(57)【要約】【課題】内燃機関（エンジン）のＮＯｘを低減するとともに、良好な燃費を維持することが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。【解決手段】制御装置１は、エマルジョン燃料が用いられるエンジン１００の制御を行う。制御装置１は、ＥＧＲ装置と、このＥＧＲ装置におけるＥＧＲ率を制御するＥＣＵ１７を備える。ＥＣＵ１７は、ベース燃料のみによって稼動するエンジンのベース状態における燃費を許容燃費として設定し、エマルジョン燃料を使用するときに、この許容燃費よりも燃費が悪化しない範囲内でＥＧＲ率を増加させる。これによりエンジン１００のＮＯｘを低減するとともに、良好な燃費を維持することができる。【選択図】図２
2010156312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エマルジョン燃料が用いられる内燃機関の制御装置であって、
排出ガス再循環手段と、
当該排出ガス再循環手段における排気再循環率の制御手段と、
を備え、
当該制御手段は、前記エマルジョン燃料を導入したときの燃費を考慮して前記排気再循環率を制御することを特徴とした内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
ベース燃料のみによって稼動する内燃機関のベース状態における当該内燃機関の燃費を許容燃費に設定し、
当該許容燃費よりも燃費が悪化しない範囲内で前記排気再循環率を増加させることを特徴とした請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
許容ＮＯｘ量となるように前記排気再循環率を決定することを特徴とした請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
ベース燃料のみによって稼動する内燃機関のベース状態における当該内燃機関の燃費に、当該ベース状態からエマルジョン燃料を混合したエマルジョン混合状態に移行することによって獲得される粒子状物質量の減少に起因して減少可能なリッチスパイク使用燃料量に基づく改善燃費ΔＦＣ１を考慮した燃費を許容燃費に設定し、
当該許容燃費よりも燃費が悪化しない範囲内で前記排気再循環率を増加させることを特徴とした請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
ベース燃料のみによって稼動する内燃機関のベース状態における当該内燃機関の燃費に、当該ベース状態からエマルジョン燃料を混合したエマルジョン混合状態に移行することによって獲得されるＮＯｘの低減に起因して減少可能なリッチスパイク使用燃料量に基づく改善燃費ΔＦＣ２を考慮した燃費を許容燃費に設定し、
当該許容燃費よりも燃費が悪化しない範囲内で前記排気再循環率を増加させることを特徴とした請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関が排出する窒素炭化物（ＮＯｘ）の低減を目指して排気再循環装置（ＥＧＲ装置）が使用されたり、エマルジョン燃料が使用されたりしており、エマルジョン燃料を用い、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関も提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２３１２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＥＧＲ装置を用い、ＥＧＲ量の導入量を増加させるとＮＯｘ量を低減させることができるが、燃費の悪化を招くことがある。一方、エマルジョン燃料を使用することにより燃費の改善が期待される。
【０００５】
そこで、本発明は、内燃機関のＮＯｘを低減するとともに、良好な燃費を維持することが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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するために、本明細書開示の内燃機関の制御装置は、エマルジョン燃料が用いられる内燃機関の制御装置であって、排出ガス再循環手段と、当該排出ガス再循環手段における排気再循環率の制御手段と、を備え、当該制御手段は、前記エマルジョン燃料を導入したときの燃費を考慮して前記排気再循環率を制御することを特徴としている。
【０００７】
エマルジョン燃料を導入することによって燃費の改善が期待される。一方、排気再循環率（以下、「ＥＧＲ率」という）を高めると発生するＮＯｘ量を減少させることができるが、燃費の悪化も招く。
そこで、エマルジョン燃料を導入することによって向上する燃費を考慮してＥＧＲ率を制御すれば、燃費の維持、改善と共にＮＯｘ量を低減することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本明細書開示の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関のＮＯｘを低減するとともに、良好な燃費を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施例１の制御装置を有するエンジンの概略構成を示す説明図である。
【図２】図２は、実施例１の制御フロー図である。
【図３】図３は、混合率αを算出するマップの一例である。
【図４】図４は、目標ＥＧＲ率算出マップ選択用マップの一例である。
【図５】図５は、目標ＮＯｘ−ＢＳＦＣ、目標ＥＧＲ率マップである。
【図６】図６は、基準目標ＥＧＲ率マップの一例である。
【図７】図７は、実施例２の制御フロー図である。
【図８】図８は、目標ＮＯｘ−ＢＳＦＣ、目標ＥＧＲ率マップである。
【図９】図９は、許容ＮＯｘ量マップの一例である。
【図１０】図１０は、実施例３の制御フロー図である。
【図１１】図１１は、目標ＮＯｘ−ＢＳＦＣ、目標ＥＧＲ率マップである。
【図１２】図１２は、ＰＭ−ＢＳＦＣ変化率マップである。
【図１３】図１３は、実施例４の制御フロー図である。
【図１４】図１４は、目標ＮＯｘ−ＢＳＦＣ、目標ＥＧＲ率マップである。
【図１５】図１５は、ＮＯｘ−ＢＳＦＣ変化率マップである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１の内燃機関の制御装置（以下、「制御装置」という）１を有するエンジン１００の概略構成を示す説明図である。エンジン１００は、内燃機関の一例であり、４気筒のディーゼルエンジンである。
【００１２】
エンジン１００は、エマルジョン燃料を燃焼させることによって稼動する。エマルジョン燃料は、ベース燃料となる第１の液体として軽油を採用し、これに第２の液体が混合されて生成される。第２の液体は、水や、エタノール、その他の液体を用い、さらに、これらを混合した液体を用いることができる。なお、エンジン１００をガソリンエンジンとし、ベース燃料としてガソリンを用いるとともに、上記のような第２の液体をガソリンに混合して用いることもできる。
ただし、本実施例では、説明を簡単にするため、第１の液体として軽油を採用し、第２の液体として水を用いた場合について説明する。
【００１３】
エンジン１００は、エンジン本体１００ａを有し、このエンジン本体１００ａに吸気マニホルド２、排気マニホルド３が設けられている。また、各気筒に燃料を噴射するための燃料噴射弁４、これらの燃料噴射弁４に高圧の燃料を供給するコモンレール５を備えている。吸気マニホルド２は、吸気絞り弁６、インタークーラ７、排気ターボチャージャ８のコンプレッサ８ａを介してエアクリーナ９に連結され、排気マニホルド３は排気ターボチャージャ８の排気タービン８ｂを介して酸化触媒、ＮＯｘ吸収剤、或いはパティキュレートフィルタ等からなる排気浄化装置１０に連結されている。
排気ターボチャージャ８は、可変ノズル式であり、可変ノズルの開度（以下、ＮＶ開度と称す）を変更するためのアクチュエータ８ｂ１を備えている。
【００１４】
吸気マニホルド２と排気マニホルド３との間には、排出ガス再循環手段（ＥＧＲ）が設けられている。吸気マニホルド２と排気マニホルド３とは、ＥＧＲ通路１１によって接続されている。このＥＧＲ通路１１には、ＥＧＲ制御弁１２、ＥＧＲクーラ１３、および、触媒１４が配置されている。
【００１５】
エンジン１００は、ベース燃料となる軽油を貯留する第１タンク１８と、第２の液体となる水を貯留する第２タンク２２を備えている。
【００１６】
エンジン１００は、軽油と第２の液体である水とを混合し、エマルジョン燃料を生成するためのミキシングタンク２１を備えている。このミキシングタンク２１には、第１タンク１８から延びる第１供給パイプ１９が接続されるとともに、第２タンク２２から延びる第２供給パイプ２３が接続されている。第１供給パイプ１９には、第１フィルタ２０が設けられている。第２供給パイプ２３には第２フィルタ２４と電動ポンプ２５が設けられている。
【００１７】
ミキシングタンク２１には第３供給パイプ２６の一端が接続されており、この第３供給パイプ２６の他端はコモンレール５に接続されている。第３供給パイプには、高圧燃料ポンプ２７が設けられている。高圧燃料ポンプ２７はエンジン１００のクランクシャフトを駆動源としており、ミキシングタンク２１内で生成されたエマルジョン燃料をコモンレール５内への圧送する。高圧燃料ポンプ２７には第１リターンパイプ２８の一端が接続されている。また、コモンレール５には第２リターンパイプ２９の一端が接続されており、この第２リターンパイプ２９の他端は第１リターンパイプ２８と合流している。これにより、コモンレール５からのリターン燃料が高圧燃料ポンプ２７に戻される。さらに、各燃料噴射弁４には、第３リターンパイプ３０の一端が接続されており、この第３リターンパイプ３０の他端は第１リターンパイプ２８と合流している。これにより、燃料噴射弁４からのリターン燃料が高圧燃料ポンプ２７に戻される。
【００１８】
エンジン１００は、吸入空気が通過するエアクリーナ９を備えており、このエアクリーナ９の出口近くには吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１６が取付けられている。
【００１９】
エンジン１００は、各部の制御を行うＥＣＵ（Electronic  control  unit）１７を備えている。ＥＣＵ１７は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、中央演算装置（ＣＰＵ）、入出力ポート、デジタルアナログコンバータ（ＤＡコンバータ）、アナログデジタルコンバータ（ＡＤコンバータ）等を双方向バスで接続した公知の構成のマイクロコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ１７は、本発明における制御手段に相当する。
【００２０】
このようなＥＣＵ１７には、吸気絞り弁６、アクチュエータ８ｂ１、電動ポンプ２５、エアフロメータ１６が電気的に接続されている。さらに、ＥＣＵ１７には、アクセル開度センサ３２、過給圧センサ３３、エンジン回転数センサ３４が電気的に接続されている。
【００２１】
以上のような制御装置１が行う排出ガス再循環制御、すなわちＥＧＲ率制御の一例につき、図２に示した制御フロー図を参照しつつ説明する。ＥＧＲ率制御は、ＥＣＵ１７によって行われる。制御の方針は、燃費の維持が可能な範囲内でＥＧＲ率をできるだけ高め、ＮＯｘ低減効果を増大させるというものである。なお、本制御では、最終的には、ＥＧＲ率を変更するための種々のＥＧＲ制御パラメータを求めることになる。
【００２２】
まずステップＳ１において、ＥＣＵ１７はエンジン１００のエンジン負荷情報を取得する。エンジン負荷情報はアクセル開度センサ３２、過給圧センサ３３、エアフロメータ１６から取得した値に基づいて算出する。ＥＣＵ１７は、ステップＳ２において、エンジン回転数センサ３４からエンジン回転数Ｎｅを取得する。なお、ステップＳ１における処理と、ステップＳ２における処理は同時に行ってもよいし、順番を入れ換えて行ってもよい。
【００２３】
ＥＣＵ１７は、ステップＳ１、Ｓ２の処理に続き、ステップＳ３において、エンジン負荷情報とエンジン回転数Ｎｅとからエマルジョン燃料における混合率αを算出し取得する。ここで、混合率αは、ミキシングタンク２１内で混合される軽油と、水との体積比である。具体的には、図３に示すマップに基づいて算出する。ここで、図３中のａ、ｂ、ｃは、ａ＜ｂ＜ｃの関係を有しており、マップはエンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷が大きくなるほど水が多くなるように作成されている。混合率αが０であるとき、すなわち、ベース燃料である軽油が１００％であって、ベース燃料のみによってエンジン１００が稼動する状態が本発明におけるベース状態である。
【００２４】
ＥＣＵ１７は、ステップＳ３の処理に続き、ステップＳ４の処理を行う。ステップＳ４では、エンジン負荷情報とエンジン回転数からＮｅとから目標ＥＧＲ率を算出するためのマップを選択する。ＥＣＵ１７は、目標ＥＧＲ率を算出するための複数のマップを有している。この複数のマップは、エンジン１００の使用頻度の高い条件に合わせた数点に適合するように作成されている。本実施例では、ｍ１〜ｍ９に適合させたマップを有している。図４は、目標ＥＧＲ率算出マップ選択用マップの一例である。エンジン１００の稼動状態は、必ずしもマップの適合が行われたｍ１〜ｍ９に合致しないため、合致しなかった場合は、条件が近いマップを利用して、そのマップから所定の補正演算を行う。これにより精度の高い制御を実現している。
このように、使用頻度の高い条件に対してのみ、マップの適合を行っておき、このマップを用いた補正演算を行わせることにより、マップ製造過程における適合工数を抑制することができると共に、ＥＣＵ１７内のＲＯＭの使用領域を節約することができる。
図５は、ステップＳ４において選択されたマップの一例を示すものである。
【００２５】
ＥＣＵ１７は、ステップＳ５において、図５に示したマップを用い、ベース状態の許容燃料と同等のBrake Specific Fuel Consumption（ＢＳＦＣ；正味燃料消費率）となる目標ＮＯｘを算出する。ここで、ＢＳＦＣは、エンジン１００で消費される燃料量であり、燃費を評価するパラメータとして採用されている。
図５は、目標ＮＯｘ−ＢＳＦＣ、目標ＥＧＲ率マップである。このマップは、横軸に目標ＮＯｘをとり、縦軸に目標ＥＧＲ率をとった（Ａ）部と、横軸に目標ＮＯｘをとり、縦軸にＢＳＦＣをとった（Ｂ）部とを有している。
なお、図５に示す例では、混合率α＝ｂ（％）である場合のマップを示しているが、α＝ｃ（％）の場合は、図５（Ａ）中、細い実線で示すような曲線が描かれる。αの値がｂ（％）とｃ（％）との間である場合は、演算によりマップが作成される。
【００２６】
ＥＣＵ１７は、図５に示すマップを参照し、目標ＥＧＲ率を算出するが、そのために、まず、許容燃費を求める。許容燃費は、軽油のみで稼動するベース状態における燃費である。この許容燃費を求めるために、図６に示す基準目標ＥＧＲ率マップを参照する。この基準目標ＥＧＲ率マップは、ベース状態における目標ＥＧＲ率をエンジン回転数Ｎｅとの関係でマップ化したものである。そして、この基準目標ＥＧＲ率マップから算出した目標ＥＧＲ率を、図５に示すマップの（Ａ）部に当てはめる。これにより目標ＥＧＲ率とベース状態に対応する曲線との交点における目標ＮＯｘの値を求める（Ｘ点）。このＸ点の目標ＮＯｘの値と、（Ｂ）部のベース状態に対応する曲線との交点（ｘ点）におけるＢＳＦＣが許容燃費となる。
【００２７】
この許容燃費を示す直線上に位置する目標ＮＯｘとすれば、許容燃費と同等の燃費が確保される。（Ｂ）部において、許容燃費を示す直線とα＝ｂ（％）を示す曲線との交点ｂ１における目標ＮＯｘが求められる。ここまでがステップＳ５における処理である。
【００２８】
ＥＣＵ１７は、ステップＳ５に続き、ステップＳ６において目標ＥＧＲ率を算出する。ＥＣＵ１７は、ステップＳ５で算出した目標ＮＯｘを実現する（Ａ）部上のＢ１点に対応する目標ＥＧＲ率を求める。以上の処理により、目標ＥＧＲを算出することができる。
【００２９】
このようにして求めた目標ＥＧＲ率は（Ａ）部におけるＸ点よりも目標ＥＧＲ率を大きくし、目標ＮＯｘを減少させることができる。このとき、算出された目標ＥＧＲ率は、（Ａ）部におけるＢ１点に対応し、そのＢ１点は、（Ｂ）部におけるｂ１点に対応する。ｂ１点は、許容燃費と同等の燃費であるため、ベース状態おける燃費は維持されている。
【００３０】
なお、仮に、さらに目標ＥＧＲ率を大きくし（Ａ）部におけるＢ２点とすれば、さらに目標ＮＯｘを下げることができるが、Ｂ２点に対応するｂ２点は、許容燃費よりもＢＳＦＣが大きくなり、燃費は悪化してしまう。
【００３１】
ステップＳ６の処理を終えたＥＣＵ１７は、ステップＳ７においてＥＧＲ制御パラメータを算出する。ＥＧＲ制御パラメータは、ステップＳ６までで算出した目標ＥＧＲ率となるように算出される。そして、ＥＧＲ制御パラメータによって制御される吸気絞り弁６、アクチュエータ８ｂ１、ＥＧＲ制御弁１２へ指令を発する。
【００３２】
以上で、一連の制御が終了する。このような制御が行われることにより、エンジン１００の良好な燃費を維持しつつ、ＮＯｘを低減することができる。
【実施例２】
【００３３】
次に、実施例２について説明する。実施例２のハード構成は実施例１と同様であるので、これらの詳細な説明は省略する。実施例２と実施例１とは以下の点で異なる。すなわち、実施例１では、目標ＮＯｘ量を許容燃費に対応する値に設定するのに対し、実施例２では、目標ＮＯｘ量を許容ＮＯｘ量に設定する点である。
実施例１の制御を行うことによりさらなるＮＯｘ低減を狙える場合であっても、目標ＥＧＲ率を許容ＮＯｘ量を達成できる範囲に留めておけば、その分、燃費向上に振り分けることができる。
【００３４】
以上のような方針の下に行われるＥＧＲ率制御の一例につき、図７に示した制御フロー図を参照しつつ説明する。ＥＧＲ率制御は、ＥＣＵ１７によって行われる。
【００３５】
ステップＳ１１〜ステップＳ１４までの処理は、実施例１におけるステップＳ１〜ステップＳ４の処理と同様であるので、その詳細な説明は省略する。図８は、ステップＳ１４において選択されたマップの一例を示すものである。
【００３６】
ステップＳ１５では、図９に示したマップを参照し、許容ＮＯｘ量を算出する。許容ＮＯｘ量は、エンジン負荷とエンジン回転数Ｎｅとから算出する。ここで、図９中、ｉ、ｉｉ、ｉｉｉ、ｉｖ、ｖは、ｉ＜ｉｉ＜ｉｉｉ＜ｉｖ＜ｖの関係を有しており、マップはエンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷が大きくなるほど許容ＮＯｘ量が多くなるように作成されている。なお、許容ＮＯｘ量はマップを用いることなく、予め定められた値を用いることもできる。
【００３７】
図８は、目標ＮＯｘ−ＢＳＦＣ、目標ＥＧＲ率マップである。このマップは、横軸に目標ＮＯｘをとり、縦軸に目標ＥＧＲ率をとった（Ａ）部と、横軸に目標ＮＯｘをとり、縦軸にＢＳＦＣをとった（Ｂ）部とを有している。ＥＣＵ１７は、ステップＳ１５において、許容ＮＯｘ量を目標ＮＯｘ量に設定する。図８は、許容ＮＯｘ量がｉｉｉであり、これを目標ＮＯｘ量に設定した場合を示している。
【００３８】
ＥＣＵ１７は、ステップＳ１５に続き、ステップＳ１６において目標ＥＧＲ率を算出する。ＥＣＵ１７は、ステップＳ１５で設定した目標ＮＯｘを実現する（Ａ）部上のＢ４点に対応する目標ＥＧＲ率を求める。以上の処理により、目標ＥＧＲを算出することができる。
【００３９】
このように目標ＥＧＲ率を設定することにより、許容ＮＯｘ量をクリアしつつ、さらなる燃費の向上を図ることができる。
【００４０】
仮に、実施例１と同様にベース状態における許容燃費と同等の燃費を確保するために（Ｂ）部において許容燃費を示す直線とα＝ｂ（％）を示す曲線との交点ｂ３における目標ＮＯｘを設定したとする。すると、（Ａ）部におけるＢ３点が示すように目標ＮＯｘ量は、ｉｉｉよりも少なくなる。しかし、目標ＮＯｘ排出量は、ｉｉｉをクリアしていればよい。そこで、目標ＥＧＲ率をＢ４点に対応する値に留める。これにより、燃費向上を図ることができる。（Ｂ）部において明らかなように、目標ＥＧＲ率をＢ４点に設定すれば、ＢＳＦＣは、ｂ４点に対応する点となり、ｂ３点に対応するＢＳＦＣよりも低下させることができる。この低下分は、燃費向上分となる。
【００４１】
ステップＳ１６の処理を終えたＥＣＵ１７は、ステップＳ１７においてＥＧＲ制御パラメータを算出する。ＥＧＲ制御パラメータは、ステップＳ１６までで算出した目標ＥＧＲ率となるように算出される。そして、ＥＧＲ制御パラメータによって制御される吸気絞り弁６、アクチュエータ８ｂ１、ＥＧＲ制御弁１２へ指令を発する。
【００４２】
以上で、一連の制御が終了する。このような制御が行われることにより、許容されるＮＯｘの排出量を守りつつ、エンジン１００の燃費を向上させることができる。
【実施例３】
【００４３】
次に、実施例３について説明する。実施例３のハード構成は実施例１と同様であるので、これらの詳細な説明は省略する。実施例３と実施例１とは設定される許容燃費が異なる。実施例１では、ベース状態におけるエンジン１００の燃費を許容燃費に設定していたところ、実施例３では、このベース状態における燃費に、さらに、リッチスパイク使用燃料を減少させることによって得られる改善燃費ΔＦＣ１を考慮した許容燃費を設定する。ベース状態からエマルジョン燃料を混合したエマルジョン混合状態に移行することによって粒子状物質量（ＰＭ）を減少させることができる。ＰＭの減少が獲得されると、排気フィルタにおけるＰＭの詰まりを再生させるために行われるリッチスパイクに用いるリッチスパイク使用燃料量を減少させることができる。リッチスパイク使用燃料量を減少させることができれば、その分、燃費が改善させる。実施例３では、この改善燃費ΔＦＣ１を考慮した燃費を許容燃費に設定する。そして、このようにして設定される許容燃費よりも燃費が悪化しない範囲内で目標ＥＧＲ率を増加させる。これにより、さらにＮＯｘを低減することができる。
【００４４】
以上のような方針の下に行われるＥＧＲ率制御の一例につき、図１０に示した制御フロー図を参照しつつ説明する。ＥＧＲ率制御は、ＥＣＵ１７によって行われる。
【００４５】
ステップＳ２１〜ステップＳ２４までの処理は、実施例１におけるステップＳ１〜ステップＳ４の処理と同様であるので、その詳細な説明は省略する。図１１は、ステップＳ２４において選択されたマップの一例を示すものである。
【００４６】
ＥＣＵ１７は、ステップＳ２５において、図１１、図１２に示したマップを用い、改善燃費ΔＦＣ１を算出する。
図１１は、目標ＮＯｘ−ＢＳＦＣ、目標ＥＧＲ率マップである。このマップは、横軸に目標ＮＯｘをとり、縦軸に目標ＥＧＲ率をとった（Ａ）部と、横軸に目標ＮＯｘをとり、縦軸にＢＳＦＣをとった（Ｂ）部とを有している。なお、図１１に示すマップは、図５に示す実施例１におけるマップにおける（Ａ）部、（Ｂ）部に加え、（Ｃ）部を有している。（Ｃ）部は、目標ＮＯｘ量とＰＭ量との関係を示している。
【００４７】
ＥＣＵ１７は、図１１に示すマップを参照し、目標ＥＧＲ率を算出するが、そのために、まず、軽油のみで稼動するベース状態における燃費を求める。この燃費を求めるために、図６に示す基準目標ＥＧＲ率マップを参照する。この点は、実施例１と同様である。そして、この基準目標ＥＧＲ率マップから算出した目標ＥＧＲ率を、図１１に示すマップの（Ａ）部に当てはめる。これにより目標ＥＧＲ率とベース状態に対応する曲線との交点における目標ＮＯｘの値を求める（Ｘ点）。このＸ点の目標ＮＯｘの値と、（Ｂ）部のベース状態に対応する曲線との交点（ｘ点）におけるＢＳＦＣを算出しておく。
【００４８】
そして、ｘ点に対応する燃費を示す直線とα＝ｂ（％）を示す曲線との交点ｂ１を求める。ＥＣＵ１７は、（Ｃ）部を参照し、ｘ点に対応するＰＭ量と、ｂ１点に対応するＰＭ量との差を算出する。そして、図１２に示したマップを参照する。図１２は、ＰＭ−ＢＳＦＣ変化率マップである。ＰＭ量が少なければリッチスパイクに使用する燃料量を抑制することができ、燃費改善に繋がる。そこで、ＥＣＵ１７は、図１２に示すマップを参照して改善燃費ΔＦＣ１を算出する。
【００４９】
ＥＣＵ１７は、ステップＳ２５に続き行われるステップＳ２６において、ステップＳ３５で算出した改善燃費ΔＦＣ１を、ｘ点におけるＢＳＦＣに加え、この値を許容燃費として設定する。そして、このＢＳＦＣと同等のＢＳＦＣとなる目標ＮＯｘを算出する。具体的には、（Ｂ）部において、許容燃費を示す直線とα＝ｂ（％）を示す曲線との交点ｂ５における目標ＮＯｘが求められる。ここまでがステップＳ２６における処理である。
【００５０】
ＥＣＵ１７は、ステップＳ２６に続き、ステップＳ２７において目標ＥＧＲ率を算出する。ＥＣＵ１７は、ステップＳ２６で算出した目標ＮＯｘを実現する（Ａ）部上のＢ５点に対応する目標ＥＧＲ率を求める。以上の処理により、目標ＥＧＲを算出することができる。
【００５１】
このようにして求めた目標ＥＧＲ率は（Ａ）部におけるｂ１点よりも目標ＥＧＲ率を大きくし、目標ＮＯｘを減少させることができる。すなわち、実施例１と比較して、目標ＮＯｘを減少させることができる。このとき、算出された目標ＥＧＲ率は、（Ａ）部におけるＢ５点に対応し、そのＢ５点は、（Ｂ）部におけるｂ５点に対応する。ｂ５点は、ｂ１と比較すると、一見、燃費が悪化しているように見える。しかし、リッチスパイク使用燃料量が低減されているので、エンジン１００トータルでみれば、ベース状態と同等の燃費が維持されていることになる。
【００５２】
ステップＳ２７の処理を終えたＥＣＵ１７は、ステップＳ２８においてＥＧＲ制御パラメータを算出する。ＥＧＲ制御パラメータは、ステップＳ２７までで算出した目標ＥＧＲ率となるように算出される。そして、ＥＧＲ制御パラメータによって制御される吸気絞り弁６、アクチュエータ８ｂ１、ＥＧＲ制御弁１２へ指令を発する。
【００５３】
以上で、一連の制御が終了する。このような制御が行われることにより、エンジン１００の良好な燃費を維持しつつ、さらにＮＯｘを低減することができる。
【実施例４】
【００５４】
次に、実施例４について説明する。実施例４のハード構成は実施例１と同様であるので、これらの詳細な説明は省略する。実施例４と実施例１とは設定される許容燃費が異なる。実施例１では、ベース状態におけるエンジン１００の燃費を許容燃費に設定していたところ、実施例４では、このベース状態における燃費に、さらに、リッチスパイク使用燃料を減少させることによって得られる改善燃費ΔＦＣ２を考慮した許容燃費を設定する。ベース状態からエマルジョン燃料を混合したエマルジョン混合状態に移行することによってＮＯｘを低減させることができる。ＮＯｘの減少が獲得されると、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に対するリッチスパイクに用いるリッチスパイク使用燃料量を減少させることができる。リッチスパイク使用燃料量を減少させることができれば、その分、燃費が改善させる。実施例４では、この改善燃費ΔＦＣ２を考慮した燃費を許容燃費に設定する。そして、このようにしてい設定される許容燃費よりも燃費が悪化しない範囲内で目標ＥＧＲ率を増加させる。これにより、さらにＮＯｘを低減することができる。
【００５５】
以上のような方針の下に行われるＥＧＲ率制御の一例につき、図１３に示した制御フロー図を参照しつつ説明する。ＥＧＲ率制御は、ＥＣＵ１７によって行われる。
【００５６】
ステップＳ３１〜ステップＳ３４までの処理は、実施例１におけるステップＳ１〜ステップＳ４の処理と同様であるので、その詳細な説明は省略する。図１４は、ステップＳ３４において選択されたマップの一例を示すものである。
【００５７】
ＥＣＵ１７は、ステップＳ３５において、図１４、図１５に示したマップを用い、改善燃費ΔＦＣ２を算出する。
図１４は、目標ＮＯｘ−ＢＳＦＣ、目標ＥＧＲ率マップである。このマップは、横軸に目標ＮＯｘをとり、縦軸に目標ＥＧＲ率をとった（Ａ）部と、横軸に目標ＮＯｘをとり、縦軸にＢＳＦＣをとった（Ｂ）部とを有している。
【００５８】
ＥＣＵ１７は、図１４に示すマップを参照し、目標ＥＧＲ率を算出するが、そのために、まず、軽油のみで稼動するベース状態における燃費を求める。この燃費を求めるために、図６に示す基準目標ＥＧＲ率マップを参照する。この点は、実施例１と同様である。そして、この基準目標ＥＧＲ率マップから算出した目標ＥＧＲ率を、図１４に示すマップの（Ａ）部に当てはめる。これにより目標ＥＧＲ率とベース状態に対応する曲線との交点における目標ＮＯｘの値を求める（Ｘ点）。このＸ点の目標ＮＯｘの値と、（Ｂ）部のベース状態に対応する曲線との交点（ｘ点）におけるＢＳＦＣを算出しておく。
【００５９】
そして、ｘ点に対応する燃費を示す直線とα＝ｂ（％）を示す曲線との交点ｂ１を求める。ＥＣＵ１７は、（Ａ）部を参照し、ｘ点に対応する目標ＮＯｘと、ｂ１点に対応する目標ＮＯｘとの差を算出する。そして、図１５に示したマップを参照する。図１５は、ＮＯｘ−ＢＳＦＣ変化率マップである。ＮＯｘ量が少なければリッチスパイクに使用する燃料量を抑制することができ、燃費改善に繋がる。そこで、ＥＣＵ１７は、図１５に示すマップを参照して改善燃費ΔＦＣ２を算出する。
【００６０】
ＥＣＵ１７は、ステップＳ３５に続き行われるステップＳ３６において、ステップＳ３５で算出した改善燃費ΔＦＣ２を、ｘ点におけるＢＳＦＣに加え、この値を許容燃費として設定する。そして、このＢＳＦＣと同等のＢＳＦＣとなる目標ＮＯｘを算出する。具体的には、（Ｂ）部において、許容燃費を示す直線とα＝ｂ（％）を示す曲線との交点ｂ６における目標ＮＯｘが求められる。ここまでがステップＳ３６における処理である。
【００６１】
ＥＣＵ１７は、ステップＳ３６に続き、ステップＳ３７において目標ＥＧＲ率を算出する。ＥＣＵ１７は、ステップＳ３６で算出した目標ＮＯｘを実現する（Ａ）部上のＢ６点に対応する目標ＥＧＲ率を求める。以上の処理により、目標ＥＧＲを算出することができる。
【００６２】
このようにして求めた目標ＥＧＲ率は（Ａ）部におけるｂ１点よりも目標ＥＧＲ率を大きくし、目標ＮＯｘを減少させることができる。すなわち、実施例１と比較して、目標ＮＯｘを減少させることができる。このとき、算出された目標ＥＧＲ率は、（Ａ）部におけるＢ６点に対応し、そのＢ６点は、（Ｂ）部におけるｂ６点に対応する。ｂ６点は、ｂ１と比較すると、一見、燃費が悪化しているように見える。しかし、リッチスパイク使用燃料量が低減されているので、エンジン１００トータルでみれば、ベース状態と同等の燃費が維持されていることになる。
【００６３】
ステップＳ３７の処理を終えたＥＣＵ１７は、ステップＳ３８においてＥＧＲ制御パラメータを算出する。ＥＧＲ制御パラメータは、ステップＳ３７までで算出した目標ＥＧＲ率となるように算出される。そして、ＥＧＲ制御パラメータによって制御される吸気絞り弁６、アクチュエータ８ｂ１、ＥＧＲ制御弁１２へ指令を発する。
【００６４】
以上で、一連の制御が終了する。このような制御が行われることにより、エンジン１００の良好な燃費を維持しつつ、さらにＮＯｘを低減することができる。
【００６５】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【符号の説明】
【００６６】
１…制御装置                    ２…吸気マニホルド
３…排気マニホルド              ４…燃料噴射弁
５…コモンレール                ６…吸気絞り弁
８…排気ターボチャージャ        ８ｂ１…アクチュエータ
１１…ＥＧＲ通路                １２…ＥＧＲ制御弁
１３…ＥＧＲクーラ              １７…ＥＣＵ
１８…第１タンク                ２１…ミキシングタンク
２２…第２タンク                ２５…電動ポンプ
２７…高圧燃料ポンプ            １００…エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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