(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置を昇温する場合に、１燃焼サイクルにおける１回以上のポスト噴射の実施時期及び燃料噴射量を規定する第１制御条件であって、各ポスト噴射時に噴射される燃料が前記気筒の内壁に到達せず、各ポスト噴射が、前記気筒の排気弁が開く前の、前記燃料噴射弁から噴射された燃料が着火しない期間内に実施され、最大ポスト噴射回数以下の回数のポスト噴射により要求量の燃料を噴射させる第１制御条件を満たすか否かを判定する第１処理を行い、前記第１処理により第１制御条件を満たさないと判定された場合には、前記気筒内の燃焼直後のガス量を増加させるための制御を行った後に前記第１制御条件を満たすか否かを判定する第２処理を、前記第１制御条件を満たすか前記ガス量が所定のガス量上限となるまで繰り返し、前記第２処理により前記第１制御条件が満たされた場合に、当該第１制御条件に従って前記燃料噴射弁に１回以上のポスト噴射を行わせる第１制御部と、
前記ガス量が前記所定のガス量上限となっても前記第２処理により前記第１制御条件が満たされない場合に、前記１燃焼サイクルにおける前記最大ポスト噴射回数のポスト噴射の実施時期及び燃料噴射量を規定する第２制御条件であって、最後に実施される最終ポスト噴射を除いた各ポスト噴射時に噴射される燃料が前記内壁に到達せず、前記最終ポスト噴射を除いた各ポスト噴射が、前記排気弁が開く前の、前記燃料噴射弁から噴射された燃料が着火しない期間内に実施され、前記最終ポスト噴射の燃料噴射量が、前記要求量から前記最終ポスト噴射を除いた各ポスト噴射の燃料噴射量の総和を減じた値であり、前記最終ポスト噴射により噴射された燃料の前記内壁への到着直前に前記排気弁が開き始める第２制御条件を求め、当該第２制御条件に従って前記燃料噴射弁に前記最大ポスト噴射回数のポスト噴射を行わせる第２制御部と、
を備えることを特徴とする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】
気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関（ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン）では、ポスト噴射により排気浄化装置に燃料を供給して排気浄化装置を昇温すること（例えば、特許文献１〜５参照）が行われている。
【０００３】
また、１回のポスト噴射による噴射燃料量が多いと、気筒内壁に燃料が到達して、ボアフラッシング、オイルダイリューションといった不具合が生じ得る。そのため、気筒内壁に到達しない量の燃料を複数回のポスト噴射で気筒内に供給すること（例えば、特許文献１及び２参照）も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５９３６３号公報
【特許文献２】特開２００６−１０４９８９号公報
【特許文献３】特開平３−１４９３１５号公報
【特許文献４】特開２０１４−０５５５５１号公報
【特許文献５】特開２０１３−０１９３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
気筒内壁に到達しない量の燃料を複数回のポスト噴射で気筒内に供給すれば、ボアフラッシングやオイルダイリューションが発生するのを抑止することが出来る。ただし、燃料噴射弁に行わせることが可能なポスト噴射の回数には制限がある。従って、気筒内壁に到達しない量の燃料のポスト燃料を繰り返すという手法により排気浄化装置に供給できる燃料量には限界があるが、当該限界を超えた量の燃料を排気浄化装置に供給したい場合もある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、気筒内壁に到達しない量の燃料噴射を繰り返すことにより排気浄化装置に供給できる量よりも多くの燃料を、燃料の気筒内壁への付着量を増大させることなく、排気浄化装置に供給できる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置は、前記内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置を昇温する場合に、１燃焼サイクルにおける１回以上のポスト噴射の実施時期及び燃料噴射量を規定する第１制御条件であって、各ポスト噴射時に噴射される燃料が前記気筒の内壁に到達せず、各ポスト噴射が、前記気筒の排気弁が開く前の、前記燃料噴射弁から噴射された燃料が着火しない期間内に実施され、最大ポスト噴射回数以下の回数のポスト噴射により要求量の燃料を噴射させる第１制御条件を満たすか否かを判定する第１処理を行い、前記第１処理により第１制御条件を満たさないと判定された場合には、前記気筒内の燃焼直後のガス量を増加させるための制御を行った後に前記第１制御条件を満たすか否かを判定する第２処理を、前記第１制御条件を満たすか前記ガス量が所定のガス量上限となるまで繰り返し、前記第２処理により前記第１制御条件が満たされた場合に、当該第１制御条件に従って前記燃料噴射弁に１回以上のポスト噴射を行わせる第１制御部と、前記ガス量が前記所定のガス量上限となっても前記第２処理により前記第１制御条件が満たされない場
合に、前記１燃焼サイクルにおける前記最大ポスト噴射回数のポスト噴射の実施時期及び燃料噴射量を規定する第２制御条件であって、最後に実施される最終ポスト噴射を除いた各ポスト噴射時に噴射される燃料が前記内壁に到達せず、前記最終ポスト噴射を除いた各ポスト噴射が、前記排気弁が開く前の、前記燃料噴射弁から噴射された燃料が着火しない期間内に実施され、前記最終ポスト噴射の燃料噴射量が、前記要求量から前記最終ポスト噴射を除いた各ポスト噴射の燃料噴射量の総和を減じた値であり、前記最終ポスト噴射により噴射された燃料の前記内壁への到着直前に前記排気弁が開き始める第２制御条件を求め、当該第２制御条件に従って前記燃料噴射弁に前記最大ポスト噴射回数のポスト噴射を行わせる第２制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、気筒内壁に到達しない量の燃料噴射を繰り返すことにより排気浄化装置に供給できる量よりも多くの燃料を、燃料の気筒内壁への付着量を増大させることなく、排気浄化装置に供給することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を適用した内燃機関システムの概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置としてのＥＣＵが実行するポスト噴射条件決定処理の流れ図である。
【図３】図３は、各ポスト噴射の実施時期の算出手順の説明図である。
【図４】図４は、ポスト噴射条件決定処理のステップＳ１０７において実行されるチェック処理の流れ図である。
【図５】図５は、ポスト噴射条件決定処理の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１に、本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置を適用した内燃機関システムの概略構成を示す。
【００１２】
この内燃機関システムは、車両に搭載されるシステムである。図示してあるように、内燃機関システムは、内燃機関１０、本実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置としてのＥＣＵ(Electronic Control Unit）４０等を備える。
【００１３】
内燃機関１０は、４つの気筒１１を有するディーゼルエンジンであり、内燃機関１０には、冷却水温度を検出するための温度センサ３１が取り付けられている。
【００１４】
内燃機関１０の各気筒１１には、コモンレール２２内の高圧燃料を気筒１１内に噴射する燃料噴射弁２０が配設されている。この燃料噴射弁２０には、燃料噴射率を検出するための圧力センサ２１が取り付けられており、コモンレール２２には、コモンレール２２内の燃料圧力を検出するための圧力センサ２３が取り付けられている。
【００１５】
各気筒１１には、インテークマニホールド（以下、インマニと表記する）１２ａを介して吸気通路１２が接続されている。また、各気筒１１には、エキゾーストマニホールド（以下、エキマニと表記する）１３ａを介して排気通路１３が接続されている。
【００１６】
吸気通路１２の途中には、吸気量を調整するためのスロットル弁１４が設けられている。また、吸気通路１２のスロットル弁１４よりも上流側の部分には、吸気量を検出するためのエアフローメータ３２と、吸気圧を検出するための圧力センサ３３とが設けられている。
【００１７】
インマニ１２ａには、インマニ１２ａ内の圧力を検出するための圧力センサ３３が取り
付けられている。また、インマニ１２ａとエキマニ１３ａの間には、内燃機関１０の排気の一部をインマニ１２ａに戻すためのＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)通路１５が配
設されている。このＥＧＲ通路１５の途中には、ＥＧＲ通路１５内を流れるＥＧＲガス量を調節するためのＥＧＲ弁１６が配設されている。
【００１８】
排気通路１３の途中には、排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）等を酸化するための酸化触媒２５ａと、排気中のＰＭ（Particulate Matter）を捕集するためのＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２５ｂとを並べた排気浄化装置２５が配設されている。また、排気通路
１３には、ＤＰＦ２５ｂの前後差圧を測定するための差圧センサ（図示略）、ＤＰＦ２５ｂの直下流の排気温度を検出するための温度センサ３７が取り付けられている。
【００１９】
ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、各種インタフェース回路等で構成されたユニットである。ＥＣＵ４０のフラッシュＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラム（ファームウェア）や、当該プログラムが参照する各種情報（マップ等）が記憶されている。
【００２０】
このＥＣＵ４０には、上記した各種センサと共に、アクセル開度センサ３５、クランク角センサ３６等が電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ４０は、ＣＰＵが上記プログラムを実行することにより、各種センサからの信号に基づき、本内燃機関システムの各部（燃料噴射弁２０、スロットル弁１４等）を統合的に制御するユニットとして機能する。
【００２１】
以下、ＥＣＵ４０の機能を、本実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置としての機能を中心に説明する。
【００２２】
ＥＣＵ４０は、ＤＰＦ２５ｂの再生を行っていない場合には、１回又は２回のパイロット噴射とメイン噴射とアフター噴射とを各燃料噴射弁２０に行わせ、ＤＰＦ２５ｂの再生時には、さらに１回以上のポスト噴射を各燃料噴射弁２０に行わせるユニットである。そして、ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁２０に行わせる１回以上のポスト噴射の実施時期及び燃料噴射量を、燃焼サイクル毎に、図２に示した手順のポスト噴射条件決定処理により決定するように、構成（プログラミング）されている。
【００２３】
以下、このポスト噴射条件決定処理の内容を説明する。尚、以下の説明において、ポスト噴射条件とは、燃料噴射弁２０に実施させる各ポスト噴射の実施時期（燃料噴射弁２０にポスト噴射を開始させるクランク角）及び燃料噴射量のことである。制御対象気筒とは、ポスト噴射条件決定処理によりポスト噴射条件が決定される気筒１１のことである。最小噴射量とは、燃料噴射弁２０に噴射させること可能な最小燃料量のことであり、最大ポスト噴射回数とは、燃料噴射弁２０に実施させることが可能なポスト噴射の回数の最大値のことである。
【００２４】
図２に示してあるように、ポスト噴射条件決定処理を開始したＥＣＵ４０は、まず、要求ポスト噴射量Ｑｐの値を、変数Ｑｐｒに設定する（ステップＳ１０１）。ここで、要求ポスト噴射量Ｑｐとは、制御対象気筒の燃料噴射弁２０から、排気浄化装置２５に供給すべき燃料量のことである。この要求ポスト噴射量Ｑｐは、例えば、ＤＰＦ２５ｂの温度（温度センサ３７により検出された排気温度）とＤＰＦ２５ｂの目標温度の差に基づき、算出される。
【００２５】
ステップＳ１０１の処理を終えたＥＣＵ４０は、変数ｎに“１”を設定する（ステップＳ１０２）。
【００２６】
続くステップＳ１０３にて、ＥＣＵ４０は、ｎ回目に実施するポスト噴射（以下、ポスト噴射ｎと表記する）の実施時期θｎを算出する。
【００２７】
ステップＳ１０３の処理では、ｎが“１”である場合には、燃料噴射弁２０から噴射された燃料が着火しない最進角時期として設定されている時期が、ポスト噴射１の実施時期θ１として算出される。また、ｎが“１”ではない場合（“２”以上である場合）には、ポスト噴射ｎ−１の完了時期（燃料噴射弁２０からの燃料噴射の完了時期）に、燃料噴射弁２０の最小燃料噴射間隔Ｔｍｉｎを加算した値が、ポスト噴射ｎの実施時期θｎとして算出される。すなわち、図３に模式的に示したように、ポスト噴射２（“ｐ２”）の実施時期θ２は、ポスト噴射１（“ｐ１”）の完了時期にＴｍｉｎを加算することによって算出され、ポスト噴射３（“ｐ３”）の実施時期θ３は、ポスト噴射２（“ｐ２”）の完了時期にＴｍｉｎを加算することによって算出される。
【００２８】
ステップＳ１０３（図２）の処理を終えたＥＣＵ４０は、算出した実施時期θｎが制御対象気筒の排気弁の開時期以前であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。そして、ＥＣＵ４０は、実施時期θｎが排気弁の開時期以前であった場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）には、限界噴射量ＱｐｎＬを算出する（ステップＳ１０５）。
【００２９】
ステップＳ１０５にて算出される限界噴射量ＱｐｎＬは、実施時期θｎに、その量の燃料噴射を燃料噴射弁２０に開始させた場合に、『燃料噴射弁２０の各噴孔から気筒内壁までの距離−各噴孔からの燃料噴霧の到達距離≦規定値』が成立することになる燃料量である。ステップＳ１０５の処理は、そのような限界噴射量ＱｐｎＬを算出できる処理であれば良い。従って、ステップＳ１０５の処理は、実施時期θｎにおけるガス量を実施時期θｎと内燃機関１０の運転状態とから求め、気筒内のガス量と限界噴射量との対応関係を記憶したマップから、求めた実施時期θｎにおけるガス量に対応付けられている限界噴射量ＱｐｎＬを読み出す処理であっても良い。また、ステップＳ１０５の処理は、燃料噴射量を所定量ずつ変化させて燃料噴霧の到達距離を求める処理を、『気筒内壁までの距離−燃料噴霧の到達距離≦規定値』が成立する燃料噴射量が得られるまで繰り返す処理であっても良い。
【００３０】
実施時期θｎが排気弁の開時期以前ではなかった場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、限界噴射量ＱｐｎＬを算出することなく、ＱｐｎＬに“０”を設定する（ステップＳ１０６）。尚、後述するように、本ポスト噴射条件決定処理（図２の処理）は、ｎ値が、“最大ポスト噴射回数＋１”を超えることがない処理となっている。そして、近年の燃料噴射弁２０の最小燃料噴射間隔は短いため、ポスト噴射条件決定処理は、通常、ステップＳ１０４で“ＮＯ”側への分岐が行われることなく、完了する。
【００３１】
ステップＳ１０５又はＳ１０６の処理を終えたＥＣＵ４０は、チェック処理（ステップＳ１０７）を行う。
【００３２】
ｎ値が小さい場合には、チェック処理では、何も行われない（いずれの変数の値も変更されない）。そのため、チェック処理の詳細を説明する前に、図２の残りのステップの内容を説明してしまうことにする。
【００３３】
チェック処理を終えたＥＣＵ４０は、ステップＳ１０８にて、『ＱｐｎＬ≧Ｑｐｒ』が成立しているか否かを判断する。そして、ＥＣＵ４０は、『ＱｐｎＬ≧Ｑｐｒ』が成立していた場合（ステップＳ１０８；ＹＥＳ）には、変数ＱｐｎにＱｐｒ値を設定（ステップＳ１０９）してから、ポスト噴射条件決定処理（図２の処理）を終了する。
【００３４】
一方、『ＱｐｎＬ≧Ｑｐｒ』が成立していなかった場合（ステップＳ１０８；ＮＯ）、
ＥＣＵ４０は、ＱｐｎＬ値が“０”であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。そして、ＥＣＵ４０は、ＱｐｎＬ値が“０”であった場合（ステップＳ１１０；ＹＥＳ）には、ポスト噴射条件決定処理を終了する。また、ＥＣＵ４０は、ＱｐｎＬ値が“０”ではなかった場合（ステップＳ１１０；ＮＯ）には、ＱｐｎＬ値が“−１”であるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。そして、ＥＣＵ４０は、ＱｐｎＬ値が“−１”であった場合（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）には、ステップＳ１０１以降の処理を開始する。
【００３５】
尚、ＱｐｎＬ値に基づく上記のような分岐が行われるようにしているのは、チェック処理が、ポスト噴射条件が確定した場合に、ＱｐｎＬ値を“０”とする処理であると共に、ポスト噴射条件を算出し直す必要が生じた場合に、ＱｐｎＬ値を“−１”とする処理となっているからである。
【００３６】
ＱｐｎＬ値が“−１”ではなかった場合（ステップＳ１１１；ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、Ｑｐｒ値からＱｐｎ値を減ずる処理（ステップＳ１１２）と、ｎ値を“１”だけインクリメントする処理（ステップＳ１１３）とを行う。すなわち、ポスト噴射条件が確定しておらず、ポスト噴射条件を算出し直す必要もない場合（ステップＳ１１１；ＮＯ）には、ポスト噴射ｎの燃料噴射量であるＱｐｎ値をＱｐｒ値から減ずる処理（ステップＳ１１２）と、燃料噴射量、実施時期を算出するポスト噴射を、次のポスト噴射とするための処理（ステップＳ１１３）とが行われる。
【００３７】
ステップＳ１１３の処理を終えたＥＣＵ４０は、ステップＳ１０３以降の処理を再び開始する。
【００３８】
以下、チェック処理（図２のステップＳ１０７）について説明する。
チェック処理は、図４に示した手順の処理である。
【００３９】
すなわち、このチェック処理を開始したＥＣＵ４０は、まず、『ＱｐｎＬ＜最小噴射量』が成立しているか否かを判断する（ステップＳ２０１）。
【００４０】
このステップＳ２０１では、通常、『限界噴射量ＱｐｎＬ＜最小噴射量』が成立しているか否かが判断される。ただし、実施時期θｎが排気弁の開時期後となると、変数ＱｐｎＬに“０”が設定される（図２のステップＳ１０４及びＳ１０５参照）。従って、ステップＳ２０１の判断が、ＱｐｎＬ＝０である（実施時期θｎが排気弁の開時期後となった）か否かの判断となる場合もある。
【００４１】
『ＱｐｎＬ＜最小噴射量』が成立していなかった場合（ステップＳ２０１；ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、『ｎ＞最大ポスト噴射回数』が成立しているか否かを判断する（ステップＳ２０２）。そして、ＥＣＵ４０は、『ｎ＞最大ポスト噴射回数』が成立していなかった場合（ステップＳ２０２；ＮＯ）には、このチェック処理を終了して、既に説明したステップＳ１０８（図２）以降の処理を開始する。
【００４２】
一方、『ｎ＞最大ポスト噴射回数』が成立していた場合（ステップＳ２０２；ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、制御対象気筒内のガス量が、予め設定されているガス量上限未満であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。より具体的には、このステップＳ２０３にて、ＥＣＵ４０は、燃焼直後のガス量の推定値とガス量上限とを比較する。
【００４３】
ＥＣＵ４０は、『ＱｐｎＬ＜最小噴射量』が成立していた場合（ステップＳ２０１；ＮＯ）にも、ステップＳ２０３の判断を行う。
【００４４】
ガス量がガス量上限未満であった場合（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、
スロットル弁１４の開度制御等によりガス量を増量する（ステップＳ２０４）。このステップＳ２０４の処理は、ガス量を所定量増量する処理であっても、ガス量をガス量上限まで増量する処理であっても良い。
【００４５】
ステップＳ２０４の処理を終えたＥＣＵ４０は、ＱｐｎＬに“−１”を設定する（ステップＳ２０５）。そして、ＥＣＵ４０は、チェック処理を終了する。
【００４６】
既に説明したように、チェック処理後に、ＱｐｎＬ＝−１が成立している場合（図２のステップＳ１１１参照）、ポスト噴射条件決定処理が最初からやり直される。そして、ガス量が多い程、限界噴射量が多くなるのであるから、ガス量がガス量上限未満であった場合（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、各ポスト噴射の燃料噴射量がより多いポスト噴射条件が求められることになる。
【００４７】
ＥＣＵ４０は、ガス量がガス量上限未満ではなかった場合（ステップＳ２０３；ＮＯ）には、ポスト噴射条件調整処理を開始する。図４において、点線枠内に記載されているステップからなる処理が、ポスト噴射条件調整処理である。
【００４８】
ポスト噴射条件調整処理を開始したＥＣＵ４０は、まず、Ｑｐｒ値が第１分配割当可能量未満であるか否かを判断する（ステップＳ２１１）。
【００４９】
ここで、第１分配割当可能量とは、ポスト噴射１〜ｎ−１のいずれの実施時にも燃料が気筒内壁に到達しないように、燃料噴射量Ｑｐ１〜Ｑｐ（ｎ−１）に分配することができる燃料量のことである。この第１分配割当可能量は、固定値であっても、上記条件を満たす燃料量の最大値（以下、第１分配割当可能最大燃料量と表記する）から求められる値（例えば、“第１分配割当可能最大燃料量・α”（α＜１）や、“第１分配割当可能最大燃料量−β”（β＞０））であっても良い。
【００５０】
尚、第１分配割当可能最大燃料量は、ポスト噴射１〜ｎ−１の限界噴射量と、各ポスト噴射の燃料噴霧の到達距離が気筒内壁までの距離と一致する燃料量（以下、噴霧到達燃料量と表記する）から求めることが出来る。従って、第１分配割当可能最大燃料量から第１分配割当可能量を求める場合には、ステップＳ１０５における限界噴射量の算出時に、噴霧到達燃料量も算出するようにしておけば良い。
【００５１】
Ｑｐｒ値が第１分配割当可能量未満であった場合（ステップＳ２１１；ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、θｎが排気弁開時以前であるか否かを判断する（ステップＳ２１２）。詳細については後述するが、このステップＳ２１２の判断はなくても良い。
【００５２】
ＥＣＵ４０は、θｎが排気弁開時以前であった場合（ステップＳ２１２；ＹＥＳ）には、Ｑｐｒ値分の燃料を、ポスト噴射１〜ｎ−１のいずれの実施時にも燃料が気筒内壁に到達しないようにＱｐ１〜Ｑｐ（ｎ−１）に分配する（ステップＳ２１３）。
【００５３】
このステップＳ２１３では、通常、実施時期がより早いポスト噴射により多くの燃料を分配する処理が行われる。より具体的には、第１分配割当可能量として、第１分配割当可能最大燃料量・α（α＜１）が用いられている場合、ステップＳ２１３では、各ポスト噴射について、（噴霧到達燃料量−限界噴射量）・αを算出し、算出した値を各ポスト噴射の燃料噴射量に加算する処理が行われる。ただし、ステップＳ２１３の処理は、各ポスト噴射に同量の燃料を分配する処理（各ポスト噴射の燃料噴射量に同じ燃料量を加算する処理）であっても良い。
【００５４】
ステップＳ２１３の処理を終えたＥＣＵ４０は、Ｑｐｎ、ＱｐｎＬに、それぞれ、“０
”を設定する（ステップＳ２１４）。そして、ＥＣＵ４０は、ポスト噴射条件調整処理及びチェック処理（図４の処理）を終了して、ステップＳ１０８（図２）以降の処理を開始する。尚、Ｑｐｎ、ＱｐｎＬ値が共に“０”である場合、ステップＳ１０８で“ＮＯ”側への分岐が行われ、ステップＳ１１０で“ＮＯ”側への分岐が行われ、ステップＳ１１１で“ＹＥＳ”側への分岐が行われる。従って、ステップＳ２１３（及びＳ２１４）の処理が行われた場合、ポスト噴射条件決定処理（図２の処理）が終了される。
【００５５】
図４に示してあるように、ＥＣＵ４０は、Ｑｐｒ値が第１分配割当可能量以上であった場合（ステップＳ２１１；ＮＯ）と、θｎが排気弁開時期後であった場合（ステップＳ２１２；ＮＯ）とには、Ｑｐ１〜Ｑｐ（ｎ−２）に第２分配割当可能量分の燃料を分配する（ステップＳ２２１）。このステップＳ２２１にて使用される第２分配割当可能量は、ポスト噴射１〜ｎ−２のいずれの実施時にも燃料が気筒内壁に到達しないようにＱｐ１〜Ｑｐ（ｎ−２）に分配可能な燃料量である。この第２分配割当可能量は、上記した第１分配割当可能量と同様に、固定値であっても、上記条件を満たす燃料量の最大値（以下、第２分配割当可能最大燃料量と表記する）から求められる値（例えば、“第２分配割当可能最大燃料量・α”（α＜１）や、“第２分配割当可能最大燃料量−β”（β＞０））であっても良い。また、ステップＳ２２１の処理は、上記したステップＳ２１３の処理と同様に、実施時期がより早いポスト噴射により多くの燃料を分配する処理であっても、各ポスト噴射に同量の燃料を分配する処理であっても良い。
【００５６】
ステップＳ２２１の処理を終えたＥＣＵ４０は、Ｑｐ（ｎ−１）値に『Ｑｐｒ−第２分配割当可能量』を加算する（ステップＳ２２２）。すなわち、ＥＣＵ４０は、Ｑｐ（ｎ−１）値を、Ｑｐ１〜Ｑｐ（ｎ−２）値の総和をＱｐ値から減じた値に変更する。
【００５７】
さらに、ＥＣＵ４０は、実施時期θ（ｎ−１）を、ポスト噴射ｎ−１により噴射された燃料の気筒内壁への到達直前に排気弁が開き始める時期まで遅角する（ステップＳ２２３）。すなわち、ＥＣＵ４０は、このステップＳ２２３にて、噴射燃料の気筒内壁への到達直前に排気弁が開き始めるポスト噴射ｎ−１の実施時期θ（ｎ−１）を算出する。尚、ステップＳ２２３の処理としては、内燃機関１０の運転状況から排気弁の開時期近傍のガス量を推定し、推定結果に基づき、排気弁の開時期近傍に燃料噴射弁２０から噴射された燃料の気筒内壁への到達時間を算出し、算出した到達時間を用いて上記実施時期θ（ｎ−１）を算出する処理を採用することが出来る。また、より内容の簡単な処理（到達時間として内燃機関１０の運転状況別に予め設定されている時間を使用する処理等）をステップＳ２２３の処理として採用することも出来る。
【００５８】
その後、ＥＣＵ４０は、Ｑｐｎ、ＱｐｎＬに、それぞれ、“０”を設定（ステップＳ２２４）。そして、ＥＣＵ４０は、ポスト噴射条件調整処理及びチェック処理を終了し、ステップＳ１０８、Ｓ１１０及びＳ１１１（図２）の判断を行ってポスト噴射条件決定処理を終了する。
【００５９】
以下、ポスト噴射条件決定処理の内容を、さらに具体的に説明する。尚、燃料噴射弁２０が一般的なものである場合、通常、『ＱｐｎＬ＜最小噴射量』や『θｎ＞排気弁開時期』が成立する前に、『ｎ＞最大ポスト噴射回数』が成立する。そのため、以下では、『ｎ＞最大ポスト噴射回数』の成立前に、『ＱｐｎＬ＜最小噴射量』や『θｎ＞排気弁開時期』が成立しない場合を中心に、ポスト噴射条件決定処理の内容を説明する。
【００６０】
上記手順から明らかなように、ポスト噴射条件決定処理では、ポスト噴射条件調整処理が行われることなくポスト噴射条件が確定する場合と、ステップＳ２２１〜Ｓ２２４の処理が行われてポスト噴射条件が確定する場合と、ステップＳ２１３の処理が行われてポスト噴射条件が確定する場合とがある。
【００６１】
ポスト噴射条件調整処理が行われることなくポスト噴射条件が確定するのは、要求ポスト噴射量Ｑｐが、ガス量増量前／増量後に算出されるＱｐ１Ｌ〜ＱｐＭＬ（Ｍは、最大ポスト噴射回数）の総和以下であった場合である。
【００６２】
例えば、要求ポスト噴射量Ｑｐと、ステップＳ１０５（図２）の処理時に算出されるＱｐ１Ｌとの間に、『Ｑｐ≦Ｑｐ１Ｌ』という関係が成立する場合を考える。この場合、ｎ＝１の状態で実行されるステップＳ１０３、Ｓ１０５にて、θ１、Ｑｐ１Ｌが算出される。ステップＳ１０７のチェック処理では、『ｎ（＝１）＞最大ポスト噴射回数』（及び『ＱｐｎＬ（＝Ｑｐ１Ｌ）＜最小噴射量』）が成立していないため、何も行われない（いずれの変数値も変更されない）。そして、『Ｑｐ≦Ｑｐ１Ｌ』という関係が成立している場合、『Ｑｐ１Ｌ≧Ｑｐｒ（＝Ｑｐ）』が成立するため、ｎ＝１の状態で実行されるステップＳ１０８にて“ＹＥＳ”側への分岐が行われる。その結果、ポスト噴射１の燃料噴射量、実施時期が、それぞれ、Ｑｐｎ１（＝Ｑｐ）、θ１であることが決定されて、ポスト噴射条件決定処理が終了される。
【００６３】
また、要求ポスト噴射量Ｑｐと、ステップＳ１０５の処理時に算出されるＱｐ１Ｌ及びＱｐ２Ｌとの間に、『Ｑｐ１Ｌ＜Ｑｐ≦（Ｑｐ１Ｌ＋Ｑｐ２Ｌ）』という関係が成立する場合には、ｎ＝１の状態で実行されるステップＳ１０８にて“ＮＯ”側への分岐が行われる。そして、ｎ＝２の状態で実行されるステップＳ１０８にて“ＹＥＳ”側への分岐が行われて、ポスト噴射条件決定処理が終了する。すなわち、この場合、実施するポスト噴射が２回であり、ポスト噴射１の燃料噴射量、実施時期が、それぞれ、Ｑｐｎ１、θ１であり、ポスト噴射２の燃料噴射量、実施時期が、それぞれ、Ｑｐｎ２（＝Ｑｐ−Ｑｐｎ１）、θ２であることが決定されて、ポスト噴射条件決定処理が終了される。
【００６４】
要求ポスト噴射量Ｑｐが、ガス量増量前に算出されるＱｐ１Ｌ〜ＱｐＭＬ（Ｍは、最大ポスト噴射回数）の総和以下である場合には、ｎ＝１〜Ｍ−１の状態で実行される各ステップＳ１０８にて“ＮＯ”側への分岐が行われる。そして、ｎ＝Ｍの状態で実行されるステップＳ１０８にて“ＹＥＳ”側への分岐が行われ、ポスト噴射１〜Ｍの燃料噴射量、実施時期が決定される。
【００６５】
要求ポスト噴射量Ｑｐが、ガス量増量前に算出されるＱｐ１Ｌ〜ＱｐＭＬの総和よりも大きかった場合には、ｎ＝Ｍの状態で実行されるステップＳ１０８にて“ＮＯ”側への分岐が行われる。そして、ｎが“１”インクリメントされた後に実行されるチェック処理のステップＳ２０２にて、“ＹＥＳ”側の分岐が行われて、『ガス量＜ガス量上限』が成立するか否かが判断される。
【００６６】
『ガス量＜ガス量上限』が成立していなかった場合（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、ガス量が増量されて、ポスト噴射条件決定処理が最初からやり直される。従って、ガス量がガス量上限となる前にＱｐ１Ｌ〜ＱｐＭＬの総和が要求ポスト噴射量Ｑｐ以上となった場合には、ポスト噴射条件調整処理（図４のステップＳ２１１以降の処理）が行われることなく、ポスト噴射条件決定処理が終了される。
【００６７】
一方、ガス量がガス量上限となってもＱｐ１Ｌ〜ＱｐＭＬの総和が要求ポスト噴射量Ｑｐ以上とならなかった場合（ステップＳ２０３；ＮＯ）、ポスト噴射条件調整処理が行われる。
【００６８】
ポスト噴射条件調整処理が開始される場合、『Ｑｐ１Ｌ〜ＱｐＭＬの総和＝Ｑｐ−Ｑｐｒ』が成立している。従って、要求ポスト噴射量Ｑｐの燃料をＭ回のポスト燃料で気筒内に供給するためには、各ポスト噴射にＱｐｒ値分の燃料を分配する（各ポスト噴射の燃料
噴射量を、増加分の総和がＱｐｒ値となるように増加させる）必要がある。ただし、各ポスト噴射による噴射燃料が気筒内壁に到達しないように各ポスト噴射に分配できる燃料量には限界がある。そのため、ステップＳ２１１において、Ｑｐｒ値分の燃料を、各ポスト噴射による噴射燃料が気筒内壁に到達しない形でＱｐ１Ｌ〜ＱｐＭＬに分配できるか否かが判断される。
【００６９】
Ｑｐｒ値分の燃料を、各ポスト噴射による噴射燃料が気筒内壁に到達しない形でＱｐ１Ｌ〜ＱｐＭＬに分配できる場合には、各燃料噴射量にＱｐｒ値分の燃料が分配される（ステップＳ２１３）。そして、ポスト噴射条件調整処理及びポスト条件決定処理が終了される。
【００７０】
一方、Ｑｐｒ値分の燃料を、各ポスト噴射による噴射燃料が気筒内壁に到達しない形でＱｐ１Ｌ〜ＱｐＭＬに分配できない場合には、Ｑｐｒ値よりも小さな第２分配割当可能量の燃料が、Ｑｐ１Ｌ〜Ｑｐ（Ｍ−１）Ｌに分配される（ステップＳ２２１）。そして、ポスト噴射Ｍの燃料噴射量ＱｐＭＬが、Ｑｐ１〜Ｑｐ（Ｍ−２）値の総和をＱｐ値から減じた値に変更される（ステップＳ２２２）。さらに、ポスト噴射Ｍの実施時期θＭが、ポスト噴射Ｍによる噴射燃料が気筒内壁に到達する直前に制御対象気筒の排気弁が開くことになる時期まで遅角される（ステップＳ２２３）。
【００７１】
すなわち、上記手順で算出される燃料噴射量ＱｐＭＬは、その量の燃料をステップＳ１０５の処理で算出された時期θＭに燃料噴射弁２０に噴射させると気筒内壁に到達してしまう量であるが、排気弁が開くと、気筒内に排気弁に向かう気流が発生する。従って、ポスト噴射Ｍによる噴射燃料を当該気流に載せて気筒外に排出させることが出来る。ただし、気流が遅くなっても燃料噴射が継続していると、燃料が気筒内壁に到達してしまう。そのため、排気弁が開いてからポスト噴射Ｍが完了するまでの時間が短いことが望まれる。そして、第２分配割当可能量の燃料をＱｐ１Ｌ〜Ｑｐ（Ｍ−１）Ｌに分配すれば、燃料噴射量ＱｐＭＬを少なくすることができ、ポスト噴射Ｍの実施時期θＭを上記時期とすれば、排気弁が開いた後の燃料噴射時間を短くすることができる。そのため、上記手順によりポスト噴射条件が決定されるようにしているのである。
【００７２】
以下、ポスト噴射条件決定処理について幾つかの事項を補足する。
【００７３】
燃料噴射弁２０の仕様によっては、『ｎ＞最大ポスト噴射回数』が成立する前に、『ＱｐｎＬ＜最小噴射量』や『θｎ＞排気弁開時期』が成立すること場合もある。
【００７４】
『ｎ＞最大ポスト噴射回数』が成立する前に『ＱｐｎＬ＜最小噴射量』が成立した場合（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、ポスト噴射条件決定処理では、『ｎ＞最大ポスト噴射回数』が成立した場合と同じ処理が行われる。また、『ｎ＞最大ポスト噴射回数』が成立する前に『θｎ＞排気弁開時期』が成立した場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）、ポスト噴射条件決定処理では、ＱｐｎＬ値が“０”とされ、その結果として、『ｎ＞最大ポスト噴射回数』が成立した場合と同じ処理が行われる。
【００７５】
従って、ポスト噴射条件決定処理によれば、『ｎ＞最大ポスト噴射回数』が成立する前に、『ＱｐｎＬ＜最小噴射量』や『θｎ＞排気弁開時期』が成立した場合にも、適切なポスト噴射条件を求めることが出来る。
【００７６】
また、ポスト噴射条件決定処理を、θｎが排気弁開時期以前であるか否か（図２、ステップＳ２１１）によってポスト噴射条件の決定法を変更する処理としているのは、以下の理由による。
【００７７】
θｎが排気弁開時期後である場合、θ（ｎ−１）（最後のポスト噴射の実施時期）は、排気弁開時期近傍の時期となっている。従って、時期θ（ｎ−１）に燃料噴射弁２０に噴射させて気筒内壁に到達しない燃料量は、極めて少ないものとなる。一方、排気弁開時期近傍まで実施時期θ（ｎ−１）を遅角すれば、気筒内壁に到達させることなく、当該燃料量よりも多くの燃料を燃料噴射弁２０に噴射させることが出来る。
【００７８】
そして、ステップＳ１０７で算出される限界噴射量や、ステップＳ２１３で各燃料噴射量に加算される値が正確な値ではない可能性があることを考えると、θｎが排気弁開時期後である場合には、ステップＳ２２１〜Ｓ２２３の処理によりポスト噴射条件を決定した方が良いことになる。そのため、ポスト噴射条件決定処理を、θｎが排気弁開時期以前であるか否かによってポスト噴射条件の決定法を変更する処理としているのである。
【００７９】
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置としてのＥＣＵ４０は、排気浄化装置２５を昇温する場合に、まず、ポスト噴射条件決定処理の、ステップＳ２２１〜Ｓ２２４を除いた各ステップの処理により、１回以上のポスト噴射の実施時期及び燃料噴射量を規定する第１制御条件であって、各ポスト噴射時に噴射される燃料が気筒内壁に到達せず、各ポスト噴射が、排気弁が開く前の、燃料噴射弁から噴射された燃料が着火しない期間内に実施され、最大ポスト噴射回数以下の回数のポスト噴射により要求量の燃料が噴射される第１制御条件の特定を試みる。
【００８０】
そして、ＥＣＵ４０は、第１制御条件が特定できた場合には、当該第１制御条件に従って燃料噴射弁２０に１回以上のポスト噴射を行わせる。
【００８１】
一方、第１制御条件を特定できなかった場合、ＥＣＵ４０は、ステップＳ２２１〜Ｓ２２４の処理により、各最大回数のポスト噴射の実施時期及び燃料噴射量を規定する第２制御条件であって、最後に実施される最終ポスト噴射を除いた各ポスト噴射時に噴射される燃料が気筒内壁に到達せず、最終ポスト噴射を除いた各ポスト噴射が、排気弁が開く前の、燃料噴射弁から噴射された燃料が着火しない期間内に実施され、最終ポスト噴射の燃料噴射量が、要求量から他の各ポスト噴射の燃料噴射量の総和を減じた値であり、最終ポスト噴射により噴射された燃料の気筒内壁への到着直前に排気弁が開き始める第２制御条件を特定する。そして、ＥＣＵ４０は、特定した第２制御条件に従って燃料噴射弁２０に最大回数のポスト噴射を行わせる。
【００８２】
排気弁が開くと、気筒内に排気弁に向かう気流が生ずるので、最終ポスト噴射を、最終ポスト噴射により噴射された燃料の気筒内壁への到着直前に排気弁が開き始める時期に行えば、排気弁が開くことにより生じた気流に載って噴射燃料が気筒外に排出される。
【００８３】
従って、ＥＣＵ４０の上記手順の制御によれば、気筒内壁に到達しない量の燃料噴射を繰り返すことにより排気浄化装置２５に供給できる量よりも多くの燃料を、排気浄化装置２５に供給することができる。
【００８４】
《変形形態》
上記した技術は、各種の変形を行えるものである。例えば、上記した内燃機関１０は、排気通路１３に、酸化触媒２５ａとＤＰＦ２５ｂとを並べた排気浄化装置２５が設けられたディーゼルエンジンであったが、上記手順により制御される内燃機関は、ポスト噴射により昇温する必要がある排気浄化装置を備えた、直噴型の内燃機関でありさえすれば、ディーゼルエンジンであってもガソリンエンジンであっても良い。
【００８５】
また、上記したポスト噴射条件決定処理の限界噴射量は、その量の燃料噴射を燃料噴射弁２０に開始させた場合に、『燃料噴射弁２０の各噴孔から気筒内壁までの距離−各噴孔
からの燃料噴霧の到達距離≦規定値』が成立することになる燃料量であったが、限界噴射量は、『実施時期θｎに噴射させた場合に、燃料噴霧の到達距離が気筒内壁までの距離と一致する燃料量』から所定量を減じた値であっても良い。また、規定値や所定量として小さな値を採用した上で、ポスト噴射条件決定処理（ポスト噴射条件調整処理）を、ステップＳ２１３及びＳ２２１の処理が行われない処理に変形しても良い。
【００８６】
ポスト噴射条件決定処理を、ステップＳ１０４の判断や、ステップＳ２０１の判断が行われない処理に変形しても良い。また、ポスト噴射条件決定処理を、ステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理が行われない処理（ステップＳ２０２で“ＹＥＳ”側に分岐した場合、ステップＳ２１１からの処理が行われる処理）に変形しても良い。
【００８７】
また、内燃機関１０のような、コモンレール２２が用いられている４気筒の内燃機関では、或る気筒におけるメイン噴射の実行時期と、他の気筒におけるポスト噴射の実行時期とが近接する。そして、メイン噴射が実行されると、レール圧（コモンレール２２内の燃料圧）が低下し、レール圧が低い状態でポスト噴射を行えば、燃料噴射圧が下がるため、より多くの燃料を気筒内壁に到達させない形で気筒内に噴射できる。
【００８８】
従って、ステップＳ２２３の処理を、最終ポスト噴射の実施時期θ（ｎ−１）を、排気弁開時期近傍の時期とする処理ではなく、図５に模式的に示したように、メイン噴射によりレール圧が下がっている期間中に最終ポスト噴射が行われるように、最終ポスト噴射の実施時期を決定する処理としておいても良い。
【符号の説明】
【００８９】
１０・・・内燃機関
１１・・・気筒
１２・・・吸気通路
１２ａ・・・インテークマニホールド
１３・・・排気通路
１３ａ・・・エキゾーストマニホールド
１４・・・スロットル弁
１５・・・ＥＧＲ通路
１６・・・ＥＧＲ弁
２０・・・燃料噴射弁
２１，２３，３３・・・圧力センサ
２２・・・コモンレール
２５・・・排気浄化装置
２５ａ・・・酸化触媒
２５ｂ・・・ＤＰＦ
３１，３７・・・温度センサ
３２・・・エアフローメータ
３５・・・アクセル開度センサ
３６・・・クランク角センサ
４０・・・ＥＣＵ
【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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