(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（イ）希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設けられて排気ガス中のＮＯｘを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、（ロ）機関トルクを得るために気筒内に燃料を噴射する主噴射の後の膨張行程または排気行程において該気筒内に燃料を噴射する副噴射を行って排気ガスの空燃比を低減せしめる副噴射手段と、（ハ）前記副噴射手段の作動時に前記主噴射の燃料噴射量と前記副噴射の燃料噴射量に基づいて主噴射の噴射時期を遅角補正することによって主噴射燃料の燃焼で得られる機関トルクを低下させる主噴射時期補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記主噴射時期補正手段は、主噴射の燃料噴射量が大きいほど主噴射の噴射時期の遅角補正量を小さくし、副噴射の燃料噴射量が大きいほど主噴射の噴射時期の遅角補正量を大きくして、副噴射手段作動時の機関トルクの変動を防止することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
（ニ）前記主噴射時期補正手段で主噴射の噴射時期を遅角補正することにより機関トルクの変動を防止することができるか否か判定する変動防止判定手段と、（ホ）前記副噴射手段の作動時に主噴射の燃料噴射量を低減補正するとともに副噴射の燃料噴射量を増大補正する噴射量補正手段と、
を備え、前記変動防止判定手段により機関トルクの変動を防止することができないと判定されたときには、前記主噴射時期補正手段により主噴射の噴射時期を遅角補正するとともに、噴射量補正手段により主噴射の燃料噴射量の減少補正と副噴射の燃料噴射量の増大補正を行うことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記噴射量補正手段は、機関負荷が大きいほど主噴射の燃料噴射量の減少補正および副噴射の燃料噴射量の増大補正を小さくすることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記噴射量補正手段は、主噴射の燃料噴射量を減少した量だけ副噴射の燃料噴射量を増大することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希薄燃焼可能な内燃機関より排出される排気ガスから窒素酸化物（ＮＯx）を浄化することができる排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンやリーンバーンガソリンエンジンなど希薄燃焼可能な内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置として、選択還元型ＮＯx触媒や吸蔵還元型ＮＯx触媒などのリーンＮＯx触媒を利用したものがある。
【０００３】
選択還元型ＮＯx触媒は、酸素過剰の雰囲気で炭化水素（ＨＣ）の存在下でＮＯxを還元または分解する触媒であり、この選択還元型ＮＯx触媒でＮＯxを浄化するためには適量のＨＣ成分が必要とされる。この選択還元型ＮＯx触媒を前記内燃機関の排気浄化に用いる場合、該内燃機関の通常運転時の排気中のＨＣ成分の量は極めて少ないので、通常運転時にＮＯxを浄化するためには、選択還元型ＮＯx触媒にＨＣ成分を供給する必要がある。このＨＣ成分の供給方法の一つに、理論空燃比またはそれよりもリッチな空燃比（以下、理論空燃比よりもリッチな空燃比をリッチ空燃比といい、理論空燃比よりもリーンな空燃比をリーン空燃比という）の排気ガスを供給する方法がある。
【０００４】
一方、吸蔵還元型ＮＯx触媒は、流入排気ガスの空燃比がリーンのときはＮＯxを吸収し、流入排気ガスの酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出し、Ｎ2に還元する触媒である。
【０００５】
この吸蔵還元型ＮＯx触媒を前記内燃機関の排気浄化に用いる場合、該内燃機関では通常運転時の排気ガスの空燃比がリーンであるため、排気ガス中のＮＯxがＮＯx触媒に吸収されることとなる。しかしながら、リーン空燃比の排気ガスをＮＯx触媒に供給し続けると、ＮＯx触媒のＮＯx吸収能力が飽和に達し、それ以上、ＮＯxを吸収できなくなり、ＮＯxをリークさせることとなる。そこで、吸蔵還元型ＮＯx触媒では、ＮＯx吸収能力が飽和する前に所定のタイミングで流入排気ガスの空燃比をリッチにすることによって酸素濃度を極度に低下させ、ＮＯx触媒に吸収されているＮＯxを放出してＮ2に還元し、ＮＯx触媒のＮＯx吸収能力を回復させる必要がある。
【０００６】
このようにリーンＮＯx触媒を利用した排気浄化装置では、ＮＯxを浄化するために間欠的に排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比にする必要がある。
【０００７】
また、これらリーンＮＯx触媒には活性温度範囲があるため、例えば冷間始動時などリーンＮＯx触媒が活性温度範囲よりも低温である場合には、リーンＮＯx触媒に排気ガスを流してもＮＯx浄化率が低い。そこで、このような場合には、排気ガスの空燃比を通常よりも小さくして（即ち、リッチ方向にずらして）排気ガス中の未燃ＨＣを通常よりも増大させ、この排気ガスをリーンＮＯx触媒あるいはそれよりも上流に設けた他の触媒に通すことによって排気ガス中の未燃ＨＣを酸化させ、その際に生じる反応熱を利用してリーンＮＯx触媒を昇温させることもある。
【０００８】
また、リーンＮＯx触媒のうち特に吸蔵還元型ＮＯx触媒は、燃料に含まれる硫黄分が燃焼して生成される硫黄酸化物（ＳＯx）により被毒（以下、これをＳＯx被毒という）してＮＯx浄化率が低下するため、適宜の時期にＳＯx被毒から回復させる被毒回復処理を施す必要がある。この被毒回復処理は、理論空燃比あるいはリッチ空燃比の排気ガスを吸蔵還元型ＮＯx触媒に流すことにより行っている。
【０００９】
このように、リーンＮＯx触媒を利用した排気浄化装置においては、排気ガスの空燃比を通常よりも小さくしたり、理論空燃比またはリッチ空燃比にすることが多々行われるが、その一手法として燃料の副噴射がある。
【００１０】
燃料の副噴射とは、機関トルクを得るための燃料を気筒内に噴射した後に、排気ガスの空燃比を小さくしたり排気ガス中のＨＣ濃度あるいはＣＯ濃度を増大させるための燃料を、膨張行程または排気行程において該気筒内に噴射することをいう。この副噴射を行う場合には、副噴射で噴射された燃料が機関トルクに寄与しないように、副噴射の噴射時期（以下、副噴射時期という）を主噴射の噴射時期（以下、主噴射時期という）から充分に離して行っている（例えば、８０゜ＡＴＤＣ 〜 ３６０°ＡＴＤＣ）。
【００１１】
しかしながら、このように副噴射時期を主噴射時期から離していても、内燃機関の運転状態によっては、副噴射された燃料がしっかりと燃焼して機関トルクの一部となり、その結果、トルク変動を起こす場合があった。例えば、内燃機関が軽負荷で運転されているときに副噴射が実行された場合、数Ｎｍのトルクアップが避けられなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１０−５４２８７号公報には、副噴射実行期間中、主噴射の燃料噴射量（以下、主噴射量という）を減量することにより、副噴射時のトルク変動を防止する技術が開示されている。これは、主噴射量の減量によるトルクダウンによって副噴射によるトルクアップを相殺しようというものであるが、主噴射燃料の燃焼による機関トルクへの影響度は副噴射燃料の燃焼による機関トルクへの影響度よりも遥かに大きいので、前述したような微少なトルク変動を防止するのは困難であった。
【００１３】
また、一般に、主噴射の噴射時期を遅角していくとトルクが低下していくので、これを利用して、副噴射実行期間中、主噴射時期の遅角補正をすることにより副噴射時のトルク変動を防止することも考えられる。
【００１４】
しかしながら、現在までのところ、副噴射によるトルクアップを防止するために必要な主噴射時期の遅角量を適正に算出する技術が確立されていないので、副噴射時のトルク変動を確実に防止することができず、副噴射時にトルクアップしてドライバビリティが悪化する場合があった。
【００１５】
本発明はこのような従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、主噴射時期を適正に遅角補正することによって、副噴射時のトルク変動を防止し、ドライバビリティの向上を図ることにある。さらにこれに併せて、必要に応じて主噴射量の減量補正と副噴射量の増量補正を実行することにより、副噴射時のトルク変動防止を確実にすることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、（イ）希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設けられて排気ガス中のＮＯｘを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、（ロ）機関トルクを得るために気筒内に燃料を噴射する主噴射の後の膨張行程または排気行程において該気筒内に燃料を噴射する副噴射を行って排気ガスの空燃比を低減せしめる副噴射手段と、（ハ）前記副噴射手段の作動時に前記主噴射の燃料噴射量と前記副噴射の燃料噴射量に基づいて主噴射の噴射時期を遅角補正することによって主噴射燃料の燃焼で得られる機関トルクを低下させる主噴射時期補正手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
この内燃機関の排気浄化装置では、副噴射手段が作動するときには、主噴射時期補正手段が主噴射の燃料噴射量と副噴射の燃料噴射量に基づいて主噴射の噴射時期を遅角補正する。主噴射の噴射時期を遅角補正することによって主噴射燃料の燃焼で得られる機関トルクが低下し、この低下分で副噴射燃料の燃焼による機関トルクの増大分が相殺されるので、副噴射時の機関トルクの変動を防止することができる。
【００１８】
しかも、主噴射時期補正手段は、主噴射の噴射時期の補正を行うのに、主噴射の燃料噴射量と副噴射の燃料噴射量をパラメータとしているので、主噴射の噴射時期を適正に補正することができる。
【００１９】
本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置において、希薄燃焼可能な内燃機関としては、筒内直接噴射式のリーンバーンガソリンエンジンやディーゼルエンジンを例示することができる。
【００２０】
本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置において、リーンＮＯx触媒としては、吸蔵還元型ＮＯx触媒や選択還元型ＮＯx触媒を例示することができる。
吸蔵還元型ＮＯx触媒は、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにＮＯxを吸収し、流入する排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出し、Ｎ2に還元する触媒である。この吸蔵還元型ＮＯx触媒は、例えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されてなる。
【００２１】
選択還元型ＮＯx触媒は、酸素過剰の雰囲気で炭化水素の存在下でＮＯxを還元または分解する触媒をいい、ゼオライトにＣｕ等の遷移金属をイオン交換して担持した触媒、ゼオライトまたはアルミナに貴金属を担持した触媒、等が含まれる。
【００２２】
本発明において、排気ガスの空燃比とは、機関吸気通路及びリーンＮＯx触媒よりも上流での排気通路内に供給された空気及び燃料（炭化水素）の比をいう。本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置において、前記副噴射手段によって小さくされた排気ガスの空燃比値は、必ずしも理論空燃比あるいはそれよりもリッチな空燃比（リッチ空燃比）に限るものではなく、理論空燃比よりもリーンな空燃比の場合もあり得る。小さくした後の排気ガスの空燃比値をいかなる値にするかは、リーンＮＯx触媒の昇温、ＳＯx被毒からの回復、ＮＯxの浄化など、その目的に応じて決定される。要するに、副噴射手段は、副噴射手段作動前よりも排気ガスの空燃比を小さくすれば足りる。
【００２３】
本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置において、前記主噴射時期補正手段は、主噴射の燃料噴射量が大きいほど主噴射の噴射時期の遅角補正量を小さくし、副噴射の燃料噴射量が大きいほど主噴射の噴射時期の遅角補正量を大きくして、副噴射手段作動時の機関トルクの変動を防止することができる。
【００２４】
本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置においては、前述構成に加えて、（ニ）前記主噴射時期補正手段で主噴射の噴射時期を遅角補正することにより機関トルクの変動を防止することができるか否か判定する変動防止判定手段と、（ホ）前記副噴射手段の作動時に主噴射の燃料噴射量を低減補正するとともに副噴射の燃料噴射量を増大補正する噴射量補正手段と、を備え、前記変動防止判定手段により機関トルクの変動を防止することができないと判定されたときには、前記主噴射時期補正手段により主噴射の噴射時期を遅角補正するとともに、噴射量補正手段により主噴射の燃料噴射量の減少補正と副噴射の燃料噴射量の増大補正を行うようにするのが好ましい。主噴射の噴射時期の遅角補正だけで副噴射時の機関トルクの変動を防止するのは限界があるからである。
【００２５】
このようにすると、主噴射の燃料噴射時期遅角補正と主噴射燃料量の低減補正による機関トルクの低下分と、副噴射燃料の燃焼による機関トルクの増大分とが相殺されるので、副噴射時の機関トルクの変動を防止することができる。
【００２６】
前述のようにした場合には、前記噴射量補正手段は、機関負荷が大きいほど主噴射の燃料噴射量の減少補正および副噴射の燃料噴射量の増大補正を小さくするのが好ましい。
さらに、前記噴射量補正手段は、主噴射の燃料噴射量を減少した量だけ副噴射の燃料噴射量を増大するのが好ましい。このようにすると、排気ガスの空燃比を、噴射量補正手段による各噴射量補正後の排気ガスの空燃比を該補正なしのときの排気ガスの空燃比と同じにすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の一実施の形態を図１から図１２の図面を参照して説明する。尚、以下に記載する実施の形態は、本発明に係る排気浄化装置を内燃機関としての車両用ディーゼルエンジンに適用した態様である。
【００２８】
図１は内燃機関の排気浄化装置の全体構成を示す図である。エンジン１は６気筒４サイクルディーゼルエンジンであり、各気筒の燃焼室には吸気管２および吸気マニホールド３を介して吸気が導入される。吸気管２の途中には上流側から順に、エアフロメータ４と、ターボチャージャ５のコンプレッサ５ａと、インタークーラ６と、吸気絞り弁７が設けられている。
【００２９】
エアフロメータ４はエアクリーナ（図示せず）を介して吸気管２に流入する新気の空気量に応じた出力信号をエンジンコントロール用電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０に出力し、ＥＣＵ３０はエアフロメータ４の出力信号に基づいて吸入空気量を演算する。吸気絞り弁７は、エンジン１の運転状態に応じてＥＣＵ３０によって制御される。
【００３０】
また、エンジン１には、各気筒の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁８が設けられている。各燃料噴射弁８には図示しないコモンレールから燃料が供給され、各燃料噴射弁８の開弁時期及び開弁時間は、エンジン１の運転状態に応じてＥＣＵ３０により制御される。
【００３１】
なお、このエンジン１においては、機関トルクを得るために各気筒の圧縮上死点近傍において燃料噴射弁８から燃焼室に燃料が主噴射されるとともに、後述する吸蔵還元型ＮＯx触媒１１をＮＯx放出・還元雰囲気にする排気ガスを得るために、各気筒の膨張行程あるいは排気行程の所定の時期において燃料噴射弁８から気筒内に燃料を副噴射するようになっている。副噴射された燃料のＨＣ成分は爆発行程の熱により軽質なＨＣに改質されてＮＯx触媒１１に供給される。したがって、この実施の形態において、燃料噴射弁８およびＥＣＵ３０は、副噴射手段を構成する。
【００３２】
各気筒の燃焼室で生じた排気ガスは、排気マニホールド９を介して排気管１０に排出され、図示しないマフラーを介して大気に排出される。排気管１０の途中には上流側から順に、ターボチャージャ５のタービン５ｂと、吸蔵還元型ＮＯx触媒（リーンＮＯx触媒）１１を収容したケーシング１２と、酸化触媒１３を収容したケーシング１４と、排気絞り弁１５とが設けられている。
【００３３】
タービン５ｂは排気ガスによって駆動され、タービン５ｂに連結されたコンプレッサ５ａを駆動して、吸気を過給する。排気絞り弁１５は、エンジン１の運転状態に応じてＥＣＵ３０によって制御される。吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、ＮＯx触媒と略すときもある）１１は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンなときに排気ガス中のＮＯxを吸収し、流入する排気ガスの酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出し、Ｎ2に還元して浄化する。酸化触媒１３は、ＮＯx触媒１１で浄化されなかった排気ガス中のＣＯやＨＣを酸化して浄化する。なお、吸蔵還元型ＮＯx触媒１１の浄化メカニズムについては後で詳述する。
【００３４】
排気管１０においてケーシング１２とケーシング１４との間からは排気還流管１６が分岐され、この排気還流管１６はコンプレッサ５ａの上流の吸気管２に連結されており、ＮＯx触媒１１を通った排気ガスの一部が排気還流管１６を介して吸気側に再循環可能になっている。排気還流管１６の途中には、ＥＧＲクーラ１７と、アクチュエータ１８によって開閉駆動されるＥＧＲ弁１９が設けられている。これらは、排気ガスを燃焼室に再循環させることにより最高燃焼温度を低下せしめてＮＯxの発生量を低減する排気再循環装置（ＥＧＲ）を構成する。
【００３５】
ＥＧＲ弁１９は、ＥＧＲ率に応じてＥＣＵ３０によりアクチュエータ１８を介して開閉および開度制御され、排気還流量を制御する。なお、ＥＧＲ率は、ＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に予め記憶されたＥＧＲマップを参照してエンジン１の運転状態に応じてＥＣＵ３０により算出される。ここで、ＥＧＲ率とは次式で定義される指数である。
ＥＧＲ率（％）＝ＥＧＲ量／（ＥＧＲ量＋吸入空気量）
【００３６】
吸気管２においてコンプレッサ５ａの上流であって排気還流管１６との合流部よりも下流には、コンプレッサ５ａに流入する吸気の温度に対応した出力信号をＥＣＵ３０に出力する吸気温センサ２８が取り付けられている。
【００３７】
排気管１０においてタービン５ｂとケーシング１２との間には、ケーシング１２に流入する排気ガス（以下、入ガスという）の温度に対応した出力信号をＥＣＵ３０に出力する入ガス温センサ２０と、入ガスのＮＯx濃度に対応した出力信号をＥＣＵ３０に出力する入ガスＮＯxセンサ２１と、入ガスの空燃比に対応した出力信号をＥＣＵ３０に出力する入ガス空燃比センサ２２が取り付けられている。
【００３８】
また、排気管１０においてケーシング１２とケーシング１４の間であって排気還流管１６の分岐部よりも下流には、ケーシング１２から流出する排気ガス（以下、出ガスという）の温度に対応した出力信号をＥＣＵ３０に出力する出ガス温センサ２３と、出ガスのＮＯx濃度に対応した出力信号をＥＣＵ３０に出力する出ガスＮＯxセンサ２４と、出ガスの空燃比に対応した出力信号をＥＣＵ３０に出力する出ガス空燃比センサ２５が取り付けられている。さらに、排気管１０においてケーシング１４の下流には、ケーシング１４から流出する排気ガスのＨＣ濃度に対応した出力信号をＥＣＵ３０に出力するＨＣセンサ２９が取り付けられている。
【００３９】
ＥＣＵ３０はデジタルコンピュータからなり、図２に示すように、双方向バス３１によって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）３４、入力ポート３５、出力ポート３６を具備し、エンジン１の燃料噴射量制御等の基本制御を行うほか、この実施の形態では副噴射実行時におけるトルク変動防止制御等を行っている。
【００４０】
これら制御のために、ＥＣＵ３０の入力ポート３５には、エアフロメータ４、入ガス温センサ２０、入ガスＮＯxセンサ２１、入ガス空燃比センサ２２、出ガス温センサ２３、出ガスＮＯxセンサ２４、出ガス空燃比センサ２５、吸気温センサ２８、ＨＣセンサ２９の出力電圧がそれぞれ対応するＡ／Ｄ変換器３８を介して入力されるようになっている。また、ＥＣＵ３０の入力ポート３５には、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に対応した電気信号を出力するアクセル開度センサ２６の出力信号がＡ／Ｄ変換器３８を介して入力されるとともに、回転数センサ２７からエンジン回転数を表す出力パルスが入力されるようになっている。ＥＣＵ３０は、アクセル開度センサ２６の出力信号に基づいてエンジン負荷を演算し、回転数センサ２７の出力信号に基づいてエンジン回転数を演算して、これらエンジン負荷とエンジン回転数からエンジン運転状態を判別する。
【００４１】
ＥＣＵ３０の出力ポート３６は、対応する駆動回路３９を介して、燃料噴射弁８、ＥＧＲ弁１９のアクチュエータ１８などに電気的に接続されている。
ＥＣＵ３０は、入ガス温センサ２０と出ガス温センサ２３の出力信号に基づいてＮＯx触媒１１の触媒温度を演算し、入ガスＮＯxセンサ２１と出ガスＮＯxセンサ２４の出力信号に基づいてＮＯx触媒１１のＮＯx浄化率を演算する。また、ＥＣＵ３０は、入ガスの空燃比を理論空燃比およびその近傍に制御すべきときに、入ガス空燃比センサ２２と出ガス空燃比センサ２５の出力信号に基づいて入ガスの空燃比のフィードバック制御を行う。
【００４２】
次に、ケーシング１２に収容された吸蔵還元型ＮＯx触媒１１について説明する。
吸蔵還元型ＮＯx触媒１１は、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されてなる。
【００４３】
このＮＯx触媒１１は、流入排気ガスの空燃比（以下、排気空燃比と称す）がリーンのときはＮＯxを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出するＮＯxの吸放出作用を行う。尚、排気空燃比とは、ここではＮＯx触媒１１の上流側の排気通路やエンジン燃焼室、吸気通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と燃料（炭化水素）の合計の比を意味するものとする。したがって、ＮＯx触媒１１よりも上流の排気通路内に燃料、還元剤あるいは空気が供給されない場合には、排気空燃比はエンジン燃焼室内に供給される混合気の空燃比に一致する。
【００４４】
ＮＯx触媒１１の吸放出作用は、図３に示すようなメカニズムで行われているものと考えられる。以下、このメカニズムについて担体上に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例にとって説明するが、他の貴金属，アルカリ金属，アルカリ土類，希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
【００４５】
まず、流入排気ガスの空燃比がかなりリーンになると流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図３（Ａ）に示されるように酸素Ｏ2 がＯ2-又はＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガスに含まれるＮＯは、白金Ｐｔの表面上でＯ2-又はＯ2-と反応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。
【００４６】
次いで、生成されたＮＯ2は、白金Ｐｔ上で酸化されつつＢａ内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図３（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮＯ3-の形でＮＯx触媒１１内に拡散する。このようにしてＮＯxがＮＯx触媒１１内に吸収される。
【００４７】
流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔの表面でＮＯ2が生成され、ＮＯx触媒１１のＮＯx 吸収能力が飽和しない限り、ＮＯ2がＮＯx触媒１１内に吸収されて硝酸イオンＮＯ3-が生成される。
【００４８】
これに対して、排気空燃比が理論空燃比またはリッチ空燃比になると流入排気ガス中の酸素濃度が低下するため、ＮＯ2の生成量が低下し、反応が逆方向（ＮＯ3-→ＮＯ2）に進み、Ｂａ内の硝酸イオンＮＯ3-がＮＯ2またはＮＯの形でＢａから放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると、ＮＯx触媒１１からＮＯxが放出されることになる。
【００４９】
一方、このとき、排気ガス中のＨＣ，ＣＯは、白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2-又はＯ2-と反応して酸化せしめられる。また、流入排気ガス中の酸素濃度の低下によりＮＯx触媒１１から放出されたＮＯ2またはＮＯは、図３（Ｂ）に示されるように未燃ＨＣ、ＣＯと反応して還元せしめられてＮ2となる。
【００５０】
即ち、流入排気ガス中のＨＣ，ＣＯは、まず白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2-又はＯ2-とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2-又はＯ2-が消費されてもまだＨＣ，ＣＯが残っていれば、このＨＣ，ＣＯによってＮＯx触媒１１から放出されたＮＯxおよびエンジンから排出されたＮＯxがＮ2に還元せしめられる。
【００５１】
このようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ2またはＮＯが存在しなくなると、ＮＯx触媒１１から次から次へとＮＯ2またはＮＯが放出され、さらにＮ2に還元せしめられる。したがって、排気空燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比にすると短時間のうちにＮＯx触媒１１からＮＯxが放出され、Ｎ2に還元される。
【００５２】
このように、排気空燃比がリーンになるとＮＯxがＮＯx触媒１１に吸収され、排気空燃比を理論空燃比あるいはリッチ空燃比にするとＮＯxがＮＯx触媒１１から短時間のうちに放出され、Ｎ2に還元される。したがって、大気中へのＮＯxの排出を阻止することができる。
【００５３】
ところで、ディーゼルエンジンの場合は、ストイキ（理論空燃比、Ａ／Ｆ＝１４．６）よりもはるかにリーン域で燃焼が行われるので、通常の機関運転状態ではＮＯx触媒１１に流入する排気ガスの空燃比は非常にリーンであり、排気ガス中のＮＯxはＮＯx触媒１１に吸収され、ＮＯx触媒１１から放出されるＮＯx量は極めて少ない。
【００５４】
したがって、ディーゼルエンジンでは、ＮＯx触媒１１のＮＯx吸収能力が飽和する前に所定のタイミングで、排気ガス中に還元剤を供給して排気ガス中の酸素濃度を低下せしめ、ＮＯx触媒１１に吸収されたＮＯxを放出し還元する必要がある。尚、前記還元剤としては、一般に、ディーゼルエンジンの燃料である軽油を使用する場合が多い。
【００５５】
そのため、この排気浄化装置では、入ガスＮＯxセンサ２１と出ガスＮＯxセンサ２４の出力信号からＮＯx触媒１１に残っているＮＯx吸収能力を推定し、そのＮＯx吸収能力が所定レベルまで低下したときに、各気筒の膨張行程あるいは排気行程で燃焼室に燃料を副噴射して排気ガス中の酸素濃度を低下せしめ、ＮＯx触媒１１に吸収されたＮＯxを放出させ、Ｎ2に還元するようにしている。ここで、ＮＯx触媒１１に吸収されているＮＯxのほぼ総てを放出・還元するためには、副噴射を所定回数継続して実行する必要がある。以下の説明において、ＮＯx触媒１１のＮＯx吸収能力を回復させるために副噴射を所定の必要回数実行することをリッチスパイクという。
【００５６】
この副噴射は、機関トルクを得るためではなく、あくまでも排気ガスの空燃比を理論空燃比あるいはリッチ空燃比にするための燃料噴射であり、それゆえ膨張行程あるいは排気行程において燃料を噴射させているのであるが、実際にはエンジン１の運転状態によっては、副噴射された燃料の一部が燃焼して機関トルクを増大させ、トルクアップを招く場合がある。
【００５７】
そこで、この排気浄化装置では、このように副噴射の実行によりトルクアップが生じる虞れがある場合には、まず、主噴射の燃料噴射時期を遅角補正することによって主噴射燃料の燃焼で得られる機関トルクを低下させ、これと副噴射燃料の燃焼による機関トルクの増大分とを相殺させて、トルク変動を防止するようにした。そして、主噴射の燃料噴射時期の遅角補正だけではトルク変動を防止することが不可能な場合には、これに加えて、主噴射の燃料噴射量の低減補正を行うとともに副噴射の燃料噴射量の増大補正を行って、主噴射の燃料噴射時期遅角補正と主噴射燃料量の低減補正による機関トルクの低減分と、副噴射燃料の燃焼による機関トルクの増大分とを相殺させて、トルク変動を防止するようにした。
【００５８】
次に、この実施の形態における副噴射実行時のトルク変動防止制御について、図４のフローチャートに従って説明する。
図４に示すフローチャートは、トルク変動防止制御ルーチンを示すものであり、このトルク変動防止制御ルーチンは、予めＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記憶されており、一定時間毎にＣＰＵ３４によって実行される。
【００５９】
＜ステップ１０１＞
まず、ＥＣＵ３０は、ステップ１０１において、エンジン１の運転状態からベース主噴射条件を算出する。ここで、エンジン１の運転状態は、アクセル開度センサ２６の出力信号に基づいて算出したエンジン負荷と、回転数センサ２７の出力信号に基づいて算出したエンジン回転数で決定される。また、ベース主噴射条件とは、副噴射を実行してしないときの主噴射１回当たりの燃料噴射量（主噴射量）と主噴射時期である。以下の説明では、これらをそれぞれベース主噴射量Ｑ、ベース主噴射時期という。
【００６０】
ベース主噴射量Ｑは、予めＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記憶されているアクセル開度とエンジン回転数の二次元マップを参照して、現在のエンジン運転状態に応じた主噴射量を算出する。
また、ベース主噴射時期は、予めＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記憶されている主噴射量とエンジン回転数の二次元マップを参照して、現在のエンジン運転状態に応じた主噴射時期を算出する。
【００６１】
＜ステップ１０２＞
次に、ＥＣＵ３０は、ステップ１０２に進み、副噴射休止サイクル数を算出する。前述したように、副噴射はＮＯx触媒１１のＮＯx吸収能力が所定レベルまで低下したときに実行することとしているので、現時点においてＮＯx触媒１１に残っているＮＯx吸収能力を基にして、ＮＯx吸収能力が前記所定レベルに達するまでに、現時点からあと何回副噴射の実行を休止してエンジン１を運転することができるかを算出するのである。換言すれば、副噴射を休止している間における主噴射の実行回数を算出するのである。ここで、副噴射の休止回数の数え方として副噴射休止サイクル数という概念を用いる。この実施の形態の場合には、エンジン１が６気筒４サイクルエンジンであるので、副噴射の休止回数の１回は副噴射休止サイクル数でいう６分の１サイクルに相当し、副噴射休止サイクル数の１サイクルは副噴射休止回数の６回に相当する。
【００６２】
したがって、副噴射休止サイクル数が「０」サイクルになったときが副噴射を実行すべき時期ということになる。また、リッチスパイク完了直後の副噴射休止サイクル数はリッチスパイク間のインターバルということもできる。
【００６３】
副噴射休止サイクル数の算出には、図５に示すような入ガスＮＯxレベルとＮＯx吸蔵残率の二次元マップを用いる。なお、予め実験的に求めた入ガスＮＯxレベルとＮＯx吸蔵残率の前記二次元マップをＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に予め記憶しておく。ここで、入ガスＮＯxレベルは単位時間当たりにＮＯx触媒１１に流入するＮＯx量（ｇ／ｈ）であり、入ガスＮＯxセンサ２１の出力信号とエアフロメータ４の出力信号に基づいてＥＣＵ３０が算出する。また、ＮＯx吸蔵残率とは、ＮＯx触媒１１に残っているＮＯx吸収能力を表す指数であり、次式で定義される。
ＮＯx吸蔵残率（％）＝（まだ吸蔵可能なＮＯx量／最大ＮＯx吸蔵容量）
×１００
つまり、ＮＯx吸蔵残率が０％ということは、もうこれ以上ＮＯxを吸収できない状態にあるということであり、ＮＯx吸蔵残率が１００％ということは、ＮＯxを全く吸収していない状態にあるということである。
【００６４】
ここで、「まだ吸蔵可能なＮＯx量」を直接的に検出することは困難であるが、ＮＯx吸蔵残率はＮＯx浄化率に相関があり、ＮＯx吸蔵残率が低いとＮＯx浄化率も低く、ＮＯx吸蔵残率が高いとＮＯx浄化率も高くなることがわかっているので、この実施の形態ではＮＯx浄化率からＮＯx吸蔵残率を推定することにした。ここでＮＯx浄化率は入ガスＮＯxセンサ２１と出ガスＮＯxセンサ２４の出力信号に基づいて、ＥＣＵ３０が次式から算出する。
ＮＯx浄化率（％）＝｛１−（出ガスＮＯx濃度／入ガスＮＯx濃度）｝×１００
【００６５】
なお、図５に示すマップの傾向としては、ＮＯx吸蔵残率が同じであれば入ガスＮＯxレベルが高いほど副噴射休止サイクル数は小さくなり、入ガスＮＯxレベルが同レベルであればＮＯx吸蔵残率が高いほど副噴射休止サイクル数は大きくなる。
【００６６】
＜ステップ１０３＞
次に、ＥＣＵ３０は、ステップ１０３に進み、副噴射実行条件が成立しているか否か判定する。ここで、副噴射実行条件の成立要件は、ＮＯx触媒１１に吸収されたＮＯxを放出・還元すべき時期であり、且つ、ＮＯx触媒１１の触媒温度が活性温度範囲に入っていることである。この成立要件のうちＮＯxを放出すべき時期は、ステップ１０２で算出した副噴射休止サイクル数が「０」になったときである。また、ＮＯx触媒１１の触媒温度は入ガス温センサ２０と出ガス温センサ２３の出力信号に基づいてＥＣＵ３０が算出推定する。
【００６７】
＜ステップ１０４＞
ステップ１０３において否定判定された場合には、すなわち副噴射実行条件が成立していないと判定した場合には、ＥＣＵ３０は、ステップ１０４に進み、ステップ１０１で算出したベース主噴射条件にしたがって主噴射だけを実行すべく、燃料噴射弁８の作動を制御して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００６８】
＜ステップ１０５＞
ステップ１０３において肯定判定した場合には、すなわち副噴射実行条件が成立していると判定した場合には、ＥＣＵ３０は、ステップ１０５に進み、エンジン１の運転状態に応じた副噴射条件を算出する。
【００６９】
ここで、副噴射条件とは、副噴射量と、副噴射サイクル数と、副噴射時期である。副噴射量とは副噴射１回当たりの燃料噴射量である。副噴射サイクル数とは、副噴射の実行回数の数え方であり、実質的な意味は、ＮＯx触媒１１に吸収されたＮＯxのほぼ総てを放出・還元させるために必要な副噴射実行回数ということである。この実施の形態におけるエンジン１は６気筒４サイクルエンジンであるので、副噴射実行回数の１回は副噴射サイクル数でいう６分の１サイクルに相当する。したがって、副噴射サイクル数の１サイクルは副噴射実行回数の６回に相当する。副噴射時期は圧縮上死点を基準にした副噴射時期の遅角量（ＡＴＤＣ゜ＣＡ）である。
【００７０】
副噴射量、副噴射サイクル数、副噴射時期の算出手順について以下に詳述する。
まず、副噴射量を算出するために、ＥＣＵ３０は、図６に示すベース主噴射量Ｑとエンジン回転数Ｎｅの二次元マップを参照してリッチスパイク時における目標排気空燃比ＡＦeを算出する。図６に示すマップの傾向としては、ベース主噴射量Ｑが同じであればエンジン回転数が高いほど目標排気空燃比ＡＦeは大きくなり、エンジン回転数が同じであればベース主噴射量が大きいほど目標排気空燃比ＡＦeは大きくなる。なお、図６に示すマップは予め実験的に求めてＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記憶しておく。
【００７１】
次に、ＥＣＵ３０は、図７に示すベース主噴射量Ｑとエンジン回転数Ｎｅの二次元マップを参照してエンジン１の運転状態に応じた吸入空気量Ｇaを算出する。さらに、吸入空気量Ｇaとエンジン回転数Ｎeから１気筒当たりの吸入空気量Ｇn′を算出する。なお、図７に示すマップは予め実験的に求めてＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記憶しておく。
【００７２】
次に、上述のようにして算出したリッチスパイク時の目標排気空燃比ＡＦeと１気筒当たりの吸入空気量Ｇn′から、副噴射１回当たりの副噴射量Ｑp1を次式より算出する。
Ｑp1＝（Ｇn′／ＡＦe） − Ｑ
【００７３】
次に、ＥＣＵ３０は、図８に示すベース空燃比ＡＦbとエンジン回転数Ｎｅとの二次元マップを参照して副噴射サイクル数を算出する。ここで、ベース空燃比ＡＦbとは、副噴射を実行しないときの空燃比であり、前述したベース主噴射量Ｑと１気筒当たりの吸入空気量Ｇn′から算出される。図８に示すマップの傾向としては、ベース空燃比ＡＦbが同じであればエンジン回転数が高いほど副噴射サイクル数は大きくなり、エンジン回転数が同じであればベース空燃比ＡＦbが大きいほど副噴射サイクル数は大きくなる。なお、図８に示すマップは予め実験的に求めてＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記憶しておく。
【００７４】
次に、ＥＣＵ３０は、図９に示すベース主噴射量Ｑとエンジン回転数Ｎｅの二次元マップを参照して副噴射時期を算出する。図９に示すマップの傾向としては、ベース主噴射量Ｑが同じであればエンジン回転数Ｎeが高いほど副噴射時期の遅角量は大きくなり、エンジン回転数が同じであればベース主噴射量Ｑが大きいほど副噴射時期の遅角量は大きくなる。なお、図９に示すマップは予め実験的に求めてＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記憶しておく。
【００７５】
＜ステップ１０６＞
ステップ１０５において副噴射条件を算出した後、ＥＣＵ３０は、ステップ１０６に進み、図１０に示すベース主噴射量Ｑとエンジン回転数Ｎｅの二次元マップを参照して、現時点のエンジン運転状態において主噴射時期の遅角補正だけでトルク変動を防止できる最大副噴射量Ｑp2を算出する。図１０に示すマップの傾向としては、ベース主噴射量Ｑが同じであればエンジン回転数Ｎｅが高いほど前記最大副噴射量Ｑp2は大きくなり、エンジン回転数Ｎｅが同じであればベース主噴射量Ｑが大きいほど前記最大副噴射量Ｑp2は大きくなる。これは、ベース主噴射量Ｑが大きいほど副噴射燃料の燃焼に起因するトルクアップの影響度が小さく、エンジン回転数Ｎeが高いほど副噴射燃料の燃焼に起因するトルクアップの影響度が小さいからである。なお、図１０に示すマップは予め実験的に求めてＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記憶しておく。
【００７６】
＜ステップ１０７＞
次に、ＥＣＵ３０は、ステップ１０７に進み、ステップ１０５で算出した副噴射量Ｑp1がステップ１０６で算出した最大副噴射量Ｑp2よりも小さいか否か判定する。
【００７７】
＜ステップ１０８＞
ステップ１０７で肯定判定した場合には、主噴射時期の遅角補正だけでトルク変動を防止することができるので、ＥＣＵ３０は、ステップ１０８に進み、図１１に示すベース主噴射量Ｑと副噴射量Ｑp1の二次元マップを参照して主噴射時期の遅角補正量を算出する。図１１に示すマップの傾向としては、ベース主噴射量Ｑが同じであれば副噴射量Ｑp1が大きいほど主噴射時期の遅角補正量は大きくなり、副噴射量Ｑp1が同じであればベース主噴射量Ｑが大きいほど主噴射時期の遅角補正量は小さくなる。これは、主噴射量Ｑが大きいほど副噴射燃料の燃焼に起因するトルクアップの影響度は小さいので、主噴射燃料の燃焼により生じるエンジン出力を余り大きく低減する必要がなく、したがって主噴射時期の遅角補正量は小さくて済み、また、副噴射量が大きいほどに副噴射燃料の燃焼に起因するトルクアップの影響度が大きいので、主噴射燃料の燃焼により生じるエンジン出力を大きく低減する必要があり、したがって主噴射時期の遅角補正量を大きくする必要があるからである。なお、図１１に示すマップは予め実験的に求めてＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記憶しておく。
【００７８】
次に、ＥＣＵ３０は、ステップ１０９に進み、主噴射および副噴射を実行して、本ルーチンの実行を一旦終了する。この場合の主噴射条件と副噴射条件は次の通りである。
〔主噴射条件〕
・主噴射時期・・・ベース主噴射時期からステップ１０８で算出した遅角補正量だけ遅角させた時期を主噴射時期とする。
・主噴射量・・・ステップ１０１で算出したベース主噴射量Ｑを主噴射量とする。
〔副噴射条件〕
・副噴射量、副噴射サイクル数、副噴射時期ともにステップ１０５で算出した副噴射条件とする。
このような条件で主噴射および副噴射を実行することにより、主噴射時期の遅角補正によるトルクダウン分と、副噴射燃料の燃焼に起因するトルクアップ分が相殺され、その結果、副噴射時のトルク変動が生じなくなり、ドライバビリティが向上する。
【００７９】
＜ステップ１１０＞
一方、ステップ１０７において否定判定した場合には、主噴射時期の遅角補正だけではトルク変動を防止することができないので、ＥＣＵ３０は、ステップ１１０に進み、主噴射時期の遅角補正と、主噴射量Ｑの減少補正と副噴射量Ｑp1の増大補正を行う。主噴射時期の遅角補正については、前記ステップ１０８の場合と全く同じであるのでその説明を省略し、主噴射量Ｑの減少補正と副噴射量Ｑp1の増大補正について説明する。
【００８０】
トルク変動防止という本来の目的からすれば、主噴射時期の遅角補正をしてもなおトルクアップする分に相当する噴射量だけベース主噴射量Ｑを減少補正すればよいはずであるが、副噴射量Ｑｐ１をステップ１０５で算出した副噴射量のままにした場合には、減少補正後の主噴射量Ｑｒと副噴射量Ｑｐ１の和である１ストローク当たりの総噴射量が減少することになり、排気空燃比がステップ１０５において算出した目標排気空燃比ＡＦeよりもリーン側にずれてしまう。そこで、ベース主噴射量Ｑの減少補正分だけ副噴射量Ｑｐ１を増大補正することにより、補正後の１ストローク当たりの総噴射量を補正前の１ストローク当たりの総噴射量と同じにし、排気空燃比がステップ１０５において算出した目標排気空燃比ＡＦeになるようにする。
【００８１】
減少補正された主噴射量Ｑrと増大補正された副噴射量Ｑp1rを算出するに際し、ＥＣＵ３０は、まず、主噴射時期の遅角補正だけでは抑制できないトルクアップ量に相当する副噴射量（以下、これをトルクアップ分副噴射量という）△Ｑp1を算出する。
△Ｑp1 ＝ Ｑp1 − Ｑp2
【００８２】
次に、ＥＣＵ３０は、図１２に示すベース主噴射量Ｑとエンジン回転数Ｎeの二次元マップを参照して現時点のエンジン運転状態に応じた主噴射低減量換算係数Ａを算出する。なお、図１２に示すマップは予め実験的に求めてＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記憶しておく。
【００８３】
次に、ＥＣＵ３０は、トルクアップ分副噴射量△Ｑp1に換算係数Ａを乗じて得た積を、ベース主噴射量Ｑの減少補正量にするとともに、副噴射量Ｑp1の増大補正量にして、減少補正後の主噴射量Ｑrと増大補正後の副噴射量Ｑp1rを次式から算出する。
Ｑr ＝ Ｑ − （Ａ・△Ｑp1）
Ｑp1r ＝ Ｑp1 ＋ （Ａ・△Ｑp1）
【００８４】
ここで、減少補正後の主噴射量Ｑrを算出するに際し、ベース主噴射量Ｑから単にトルクアップ分副噴射量△Ｑp1を減算するのではなく、トルクアップ分副噴射量△Ｑp1に換算係数Ａを乗じた積を減算しているのは、主噴射の方が副噴射よりも熱効率が高いからである。
また、エンジン運転状態に応じた換算係数Ａを算出する理由は、エンジン１の熱効率はエンジン運転状態に応じて異なるからである。
【００８５】
図１２に示すマップの傾向としては、ベース主噴射量Ｑが同じであればエンジン回転数Ｎeが高いほど換算係数Ａは小さくなり、エンジン回転数Ｎeが同じであればベース主噴射量Ｑが大きいほど換算係数Ａは小さくなる。即ち、機関負荷が大きいほど換算係数Ａは小さくなる。これは、主噴射量Ｑが大きいほどエンジン１の熱効率が高いので換算係数は小さくて済み、また、エンジン回転数Ｎeが高いほどエンジン１の熱効率が高いので換算係数は小さくて済むからである。
【００８６】
ステップ１１０において主噴射時期の遅角補正量と低減補正後の主噴射量Ｑrおよび増大補正後の副噴射量Ｑp1rの算出をした後、ＥＣＵ３０は、ステップ１０９に進み、主噴射および副噴射を実行して本ルーチンの実行を一旦終了する。この場合の主噴射条件と副噴射条件は次の通りである。
〔主噴射条件〕
・主噴射時期・・・ベース主噴射時期からステップ１１０で算出した遅角補正量だけ遅角させた時期を主噴射時期とする。
・主噴射量・・・ステップ１１０で算出した減少補正後の主噴射量Ｑrを主噴射量とする。
〔副噴射条件〕
・副噴射量・・・ステップ１１０で算出した増大補正後の副噴射量Ｑp1rを副噴射量とする。
・副噴射サイクル数および副噴射時期・・・ステップ１０５で算出した副噴射サイクル数および副噴射時期とする。
【００８７】
このような条件で主噴射および副噴射を実行することにより、主噴射時期の遅角補正および主噴射燃料量の低減補正によるトルクダウン分と、副噴射燃料の燃焼に起因するトルクアップ分が相殺され、その結果、副噴射時のトルク変動が生じなくなり、ドライバビリティが向上する。
【００８８】
このように、この実施の形態におけ排気浄化装置では、副噴射時のトルク変動を防止するために、ベース主噴射量Ｑと副噴射量Ｑp1をパラメータとして主噴射時期の遅角補正量を算出しているので、トルク変動防止に最適な主噴射時期を設定することができ、また、主噴射時期の遅角補正だけではトルク変動を防止できない場合には、主噴射時期の遅角補正に併せて主噴射量Ｑの減少補正と副噴射量Ｑp1の増大補正を行うので、トルク変動を確実に防止することができる。
【００８９】
なお、この実施の形態においては、トルク変動防止制御ルーチンのうちＥＣＵ３０がステップ１０８を実行することにより、および、ステップ１１０を実行するなかで主噴射時期の遅角量算出を行うことにより、本発明における主噴射時期補正手段が実現される。また、ＥＣＵ３０がステップ１１０を実行するなかで主噴射量の低減補正と副噴射量の増大補正を行うことにより本発明における噴射量補正手段が実現される。さらに、ＥＣＵ３０がステップ１０６およびステップ１０７を実行することにより本発明における変動防止判定手段が実現される。
【００９０】
【発明の効果】
本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置によれば、（イ）希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設けられて排気ガス中のＮＯxを浄化するリーンＮＯx触媒と、（ロ）機関トルクを得るために気筒内に燃料を噴射する主噴射の後の膨張行程または排気行程において該気筒内に燃料を噴射する副噴射を行って排気ガスの空燃比を低減せしめる副噴射手段と、（ハ）前記副噴射手段の作動時に前記主噴射の燃料噴射量と前記副噴射の燃料噴射量に基づいて主噴射の噴射時期を遅角補正する主噴射時期補正手段と、を備えることにより、副噴射の実行期間中、主噴射の噴射時期を適正に遅角補正することができ、その結果、副噴射時の機関トルクの変動を確実に防止することができるという優れた効果が奏される。
【００９１】
また、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置において、（ニ）前記主噴射時期補正手段で主噴射の噴射時期を遅角補正することにより機関トルクの変動を防止することができるか否か判定する変動防止判定手段と、（ホ）前記副噴射手段の作動時に主噴射の燃料噴射量を低減補正するとともに副噴射の燃料噴射量を増大補正する噴射量補正手段と、を備え、前記変動防止判定手段により機関トルクの変動を防止することができないと判定されたときには、前記主噴射時期補正手段により主噴射の噴射時期を遅角補正するとともに、噴射量補正手段により主噴射の燃料噴射量の減少補正と副噴射の燃料噴射量の増大補正を行うようにした場合には、主噴射時期補正手段による主噴射時期の遅角補正だけでは機関トルクの変動を防止することができないときにも、副噴射時の機関トルクの変動を確実に防止することができるという優れた効果が奏される。
【００９２】
さらに、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置において、前記噴射量補正手段は、主噴射の燃料噴射量を減少した量だけ副噴射の燃料噴射量を増大するようにした場合には、噴射量補正手段による各噴射量補正後の排気ガスの空燃比を該補正なしのときの排気ガスの空燃比と同じにすることができるという優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の一実施の形態の概略構成図である。
【図２】  前記実施の形態におけるＥＣＵの構成図である。
【図３】  吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸放出作用を説明するための図である。
【図４】  前記実施の形態における副噴射実行維持のトルク変動防止制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】  前記実施の形態における副噴射休止サイクル数算出用のマップである。
【図６】  前記実施の形態における副噴射時の目標排気空燃比算出用のマップである。
【図７】  前記実施の形態における吸入空気量算出用のマップである。
【図８】  前記実施の形態における副噴射サイクル数算出用のマップである。
【図９】  前記実施の形態における副噴射時期算出用のマップである。
【図１０】  前記実施の形態において主噴射時期の遅角補正だけでトルク変動を防止できる最大副噴射量を算出するためのマップである。
【図１１】  前記実施の形態における主噴射時期の遅角補正量算出用のマップである。
【図１２】  前記実施の形態における主噴射低減量換算係数算出用のマップである。
【符号の説明】
１  ディーゼルエンジン（内燃機関）
２  吸気管
３  吸気マニホールド
４  エアフロメータ
５  ターボチャージャ
７  吸気絞り弁
８  燃料噴射弁（副噴射手段）
９  排気マニホールド
１０  排気管（排気通路）
１１  吸蔵還元型ＮＯx触媒（リーンＮＯx触媒）
１３  酸化触媒
１５  排気絞り弁
１６  排気還流管
１９  ＥＧＲ弁
２０  入ガス温センサ
２１  入ガスＮＯxセンサ
２２  入ガス空燃比センサ
２３  出ガス温センサ
２４  出ガスＮＯxセンサ
２５  出ガス空燃比センサ
２６  アクセル開度センサ
２７  回転数センサ
２８  吸気温センサ
２９  ＨＣセンサ
３０  ＥＣＵ（エンジンコントロール用電子制御ユニット）
【図１】
0003649073.tif 000002
【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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