♯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】第一実施形態では次のようにして副噴射を
実行する。まず、水温センサ２１により検出された水温
に基づいて気筒内の温度（以下、筒内温度）を算出す
る。次に筒内温度が予め定められた温度より高いときに
は予め定められたクランク角度において副噴射を実行す
る。なお、上記予め定められた温度は気筒内に噴射され
たＨＣが気筒内において気化するのに十分高い温度に設
定される。一方、筒内温度が予め定められた温度より低
いときには副噴射の実行を停止する。筒内温度が予め定
められた温度より低いときに副噴射を実行すると副噴射
により噴射されたＨＣが気筒内において気化されずに筒
内壁面２８に付着してしまう。したがって第一実施形態
のように筒内温度が予め定められた温度より低いときに
副噴射の実行を停止することにより、ＨＣが筒内壁面２
８に付着することが防止され、ＨＣが潤滑油に混入する
ことが防止される。

【００２３】また、副噴射を実行する時期は次のように
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を実行
する時期（以下、副噴射時期）を算出する。副噴射時期
は熱分解されたＨＣを多く必要とするときには筒内温度
がより高い時期に設定され、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時期に設
定される。なお、通常、副噴射時期は機関の膨張行程ま
たは排気行程にある。

【００２４】また、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、Ｎ
Ｏ_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）により決まり、通過排
気ガス量が多いほど滞留時間は短くなる。したがって第
一実施形態では、ＮＯ_X 触媒１２に供給すべき燃料量は
通過排気ガス量に基づいて算出され、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燃料量は少
なくなると判断してＮＯ_X 触媒１２に供給する燃料量を
少なくする。

【００２５】なお、ＮＯ_X 触媒１２に供給すべき燃料量
を吸気圧センサ５およびクランク角センサ６の出力から
推定した機関からのＮＯ_X 排出量に基づいて算出しても
よい。また、副噴射により第三燃料噴射弁２ｃから噴射
すべき副噴射燃料量を供給するために第三燃料噴射弁２
ｃを開弁する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、燃圧が高いほど開弁時間は短くなる。

【００２６】次に図３のフローチャートを参照して本発
明の実施形態に共通の予噴射・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気筒において予噴射を
実行すべき予め定められたクランク角度（以下、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＝ＰＣＡｐ
ｎである判別されると、ステップＳ１１２に進んで予め
定められた予噴射用開弁時間ｔｐｎだけ第ｎ気筒の燃料
噴射弁を開弁し、ステップＳ１１４に進む。一方、ステ
ップＳ１１０においてＣＡ≠ＰＣＡｐｎであると判別さ
れると、ＣＡ＝ＰＣＡｐｎと判別されるまでステップＳ
１１０が繰り返される。

【００２７】ステップＳ１１４では現在のクランク角度
ＣＡが第ｎ気筒において主噴射を実行すべき予め定めら
れたクランク角度（以下、主噴射角度）ＰＣＡｍｎであ
る（ＣＡ＝ＰＣＡｍｎ）か否かが判別される。ステップ
Ｓ１１４においてＣＡ＝ＰＣＡｍｎである判別される
と、ステップＳ１１６に進んで予め定められた主噴射用
開弁時間ｔｍｎだけ第ｎ気筒の燃料噴射弁を開弁し、処
理を終了する。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。

【００２８】次に図４のフローチャートを参照して本発
明の実施形態に共通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Ｄａが読み込まれ、ステップＳ２１２に進
む。ステップＳ２１２ではステップＳ２１０で読み込ま
れたアクセルペダル踏込量Ｄａに基づいて主噴射により
第ｎ気筒内に供給すべき主噴射燃料量を燃料噴射弁から
噴射するのに必要な燃料噴射弁の開弁時間ｔｍｐｎを算
出し、ステップＳ２１４に進む。ステップＳ２１４では
ステップＳ２１２で算出した開弁時間ｔｍｐｎを主噴射
用開弁時間ｔｍｎにセットし、処理を終了する。

【００２９】次に図５のフローチャートを参照して本発
明の実施形態に共通の副噴射実行制御を説明する。ま
ず、ステップＳ３１０において水温センサ２１により検
出された水温Ｔｗを読み込み、次にステップＳ３１２に
おいて筒内温度Ｔが算出され、ステップＳ３１４に進
む。ステップＳ３１４では筒内温度Ｔが予め定められた
温度Ｔ０より大きい（Ｔ＞Ｔ０）か否かが判別される。
ステップＳ３１４においてＴ＞Ｔ０であると判別される
と、ステップＳ３１６に進む。一方、ステップＳ３１４
においてＴ≦Ｔ０であると判別されると、副噴射を実行
せずに処理を終了する。ステップＳ３１６では現在のク
ランク角度ＣＡが第三気筒♯３において副噴射を実行す
べき予め定められたクランク角度（以下、副噴射角度）
ＣＡｓ３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に進んで予め定められた
副噴射用開弁時間ｔｓ３だけ第三気筒の第三燃料噴射弁
２ｃを開弁し、処理を終了する。一方、ステップＳ３１
６においてＣＡ≠ＣＡｓ３であると判別されると、処理
を終了する。

【００３０】次に図６のフローチャートを参照して本発
明の第一実施形態の副噴射燃料量・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Ｔ
Ｄ、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Ｃ
Ａ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を読み込み、ステップＳ４１２に進
む。ステップＳ４１２ではステップＳ４１０で読み込ま
れた吸入空気圧Ｐｉとクランク角度ＣＡとから単位時間
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）ＱＥを算出し、ステップＳ４１４に進
む。

【００３１】ステップＳ４１４ではステップＳ４１２で
算出された通過排気ガス量ＱＥとステップＳ４１０で読
み込まれた燃圧Ｐｃとに基づいて副噴射により第三気筒
♯３内に供給すべき副噴射燃料量を第三燃料噴射弁２ｃ
から噴射するのに必要な燃料噴射弁の開弁時間ｔｓｐ３
と、ステップＳ４１０で読み込まれた上流側触媒温度Ｔ
Ｕと下流側触媒温度ＴＤとに基づいて副噴射を実行すべ
きクランク角度ＣＡｓｐ３とを算出し、ステップＳ４１
６に進む。ステップＳ４１６ではステップＳ４１４で算
出された開弁時間ｔｓｐ３を予め定められた副噴射用開
弁時間ｔｓ３にセットするとともにステップＳ４１４で
算出された基本副噴射角度ＣＡｓｐ３を予め定められた
副噴射角度ＣＡｓ３にセットし、処理を終了する。

【００３２】ところで、第一実施形態の副噴射実行制御
では水温センサにより検出された温度に基づいて筒内温
度を算出している。しかしながら、第一実施形態では水
温センサ以外の筒内温度検出手段は設けられていないた
め、水温センサが劣化などにより異常となったときには
筒内温度が正確に検出されない。そこで、第二実施形態
では水温センサが異常となったときにおいても筒内温度
を正確に検出できるようにする。

【００３３】図７および図８は本発明の第二実施形態の
内燃機関の構成を示す図である。第二実施形態の内燃機
関は第一実施形態に加えて機関を潤滑するための潤滑油
の温度（以下、油温）を検出するための油温センサ５１
を具備する。その他の構成は第一実施形態と同様である
ので説明は省略する。

【００３４】次に第二実施形態における副噴射実行制御
を説明する。第二実施形態では、まず、水温センサ２１
が正常であるか否かを判別する。ここで水温センサ２１
が正常であると判別されたときには第一実施形態と同様
の副噴射実行制御が行われる。一方、水温センサ２１が
異常であると判別されたときには油温センサ５１により
検出された油温に基づいて筒内温度を算出する。このよ
うに水温センサ２１が異常であると判別されたときに筒
内温度検出手段を油温センサ５１に切り替えることによ
り、常に筒内温度が正確に検出されるため、ＨＣが筒内
壁面２８に付着して潤滑油に混合してしまわないように
副噴射を制御することができる。

【００３５】ところで油温センサ５１が劣化などにより
異常となることもある。そこで、第二実施形態では油温
センサ５１が異常となったときにおいても筒内温度が正
確に検出されるようにしている。すなわち、油温センサ
５１が異常であると判別されたときには上流側温度セン
サ１３により検出されたＮＯ_X 触媒１２の上流端部分の
温度に基づいて筒内温度が検出される。このように油温
センサ５１が異常であると判別されたときに筒内温度検
出手段を上流側温度センサ１３に切り替えることによ
り、常に筒内温度が正確に検出される。

【００３６】ところで上流側温度センサ１３が劣化など
により異常となることもある。そこで、第二実施形態で
は上流側温度センサ１３が異常となったときにおいても
筒内温度が正確に検出されるようにしている。すなわ
ち、上流側温度センサ１３が異常であると判別されたと
きには機関始動時から予め定められた時間が経過してい
るか否かを判別する。なお、予め定められた時間は機関
が始動されて筒内温度が予め定められた温度まで上昇す
るのに必要な時間に設定される。機関始動時から予め定
められた時間が経過しているときには筒内温度が予め定
められた温度より高くなっていると推定して副噴射を実
行する。一方、機関始動時から予め定められた時間が経
過していないときには筒内温度が予め定められた温度に
達していないと推定して副噴射の実行を停止する。これ
により油温センサ５１が異常となったときにおいても筒
内温度を検出することができる。

【００３７】次に図９のフローチャートを参照して本発
明の第二実施形態の副噴射実行制御を説明する。まず、
ステップＳ５１０において水温センサ２１が正常である
か否かが判別される。ステップＳ５１０において水温セ
ンサ２１が正常であると判別されると、ステップＳ５１
２に進んで水温センサ２１により検出された水温Ｔｗを
読み込み、次にステップＳ５１４に進んでステップＳ５
１２で読み込まれた水温Ｔｗに基づいて筒内温度Ｔを算
出し、ステップＳ５１５に進む。一方、ステップＳ５１
０において水温センサ２１が異常であると判別される
と、ステップＳ５２０に進む。

【００３８】ステップＳ５２０では油温センサ５１が正
常であるか否かが判別される。ステップＳ５２０におい
て油温センサ５１が正常であると判別されると、ステッ
プＳ５２２に進んで油温センサ５１により検出された油
温Ｔｏを読み込み、次にステップＳ５２４に進んでステ
ップＳ５２２で読み込まれた油温Ｔｏに基づいて筒内温
度Ｔを算出し、ステップＳ５１５に進む。一方、ステッ
プＳ５２０において油温センサ５１が異常であると判別
されると、ステップＳ５２６に進む。

【００３９】ステップＳ５２６では上流側温度センサ１
３が正常であるか否かが判別される。ステップＳ５２６
において上流側温度センサ１３が正常であると判別され
ると、ステップＳ５２８に進んで上流側温度センサ１３
により検出された上流側温度ＴＵを読み込み、次にステ
ップＳ５３０に進んでステップＳ５２８で読み込まれた
上流側温度ＴＵに基づいて筒内温度Ｔを算出し、ステッ
プＳ５１５に進む。一方、ステップＳ５２６において上
流側温度センサ１３が異常であると判別されると、ステ
ップＳ５３２に進む。

【００４０】ステップＳ５３２では機関始動時から現在
までの時間ｔが予め定められた時間ｔ０より大きい（ｔ
＞ｔ０）か否かが判別される。ステップＳ５３２におい
てｔ＞ｔ０であると判別されると、ステップＳ５１８に
進んで予め定められた開弁時間ｔｓ３だけ第三燃料噴射
弁２ｃを開弁し、処理を終了する。一方、ステップＳ５
３２においてｔ≦ｔ０であると判別されると、副噴射を
実行せずに処理を終了する。

【００４１】ステップＳ５１５では筒内温度Ｔが予め定
められた温度Ｔ０より高い（Ｔ＞Ｔ０）か否かが判別さ
れる。ステップＳ５１５においてＴ＞Ｔ０であると判別
されると、ステップＳ５１６に進む。一方、ステップＳ
５１５においてＴ≦Ｔ０であると判別されると、副噴射
を実行せずに処理を終了する。

【００４２】ステップＳ５１６では現在のクランク角度
ＣＡが第三気筒♯３において副噴射を実行すべき予め定
められたクランク角度（以下、副噴射角度）ＣＡｓ３で
ある（ＣＡ＝ＣＡｓ３）か否かが判別される。ステップ
Ｓ５１６においてＣＡ＝ＣＡｓ３である判別されると、
ステップＳ５１８に進んで予め定められた開弁時間ｔｓ
３だけ第三燃料噴射弁２ｃを開弁し、処理を終了する。
一方、ステップＳ５１６においてＣＡ≠ＣＡｓ３である
と判別されると、処理を終了する。

【００４３】なお、予噴射・主噴射実行制御、主噴射燃
料算出制御および副噴射燃料量・実行時期算出制御は第
一実施形態と同様であるので説明は省略する。

【００４４】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
する触媒を備えた内燃機関に本発明を適用することもで
きる。

【００４５】

【発明の効果】一番目から三番目の発明によれば、気筒
内の温度が予め定められた温度より低いときには還元剤
の噴射が停止される。したがって本発明によれば気筒内
に噴射された還元剤は予め定められた温度より高い温度
にさらされるため、気筒内において気化しやすい。この
ため、気筒内に噴射された還元剤が気筒の内壁面に付着
することが防止される。

【００４６】さらに二番目の発明によれば、筒内温度検
出手段が異常である場合には、機関始動時から予め定め
られた時間が経過するまで還元剤の噴射が停止される。
したがって本発明によれば、筒内温度は機関始動時から
予め定められた時間が経過すると予め定められた温度よ
り高くなるため、気筒内に噴射された還元剤は気筒内に
おいて気化しやすい。このため、筒内温度検出手段が異
常である場合においても、気筒内に噴射された還元剤が
気筒の内壁面に付着することが防止される。

【００４７】さらに三番目の発明によれば、水温センサ
の異常が検出されたときに筒内温度が油温センサにより
検出された温度に基づいて検出される。したがって本発
明によれば水温センサが異常である場合においても、筒
内温度が正確に検出される。このため、気筒内に噴射さ
れた還元剤が気筒の内壁面に付着することが防止され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態の内燃機関の構成を示す
図である。

【図２】第一実施形態の機関本体の断面図である。

【図３】第一実施形態の予噴射・主噴射実行制御を示す
フローチャートである。

【図４】第一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５】第一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６】第一実施形態の副噴射燃料量・実行時期算出制
御を示すフローチャートである。

【図７】本発明の第二実施形態の内燃機関の構成を示す
図である。

【図８】第二実施形態の機関本体の断面図である。

【図９】第二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。

【符号の説明】

１…機関本体 ２ａ〜２ｄ…燃料噴射弁 １２…ＮＯ_X 触媒 １３…上流側温度センサ １４…下流側温度センサ ２１…水温センサ ５１…油温センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/22 ３８０ Ｆ０２Ｄ 41/22 ３８０Ｚ 41/38 ＺＡＢ 41/38 ＺＡＢＢ 45/00 ３６０ 45/00 ３６０Ｄ

Claims (3)

【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、該触媒に還元剤を供給す
   るために気筒内に還元剤を噴射する還元剤噴射手段とを
   具備する内燃機関の噴射制御装置において、前記気筒内
   の温度を検出する筒内温度検出手段と、該筒内温度検出
   手段により検出された気筒内の温度が予め定められた温
   度より低いときには前記還元剤噴射手段による還元剤の
   噴射を停止する還元剤噴射停止手段とを具備することを
   特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記筒内温度検出手段の異常を検出する
   異常検出手段をさらに具備し、前記還元剤噴射停止手段
   は該異常検出手段により異常が検出され且つ機関始動時
   から予め定められた時間を経過していないときには還元
   剤の噴射を停止することを特徴とする請求項１に記載の
   内燃機関の燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 前記筒内温度検出手段の異常を検出する
   異常検出手段をさらに具備し、前記筒内温度検出手段は
   冷却水の温度を検出する水温センサと機関を潤滑するた
   めの潤滑油の温度を検出する油温センサとを有し、該筒
   内温度検出手段は水温センサが正常であるときには前記
   水温センサにより検出された温度に基づいて筒内温度を
   検出し、前記異常検出手段により前記水温センサの異常
   が検出されたときには前記油温センサにより検出された
   温度に基づいて筒内温度を検出することを特徴とする請
   求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。