(57)【要約】【課題】  燃焼空燃比より排気ガスの空燃比をリッチ化するために膨張行程又は排気行程で気筒内への追加燃料噴射を実施する内燃機関の燃料噴射制御装置において、ボアフラッシングを十分に低減すると共に燃料噴射弁の寿命低下を防止する。【解決手段】  追加燃料噴射における必要燃料量がボアフラッシングを十分に抑制する燃料噴射量閾値を超える時には、追加燃料噴射を分割して一回の燃料噴射量が燃料噴射量閾値を超えないようにし（ステップ１０６）、燃料噴射量閾値は、追加燃料噴射を実施する時の燃料噴射圧力（ステップ１０４）及び筒内温度（ステップ１０３）と、追加燃料噴射を実施した直後の排気行程での排気ガス量（ステップ１０５）とに基づき変更される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼空燃比より排気ガスの空燃比をリッチ化するために膨張行程又は排気行程で気筒内への追加燃料噴射を実施する内燃機関の燃料噴射制御装置において、追加燃料噴射における必要燃料量がボアフラッシングを十分に抑制する燃料噴射量閾値を超える時には、追加燃料噴射を分割して一回の燃料噴射量が前記燃料噴射量閾値を超えないようにし、前記燃料噴射量閾値は、追加燃料噴射を実施する時の燃料噴射圧力及び筒内温度と、追加燃料噴射を実施した直後の排気行程での排気ガス量とに基づき変更されることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射量閾値は、燃焼空燃比より排気ガスの空燃比をリッチ化させるのに使用される燃料割合を設定値とする値であり、実際の各追加燃料噴射における前記設定値以上の前記燃料割合に基づき、排気ガスの空燃比をリッチ化させるのに使用された以外の燃料量をボアフラッシングに使用された燃料量であるとして算出し、算出された前記燃料量の積算値をオイル希釈燃料量と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制御装置。
【請求項３】
追加燃料噴射が実施される時の燃焼空燃比は理論空燃比よりリーンとされることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、ディーゼルエンジンであり、機関吸気系の過給機より上流側に接続された排気ガス再循環装置を有して、煤の発生量を最大とする排気ガス量より多量の排気ガスを気筒内へ再循環させて低温燃焼を実施し、追加燃料噴射が実施される時の前記低温燃焼の燃焼空燃比を理論空燃比よりリーンとすることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特にディーゼルエンジンの排気ガス中には有害なＮＯXが含まれており、このＮＯXを浄化するために、機関排気系にＮＯX吸蔵還元触媒装置を配置することが提案されている。ＮＯX吸蔵還元触媒装置は、近傍雰囲気の酸素濃度が高い時にＮＯXを硝酸塩の形で吸蔵し、近傍雰囲気の酸素濃度が低くなると吸蔵したＮＯXを放出するものである。
【０００３】
それにより、ＮＯX吸蔵還元触媒装置は、空気過剰のもとで燃焼が行われるディーゼルエンジンの排気ガス中からＮＯXを良好に吸蔵する。しかしながら、ＮＯX吸蔵還元触媒装置へ硝酸塩の形で吸蔵されるＮＯX貯蔵可能量は有限であるために、このＮＯX貯蔵可能量に達する以前に、近傍空燃比を理論空燃比又はリッチ空燃比にし、ＮＯX吸蔵還元触媒装置からＮＯXを放出させると共に雰囲気中の還元成分によって放出したＮＯXを還元浄化する、すなわち、ＮＯX吸蔵還元触媒装置を再生する必要がある。
【０００４】
このＮＯX吸蔵還元触媒装置の再生を行うために、排気ガスの空燃比を所望の理論空燃比又はリッチ空燃比とすべく、すなわち、燃焼空燃比より排気ガスの空燃比をリッチ化すべく、主燃料噴射とは別に膨張行程又は排気行程において気筒内へ追加燃料噴射を実施することが提案されている。しかしながら、このような追加燃料噴射は、主燃料噴射に比較して、筒内圧力が低いために微粒化が悪化し、また、噴射時期のピストン位置が低いためにピストン頂面に形成されたキャビティ内に侵入し難く、噴射された燃料が液体のままシリンダボアへ付着するボアフラッシングを生じ易い。
【０００５】
このようなボアフラッシングは、燃料噴射量が多い時に発生するとして、追加燃料噴射を複数回に分割して実施することにより、一回の燃料噴射量をボアフラッシングが生じる閾値より少なくすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−７３８５６
【特許文献２】特開２０００−４５８２８
【特許文献３】特開２００１−２３４７９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、例えば機関運転状態に応じて主燃料噴射の燃料噴射圧力が高くなると、それに伴って追加燃料噴射の燃料噴射圧力も同様に高くなり、気筒内での噴射燃料の微粒化が促進されてボアフラッシングが生じ難くなる。それにより、設定された閾値以上での追加燃料噴射が可能となり、燃料噴射量によっては追加燃料噴射の分割は不必要となる。しかしながら、前述の技術では、この時にも一回の燃料噴射量を閾値より少なくするように追加燃料噴射の分割が実施され、燃料噴射弁の開弁回数を不必要に増加させることとなるために燃料噴射弁の寿命を低下させる。
【０００８】
また、前述の技術において、燃料噴射圧が高い時に合わせて閾値を設定すると、燃料噴射圧力が低くなってボアフラッシングを生じ易くなった時に、燃料噴射量をこの閾値より少なくしてもボアフラッシングが発生することがある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、燃焼空燃比より排気ガスの空燃比をリッチ化するために膨張行程又は排気行程で気筒内への追加燃料噴射を実施する内燃機関の燃料噴射制御装置において、ボアフラッシングを十分に低減すると共に燃料噴射弁の寿命低下を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、燃焼空燃比より排気ガスの空燃比をリッチ化するために膨張行程又は排気行程で気筒内への追加燃料噴射を実施する内燃機関の燃料噴射制御装置において、追加燃料噴射における必要燃料量がボアフラッシングを十分に抑制する燃料噴射量閾値を超える時には、追加燃料噴射を分割して一回の燃料噴射量が前記燃料噴射量閾値を超えないようにし、前記燃料噴射量閾値は、追加燃料噴射を実施する時の燃料噴射圧力及び筒内温度と、追加燃料噴射を実施した直後の排気行程での排気ガス量とに基づき変更されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射量閾値は、燃焼空燃比より排気ガスの空燃比をリッチ化させるのに使用される燃料割合を設定値とする値であり、実際の各追加燃料噴射における前記設定値以上の前記燃料割合に基づき、排気ガスの空燃比をリッチ化させるのに使用された以外の燃料量をボアフラッシングに使用された燃料量であるとして算出し、算出された前記燃料量の積算値をオイル希釈燃料量とすることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、追加燃料噴射が実施される時の燃焼空燃比は理論空燃比よりリーンとされることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明による請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記内燃機関は、ディーゼルエンジンであり、機関吸気系の過給機より上流側に接続された排気ガス再循環装置を有して、煤の発生量を最大とする最悪排気ガス量より多量の排気ガスを気筒内へ再循環させて低温燃焼を実施し、追加燃料噴射が実施される時の前記低温燃焼の燃焼空燃比を理論空燃比よりリーンとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、追加燃料噴射における必要燃料量がボアフラッシングを十分に抑制する燃料噴射量閾値を超える時には、追加燃料噴射を分割して一回の燃料噴射量が燃料噴射量閾値を超えないようにし、燃料噴射量閾値は、追加燃料噴射を実施する時の燃料噴射圧力及び筒内温度と、追加燃料噴射を実施した直後の排気行程での排気ガス量とに基づき変更されるようになっているために、各追加燃料噴射において、燃料噴射量閾値は現在の最適値に変更され、ボアフラッシングを十分に抑制することができると共に追加燃料噴射の分割の機会が最少となるために、燃料噴射弁の開弁回数の増加に伴う寿命低下を防止することができる。
【００１５】
また、本発明による請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料噴射量閾値は、燃焼空燃比より排気ガスの空燃比をリッチ化させるのに使用される燃料割合を設定値とする値であり、実際の各追加燃料噴射における設定値以上である燃料割合に基づき、排気ガスの空燃比をリッチ化させるのに使用された以外の燃料量をボアフラッシングに使用された燃料量であるとして算出し、算出された前記燃料量の積算値をオイル希釈燃料量とするようになっている。こうしてオイル希釈燃料量が把握されれば、燃料によってオイルが過剰に希釈されて内燃機関の潤滑不良が発生する以前に、追加燃料噴射の中止等の対策を実施することができる。
【００１６】
また、本発明による請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、追加燃料噴射が実施される時の燃焼空燃比は理論空燃比よりリーンとされるために、この時に加速が要求されても、気筒内には十分に酸素が存在しており、主燃料噴射の燃料量を増量するだけで素早く機関出力を高めることができる。
【００１７】
また、本発明による請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、内燃機関は、ディーゼルエンジンであり、機関吸気系の過給機より上流側に接続された排気ガス再循環装置により多量の排気ガスを気筒内へ再循環させて低温燃焼を実施し、追加燃料噴射が実施される時の低温燃焼の燃焼空燃比を理論空燃比よりリーンとするようになっている。低温燃焼は理論空燃比又はリッチ空燃比での燃焼も可能であるが、燃焼空燃比より排気ガスの空燃比をリッチ化するために追加燃料噴射に代えて低温燃焼の空燃比を理論空燃比又はリッチ空燃比とすると、低温燃焼時には排気ガス再循環装置が機関吸気系の過給機より上流側に接続されて多量の排気ガス再循環を実施しているために、加速が要求されて新気量を増加しようとしても機関吸気系の比較的長い部分に多量に存在する排気ガスが気筒内へ供給された後でなければ気筒内の新気量を十分に増加させることができず、直ぐに機関出力を高めることは不可能である。しかしながら、本内燃機関の燃料噴射制御装置では、排気ガスの空燃比をリッチ化するために、低温燃焼の空燃比をリーンとして追加燃料噴射を実施するようになっているために、この時に加速が要求されても、気筒内には十分に酸素が存在しており、主燃料噴射の燃料量を増量するだけで素早く機関出力を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明による燃料噴射制御装置を備える内燃機関を示す概略図である。同図において、１は、例えば、４ストロークディーゼルエンジン本体であり、２は機関吸気系であり、３は機関排気系である。１ａは気筒毎に配置された燃料噴射弁であり、それぞれの燃料噴射弁１ａによって各気筒共通の蓄圧室１ｂ内の燃料が各気筒内へ噴射される。
【００１９】
インテークマニホルド２ａを介してエンジン本体１に接続された機関吸気系２には、インタークーラ４、ターボチャージャのコンプレッサ５ａ、スロットル弁６、及び、エアフローメータ７が、それぞれ上流側から配置されている。一方、エキゾーストマニホルド３ａを介してエンジン本体１に接続された機関排気系３には、ターボチャージャのタービン５ｂ、ＮＯX吸蔵還元触媒装置８、及び、空燃比センサ９が、それぞれ上流側から配置されている。１０は機関排気系３のＮＯX吸蔵還元触媒装置８の下流側と機関吸気系２のコンプレッサ５ａの上流側とを接続する排気ガス再循環通路であり、排気系側には排気冷却装置（ＥＧＲクーラ）１１が、吸気系側には制御弁（ＥＧＲ弁）１２が、それぞれ配置されている。
【００２０】
こうして、排気ガス再循環通路１０は、ＮＯX吸蔵還元触媒装置８により浄化された排気ガスをコンプレッサ５ａの上流側へ再循環させるようになっており、さらに、排気ガスは排気冷却装置１１により冷却されるために、非常に多量の排気ガス再循環が可能となる。それにより、特許第３１１６８７６号に開示されている低温燃焼を実施することができる。もちろん、機関吸気系のコンプレッサ５ａは、スーパーチャージャ等の過給機としても良い。
【００２１】
ＥＧＲ率、すなわち、気筒内ガス量（新気量＋再循環排気ガス量）に対する再循環排気ガス量の割合を増加させていくと、スモークの発生量が増大してピークに達する。次いで更にＥＧＲ率を増加させると、今度はスモークの発生量が低下し、遂には、煤がほとんど発生しなくなる。このように、煤の発生を最大とする再循環排気ガス量より多くの排気ガスを再循環させて煤を殆ど発生させない燃焼方式が低温燃焼である。燃料噴射量が多い高負荷ほど低温燃焼を実現するために必要な再循環排気ガス量は多くなり、それにより、前述の排気ガス再循環通路１０によって非常に多量の排気ガス再循環が可能となれば、機関負荷が比較的高い時まで低温燃焼が実施可能となる。
【００２２】
低温燃焼は、理論空燃比又はリッチ空燃比での燃焼も可能であるが、このように燃焼空燃比をリーンとしていないと、加速要求があった時に、多量の排気ガス再循環によって機関吸気系のコンプレッサ５ａより下流側の比較的長い部分には多量の排気ガスが存在しているために、この排気ガスが気筒内へ供給された後でなければ気筒内の新気量を十分に増加させることができず、直ぐに機関出力を高めることはできない。それにより、本実施形態では、低温燃焼の空燃比はリーンとして気筒内に十分な酸素を存在させ、加速要求があった時には、燃料噴射を増量するだけで素早く機関出力を高めることを可能としている。
【００２３】
低温燃焼時にはＮＯX生成量も少なくなるが、全ての機関運転状態において低温燃焼を実施することはできず、依然として煤の発生を最大とする再循環排気ガス量より少なく排気ガスを再循環させる一般的なリーン燃焼空燃比の普通燃焼（拡散燃焼）も実施され、この時には比較的多量のＮＯXが生成される。それにより、ＮＯXの浄化が必要とされる。
【００２４】
機関排気系３のＮＯX吸蔵還元触媒装置８は、雰囲気中の空燃比がリーンのときにはＮＯXを吸蔵し、空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸蔵したＮＯXを放出するＮＯX吸蔵剤を担持し、低温燃焼及び普通燃焼（拡散燃焼）に係らずに、排気ガス中のＮＯXを良好に吸蔵する。
【００２５】
ところで、ＮＯX吸蔵剤のＮＯX吸蔵能力には限度があり、ＮＯX吸蔵剤のＮＯX吸蔵能力が飽和する前にＮＯX吸蔵剤からＮＯXを放出させる必要がある。すなわち、ＮＯX吸蔵還元触媒装置８に吸蔵されているＮＯX量がＮＯX貯蔵可能量に達する以前に、ＮＯXを放出させ還元浄化する再生の必要があり、そのためには、このＮＯX量を推定する必要がある。例えば、低温燃焼及び普通燃焼（拡散燃焼）が行われる時の単位時間当りのＮＯX吸蔵量を要求負荷及び機関回転数の関数としてそれぞれ予めマップ化しておき、これら燃焼毎の単位時間当りのＮＯX吸蔵量を積算することによってＮＯX吸蔵還元触媒装置８に吸蔵されているＮＯX量を推定することができる。
【００２６】
本実施例ではこのＮＯX吸蔵量が予め定められた許容値を越えた時にＮＯX吸蔵還元触媒装置８を再生するようになっている。図２は、このためのフローチャートである。本フローチャートは所定時間毎に繰り返される。先ず、ステップ１０１において、ＮＯX吸蔵還元触媒装置８の再生時期であるか否かが判断される。再生時期でない時にはそのまま終了するが、ＮＯX吸蔵量が予め定められた許容値を越えた時には、この判断は肯定されてステップ１０２へ進む。
【００２７】
ステップ１０２では、現在のリーン空燃比の低温燃焼又は普通燃焼（拡散燃焼）において、排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチ空燃比の所望再生空燃比にするために必要な追加燃料噴射量Ａを算出する。追加燃料噴射は、運転に必要な主燃料噴射が圧縮行程末期に実施されるのに対して、同じ燃料噴射弁１ａにより膨張行程又は排気行程に実施される。次いで、ステップ１０３においては追加燃料噴射を実施する時の筒内温度Ｔを測定又は推定し、ステップ１０４においては追加燃料噴射を実施する時の燃料噴射圧力Ｐを測定又は推定し、ステップ１０５においては追加燃料噴射を実施した直後の排気行程において気筒内から排出される排気ガス量Ｑを測定又は推定する。
【００２８】
ここで、排気ガス量Ｑは、前回のサイクルの排気ガス量を測定して、これを今回の排気ガス量Ｑとしても良く、また、エアフローメータ７により測定される今回の新気量と、制御弁（ＥＧＲ弁）１２の開度等に基づき推定される今回の気筒内への再循環排気ガス量と、機関回転数等とによって今回の排気ガス量Ｑを推定しても良い。燃料噴射圧力Ｐは、蓄圧室１ｂ内の燃料圧力として測定すれば良い。筒内温度Ｔは、温度センサにより実測しても良いが、例えば、前回の燃焼時の排気ガス温度をエキゾーストマニホルド３ａ等において測定し、これに基づき今回の筒内温度Ｔを推定しても良い。また、今回の主燃料噴射における燃料噴射量から推定しても良い。
【００２９】
膨張行程又は排気行程において実施される追加燃料噴射は、主燃料噴射に比較して、燃料噴射時の筒内圧力が低いために、燃料に作用する摩擦力が小さくなって燃料の微粒化が悪化し、また、燃料噴射時のピストン位置が低いために、噴射燃料がピストン頂面に形成されたキャビティ内へ侵入し難い。それにより、追加燃料噴射は、シリンダボアへ液状のまま到達して付着しエンジンオイルを希釈させるボアフラッシングを発生し易い。
【００３０】
図３は、追加燃料噴射の燃料噴射量に対するシリンダボアへの付着燃料割合の変化を示すグラフである。図示されているように、燃料噴射量が多いほど、付着燃料割合が大幅に増加しており、追加燃料噴射の燃料噴射量を少なくすればボアフラッシングを抑制することができる。
【００３１】
しかしながら、一回の燃料噴射量を少なくするために追加燃料噴射を分割すると、燃料噴射弁１ａの開閉回数を増加させ、燃料噴射弁１ａの寿命を低下させる。それにより、追加燃料噴射の分割は必要最小限とすることが好ましい。
【００３２】
図２のフローチャートのステップ１０６では、追加燃料噴射の燃料噴射量Ａが閾値Ａ’以下であれば、ステップ１０７において、追加燃料噴射は、燃料噴射量Ａを一回で噴射し、追加燃料噴射の燃料噴射量Ａが閾値Ａ’より多ければ、一回の燃料噴射量が閾値Ａ’以下となるように、追加燃料噴射は、燃料噴射量Ａを最少回数ｎで分割して噴射するようにしている。
【００３３】
ところで、本実施形態における閾値Ａ’は、一回の追加燃料噴射において排気ガスの空燃比を燃焼空燃比よりリッチ化するのに使用される燃料割合が、５０％以上の値、例えば７４％である燃料噴射量としている。すなわち、閾値Ａ’より多い燃料が追加燃料噴射として噴射されると、リッチ化のための燃料割合は７４％を下回ってエンジンオイルの希釈を意図する以上に促進させる。また、追加燃料噴射量Ａを決定する際には、閾値Ａ’に合わせて７４％がリッチ化のために使用されるとしているために、リッチ化のための燃料割合が７４％を下回ると、排気ガスの空燃比は、所望の再生空燃比よりリーン側となってＮＯX吸蔵還元触媒装置８の良好な再生が困難となる。
【００３４】
この閾値Ａ’は、前述した筒内温度Ｔ、燃料噴射圧力Ｐ、及び排気ガス量Ｑによって変化する。すなわち、筒内温度Ｔが高ければ、噴射燃料の微粒化が促進されてボアフラッシングが発生し難くなるために、リッチ化のための燃料割合を７４％とする閾値Ａ’は多くなる。また、燃料噴射圧力Ｐが高くなると、やはり、噴射燃料の微粒化が促進されてボアフラッシングが発生し難くなるために、リッチ化のための燃料割合を７４％とする閾値Ａ’は多くなる。
【００３５】
また、排気ガス量Ｑは、特に燃料噴射圧力Ｐが低い時に閾値Ａ’を変化させる。燃料噴射圧力Ｐが低くなると、噴射燃料の微粒化が悪化し、それに伴って気筒内での噴射燃料の気化も悪化する。それにより、排気行程において気筒内からミスト状で排出される燃料量が多くなり、こうして気体ではなくミスト状で排出される燃料の一部は、排気通路内壁へ付着し、その後に気化してからでないとＮＯX吸蔵還元触媒装置８に到達しない。排気ガス量が少なく、すなわち、排気ガスの流速が遅ければ、気筒内で気化した気化燃料及び排気通路内壁へ付着しないミスト状の燃料と、排気通路内壁へ付着した後に気化した燃料とは、ほぼ同時にＮＯX吸蔵還元触媒装置８へ到達し、排気通路へ付着した燃料もリッチ化に十分に寄与する。しかしながら、排気ガス量が多く、すなわち、排気ガスの流速が速いと、排気通路内壁へ付着した燃料が気化している間に、気筒内で気化した気化燃料及び排気通路内壁へ付着しないミスト状の燃料は、ＮＯX吸蔵還元触媒装置へ到達し、ミスト状で排出されて排気通路内壁へ付着する燃料は、リッチ化に殆ど寄与しなくなる。こうして、排気ガス量Ｑは、閾値Ａ’を変化させる。
【００３６】
このような閾値Ａ’を定数とすると、機関状態によっては、燃料噴射量Ａが閾値Ａ’を下回っているのにリッチ化のための燃料割合が７４％を下回ったり、分割が不必要であるにも係らずに追加燃料噴射が分割されたりすることがある。
【００３７】
本実施形態では、閾値Ａ’を筒内温度Ｔ、燃料噴射圧力Ｐ、及び排気ガス量Ｑに基づき変更するようにしており、図４は、そのためのマップを示している。図４において、実線Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは、それぞれ燃料噴射圧力が２０ＭＰａ、４０ＭＰａ、６０ＭＰａ、及び８０ＭＰａの場合の排気ガス量Ｑに対する閾値Ａ’の変化を示している。すなわち、各燃料噴射圧力Ｐにおいて、追加燃料噴射における一回の燃料噴射量は、対応する実線より左側としなければならず、ステップ１０２において算出された燃料噴射量Ａが、ステップ１０４において推定又は算出された燃料噴射圧力Ｐに対応する実線上の排気ガス量Ｑにより定まる閾値Ａ’より多い場合にだけ追加燃料噴射を分割する。図４に示すようなマップは筒内温度毎に設けられ、ステップ１０３において推定又は測定された筒内温度Ｔにより選択されて使用される。
【００３８】
このようにして閾値Ａ’を現在の最適値に変更することにより、追加燃料噴射の一回の燃料噴射量におけるリッチ化のための燃料割合を確実に７４％以上とすることができ、排気ガスの空燃比が所望の再生空燃比よりリーンとなることは防止され、また、追加燃料噴射が不必要に分割されることはなく、燃料噴射弁１ａの寿命低下を防止することができる。本実施形態において、追加燃料噴射時の筒内圧力はほぼ一定としているが、追加燃料噴射時の筒内圧力を測定又は推定して閾値Ａ’を変更するようにしても良い。
【００３９】
ところで、図５は、特定筒内温度の時の燃料噴射圧力Ｐが８０ＭＰａの場合における排気ガス量と燃料噴射量とに対するリッチ化のための燃料割合の変化を示すマップである。燃料噴射圧力Ｐが８０ＭＰａのように高ければ、噴射燃料は気筒内において十分に微粒化され、ミスト状で排出される燃料は非常に少ない。燃料噴射量が比較的多い時には、ミスト状で排出された燃料の一部が排気通路内壁へ付着してリッチ化に寄与しなくてもリッチ化のための燃料割合を殆ど変化させない。しかしながら、燃料噴射量が少ない時には、排気ガス量が多くて、前述したように排気通路内壁へ付着する燃料がリッチ化に寄与しないと、これが僅かな燃料であってもリッチ化のための燃料割合を大きく変化させることとなる。
【００４０】
このようなマップを各燃料噴射圧力Ｐ及び各筒内温度Ｔにおいて設定することにより、追加燃料噴射の一回の燃料噴射量に対して、７４％以上の実際の燃料割合の値を正確に把握することができる。こうして、追加燃料噴射の実際の一回の燃料噴射量におけるリッチ化のために使用された燃料割合が把握されれば、その残りの燃料はボアフラッシングに使用されたとして、エンジンオイルの希釈燃料量を算出することができる。
【００４１】
例えば、今回の追加燃料噴射に際して、分割されない又は分割された結果としての一回の燃料噴射量Ａ１におけるリッチ化のための燃料割合が８０％であるならば、Ａ１＊０．２を、この一回の燃料噴射に対するオイル希釈燃料量とすることができる。この積算値が設定値に達すれば、そのままでは内燃機関の潤滑不良が発生するとして、例えば、ＮＯX吸蔵還元触媒装置８の再生時期を早めて追加燃料噴射の燃料噴射量を減少させたり、又は、再生時期において理論空燃比又はリッチ空燃比での低温燃焼を実施したりして、潤滑不良を防止することができる。
【００４２】
ところで、燃料中にはイオウＳが含まれており、このイオウＳは気筒室内で酸素と反応してＳＯXとなる。従って排気ガス中にはＮＯXだけでなくＳＯXも含まれており、このＳＯXもＮＯXと同様なメカニズムによってＮＯX吸蔵還元触媒装置８に吸蔵される。ＮＯXは硝酸塩としてＮＯX吸蔵還元触媒装置８に吸蔵されるのに対して、ＳＯXは硝酸塩より安定な硫酸塩として吸蔵されるために、排気ガスの空燃比を単に再生空燃比としても放出させることはできず、徐々に吸蔵量が増加する。
【００４３】
それにより、例えば、積算された全気筒の主燃料噴射量及び追加燃料噴射量に基づきＮＯX吸蔵還元触媒装置８のＳＯX吸蔵量を推定し、この推定量が設定量に達した時には、ＮＯX吸蔵還元触媒装置８を所定温度へ昇温させ、その後に再生時と同様に追加燃料噴射により排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチ空燃比としてＳＯXを放出させる。ＮＯX吸蔵還元触媒装置８の昇温にも追加燃料噴射を利用することができる。また、機関始動時にＮＯX吸蔵還元触媒装置８又は他の触媒装置を昇温させる際にも追加燃料噴射を利用することができる。これらの追加燃料噴射においても前述した燃料噴射量制御を適用することができる。また、前述した燃料噴射量制御は、ディーゼルエンジンではなく、リーン空燃比において運転する筒内噴射式火花点火内燃機関にも適用可能である。
【００４４】
ところで、排気ガス再循環通路１０の接続部より上流側において、機関排気系にパティキュレートフィルタを配置したり、又は、ＮＯX吸蔵還元触媒装置８の担体を多孔質材により形成してウォールフロー型等とし、パティキュレートフィルタとしても機能させたりすれば、排気ガス中のパティキュレートが排気ガス再循環通路１０の制御弁１２及び機関吸気系のコンプレッサ５ａやインタークーラ４へ付着することを抑制することができる。特にＮＯX吸蔵還元触媒装置８に担持されたＮＯX吸蔵剤が活性酸素を放出するものであれば、捕集パティキュレートを活性酸素により自動的に酸化除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による燃料噴射制御装置を備えるディーゼルエンジンの概略図である。
【図２】追加燃料噴射のためのフローチャートである。
【図３】追加燃料噴射における燃料噴射量とシリンダボアへの付着燃料割合との関係を示すグラフある。
【図４】追加燃料噴射における燃料噴射量と新気量とに対して設定された閾値のマップである。
【図５】追加燃料噴射における燃料噴射量と新気量とに対して設定されたリッチ化のための燃料割合のマップである。
【符号の説明】
【００４６】
１    エンジン本体
２    機関吸気系
３    機関排気系
５ａ    コンプレッサ
５ｂ    タービン
６    スロットル弁
８    ＮＯX吸蔵還元触媒装置
１０    排気ガス再循環通路
【図１】
2006009595.tif 000003
【図２】
2006009595.tif 000004
【図３】
2006009595.tif 000005
【図４】
2006009595.tif 000006
【図５】
2006009595.tif 000007