(57)【要約】【課題】排気浄化手段の状態に応じて空燃比を現状よりも過濃側へと制御してもＰＭやスモークの発生を抑えること。【解決手段】性状の異なる少なくとも２種類の燃料（第１燃料Ｆ１，第２燃料Ｆ２）の内の少なくとも１種類を用いて運転される多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置において、排気浄化手段７２の状態に従って燃焼時の空燃比を現状よりも過濃側に制御する際、運転条件（機関回転数及び機関負荷）に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いが高いほど過濃側への空燃比制御量を大きくする空燃比制御手段（電子制御装置１）を設けること。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
性状の異なる少なくとも２種類の燃料の内の少なくとも１種類を用いて運転される多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置において、
排気浄化手段の状態に従って燃焼時の空燃比を現状よりも過濃側に制御する際、運転条件に応じた燃焼室内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いが高いほど前記過濃側への空燃比制御量を大きくする空燃比制御手段を設けたことを特徴とする多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置。
【請求項２】
性状の異なる少なくとも２種類の燃料の内の少なくとも１種類を用いて運転される多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置において、
排気浄化手段の状態に従って燃焼時の空燃比を現状よりも過濃側に制御する際、燃焼室内に導かれる燃料中におけるＰＭ・スモーク抑制度合いの高い燃料の含有割合を多くする燃料含有割合制御手段を設けたことを特徴とする多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置。
【請求項３】
前記過濃側への空燃比制御を行う際の燃焼モードは、圧縮自着火拡散燃焼モード又は予混合火花点火火炎伝播燃焼モードであることを特徴とした請求項１又は２に記載の多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置。
【請求項４】
前記排気浄化手段の状態とは、該排気浄化手段の昇温要求が為されている状態又は還元要求が為されている状態であることを特徴とした請求項１，２又は３に記載の多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、性状の異なる少なくとも２種類の燃料の内の少なくとも１種類を用いて運転される多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、希薄燃焼させる内燃機関の技術分野においては、希薄燃焼時に発生する多量の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化させるべく、そのＮＯｘを希薄燃焼時に吸蔵し、還元雰囲気にて窒素へと還元させるＮＯｘ触媒が知られている。例えば、下記の特許文献１には、ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元する際に、予混合燃焼モードから拡散燃焼モードへと切り替えてリッチスパイク制御を行う排気浄化装置について開示されている。尚、下記の特許文献２には、予混合燃焼モードから拡散燃焼モードへと切り替えることによって燃焼温度を上昇させ、これにより、排気浄化触媒やＤＰＦ（ＰＭ捕集装置）の昇温を図らんとしている技術について開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８８４８７号公報
【特許文献２】特開２００３−６５１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、性状の異なる複数種類の燃料を用いて運転される多種燃料内燃機関においては、例えば、燃焼室内に導かれる燃料がＰＭやスモークを発生させ易い性状のものであった場合、空燃比を現状の値から過濃側へと制御すると、燃焼時にＰＭやスモークを発生させてしまう虞がある。従って、例えば、上記特許文献１に開示された技術を多種燃料内燃機関に適用した場合には、ＮＯｘを還元させることはできるが、その反面、燃焼室内に導かれる燃料の性状如何でＰＭやスモークを発生させてしまうので好ましくない。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、排気浄化手段の状態に応じて空燃比を現状よりも過濃側へと制御してもＰＭやスモークの発生を抑えることが可能な多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、性状の異なる少なくとも２種類の燃料の内の少なくとも１種類を用いて運転される多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置において、排気浄化手段の状態に従って燃焼時の空燃比を現状よりも過濃側に制御する際、運転条件に応じた燃焼室内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いが高いほど過濃側への空燃比制御量を大きくする空燃比制御手段を設けている。
【０００７】
内燃機関においては、排気浄化手段の状態による空燃比の過濃側への制御指示があったとしても、空燃比が過濃側へと濃くなるにつれてＰＭやスモークが発生し易くなるので、その排気浄化手段を最良の状態へと移行させ難い。しかしながら、この請求項１記載の多種燃料内燃機関においては、運転条件に応じた燃焼室内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いが高くなっていく（即ち、ＰＭやスモークが発生し難くなる）に従って過濃側への空燃比制御量を大きくするので、ＰＭやスモークの発生を抑制しながらも、排気浄化手段を最良の状態へと移行させることができるようになる。
【０００８】
また、上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、性状の異なる少なくとも２種類の燃料の内の少なくとも１種類を用いて運転される多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置において、排気浄化手段の状態に従って燃焼時の空燃比を現状よりも過濃側に制御する際、燃焼室内に導かれる燃料中におけるＰＭ・スモーク抑制度合いの高い燃料の含有割合を多くする燃料含有割合制御手段を設けている。
【０００９】
この請求項２記載の多種燃料内燃機関においては、ＰＭ・スモーク抑制度合いの高い燃料の含有割合を多くすることによってＰＭやスモークを発生させ難くなるので、ＰＭやスモークの発生を抑制しながら、排気浄化手段を最良の状態へと移行させることができるようになる。
【００１０】
ここで、過濃側への空燃比制御を行う際の燃焼モードとは、請求項３記載の発明の如く、圧縮自着火拡散燃焼モード又は予混合火花点火火炎伝播燃焼モードである。
【００１１】
また、排気浄化手段の状態とは、請求項４記載の発明の如く、この排気浄化手段の昇温要求が為されている状態又は還元要求が為されている状態である。即ち、排気浄化手段のＰＭ再生要求が為されている状態又はＮＯｘ若しくはＳＯｘの還元要求が為されている状態のことである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置によれば、排気浄化手段の状態に応じて空燃比を現状よりも過濃側へと制御したとしても、その空燃比が運転条件や燃焼室内に導かれる燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いを考慮に入れた上で設定しているので、ＰＭやスモーク発生の抑制と排気浄化手段の最良の状態への移行を両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
本発明に係る多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置の実施例１を図１から図５に基づいて説明する。以下においては、適用対象たる多種燃料内燃機関の一例を説明しつつ本実施例１の排気浄化制御装置について詳述する。
【００１５】
ここで例示する多種燃料内燃機関は、個別の燃料タンクに貯留されている夫々に性状の異なる燃料を予め混合し、この混合燃料を燃焼室に導いて運転される内燃機関であって、図１に示す如く構成され、その図１に示す電子制御装置（ＥＣＵ）１によって燃焼制御等の各種制御動作が実行される。その電子制御装置１は、図示しないＣＰＵ（中央演算処理装置），所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），そのＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ），予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されている。尚、その図１においては１気筒のみを図示しているが、本発明は、これに限らず、多気筒の多種燃料内燃機関にも適用可能である。本実施例１においては、複数の気筒を具備しているものとして説明する。
【００１６】
この多種燃料内燃機関には、燃焼室ＣＣを形成するシリンダヘッド１１，シリンダブロック１２及びピストン１３が備えられている。ここで、そのシリンダヘッド１１とシリンダブロック１２は図１に示すヘッドガスケット１４を介してボルト等で締結されており、これにより形成されるシリンダヘッド１１の下面の凹部１１ａとシリンダブロック１２のシリンダボア１２ａとの空間内にピストン１３が往復移動可能に配置される。そして、上述した燃焼室ＣＣは、そのシリンダヘッド１１の凹部１１ａの壁面とシリンダボア１２ａの壁面とピストン１３の頂面１３ａとで囲まれた空間によって構成される。
【００１７】
本実施例１の多種燃料内燃機関は、機関回転数や機関負荷等の運転条件及び運転モードに応じた空燃比となるよう空気と燃料を燃焼室ＣＣに送り込み、その運転条件等に応じた燃焼制御を実行する。従って、本実施例１の電子制御装置１には、その燃焼室ＣＣにおける燃焼時の空燃比の調節を運転条件等に応じて行う空燃比制御手段が設けられている。
【００１８】
例えば、本実施例１の多種燃料内燃機関には、通常運転モードにおいて、空燃比を運転条件に応じた濃度の希薄空燃比（リーン空燃比）となるように制御させ、この希薄空燃比の条件下で燃焼モードとして用意した圧縮自着火拡散燃焼モードでの運転を行わせる。
【００１９】
その圧縮自着火拡散燃焼モードとは、圧縮行程の燃焼室ＣＣ内で形成された高温の圧縮空気の中に高圧の燃料を噴射することによって燃料の一部を自己着火させ、その燃料と空気を拡散混合させながら燃焼を進行させる燃焼形態のことである。ここで、燃焼室ＣＣ内の圧縮空気と燃料は瞬時に混合され難いので、燃料の噴射開始直後においては、所々で空燃比に濃淡が生じる。一方、拡散燃焼させる際には一般的に下記の如き着火性に優れた燃料を使用することが好ましく、そのような着火性の良好な燃料は、全噴射量が噴射し終わるのを待つことなく、燃焼に適した空燃比の部分において自ら発火する。これが為、この圧縮自着火拡散燃焼モードにおいては、燃焼に適した空燃比の部分の燃料が先に自己着火し、これにより形成された火炎が残りの燃料と空気を巻き込みながら徐々に燃焼を進行させる。
【００２０】
ところで、この圧縮自着火拡散燃焼モードで運転させる為には、通常、発火点が圧縮空気の圧縮熱よりも低い着火性の良好な燃料が必要とされる。例えば、その着火性の良い燃料としては、軽油やジメチルエーテルなどが考えられる。更に、近年、軽油の代替燃料としてＧＴＬ（Ｇａｓ  Ｔｏ  Ｌｉｑｕｉｄｓ）燃料が注目されており、このＧＴＬ燃料は、所望の性状のものとして生成し易い。これが為、着火性の良い燃料には、着火性を高めるべく生成されたＧＴＬ燃料を使用することもできる。このような着火性の良好な燃料は、圧縮自着火拡散燃焼を可能にするだけでなく、圧縮自着火拡散燃焼モードで運転する際にＮＯｘの発生量を減少させ、更に、燃焼時の騒音や振動を抑えることができる。
【００２１】
ここで、燃焼室ＣＣに送り込まれる空気については、図１に示す吸気通路２１とシリンダヘッド１１の吸気ポート１１ｂを介して外部から吸入される。一方、同じく燃焼室ＣＣに送り込まれる燃料については、図１に示す燃料供給装置５０を用いて供給される。
【００２２】
先ず、空気の供給経路について説明する。本実施例１の吸気通路２１上には、外部から導入した空気に含まれる塵埃等の異物を除去するエアクリーナ２２と、外部からの吸入空気量を検出するエアフロメータ２３と、が設けられている。この多種燃料内燃機関においては、そのエアフロメータ２３の検出信号が電子制御装置１へと送られ、その検出信号に基づいて電子制御装置１が吸入空気量や機関負荷等を算出する。
【００２３】
また、その吸気通路２１上におけるエアフロメータ２３よりも下流側には、燃焼室ＣＣ内への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２４と、このスロットルバルブ２４を開閉駆動するスロットルバルブアクチュエータ２５と、が設けられている。本実施例１の電子制御装置１における空燃比制御手段は、そのスロットルバルブアクチュエータ２５を運転条件及び運転モードに従って駆動制御し、その運転条件等に応じた弁開度（換言すれば、吸入空気量）となるようにスロットルバルブ２４の開弁角度を調節させる。例えば、そのスロットルバルブ２４は、運転条件や運転モードに応じた空燃比を成す為に必要な吸入空気量の空気が燃焼室ＣＣに吸入されるよう調節される。この多種燃料内燃機関においては、そのスロットルバルブ２４の弁開度を検出し、その検出信号を電子制御装置１に送信するスロットル開度センサ２６が設けられている。
【００２４】
更に、吸気ポート１１ｂはその一端が燃焼室ＣＣに開口しており、その開口部分に当該開口を開閉させる吸気バルブ３１が配設されている。その開口の数量は１つでも複数でもよく、その開口毎に吸気バルブ３１が配備される。従って、この多種燃料内燃機関においては、その吸気バルブ３１を開弁させることによって吸気ポート１１ｂから燃焼室ＣＣ内に空気が吸入される一方、その吸気バルブ３１を閉弁させることによって燃焼室ＣＣ内への空気の流入が遮断される。
【００２５】
ここで、その吸気バルブ３１としては、例えば、図示しない吸気側カムシャフトの回転と弾性部材（弦巻バネ）の弾発力に伴って開閉駆動されるものがある。この種の吸気バルブ３１においては、その吸気側カムシャフトとクランクシャフト１５の間にチェーンやスプロケット等からなる動力伝達機構を介在させることによってその吸気側カムシャフトをクランクシャフト１５の回転に連動させ、予め設定された開閉時期に開閉駆動させる。本実施例１の多種燃料内燃機関においては、このようなクランクシャフト１５の回転に同期して開閉駆動される吸気バルブ３１を適用する。
【００２６】
但し、この多種燃料内燃機関は、その吸気バルブ３１の開閉時期やリフト量を変更可能な所謂可変バルブタイミング＆リフト機構等の可変バルブ機構を具備してもよく、これにより、その吸気バルブ３１の開閉時期やリフト量を運転条件及び運転モードに応じた好適なものへと可変させることができるようになる。更にまた、この多種燃料内燃機関においては、かかる可変バルブ機構と同様の作用効果を得るべく、電磁力を利用して吸気バルブ３１を開閉駆動させる所謂電磁駆動弁を利用してもよい。
【００２７】
続いて、燃料供給装置５０について説明する。この燃料供給装置５０は、運転条件等に応じて性状の異なる複数種類の燃料の内の少なくとも１種類を燃焼室ＣＣ内に直接導くものである。本実施例１にあっては、個別の燃料タンクに貯留されている性状の異なる２種類の燃料（第１燃料タンク４１Ａの第１燃料Ｆ１と第２燃料タンク４１Ｂの第２燃料Ｆ２）の中から１種類を選択し又は当該各燃料を予め所定の燃料混合比率で混合し、その単一の燃料又は混合燃料を燃焼室ＣＣ内に直接噴射させるべく構成したものについて例示する。
【００２８】
具体的に、この燃料供給装置５０は、第１燃料Ｆ１を第１燃料タンク４１Ａから吸い上げて第１燃料通路５１Ａに送出する第１フィードポンプ５２Ａと、第２燃料Ｆ２を第２燃料タンク４１Ｂから吸い上げて第２燃料通路５１Ｂに送出する第２フィードポンプ５２Ｂと、を備えている。
【００２９】
また、この燃料供給装置５０には、その第１及び第２の燃料通路５１Ａ，５１Ｂから夫々に第１及び第２の燃料Ｆ１，Ｆ２が送られてきた際にこれらを混ぜ合わせ、その内の何れか一方の燃料のみが送られてきた際にはそのまま下流へと流す燃料混合手段５３と、この燃料混合手段５３における混合燃料又は単一の燃料を加圧して高圧燃料通路５４に圧送する高圧燃料ポンプ５５と、その高圧燃料通路５４の混合燃料又は単一の燃料を夫々の気筒に分配するデリバリ通路５６と、このデリバリ通路５６から供給された混合燃料又は単一の燃料を燃焼室ＣＣ内に噴射する各気筒の燃料噴射弁５７と、が設けられている。
【００３０】
この燃料供給装置５０においては、その第１フィードポンプ５２Ａ，第２フィードポンプ５２Ｂ及び燃料混合手段５３を電子制御装置１の燃料含有割合制御手段に駆動制御させ、これにより、運転条件や燃焼モードに応じた所定の燃料混合比率の混合燃料が燃料混合手段５３で生成されるように構成する。例えば、この燃料供給装置５０は、その第１フィードポンプ５２Ａと第２フィードポンプ５２Ｂの夫々の吐出量を電子制御装置１の燃料含有割合制御手段に加減させることによって混合燃料の燃料混合比率を調節してもよく、その燃料含有割合制御手段の指示に従って燃料混合手段５３に第１及び第２の燃料Ｆ１，Ｆ２の夫々の混合割合を増減させて混合燃料の燃料混合比率を調節してもよい。ここで、その燃料混合比率として１０対０が選択された場合、燃料含有割合制御手段は、第１フィードポンプ５２Ａ又は第２フィードポンプ５２Ｂの内の何れか一方を駆動制御して該当する燃料を燃料混合手段５３に送り込み、この燃料混合手段５３にその単一の燃料をそのまま下流へと流させる。尚、その燃料混合比率は、そのように運転条件等に応じて変わる変動値であってもよいが、これに限らず、予め設定されている一定値であってもよい。
【００３１】
また、この燃料供給装置５０は、その高圧燃料ポンプ５５及び燃料噴射弁５７を電子制御装置１の燃料噴射制御手段に駆動制御させ、これにより、所望の燃料噴射量，燃料噴射時期及び燃料噴射期間等の運転条件や燃焼モードに応じた燃料噴射条件で上記の混合燃料又は単一の燃料が噴射されるように構成する。例えば、その電子制御装置１の燃料噴射制御手段には、その混合燃料又は単一の燃料を高圧燃料ポンプ５５から圧送させ、運転条件や燃焼モード等に応じた燃料噴射条件で燃料噴射弁５７に噴射を実行させる。
【００３２】
尚、本実施例１の空燃比制御手段においては、その制御機能の一部として燃料噴射制御手段を用意している。
【００３３】
そのようにして燃焼室ＣＣに供給された混合燃料又は単一の燃料は、上述した空気と相俟って燃焼モードに対応する着火モードの着火動作によって燃焼させられる。そして、その燃焼された後の筒内ガス（燃焼ガス）は、燃焼室ＣＣから図１に示す排気ポート１１ｃへと排出される。ここで、この排気ポート１１ｃには、燃焼室ＣＣとの間の開口を開閉させる排気バルブ６１が配設されている。その開口の数量は１つでも複数でもよく、その開口毎に上述した排気バルブ６１が配備される。従って、この多種燃料内燃機関においては、その排気バルブ６１を開弁させることによって燃焼室ＣＣ内から排気ポート１１ｃに燃焼ガスが排出され、その排気バルブ６１を閉弁させることによって燃焼ガスの排気ポート１１ｃへの排出が遮断される。
【００３４】
ここで、その排気バルブ６１としては、上述した吸気バルブ３１と同様に、動力伝達機構を介在させたもの、所謂可変バルブタイミング＆リフト機構等の可変バルブ機構を具備したものや所謂電磁駆動弁を適用することができる。
【００３５】
また、本実施例１の多種燃料内燃機関においては、その排気ポート１１ｃに排出された燃焼ガス（以下、「排気ガス」という。）が図１に示す排気通路７１を介して大気に放出される。これが為、その排気通路７１上には、排気ガス中の有害成分の浄化を行う排気浄化手段７２が配設されている。
【００３６】
例えば、本実施例１の多種燃料内燃機関は、通常運転モードにおいて、前述したが如く希薄空燃比下で圧縮自着火拡散燃焼（以下、「リーン圧縮自着火拡散燃焼」という。）させているので、酸素雰囲気での燃焼温度の上昇に伴って窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成量が増加してしまう。これが為、この本実施例１の排気浄化手段７２には、ＮＯｘ等の有害成分を無害な窒素（Ｎ2），水（Ｈ2Ｏ）及び二酸化炭素（ＣＯ2）へと浄化させるＮＯｘ触媒７２ａが備えられている。
【００３７】
そのＮＯｘ触媒７２ａとしてはＮＳＲ（ＮＯｘ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）やＤＰＮＲ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ−ＮＯｘ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）が知られており、本実施例１においては、その内の何れか一方が適用される。
【００３８】
そのＮＳＲとは、希薄燃焼時に大量発生したＮＯｘの大部分を硝酸塩の形で触媒中に吸蔵し、その硝酸塩を還元雰囲気の下でＮ2に還元する所謂ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のことである。尚、このＮＯｘ吸蔵還元型触媒においては、希薄燃焼時に吸蔵されなかった僅かなＮＯｘや排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）がそのＨＣやＣＯの酸化還元作用によりＮ2，Ｈ2Ｏ，ＣＯ2へと浄化される。
【００３９】
一方、ＤＰＮＲとは、粒子状物質（ＰＭ）とＮＯｘを同時に連続して浄化させることが可能なシステムのことであり、例えば、ＰＭ捕集装置たるＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）にＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持させたものである。
【００４０】
ここで、本実施例１のＮＯｘ触媒７２ａとしてＮＳＲを適用する場合には、ＰＭやスモークの大気への放出を抑える為に、この排気浄化手段７２にＤＰＦを配備する。
【００４１】
ところで、本実施例１のＮＯｘ触媒７２ａにおいては、通常運転時に吸蔵されたＮＯｘをＮ2へと還元させる為に、通常運転時よりも温度上昇させ、更に、そのＮＯｘを通常運転時よりも酸素濃度の低い状態に置き、還元剤としてのＨＣやＣＯを供給して還元雰囲気を作り出す必要がある。
【００４２】
そこで、本実施例１の多種燃料内燃機関においては、空燃比を希薄空燃比よりも過濃側に制御して燃焼させる所謂リッチスパイク制御によって還元雰囲気を形成する。これが為、この本実施例１の多種燃料内燃機関においては、通常運転モードから切り替えてリッチスパイク制御を行うリッチスパイク運転モードが用意されており、ここでは、具体的に、空燃比を希薄空燃比から理論空燃比（ストイキ空燃比）又は過濃空燃比（リッチ空燃比）に制御して圧縮自着火拡散燃焼させる。
【００４３】
ここで、この多種燃料内燃機関においては、過濃側への空燃比制御量が大きくなるにつれて、排気ガスの温度が高くなり、また、ＨＣやＣＯの生成量が多くなるので、ＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されているＮＯｘのＮ2への還元量を増やすことができる。
【００４４】
このようにリッチスパイク制御を行うことによってＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されたＮＯｘのＮ2への還元が可能になるが、その一方で、その際に燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料がＰＭやスモークを発生させ易い性状のものである場合には、その際の運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）にもよるが、空燃比が過濃側に制御されるにつれてＰＭやスモークが発生し易くなる。
【００４５】
従って、本実施例１においては、通常運転モードからリッチスパイク運転モードへと切り替えられた際に、燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０と運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）に応じて、ＰＭやスモーク発生を抑えつつ、ＮＯｘ触媒７２ａにおけるＮＯｘを還元させることが可能なリッチスパイク制御時の目標空燃比の設定を行う。そのＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０とは、燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料自体のＰＭやスモークの発生し難さ（蒸発性の良さ又は含酸素量）の程度を表したものである。
【００４６】
具体的に、本実施例１においては、その燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０と運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）に基づいて、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳを求め、このＰＭ・スモーク抑制度合いＳに応じて、リッチスパイク制御時にＰＭやスモーク発生の抑制とＮＯｘの還元効果を両立させることが可能な目標空燃比を算出する。
【００４７】
ここで、その運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳとは、運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）の下で燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭやスモークの発生し難さの程度を表したものであり、その運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）と燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０とをパラメータにしたマップデータ等から求めさせる。例えば、その燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０が同じであっても、機関回転数Ｎｅが高いほど又は機関負荷Ｋｌが高いほど燃焼室ＣＣ内の温度や圧力を上昇させることができる。従って、その燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０が同じでも機関回転数Ｎｅ又は機関負荷Ｋｌが基準回転数又は基準負荷よりも高い場合には、ＰＭやスモークの発生が抑えられるようになるので、運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳを燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０よりも高く設定する。一方、その燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０が同じでも機関回転数Ｎｅ又は機関負荷Ｋｌが基準回転数又は基準負荷よりも低い場合には、燃焼室ＣＣ内の温度や圧力が低下してしまい、ＰＭやスモークが発生し易くなるので、運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳを燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０よりも低く設定する。
【００４８】
更に、その運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高い（即ち、ＰＭやスモークが発生し難い）場合には、過濃側への空燃比制御量を大きくしてもＰＭやスモークの発生を抑えることができ、寧ろ空燃比をより過濃側へと制御することで上記の如くＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されたより多くのＮＯｘをＮ2へと還元して浄化させることができるようになる。その反面、そのＰＭ・スモーク抑制度合いＳが低い（即ち、ＰＭやスモークが発生し易い）場合には、過濃側への空燃比制御量を大きくしてしまうとＰＭやスモークが発生してしまう。
【００４９】
従って、本実施例１においては、その運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高くなるにつれて過濃側への空燃比制御量を大きくした目標空燃比が設定されるように、図２に示すリッチスパイク制御時の目標空燃比設定マップデータを予め行った実験やシミュレーションの結果に基づいて用意しておく。尚、この図２においては、リッチスパイク制御時に過濃燃焼させるべく過濃空燃比へと設定される目標空燃比設定マップデータを例示しているが、この目標空燃比設定マップデータについては、理論空燃比にも設定可能なものであってもよい。
【００５０】
ここで、その燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０が低すぎた場合には、如何にリッチスパイク制御時の目標空燃比を可変させたとしても、ＰＭやスモークの発生を抑えることは不可能に近い。例えば、この本実施例１の多種燃料内燃機関においては、圧縮自着火拡散燃焼モードで運転する為に着火性の高い軽油を第１燃料Ｆ１として利用するが、この軽油は蒸発性に劣り且つ含酸素量も少ないのでＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０が低く、ＰＭやスモークの抑制との観点からは有用でない。これが為、本実施例１においては、例えば、相対的にＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０の高い燃料を第２燃料Ｆ２として第２燃料タンク４１Ｂに貯留させる。
【００５１】
このＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０の高い燃料には、蒸発性の高い燃料又は含酸素量の多い燃料を使用する。例えば、この場合のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０の高い燃料としては、ガソリンやアルコール燃料、蒸発性を高くしたＧＴＬ（Ｇａｓ  Ｔｏ  Ｌｉｑｕｉｄｓ）燃料、ＦＡＭＥ（脂肪酸メチルエステル）、ナフサ等が考えられる。尚、例えば、第１燃料Ｆ１として重質油を適用するのであれば、これに対して軽油のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０が高くなるので、その軽油を第２燃料Ｆ２に適用してもよい。
【００５２】
以下に、本実施例１の多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置におけるリッチスパイク制御時の目標空燃比設定動作の一例を図３のフローチャートに基づき説明する。本実施例１の排気浄化制御装置は、上述した電子制御装置１の一機能として構成されている。
【００５３】
先ず、本実施例１の電子制御装置１には、燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０が入力される（ステップＳＴ１）。
【００５４】
このＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０は、例えば、第１燃料Ｆ１のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ１，第２燃料Ｆ２のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ２，及び第１燃料Ｆ１と第２燃料Ｆ２の燃料混合比率に応じて求めることのできる値であり、これら３要素をパラメータにしたマップデータ等から求めさせる。
【００５５】
ここで、その第１及び第２の燃料Ｆ１，Ｆ２のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ１，Ｓ２については、例えば、給油施設にて知ることができるようにして、その第１及び第２の燃料Ｆ１，Ｆ２毎に運転者等の操作者が電子制御装置１のＲＡＭ等に入力できるよう構成しておいてもよく、また、給油施設の給油装置と車輌との間で情報の授受ができるようにして、その給油装置から給油時に電子制御装置１のＲＡＭ等へと入力されるように構成してもよい。また、ここでの第１燃料Ｆ１と第２燃料Ｆ２の燃料混合比率については、リッチスパイク制御時の固有の値として予め設定されているものとする。
【００５６】
更に、本実施例１の電子制御装置１には、この多種燃料内燃機関における現在の機関回転数Ｎｅと機関負荷Ｋｌが入力される（ステップＳＴ２）。
【００５７】
ここで、その機関回転数Ｎｅについては、図１に示すクランク角センサ１６の検出信号から把握することができる。このクランク角センサ１６は、クランクシャフト１５の回転角度を検出するセンサである。一方、機関負荷Ｋｌについては、上述したエアフロメータ２３の検出信号から把握することができる。
【００５８】
続いて、この本実施例１の電子制御装置１は、上記ステップＳＴ１，ＳＴ２における燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０と機関回転数Ｎｅと機関負荷Ｋｌとに基づいて、その運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳを求める（ステップＳＴ３）。
【００５９】
そして、本実施例１の電子制御装置１の空燃比制御手段は、その運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳに適合するリッチスパイク制御時の目標空燃比を上述した目標空燃比設定マップデータから算出して設定する（ステップＳＴ４）。
【００６０】
このように、本実施例１の多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置は、リッチスパイク制御を行ってＮＯｘ触媒７２ａのＮＯｘをＮ2へと還元させる際に、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高いほど過濃側への空燃比制御量を大きくして理論空燃比から過濃空燃比の間で目標空燃比を設定し、この過濃側の目標空燃比の下で圧縮自着火拡散燃焼モード運転させる。このリッチスパイク制御運転は、例えば、所定の極短時間だけ継続又は間欠的に行う。
【００６１】
従って、この多種燃料内燃機関においては、その運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高くなるにつれて、ＰＭやスモーク発生を抑え易くなり、更に、ＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されているＮＯｘがより酸素濃度の低い状態に置かれ、そこに多くの還元剤としてのＨＣやＣＯが供給されるようになるので、より多くのＮＯｘを還元させることができる。一方、この多種燃料内燃機関においては、運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳが低いときには過濃側への空燃比制御量が小さくなっているので、ＮＯｘの還元を行いながらも、ＰＭやスモークの発生を抑えることができる。これが為、この多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置によれば、リッチスパイク制御時にＰＭやスモーク発生を抑制しながらも、そのＰＭ・スモーク抑制度合いＳに適した良好なＮＯｘの還元効果を得ることができる。
【００６２】
ところで、ここでは、燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０と運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）とを用いて、その運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳを求めさせたが、これとは別の方法で運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳを算出してもよい。例えば、その運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳと実際に生成されたスモークの生成量とについては、お互いに一意の関係を有するものとして類推できる。これが為、その運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳについては、排気通路７１上の排気浄化手段７２よりも排気ガス流動方向上流側に図１に示すスモークセンサ７３を配設し、このスモークセンサ７３が検知したリッチスパイク制御時のスモークの生成量に基づいて算出させることができる。尚、その際、リッチスパイク制御時の目標空燃比が設定されるまではＰＭやスモークが生成されてしまうが、これらは、ＮＯｘ触媒７２ａとしてのＮＳＲと共に排気浄化手段７２に設けたＤＰＦ又はＮＯｘ触媒７２ａとしてのＤＰＮＲにおけるＤＰＦにおいて捕集されるので、大気へと放出されることはない。
【００６３】
また、本実施例１においては、燃料含有割合制御手段が第１燃料Ｆ１と第２燃料Ｆ２の燃料混合比率を０対１０から１０対０までの間で任意に設定させることができる。これが為、本実施例１の多種燃料内燃機関においては、全燃料の中で相対的にＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０の高い第２燃料Ｆ２のみで運転させることもできれば、この第２燃料Ｆ２の混合割合を多くした混合燃料で運転させることも可能である。従って、上述したリッチスパイク制御時の目標空燃比を設定する際には、相対的にＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０の高い第２燃料Ｆ２のみ又は燃焼室ＣＣ内における第２燃料Ｆ２の含有割合を多くした燃料で運転させるものとして目標空燃比の算出を行ってもよい。これにより、この場合には、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高くなるので、更に過濃側へとリッチスパイク制御時の目標空燃比を設定することができるようになり、ＰＭやスモークの発生を抑制しながら、ＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵された更に多くのＮＯｘをＮ2へと還元させることができる。
【００６４】
ここで、通常運転時にＮＯｘ触媒７２ａへと多量のＮＯｘを吸蔵させる為には、リッチスパイク制御時にできる限り多くのＮＯｘを還元させて、ＮＯｘの吸蔵スペースを大きく空ける必要がある。
【００６５】
そこで、本実施例１の多種燃料内燃機関においては、排気浄化手段７２がＰＭ捕集装置（ＤＰＦ）としての機能を備えているので、このＤＰＦへのＰＭの捕集量が所定よりも少なければ、ＰＭやスモークの発生を黙認してでも、リッチスパイク制御時の目標空燃比を設定する際に過濃側への空燃比制御量を更に大きくとることが好ましい。
【００６６】
例えば、この場合の本実施例１の電子制御装置１は、図４のフローチャートに示す如く、先ず、上述した図３に示すフローチャートの場合と同様にして、運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳに適合するリッチスパイク制御時の目標空燃比の算出を行う（ステップＳＴ１〜ＳＴ４）。
【００６７】
そして、ここでの電子制御装置１は、排気浄化手段７２のＤＰＦへのＰＭ捕集量が所定よりも少ないか否か判断する（ステップＳＴ５）。
【００６８】
ここで、そのＰＭ捕集量については、例えば、排気通路７１上における排気浄化手段７２の上下流側に各々図１に示す圧力センサ７４，７５を配設し、これらの圧力差の大きさに応じて求めることができる。例えば、この場合には、圧力差が小さければＰＭ捕集量が少なく、圧力差が大きければＰＭ捕集量が多くなっている状態を表しているので、これらの相関関係を予め求めておいたマップデータを用意しておけばよい。尚、排気浄化手段７２がＮＳＲとＤＰＦを備えて成るものである場合には、より正確な圧力差を検出する為に、夫々の圧力センサ７４，７５をＤＰＦの上下流側に各々配備することが好ましい。
【００６９】
また、そのＰＭ捕集量については、これまでの運転モードや運転条件等の運転状態の履歴から類推することができるので、これを利用して求めてもよい。即ち、ＰＭやスモークの発生量は、その運転状態に応じて変動していくものであり、時々刻々と変化していく運転状態に応じたＰＭ発生量を積算していくことによって、ＤＰＦへのＰＭ捕集量を推定させればよい。
【００７０】
一方、このＰＭ捕集量と比較される所定値については、そのＤＰＦの捕集可能なＰＭの全量に対しての値として求めることが好ましく、例えば、その捕集可能なＰＭの全量に対して何割等の割合で定めればよい。また、この所定値は、捕集し得る残りの量を基準にして定めてもよい。
【００７１】
この電子制御装置１は、このようにして求められたＰＭ捕集量と所定値との比較によって「所定以上のＰＭが捕集されている」との判断を行った場合、上記ステップＳＴ４で求めた目標空燃比をリッチスパイク制御時の目標空燃比として設定する（ステップＳＴ６）。これにより、この場合には、上記図３に示すフローチャートの場合と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、この電子制御装置１は、その比較によって「ＰＭ捕集量が所定よりも少ない」との判断を行った場合、上記ステップＳＴ４で求めた目標空燃比を過濃側に補正し、この補正目標空燃比をリッチスパイク制御時の目標空燃比として設定する（ステップＳＴ７）。
【００７３】
例えば、ここでは、予め規定されている補正量又はＤＰＦにおけるＰＭ捕集可能な残りの量に応じた変動補正量を加味して、過濃側へと補正した補正目標空燃比を求めることができる。また、このステップＳＴ７においては、予め設定してある補正目標空燃比を利用してもよい。例えば、この場合の補正目標空燃比は、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳに依存させることなく設定することができる。
【００７４】
これにより、この場合には、上記ステップＳＴ６の目標空燃比で運転させるよりも更にＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されているＮＯｘを酸素濃度の低い状態に置き、そこに多くの還元剤としてのＨＣやＣＯを供給することができるので、そのＮＯｘをより多くＮ2へと還元させることができるようになる。その際、上記ステップＳＴ６の目標空燃比で運転させるときと比べてＰＭやスモークが発生してしまうが、このＰＭやスモークは、余裕のある排気浄化手段７２のＤＰＦに捕集されるので、大気への放出が免れる。
【００７５】
以上示したように、本実施例１の多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置は、ＰＭやスモーク発生の抑制とＮＯｘ触媒７２ａにおけるＮＯｘのＮ2への還元効果を両立させている。また、ＰＭやスモークを発生させた場合であっても、排気浄化手段７２のＤＰＦに捕集させることによって大気への放出を防いでいる。
【００７６】
しかしながら、これまで説明した態様においては、リッチスパイク制御の運転時間（以下、「リッチスパイク時間」という。）Ｔｒｓについて詳細に言明していないので、このリッチスパイク時間Ｔｒｓが短すぎればＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されている全てのＮＯｘを還元させることができず、また、このリッチスパイク時間Ｔｒｓが長すぎればその全てのＮＯｘを還元し終えているにも拘わらず過濃燃焼されて無駄な燃料消費が行われてしまう。
【００７７】
そこで、ここでは、その夫々の態様においてＮＯｘ触媒７２ａにおける全てのＮＯｘを過不足無く還元させることの可能なリッチスパイク時間Ｔｒｓの算出手法について、図５のフローチャートに基づき説明する。
【００７８】
最初に、この際の電子制御装置１には、リッチスパイク時間Ｔｒｓを求める為に必要な各種演算パラメータの算出及び入力を行わせる（ステップＳＴ１１〜ＳＴ１８）。尚、これらの演算及び入力については如何様な順序で行ってもよい。
【００７９】
例えば、先ず、この電子制御装置１には、リッチスパイク制御時に燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料（以下、「リッチスパイク燃料」という。）の理論空燃比ＡＦｓが入力される（ステップＳＴ１１）。
【００８０】
一般に、理論空燃比は、燃料毎に異なる。これが為、この電子制御装置１には、例えば、第２燃料Ｆ２（ガソリン）のみをリッチスパイク燃料とするのであれば、この第２燃料Ｆ２の理論空燃比ＡＦ２が入力される。その理論空燃比ＡＦ２は、例えば、第１及び第２の燃料Ｆ１，Ｆ２のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ１，Ｓ２が給油施設から提供された際に同時に受け取らせればよい。また、第１燃料Ｆ１（軽油）と第２燃料Ｆ２の混合燃料をリッチスパイク燃料とする場合には、この混合燃料の燃料混合比率に応じた理論空燃比ＡＦｓが入力される。この場合の理論空燃比ＡＦｓは、例えば、給油施設から受け取った第１及び第２の燃料Ｆ１，Ｆ２の理論空燃比ＡＦ１，ＡＦ２とこれらの燃料混合比率とをパラメータにしたマップデータから算出させるようにすればよい。尚、このリッチスパイク燃料の理論空燃比ＡＦｓについては、図示しない空燃比センサから検出させてもよい。
【００８１】
また、この電子制御装置１は、上述した図３，４のステップＳＴ１〜ＳＴ４の場合と同様にして、運転条件に応じたリッチスパイク燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳに適合するリッチスパイク制御時の目標空燃比ＡＦｒの算出を行う（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１５）。
【００８２】
また、この電子制御装置１には、燃料噴射弁５７の単位時間当たりの燃料噴射量Ｆ（ｃｃ／ｓ）が入力される（ステップＳＴ１６）。ここでは、その燃料噴射弁５７が一定の燃料噴射量でのみ噴射を行うものであれば、この燃料噴射弁５７固有の固定された単位時間当たりの燃料噴射量Ｆが入力され、また、その燃料噴射弁５７が燃料噴射量を運転条件等に応じて変動させることができるものであれば、本演算時に設定されている単位時間当たりの燃料噴射量Ｆが入力される。
【００８３】
更に、この電子制御装置１には、このリッチスパイク燃料における単位容量当たりのＮＯｘ還元量Ｒｎｏｘ（ｇ／ｃｃ）が入力される（ステップＳＴ１７）。
【００８４】
この単位容量当たりのＮＯｘ還元量Ｒｎｏｘは、リッチスパイク燃料に応じた固有の値であり、このリッチスパイク燃料を例えば１ｃｃ用いてリッチスパイク制御運転させた際に、どれだけの量のＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されているＮＯｘが還元されるのかを表したものである。この単位容量当たりのＮＯｘ還元量Ｒｎｏｘについては、第１及び第２の燃料Ｆ１，Ｆ２における単位容量当たりのＮＯｘ還元量Ｒｎｏｘ１，Ｒｎｏｘ２を用いて求めることができる。例えば、この単位容量当たりのＮＯｘ還元量Ｒｎｏｘ１，Ｒｎｏｘ２については、第１及び第２の燃料Ｆ１，Ｆ２のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ１，Ｓ２等が給油施設から提供された際に同時に受け取らせればよい。
【００８５】
ここで、第２燃料Ｆ２（ガソリン）のみをリッチスパイク燃料とする場合には、その第２燃料Ｆ２における単位容量当たりのＮＯｘ還元量Ｒｎｏｘ２が入力される。また、第１燃料Ｆ１と第２燃料Ｆ２の混合燃料をリッチスパイク燃料とする場合には、この混合燃料の燃料混合比率に応じた単位容量当たりのＮＯｘ還元量Ｒｎｏｘを入力させる。この場合の単位容量当たりのＮＯｘ還元量Ｒｎｏｘは、例えば、第１及び第２の燃料Ｆ１，Ｆ２における単位容量当たりのＮＯｘ還元量Ｒｎｏｘ１，Ｒｎｏｘ２とこれらの燃料混合比率とをパラメータにしたマップデータから算出させるようにすればよい。
【００８６】
また更に、この電子制御装置１には、ＮＯｘ触媒７２ａにおけるＮＯｘ吸蔵量Ｓｎｏｘ（ｇ）が入力される（ステップＳＴ１８）。
【００８７】
このＮＯｘ吸蔵量Ｓｎｏｘについては、前回のリッチスパイク制御終了時点からの運転モードや運転条件等の運転状態の履歴を用いて類推することができる。即ち、ＮＯｘの生成量は、その運転状態に応じて変動していくものであり、前回のリッチスパイク制御終了時点から起算し、時々刻々と変化していくその時々に応じた運転状態においてのＮＯｘ生成量を積算していくことによって推定できる。
【００８８】
電子制御装置１は、そのようにして求めた様々な演算パラメータを下記の式１に代入してリッチスパイク時間Ｔｒｓの算出を行う（ステップＳＴ１９）。
【００８９】
【数１】
2008075511.tif 000003
【００９０】
このリッチスパイク時間Ｔｒｓは、その式１からも明らかなように、リッチスパイク燃料の理論空燃比ＡＦｓ，運転条件に応じたリッチスパイク燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳに適合するリッチスパイク制御時の目標空燃比ＡＦｒ，単位時間当たりの燃料噴射量Ｆ，このリッチスパイク燃料における単位容量当たりのＮＯｘ還元量Ｒｎｏｘ及びＮＯｘ触媒７２ａにおけるＮＯｘ吸蔵量Ｓｎｏｘを考慮に入れて求められた時間である。これが為、このリッチスパイク時間Ｔｒｓだけそのリッチスパイク燃料を用いてリッチスパイク制御を行うことによって、ＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されている全てのＮＯｘを過不足無くＮ2へと還元させることができる。従って、この多種燃料内燃機関においては、そのようなリッチスパイク時間Ｔｒｓを設定することによって、リッチスパイク制御中であれば、無駄な燃料消費量の増加を抑制しながらも、全てのＮＯｘを還元させることができるようになり、また、リッチスパイク制御を終えた後であれば、ＮＯｘ触媒７２ａ固有の吸蔵量分だけ新たにＮＯｘの吸蔵を行うことができるようになる。更に、ＮＯｘ触媒７２ａの高温状態を必要最小限の持続時間に抑えることができるので、このＮＯｘ触媒７２ａの劣化や破損を最小に留めることができる。
【実施例２】
【００９１】
次に、本発明に係る多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置の実施例２を図６から図９に基づいて説明する。本実施例２においても、その排気浄化制御装置の適用対象たる多種燃料内燃機関については前述した実施例１と同じものを例示する。
【００９２】
この多種燃料内燃機関においては、排気浄化手段７２にＰＭ捕集装置（ＤＰＦ）としての機能が備えられているので、そのＤＰＦに捕集されたＰＭを取り除かなければ何れＰＭの捕集が不可能になり、そのまま大気へと放出されてしまう。これが為、本実施例２においても、そのようなＤＰＦを有する一般的な内燃機関と同様に、その捕集されたＰＭを取り除く為の運転モード（以下、「ＰＭ再生運転モード」という。）が用意されている。
【００９３】
ここで例示するＰＭ再生運転とは、通常運転モードでの希薄空燃比よりも理論空燃比に近づけて希薄燃焼（ここでは、リーン圧縮自着火拡散燃焼）させることによって燃焼温度を上昇させ、通常運転時よりも高温の酸素雰囲気の排気ガスを排気浄化手段７２のＤＰＦへと流入させるものであり、その高温の酸素雰囲気の下でＤＰＦに堆積されているＰＭを酸化させて除去する運転のことである。このＰＭ再生運転については、排気浄化制御装置の一制御態様として実行される。
【００９４】
このようにＰＭ再生運転を行うことによってＤＰＦに捕集されたＰＭの除去が可能になるが、その一方で、その際に燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料がＰＭやスモークを発生させ易い性状のものである場合には、その際の運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）にもよるが、空燃比が過濃側に制御されるにつれてＰＭやスモークが発生し易くなる。
【００９５】
従って、本実施例２においては、通常運転モードからＰＭ再生運転モードへと切り替えられた際に、燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０と運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）に応じて、ＰＭやスモーク発生を抑えつつ、ＤＰＦからＰＭを取り除くことが可能なＰＭ再生運転時の目標空燃比の設定を行う。
【００９６】
具体的に、本実施例２においても、前述した実施例１のリッチスパイク制御時と同様に、その燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０と運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）に基づいて、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳを求める。そして、ここでは、そのＰＭ・スモーク抑制度合いＳに応じて、ＰＭ再生運転時にＰＭやスモーク発生の抑制とＤＰＦのＰＭ再生効果を両立させることが可能な目標空燃比を算出する。そのＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０，Ｓについては、前述した実施例１のリッチスパイク制御時のときと同様にして求める。
【００９７】
ここで、その運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高い（即ち、ＰＭやスモークが発生し難い）場合には、過濃側への空燃比制御量を大きくしてもＰＭやスモークの発生を抑えることができ、寧ろ空燃比を希薄空燃比の範囲内でより過濃側へと制御することによって更なる排気ガスの高温化が図れるので、ＤＰＦの全体を加熱してＤＰＦ全体のＰＭを酸化させることができるようになる。その反面、そのＰＭ・スモーク抑制度合いＳが低い（即ち、ＰＭやスモークが発生し易い）場合には、過濃側への空燃比制御量を大きくしてしまうとＰＭやスモークが発生してしまう。
【００９８】
従って、本実施例２においては、その運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高くなるにつれて希薄空燃比の範囲内で過濃側への空燃比制御量を大きくした目標空燃比が設定されるように、図６に示すＰＭ再生運転時の目標空燃比設定マップデータを予め行った実験やシミュレーションの結果に基づいて用意しておく。
【００９９】
以下に、本実施例２の多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置におけるＰＭ再生運転時の目標空燃比設定動作の一例を図７のフローチャートに基づき説明する。
【０１００】
先ず、本実施例２の電子制御装置１は、前述した実施例１の場合と同様にして、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳを求める（ステップＳＴ２１〜ＳＴ２３）。
【０１０１】
そして、本実施例２の電子制御装置１の空燃比制御手段は、その運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳに適合するＰＭ再生運転時の目標空燃比を上述した図６の目標空燃比設定マップデータから算出して設定する（ステップＳＴ２４）。
【０１０２】
本実施例２の多種燃料内燃機関は、その目標空燃比設定マップデータを用いて希薄空燃比の範囲内で過濃側に設定されたＰＭ再生運転時の目標空燃比の下で圧縮自着火拡散燃焼モード運転する。
【０１０３】
これにより、この多種燃料内燃機関においては、ＰＭやスモークの発生を抑えながら、排気ガスの温度を上昇させてＤＰＦ全体の加熱が行われる。従って、この多種燃料内燃機関においては、ＤＰＦの中でも排気ガスで加熱され難い場所に堆積しているＰＭをも酸化させることができるようになる。
【０１０４】
また、この多種燃料内燃機関においては、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高いほど、ＰＭやスモークを発生させない範疇で空燃比を理論空燃比に近づけて運転しているので、排気ガス中の酸素量を減少させることができる。従って、この多種燃料内燃機関においては、排気ガスの高温化に伴いＤＰＦに局部的な高温部分が現れるが、かかる高温部分においてのＰＭの過剰な酸化を抑えることができるので、ＤＰＦの局部的な過熱を抑制してＤＰＦ（又はＤＰＮＲ）の劣化や破損を防ぐことができる。
【０１０５】
このように、本実施例２の多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置によれば、ＰＭ再生運転時にＰＭやスモーク発生を抑制しながらも、ＤＰＦ（又はＤＰＮＲ）の劣化や破損を防ぎつつ当該ＤＰＦにおけるＰＭの再生効果を得ることができる。
【０１０６】
ところで、本実施例２においても、燃料含有割合制御手段によって第１燃料Ｆ１と第２燃料Ｆ２の燃料混合比率を０対１０から１０対０までの間で任意に設定させることができる。これが為、本実施例２の多種燃料内燃機関においても、実施例１と同様に、全燃料の中で相対的にＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０の高い第２燃料Ｆ２（例えば、ガソリン）のみで運転させることもできれば、この第２燃料Ｆ２の混合割合を多くした混合燃料で運転させることも可能である。従って、上述したＰＭ再生運転時の目標空燃比を設定する際には、相対的にＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０の高い第２燃料Ｆ２のみ又は当該第２燃料Ｆ２の混合割合を多くした混合燃料で運転させるものとして目標空燃比の算出を行ってもよい。これにより、この場合には、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高くなるので、更に過濃側へとＰＭ再生運転時の目標空燃比を設定することができるようになり、ＰＭやスモーク発生を抑制しながら、ＤＰＦ（又はＤＰＮＲ）の劣化や破損を防ぎつつ当該ＤＰＦに堆積されている更に多くのＰＭを除去することができる。
【０１０７】
ここで、上述した例示においては運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳに適するＰＭ再生運転時の目標空燃比を設定しているが、これによる排気ガス中の酸素量は、必ずしもＤＰＦ（又はＤＰＮＲ）の劣化や破損を防ぐことができる程度にまで減少されているとは限らない。従って、仮に酸素量が多いときには、そのＤＰＦ（又はＤＰＮＲ）が劣化又は破損してしまう虞があり、ＰＭやスモークを大気に放出させてしまう可能性がある。
【０１０８】
そこで、ここでは、ＰＭ再生に必要十分な排気ガス中の酸素量を確保しつつ、その排気ガス中の酸素量を可能な限り少なくすることのできるＰＭ再生運転時の目標空燃比ＡＦｐｍを設定させる。以下に、この目標空燃比ＡＦｐｍの算出手法について、図８のフローチャートに基づき説明する。
【０１０９】
先ず、この際の電子制御装置１には、ＰＭ再生運転時に燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料（以下、「ＰＭ再生燃料」という。）の理論空燃比ＡＦｓが入力され（ステップＳＴ３１）、更に、現在の機関回転数Ｎｅと機関負荷Ｋｌについても入力される（ステップＳＴ３２）。ここで、そのＰＭ再生燃料の理論空燃比ＡＦｓについては、前述した実施例１におけるリッチスパイク燃料の理論空燃比ＡＦｓと同様にして求める。
【０１１０】
続いて、この電子制御装置１は、その運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）に応じた目標酸素供給割合Ｒｏを算出する（ステップＳＴ３３）。
【０１１１】
ここで、その目標酸素供給割合Ｒｏとは、ＤＰＦに堆積されたＰＭを酸化させつつ、そのＤＰＦ（又はＤＰＮＲ）の劣化等を防ぐことのできる最小限の酸素量となるようなＰＭ再生運転時の目標空燃比ＡＦｐｍを設定させる為のものであり、この目標空燃比ＡＦｐｍが運転条件に応じてＰＭ再生燃料の理論空燃比ＡＦｓよりも少しだけ希薄側になるように設定される。
【０１１２】
ここでは、機関回転数Ｎｅが高いほど又は機関負荷Ｋｌが高いほどに、同じ空燃比であっても単位時間当たりに燃焼室ＣＣへと吸入される空気量が多くなるので、高回転又は高負荷であるほどに目標酸素供給割合Ｒｏが小さくなるようにする。例えば、この目標酸素供給割合Ｒｏは、予め実験やシミュレーションの結果に基づいて設定しておいた運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）をパラメータにした図９の目標酸素供給割合設定マップデータに基づいて導かせればよい。
【０１１３】
電子制御装置１は、そのようにして求めたＰＭ再生燃料の理論空燃比ＡＦｓと目標酸素供給割合Ｒｏを下記の式２に代入してＰＭ再生運転時の目標空燃比ＡＦｐｍの算出を行う（ステップＳＴ３４）。
【０１１４】
【数２】
2008075511.tif 000004
【０１１５】
この式２から求められた目標空燃比ＡＦｐｍは、ＰＭ再生燃料の理論空燃比ＡＦｓと上記の如き目標酸素供給割合Ｒｏを考慮に入れて求めた空燃比である。これが為、この目標空燃比ＡＦｐｍでＰＭ再生運転させることによって、ＤＰＦには、ＰＭを酸化させるに必要十分で、且つ、そのＤＰＦ（又はＤＰＮＲ）の劣化等を防ぐことのできる最小限の酸素が供給される。これが為、このような目標空燃比ＡＦｐｍを設定することによって、ＤＰＦに堆積されているＰＭを酸化させてＰＭ再生しながらも、そのＤＰＦ（又はＤＰＮＲ）の劣化や破損を必要最小限に抑えることができるようになる。
【実施例３】
【０１１６】
次に、本発明に係る多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置の実施例３を図１０から図１３に基づいて説明する。本実施例３においても、その排気浄化制御装置の適用対象たる多種燃料内燃機関については前述した実施例１，２と同じものを例示する。
【０１１７】
この多種燃料内燃機関においては、第１燃料Ｆ１と第２燃料Ｆ２の夫々の代表例として軽油とガソリンを挙げており、これらの中に硫黄分（Ｓ）が含まれているので、その硫黄分が通常運転時の希薄燃焼に伴い酸化して酸化硫黄（ＳＯｘ）を生成する。これが為、この多種燃料内燃機関においては、そのＳＯｘが排気ガスと共にＮＯｘ吸蔵還元型触媒たるＮＯｘ触媒７２ａへと流入した際に、このＮＯｘ触媒７２ａがＳＯｘで覆われて（具体的には、ＳＯｘが硫酸塩の形で触媒中に吸蔵されて）ＮＯｘ吸蔵能力を低下させてしまう。
【０１１８】
このように、この多種燃料内燃機関が軽油やガソリンに限らず硫黄分を含む燃料で運転される場合には、常にＮＯｘ触媒７２ａの硫黄被毒によるＮＯｘ吸蔵能力の低下という問題が起きてしまう。これが為、一般に、そのようなＮＯｘ触媒７２ａが配備された内燃機関においては、硫黄被毒が起きることを想定し、短時間の間だけ空燃比を希薄空燃比よりも過濃側に制御して燃焼させるリッチスパイク制御を行い、高温の排気ガスと還元雰囲気を作り出して、そのＮＯｘ触媒７２ａを硫黄被毒状態から回復させている。
【０１１９】
本実施例３の多種燃料内燃機関においても、そのようなＮＯｘ触媒７２ａを硫黄被毒状態から回復させる為のリッチスパイク制御を行う硫黄被毒再生運転モードが用意されており、ここでは、通常運転モードから切り替えられた際に、空燃比を希薄空燃比から理論空燃比又は過濃空燃比に制御して圧縮自着火拡散燃焼させている。
【０１２０】
ここで、硫酸塩は硝酸塩よりも安定状態にあるので、ＮＯｘ還元時程度の極短時間のリッチスパイク制御では、ＮＯｘ触媒７２ａを硫黄被毒状態から殆ど回復させることができない。これが為、このＮＯｘ触媒７２ａをより高温状態にして還元雰囲気に曝さなければ、ＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されているＳＯｘを取り除くことができない。従って、本実施例３の硫黄被毒再生運転モードにおいては、過濃側への空燃比制御量を大きくし、できる限り濃度の濃い過濃空燃比で運転させることによって排気ガス温度の高温化を図ることが好ましい。
【０１２１】
しかしながら、燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料がＰＭやスモークを発生させ易い性状のものである場合には、その際の運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）にもよるが、空燃比が過濃側に制御されるに従ってＰＭやスモークが発生し易くなる。
【０１２２】
そこで、本実施例３においては、通常運転モードから硫黄被毒再生運転モードへと切り替えられた際に、燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０と運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）に応じて、ＰＭやスモーク発生を抑えつつ、ＮＯｘ触媒７２ａを硫黄被毒状態から回復させることが可能な硫黄被毒再生運転時の目標空燃比の設定を行う。
【０１２３】
具体的に、本実施例３においても、前述した実施例１のリッチスパイク制御時と同様に、その燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料自体のＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０と運転条件（機関回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｋｌ）に基づいて、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳを求める。そして、ここでは、そのＰＭ・スモーク抑制度合いＳに応じて、硫黄被毒再生運転時にＰＭやスモーク発生の抑制とＮＯｘ触媒７２ａの硫黄被毒状態からの回復効果を両立させることが可能な目標空燃比を算出する。そのＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０，Ｓについては、前述した実施例１のリッチスパイク制御時のときと同様にして求める。
【０１２４】
ここで、その運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高い（即ち、ＰＭやスモークが発生し難い）場合には、過濃側への空燃比制御量を大きくしてもＰＭやスモークの発生を抑えることができ、寧ろ空燃比をより過濃側へと制御することで上記の如くＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されたＳＯｘを取り除き易くなる。その反面、そのＰＭ・スモーク抑制度合いＳが低い（即ち、ＰＭやスモークが発生し易い）場合には、過濃側への空燃比制御量を大きくしてしまうとＰＭやスモークが発生してしまう。
【０１２５】
従って、本実施例３においては、その運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高くなるにつれて過濃側への空燃比制御量を大きくした目標空燃比が設定されるように、図１０に示す硫黄被毒再生運転時の目標空燃比設定マップデータを予め用意しておく。尚、この図１０においては、硫黄被毒再生運転時に過濃燃焼させるべく過濃空燃比へと設定される目標空燃比設定マップデータを例示しているが、この目標空燃比設定マップデータについては、理論空燃比にも設定可能なものであってもよい。
【０１２６】
以下に、本実施例３の多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置における硫黄被毒再生運転時の目標空燃比設定動作の一例を図１１のフローチャートに基づき説明する。
【０１２７】
先ず、本実施例３の電子制御装置１は、前述した実施例１の場合と同様にして、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳを求める（ステップＳＴ４１〜ＳＴ４３）。
【０１２８】
そして、本実施例３の電子制御装置１の空燃比制御手段は、その運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳに適合する硫黄被毒再生運転時の目標空燃比を上述した図１０の目標空燃比設定マップデータから算出して設定する（ステップＳＴ４４）。
【０１２９】
このように、本実施例３の多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置は、硫黄被毒再生運転を行う際に、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高いほど過濃側への空燃比制御量を大きくして理論空燃比から過濃空燃比の間で目標空燃比を設定し、この過濃側の目標空燃比の下で圧縮自着火拡散燃焼モード運転させる。
【０１３０】
従って、この多種燃料内燃機関においては、その運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高くなるにつれて、ＰＭやスモーク発生を抑え易くなり、更に、ＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されているＳＯｘがより高温の還元雰囲気に曝されるので、多くのＳＯｘが取り除かれ易くなる。一方、この多種燃料内燃機関においては、運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳが低いときには過濃側への空燃比制御量が小さくなっているので、ＳＯｘの還元を行いながらも、ＰＭやスモークの発生を抑えることができる。これが為、この多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置によれば、硫黄被毒再生運転時にＰＭやスモーク発生を抑制しながらも、そのＰＭ・スモーク抑制度合いＳに適したＮＯｘ触媒７２ａの良好な硫黄被毒状態からの回復効果を得ることができる。
【０１３１】
ところで、本実施例３においても、燃料含有割合制御手段によって第１燃料Ｆ１と第２燃料Ｆ２の燃料混合比率を０対１０から１０対０までの間で任意に設定させることができる。これが為、本実施例３の多種燃料内燃機関においても、全燃料の中で相対的にＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０の高い第２燃料Ｆ２（ガソリン）のみで運転させることもできれば、この第２燃料Ｆ２の混合割合を多くした混合燃料で運転させることも可能である。従って、上述した硫黄被毒再生運転時の目標空燃比を設定する際には、相対的にＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０の高い第２燃料Ｆ２のみ又は当該第２燃料Ｆ２の混合割合を多くした混合燃料で運転させるものとして目標空燃比の算出を行ってもよい。これにより、この場合には、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内に導かれる燃料のＰＭ・スモーク抑制度合いＳが高くなるので、更に過濃側へと硫黄被毒再生運転時の目標空燃比を設定することができるようになり、ＰＭやスモークの発生を抑制しながら、ＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵された更に多くのＳＯｘを取り除くことができる。
【０１３２】
以上示したように、本実施例３の多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置は、ＰＭやスモーク発生の抑制とＮＯｘ触媒７２ａの硫黄被毒状態からの回復効果を両立させている。
【０１３３】
しかしながら、これまで説明した態様においては、硫黄被毒再生運転時の運転時間（以下、「硫黄被毒再生運転時間」という。）について詳細に言明していないので、この硫黄被毒再生運転時間が短すぎればＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されている全てのＳＯｘを取り除くことができず、また、この硫黄被毒再生運転時間が長すぎればその全てのＳＯｘを除去し終えているにも拘わらず過濃燃焼されて無駄な燃料消費が行われてしまう。
【０１３４】
そこで、ここでは、その硫黄被毒再生運転時間を考慮に入れ、その夫々の態様においてＮＯｘ触媒７２ａの全てのＳＯｘを過不足無く取り除くことの可能な排気浄化制御装置について図１２のフローチャートに基づき説明する。
【０１３５】
最初に、この際の電子制御装置１には、上述した図１１のフローチャートのときと同様にして、運転条件に応じたＰＭ・スモーク抑制度合いＳに適合する硫黄被毒再生運転時の目標空燃比を求める（ステップＳＴ４１〜ＳＴ４４）。
【０１３６】
そして、この電子制御装置１は、その目標空燃比に応じた硫黄被毒再生運転時間を求めて設定する（ステップＳＴ４５）。
【０１３７】
ここで、上述したように、硫黄被毒状態からの回復効果は、空燃比が過濃側へと濃くなるほどに高くなる。これが為、ある基準の過濃空燃比で基準の硫黄被毒再生運転時間だけ運転させることによってＮＯｘ触媒７２ａの全てのＳＯｘが還元されると仮定した場合、そのＳＯｘの吸蔵量が同じで且つ同じ時間だけ硫黄被毒再生運転されたときには、目標空燃比が基準の過濃空燃比よりも希薄側にあれば、全てのＳＯｘを取り除くことができず、目標空燃比が基準の過濃空燃比よりも過濃側にあれば、全てのＳＯｘを除去し終えているにも拘わらず無駄に燃料が消費されてしまう。
【０１３８】
そこで、硫黄被毒再生運転時間については、目標空燃比が過濃側へと濃くなるに従って短くなるように設定する。例えば、ここでは、そのような両者の関係を予め実験やシミュレーションの結果に基づいて設定しておいた図１３に示す硫黄被毒再生運転時間設定マップデータを用いて求めさせる。
【０１３９】
これにより、この多種燃料内燃機関は、その目標空燃比に応じた最適な硫黄被毒再生運転時間だけ硫黄被毒再生運転を行うので、ＮＯｘ触媒７２ａに吸蔵されている全てのＳＯｘを過不足無く取り除くことができる。従って、この多種燃料内燃機関においては、そのような硫黄被毒再生運転時間を設定することによって、無駄な燃料消費量の増加を抑制しながら全てのＳＯｘを取り除くことができるようになり、また、ＮＯｘ触媒７２ａの高温状態を必要最小限の持続時間に抑えることができるので、このＮＯｘ触媒７２ａの劣化や破損を最小に留めることができる。
【０１４０】
ところで、上述した各実施例１〜３においては圧縮自着火拡散燃焼モードでのみ運転される多種燃料内燃機関について例示したが、その各実施例１〜３における夫々の排気浄化制御装置は、例えば、これ以外の燃焼形態を有する下記の如き多種燃料内燃機関に対しても適用することができ、これらと同様の効果を奏することができる。
【０１４１】
例えば、その各実施例１〜３においてＰＭ・スモーク抑制度合いＳ０の高い蒸発性の良好な燃料を使用する場合には、混合燃料の着火性が低下してしまうので、運転条件に応じた燃焼室ＣＣ内の着火性如何によって、混合燃料を圧縮空気中に噴射させたとしても自己着火できない又は自己着火後に失火してしまう等の不都合を生じさせる可能性がある。これが為、かかる場合には、着火補助を行って圧縮自着火拡散燃焼モード運転させることが好ましく、その各実施例１〜３の多種燃料内燃機関に図１４に示す点火プラグ８１を配設し、この点火プラグ８１の火花点火によって着火を補助しながら圧縮自着火拡散燃焼（スパークアシスト圧縮自着火拡散燃焼）させる多種燃料内燃機関を用いればよい。
【０１４２】
また、圧縮自着火拡散燃焼モード以外の燃焼形態として代表的なものには予混合火花点火火炎伝播燃焼モードが知られており、この予混合火花点火火炎伝播燃焼モードのみで運転される多種燃料内燃機関に各実施例１〜３における夫々の排気浄化制御装置を適用してもよい。
【０１４３】
その予混合火花点火火炎伝播燃焼モードとは、燃料と空気を予め混ぜ合わせた燃焼室ＣＣ内の予混合気に火花点火にて火種を与え、その火種を中心にして火炎を伝播させながら燃焼を進行させる燃焼形態のことであり、一般に、ガソリンやアルコール燃料に代表される蒸発性の高い燃料が適している。この予混合火花点火火炎伝播燃焼モードには、均質に混ぜ合わされた予混合気に対して点火を行う均質燃焼や、点火手段の周囲に濃度の高い予混合気を形成すると共に更にその周囲に希薄予混合気を形成し、その濃い予混合気に対して点火を行う成層燃焼などの燃焼形態も含む。
【０１４４】
例えば、この種の多種燃料内燃機関は、図１４に示す多種燃料内燃機関と同様の部品からなるものによっても構成することができ、また、各実施例１〜３の多種燃料内燃機関において燃料供給装置５０を図１５に示す燃料供給装置１５０へと置き換え、更に、点火プラグ８１を配設することによっても構成できる。
【０１４５】
その図１５に示す燃料供給装置１５０は、各実施例１〜３の燃料供給装置５０の燃料混合手段５３よりも燃料供給方向下流側を変更したものであり、その燃料混合手段５３で生成された混合燃料を燃料通路１５４に吐出する燃料ポンプ１５５と、その燃料通路１５４の混合燃料を夫々の気筒に分配するデリバリ通路１５６と、このデリバリ通路１５６から供給された混合燃料を夫々の気筒の吸気ポート１１ｂに噴射する各気筒の燃料噴射弁１５７と、を備えて構成している。
【０１４６】
更に別の多種燃料内燃機関としては上述した圧縮自着火拡散燃焼モードと予混合火花点火火炎伝播燃焼モードの双方の燃焼モードで運転されるものが考えられ、これに各実施例１〜３における夫々の排気浄化制御装置を適用してもよい。
【０１４７】
例えば、この種の多種燃料内燃機関は、各実施例１〜３の多種燃料内燃機関において燃料供給装置５０を図１６に示す燃料供給装置２５０へと置き換え、更に、点火プラグ８１を配設することによって構成できる。この図１６に示す燃料供給装置２５０は、各実施例１〜３の燃料供給装置５０の各種構成部品に加えて、上述した図１５に示す燃料供給装置１５０と同様の燃料通路１５４，燃料ポンプ１５５，デリバリ通路１５６及び燃料噴射弁１５７を設けたものである。
【０１４８】
また更に別の多種燃料内燃機関としては上述した図１６に示す多種燃料内燃機関において燃料毎に燃料供給経路を設けたものが考えられ、これに各実施例１〜３における夫々の排気浄化制御装置を適用してもよい。
【０１４９】
例えば、この種の多種燃料内燃機関は、その図１６に示す多種燃料内燃機関において燃料供給装置２５０を図１７に示す燃料供給装置３５０へと置き換えることによって構成することができる。
【０１５０】
この図１７に示す燃料供給装置３５０は、燃焼室ＣＣ内に第１燃料Ｆ１を直接噴射する第１燃料供給経路と、吸気ポート１１ｂに第２燃料Ｆ２を噴射する第２燃料供給経路と、を備えたものである。その第１燃料供給経路は、第１燃料Ｆ１を第１燃料タンク４１Ａから吸い上げて第１燃料通路３５１Ａに送出する第１フィードポンプ３５２Ａと、その第１燃料通路３５１Ａの第１燃料Ｆ１を高圧燃料通路３５４Ａに圧送する高圧燃料ポンプ３５５Ａと、その高圧燃料通路３５４Ａの第１燃料Ｆ１を夫々の気筒に分配する第１デリバリ通路３５６Ａと、この第１デリバリ通路３５６Ａから供給された第１燃料Ｆ１を燃焼室ＣＣ内に噴射する各気筒の燃料噴射弁３５７Ａと、を備えている。一方、第２燃料供給経路は、第２燃料Ｆ２を第２燃料タンク４１Ｂから吸い上げて第２燃料通路３５１Ｂに送出する第２フィードポンプ３５２Ｂと、その第２燃料通路３５１Ｂの第２燃料Ｆ２を夫々の気筒に分配する第２デリバリ通路３５６Ｂと、この第２デリバリ通路３５６Ｂから供給された第２燃料Ｆ２を吸気ポート１１ｂに噴射する各気筒の燃料噴射弁３５７Ｂと、を備えている。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
以上のように、本発明に係る多種燃料内燃機関の排気浄化制御装置は、排気浄化手段の状態に応じて空燃比を現状よりも過濃側へと制御した際のＰＭやスモークの発生を抑制させる技術に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明に係る排気浄化制御装置が適用される多種燃料内燃機関の構成について示す図である。
【図２】実施例１におけるリッチスパイク制御時の目標空燃比設定マップデータの一例を示す図である。
【図３】実施例１におけるリッチスパイク制御時の目標空燃比の設定動作について説明するフローチャートである。
【図４】実施例１におけるリッチスパイク制御時の目標空燃比の設定動作の変形例について説明するフローチャートである。
【図５】実施例１におけるリッチスパイク時間の算出動作について説明するフローチャートである。
【図６】実施例２におけるＰＭ再生運転時の目標空燃比設定マップデータの一例を示す図である。
【図７】実施例２におけるＰＭ再生運転時の目標空燃比の設定動作について説明するフローチャートである。
【図８】実施例２におけるＰＭ再生運転時の目標空燃比の設定動作の変形例について説明するフローチャートである。
【図９】実施例２における目標酸素供給割合設定マップデータの一例を示す図である。
【図１０】実施例３における硫黄被毒再生運転時の目標空燃比設定マップデータの一例を示す図である。
【図１１】実施例３における硫黄被毒再生運転時の目標空燃比の設定動作について説明するフローチャートである。
【図１２】実施例３における硫黄被毒再生運転時間の算出動作について説明するフローチャートである。
【図１３】実施例３における硫黄被毒再生運転時間設定マップデータの一例を示す図である。
【図１４】本発明に係る排気浄化制御装置が適用される他の多種燃料内燃機関の構成について示す図である。
【図１５】本発明に係る排気浄化制御装置が適用される他の多種燃料内燃機関の構成について示す図である。
【図１６】本発明に係る排気浄化制御装置が適用される他の多種燃料内燃機関の構成について示す図である。
【図１７】本発明に係る排気浄化制御装置が適用される他の多種燃料内燃機関の構成について示す図である。
【符号の説明】
【０１５３】
１  電子制御装置
４１Ａ  第１燃料タンク
４１Ｂ  第２燃料タンク
７２  排気浄化手段
７２ａ  ＮＯｘ触媒
７３  スモークセンサ
７４，７５  圧力センサ
Ｆ１  第１燃料
Ｆ２  第２燃料
【図１】
2008075511.tif 000005
【図２】
2008075511.tif 000006
【図３】
2008075511.tif 000007
【図４】
2008075511.tif 000008
【図５】
2008075511.tif 000009
【図６】
2008075511.tif 000010
【図７】
2008075511.tif 000011
【図８】
2008075511.tif 000012
【図９】
2008075511.tif 000013
【図１０】
2008075511.tif 000014
【図１１】
2008075511.tif 000015
【図１２】
2008075511.tif 000016
【図１３】
2008075511.tif 000017
【図１４】
2008075511.tif 000018
【図１５】
2008075511.tif 000019
【図１６】
2008075511.tif 000020
【図１７】
2008075511.tif 000021