(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置を有する内燃機関の制御装置において、
メイン噴射による燃焼後の膨張行程において前記燃料噴射装置から燃料を噴射するポスト噴射を多段化して実施するポスト噴射制御手段を備え、
前記ポスト噴射制御手段は、多段化された前記ポスト噴射のうちの最前段のポスト噴射の噴射量が前記最前段のポスト噴射の次以降のポスト噴射である次段目以降のポスト噴射の各段の噴射量よりも少量となるように前記最前段のポスト噴射の噴射量を設定し、
前記ポスト噴射は、前記最前段のポスト噴射と、前記次段目以降のポスト噴射のうちの最後段のポスト噴射を除く中段のポスト噴射と、前記最後段のポスト噴射と、を含んで構成され、
前記ポスト噴射制御手段は、
前記内燃機関への加速要求を受けて前記ポスト噴射の噴射量を目標噴射量へと増量する場合に、前記中段のポスト噴射及び前記最後段のポスト噴射の噴射量を増量するポスト噴射量増量手段を含み、
前記ポスト噴射量増量手段は、前記中段のポスト噴射の噴射量を先行して増量し、前記中段のポスト噴射の噴射量が前記目標噴射量から定まる前記中段のポスト噴射の目標値まで増量された後に、前記最後段のポスト噴射の噴射量を増量するように構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の過給圧を検出する過給圧センサを備え、
前記ポスト噴射量増量手段は、前記過給圧センサの検出値を段階的に取得し、取得された検出値に基づいて前記ポスト噴射の噴射量を増量させる量を段階的に設定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ポスト噴射量増量手段は、前記中段のポスト噴射が複数段ある場合に、機関負荷が低負荷又は高負荷である場合には複数段の前記中段のポスト噴射のうちの前段側から順に噴射量を増量し、機関負荷が中負荷である場合には複数段の前記中段のポスト噴射のうちの後段側から順に噴射量を増量するように構成されてい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制御装置。
【請求項４】
前記ポスト噴射制御手段は、前記内燃機関への加速要求を受けて前記ポスト噴射の噴射時期を遅角側に変化させる場合に、前記最前段のポスト噴射の噴射時期を前記中段のポスト噴射及び前記最後段のポスト噴射の噴射時期よりも先行して遅角側に変化させる噴射時期遅角手段を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記噴射時期遅角手段は、前記ポスト噴射の噴射時期を遅角側に変化させる場合において、変化対象のポスト噴射とその一段後のポスト噴射とのインターバルが所定の最小インターバルより小さくなる場合には、前記最小インターバルが維持されるように前記一段後のポスト噴射の噴射時期を合わせて遅角側へと変化させることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置を有する内燃機関の制御装置において、
メイン噴射による燃焼後の膨張行程において前記燃料噴射装置から燃料を噴射するポスト噴射を多段化して実施するポスト噴射制御手段を備え、
前記ポスト噴射制御手段は、多段化された前記ポスト噴射のうちの最前段のポスト噴射の噴射量が前記最前段のポスト噴射の次以降のポスト噴射である次段目以降のポスト噴射の各段の噴射量よりも少量となるように前記最前段のポスト噴射の噴射量を設定し、
前記ポスト噴射は、前記最前段のポスト噴射と、前記次段目以降のポスト噴射のうちの最後段のポスト噴射を除く中段のポスト噴射と、前記最後段のポスト噴射と、を含んで構成され、
前記ポスト噴射制御手段は、
前記内燃機関への減速要求を受けて前記ポスト噴射の噴射量を目標噴射量へと減量する場合に、前記中段のポスト噴射及び前記最後段のポスト噴射の噴射量を減量するポスト噴射量減量手段を含み、
前記ポスト噴射量減量手段は、前記中段のポスト噴射の噴射量を先行して減量し、前記中段のポスト噴射の噴射量が前記目標噴射量から定まる前記中段のポスト噴射の目標値まで減量された後に、前記最後段のポスト噴射の噴射量を減量するように構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関の過給圧を検出する過給圧センサを備え、
前記ポスト噴射量減量手段は、前記過給圧センサの検出値を段階的に取得し、取得された検出値に基づいて前記ポスト噴射の噴射量を減量させる量を段階的に設定するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記ポスト噴射制御手段は、前記内燃機関への減速要求を受けて前記ポスト噴射の噴射時期を進角側に変化させる場合に、前記最後段のポスト噴射の噴射時期を前記中段のポスト噴射及び前記最前段のポスト噴射の噴射時期に先行して進角側に変化させる噴射時期進角手段を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記ポスト噴射量減量手段は、前記中段のポスト噴射が複数段ある場合に、機関負荷が低負荷又は高負荷である場合には複数段の前記中段のポスト噴射のうちの後段側から順に噴射量を減量し、機関負荷が中負荷である場合には複数段の前記中段のポスト噴射のうちの前段側から順に噴射量を減量するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記噴射時期進角手段は、前記ポスト噴射の噴射時期を進角側に変化させる場合に、変化対象のポスト噴射とその一段前のポスト噴射とのインターバルが所定の最小インターバルより小さくなる場合には、前記最小インターバルが維持されるように前記一段前のポスト噴射の噴射時期を合わせて進角側へと変化させることを特徴とする請求項８又は９に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記ポスト噴射制御手段は、前記ポスト噴射の各段の噴射量が後段ほど多量となるように前記次段目以降の各段のポスト噴射の噴射量を設定することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
前記ポスト噴射制御手段は、前記内燃機関の機関負荷及び機関回転速度に応じて前記ポスト噴射の開始時期を設定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
前記ポスト噴射制御手段は、前記内燃機関の過給圧又は吸気温に基づいて前記ポスト噴射の開始時期を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１４】
前記ポスト噴射制御手段は、前記内燃機関の機関負荷及び機関回転速度に応じて前記ポスト噴射の終了時期を設定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１５】
前記ポスト噴射制御手段は、前記ポスト噴射の終了時期を前記内燃機関の過給圧と燃料噴射圧との関係又は前記内燃機関の吸気温に基づいて補正するように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１６】
前記内燃機関の排気通路に配置されたＮＯｘ吸蔵型還元触媒を備え、
前記ポスト噴射制御手段は、前記ＮＯｘ吸蔵型還元触媒に吸蔵されたＮＯｘが所定の吸蔵限界量に達した場合に、前記ポスト噴射を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に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係り、特に、メイン噴射による燃焼後の膨張行程においてポスト噴射を行う内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、内燃機関の排気通路のフィルタを必要に応じて再生する排気浄化装置に関する技術が開示されている。この排気浄化装置の制御装置は、フィルタ再生においてフィルタを昇温させるための一手段としてポスト噴射を実行する。ポスト噴射はメイン噴射による燃焼後の膨張行程において副次的に行なわれる少量の燃料噴射である。ポスト噴射を行うと未燃ガスが排気通路に排出されるのでフィルタが昇温される。ただし、ポスト噴射は燃料が気化され難いため、シリンダ壁に付着した燃料がオイルに混入するオイル希釈が発生し易くなる。そこで、上記特許文献１の排気浄化装置では、ポスト噴射を複数段に分割することとしている。ポスト噴射を分割すると１回当たりの噴射量が少なくなるので、燃料の気化を促進してオイル希釈度合が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０６７５３号公報
【特許文献２】特開２００６−１０４９８９号公報
【特許文献３】特開２００８−１８０１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のシステムでは、オイル希釈度合の低減の観点から、多段化されたポスト噴射の１回当たりの噴射量に制限を設けている。しかしながら、ポスト噴射の多段化はスモーク生成を抑制することが課題となる。すなわち、ポスト噴射を多段化しつつ要求される噴射量の燃料を噴射するためには、膨張行程のできるだけ早いタイミングでポスト噴射を開始することが求められる。この場合、多段化されたポスト噴射のうちの最前段のポスト噴射の噴射量によっては噴射された燃料が筒内での熱発生に大きく寄与してしまい、その結果スモークが多量に生成されてしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、多段化されたポスト噴射を行う内燃機関において、ポスト噴射によるスモークの生成及びオイル希釈を抑制することの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】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置を有する内燃機関の制御装置において、
メイン噴射による燃焼後の膨張行程において前記燃料噴射装置から燃料を噴射するポスト噴射を多段化して実施するポスト噴射制御手段を備え、
前記ポスト噴射制御手段は、多段化された前記ポスト噴射のうちの最前段のポスト噴射の噴射量が前記最前段のポスト噴射の次以降のポスト噴射である次段目以降のポスト噴射の各段の噴射量よりも少量となるように前記最前段のポスト噴射の噴射量を設定し、
前記ポスト噴射は、前記最前段のポスト噴射と、前記次段目以降のポスト噴射のうちの最後段のポスト噴射を除く中段のポスト噴射と、前記最後段のポスト噴射と、を含んで構成され、
前記ポスト噴射制御手段は、
前記内燃機関への加速要求を受けて前記ポスト噴射の噴射量を目標噴射量へと増量する場合に、前記中段のポスト噴射及び前記最後段のポスト噴射の噴射量を増量するポスト噴射量増量手段を含み、
前記ポスト噴射量増量手段は、前記中段のポスト噴射の噴射量を先行して増量し、前記中段のポスト噴射の噴射量が前記目標噴射量から定まる前記中段のポスト噴射の目標値まで増量された後に、前記最後段のポスト噴射の噴射量を増量するように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関の過給圧を検出する過給圧センサを備え、
前記ポスト噴射量増量手段は、前記過給圧センサの検出値を段階的に取得し、取得された検出値に基づいて前記ポスト噴射の噴射量を増量させる量を段階的に設定するように構成されていることを特徴としている。
【００１４】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記ポスト噴射量増量手段は、前記中段のポスト噴射が複数段ある場合に、機関負荷が低負荷又は高負荷である場合には複数段の前記中段のポスト噴射のうちの前段側から順に噴射量を増量し、機関負荷が中負荷である場合には複数段の前記中段のポスト噴射のうちの後段側から順に噴射量を増量するように構成されていることを特徴としている。
【００１５】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記ポスト噴射制御手段は、前記内燃機関への加速要求を受けて前記ポスト噴射の噴射時期を遅角側に変化させる場合に、前記最前段のポスト噴射の噴射時期を前記中段のポスト噴射及び前記最後段のポスト噴射の噴射時期よりも先行して遅角側に変化させる噴射時期遅角手段を含むことを特徴としている。
【００１６】
第５の発明は、第４の発明において、
前記噴射時期遅角手段は、前記ポスト噴射の噴射時期を遅角側に変化させる場合において、変化対象のポスト噴射とその一段後のポスト噴射とのインターバルが所定の最小インターバルより小さくなる場合には、前記最小インターバルが維持されるように前記一段後のポスト噴射の噴射時期を合わせて遅角側へと変化させることを特徴としている。
【００１７】
また、第６の発明は、上記の目的を達成するため、筒内に燃料を噴射する燃料噴射装置を有する内燃機関の制御装置において、
メイン噴射による燃焼後の膨張行程において前記燃料噴射装置から燃料を噴射するポスト噴射を多段化して実施するポスト噴射制御手段を備え、
前記ポスト噴射制御手段は、多段化された前記ポスト噴射のうちの最前段のポスト噴射の噴射量が前記最前段のポスト噴射の次以降のポスト噴射である次段目以降のポスト噴射の各段の噴射量よりも少量となるように前記最前段のポスト噴射の噴射量を設定し、
前記ポスト噴射は、前記最前段のポスト噴射と、前記次段目以降のポスト噴射のうちの最後段のポスト噴射を除く中段のポスト噴射と、前記最後段のポスト噴射と、を含んで構成され、
前記ポスト噴射制御手段は、
前記内燃機関への減速要求を受けて前記ポスト噴射の噴射量を目標噴射量へと減量する場合に、前記中段のポスト噴射及び前記最後段のポスト噴射の噴射量を減量するポスト噴射量減量手段を含み、
前記ポスト噴射量減量手段は、前記中段のポスト噴射の噴射量を先行して減量し、前記中段のポスト噴射の噴射量が前記目標噴射量から定まる前記中段のポスト噴射の目標値まで減量された後に、前記最後段のポスト噴射の噴射量を減量するように構成されていることを特徴としている。
【００１８】
第７の発明は、第６の発明において、
前記内燃機関の過給圧を検出する過給圧センサを備え、
前記ポスト噴射量減量手段は、前記過給圧センサの検出値を段階的に取得し、取得された検出値に基づいて前記ポスト噴射の噴射量を減量させる量を段階的に設定するように構成されていることを特徴としている。
【００１９】
第８の発明は、第６又は第７の発明において、
前記ポスト噴射制御手段は、前記内燃機関への減速要求を受けて前記ポスト噴射の噴射時期を進角側に変化させる場合に、前記最後段のポスト噴射の噴射時期を前記中段のポスト噴射及び前記最前段のポスト噴射の噴射時期に先行して進角側に変化させる噴射時期進角手段を含むことを特徴としている。
【００２０】
第９の発明は、第８の発明において、
前記ポスト噴射量減量手段は、前記中段のポスト噴射が複数段ある場合に、機関負荷が低負荷又は高負荷である場合には複数段の前記中段のポスト噴射のうちの後段側から順に噴射量を減量し、機関負荷が中負荷である場合には複数段の前記中段のポスト噴射のうちの前段側から順に噴射量を減量するように構成されていることを特徴としている。
【００２１】
第１０の発明は、第８又は第９の発明において、
前記噴射時期進角手段は、前記ポスト噴射の噴射時期を進角側に変化させる場合に、変化対象のポスト噴射とその一段前のポスト噴射とのインターバルが所定の最小インターバルより小さくなる場合には、前記最小インターバルが維持されるように前記一段前のポスト噴射の噴射時期を合わせて進角側へと変化させることを特徴としている。
【００２２】
第１１の発明は、第１乃至第１０の何れか１つの発明において、
前記ポスト噴射制御手段は、前記ポスト噴射の各段の噴射量が後段ほど多量となるように前記次段目以降の各段のポスト噴射の噴射量を設定することを特徴としている。
第１２の発明は、第１乃至第１１の何れか１つの発明において、
前記ポスト噴射制御手段は、前記内燃機関の機関負荷及び機関回転速度に応じて前記ポスト噴射の開始時期を設定するように構成されていることを特徴としている。
第１３の発明は、第１２の発明において、
前記ポスト噴射制御手段は、前記内燃機関の過給圧又は吸気温に基づいて前記ポスト噴射の開始時期を補正するように構成されていることを特徴としている。
第１４の発明は、第１乃至第１３の何れか１つの発明において、
前記ポスト噴射制御手段は、前記内燃機関の機関負荷及び機関回転速度に応じて前記ポスト噴射の終了時期を設定するように構成されていることを特徴としている。
第１５の発明は、第１４の発明において、
前記ポスト噴射制御手段は、前記ポスト噴射の終了時期を前記内燃機関の過給圧と燃料噴射圧との関係又は前記内燃機関の吸気温に基づいて補正するように構成されていることを特徴としている。
第１６の発明は、第１乃至第１５の何れか１つの発明において、
前記内燃機関の排気通路に配置されたＮＯｘ吸蔵型還元触媒を備え、
前記ポスト噴射制御手段は、前記ＮＯｘ吸蔵型還元触媒に吸蔵されたＮＯｘが所定の吸蔵限界量に達した場合に、前記ポスト噴射を実行するように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
第１又は第６の発明によれば、多段化されたポスト噴射のうちの最前段のポスト噴射の噴射量が最前段のポスト噴射の次以降のポスト噴射である次段目以降のポスト噴射の噴射量よりも少量に設定される。最前段のポスト噴射が開始される時期は、筒内温度が高く且つ筒内圧力が高い傾向にある。このため、このような状況で多量の燃料が噴射されると、燃料が熱発生に大きく寄与してしまいスモークの生成量が増大してしまう。本発明によれば、最前段のポスト噴射による熱発生を抑えることができるので、ポスト噴射によるスモークの生成及びオイル希釈を抑制することが可能となる。
【００２４】
第１１の発明によれば、ポスト噴射の各段の噴射量が後段ほど多量となるように次段目以降のポスト噴射の噴射量が設定される。このような構成によれば、筒内圧力の上昇を抑えながらポスト噴射を実行することができるので、ポスト噴射によるスモークの生成及びオイル希釈を抑制することが可能となる。
【００２５】
ポスト噴射によるスモークの生成量は、内燃機関の機関負荷又は機関回転速度が大きいほど増大する傾向にある。第１２の発明によれば、機関負荷及び機関回転速度に応じてポスト噴射の開始時期を設定することができるので、スモークの生成を抑制し得るポスト噴射の開始時期を設定することが可能となる。
【００２６】
過給圧が高いほど筒内圧力が高いため、着火性が良くなる傾向にある。このため、過給圧が高い状況でポスト噴射が行なわれると、スモークの生成量が増大してしまう。第１３の発明の一態様によれば、過給圧に基づいてポスト噴射の開始時期が補正されるので、ポスト噴射によるスモークの生成を抑制し得るポスト噴射の開始時期を設定することが可能となる。また、吸気温が高いほど筒内温度が高いため、筒内の着火性が良くなる傾向にある。このため、吸気温が高い状況でポスト噴射が行なわれると、スモークの生成量が増大してしまう。第１３の発明の一態様によれば、吸気温に基づいてポスト噴射の開始時期が補正されるので、ポスト噴射によるスモークの生成を抑制し得るポスト噴射の開始時期を設定することが可能となる。
【００２７】
機関回転速度及び機関負荷が高回転高負荷であるほど燃料の噴霧到達距離は小さくなるため、オイル希釈の影響は小さくなる。第１４の発明によれば、機関負荷及び機関回転速度に応じてポスト噴射の終了時期が設定されるので、ポスト噴射によるオイル希釈を抑制し得るポスト噴射の終了時期を設定することが可能となる。
【００２８】
燃料噴射圧と過給圧との差が高いほど燃料の噴霧到達距離が大きくなる傾向にある。第１５の発明の一態様によれば、過給圧と燃料噴射圧との関係に基づいてポスト噴射の終了時期が補正されるので、ポスト噴射によるオイル希釈を抑制し得るポスト噴射の終了時期を設定することが可能となる。また、吸気温が高いほど筒内温度が高いため、燃料の噴霧到達距離が小さくなる傾向にある。第１５の発明の一態様によれば、吸気温に基づいてポスト噴射の終了時期が補正されるので、ポスト噴射によるオイル希釈を抑制し得るポスト噴射の終了時期を設定することが可能となる。
【００２９】
また、第１の発明によれば、加速要求を受けてポスト噴射の燃料噴射量を増量する場合に、中段のポスト噴射の噴射量が目標値まで増量された後に、最後段のポスト噴射の噴射量が増量される。加速時の過給遅れによって過給圧の上昇が遅れる場合、筒内圧が低い状態にあるため、後段側のポスト噴射ほど燃料の壁面付着量の増加が顕著となる傾向にある。本発明によれば、中段のポスト噴射の増量が完了した後に最後段のポスト噴射の増量が行なわれるため、加速時にポスト噴射の噴射量を増量する場合のオイル希釈の発生を抑制することができる。
【００３０】
第２の発明によれば、加速要求を受けてポスト噴射の燃料噴射量を増量する場合に、過給圧センサの検出値を段階的に取得し、取得された検出値に基づいてポスト噴射の噴射量を増量させる量が段階的に設定される。このため、本発明によれば、加速時の過給遅れを考慮してポスト噴射量を設定することができるので、ポスト噴射時の空燃比ズレを抑制することが可能となる。
【００３１】
前段のポスト噴射ほど噴射時期がスモークの生成に与える影響が大きく、また、後段のポスト噴射ほど噴射時期がオイル希釈に与える影響が大きい。また、機関負荷が高いほど噴射量に対する筒内圧力の上昇量が大きいため、オイル希釈よりもスモークの生成が問題となり易い。但し、機関負荷が高負荷である場合には、生成したスモークが再燃焼するためスモークの生成は問題とならず、むしろオイル希釈が問題となる。第３の発明によれば、スモークの生成抑制とオイル希釈の抑制うちの何れを優先すべきかを負荷に応じて判断して複数段の中段のポスト噴射の噴射量を増量する順序が設定されるので、機関負荷条件によらずオイル希釈の抑制とスモークの生成抑制の両立を図ることができる。
【００３２】
第４の発明によれば、加速要求を受けて多段化されたポスト噴射の各段の噴射時期を遅角側に変化させる場合に、最前段のポスト噴射の噴射時期が次段目以降のポスト噴射の噴射時期に先行して遅角される。最前段のポスト噴射の噴射時期は、次段目以降のポスト噴射に比べてオイル希釈に対する影響が小さい。このため、本発明によれば、オイル希釈を抑制しつつポスト噴射の噴射時期を遅角することができる。
【００３３】
第５の発明によれば、ポスト噴射の各段間の最小インターバルを確保しつつ噴射時期を遅角することができる。
【００３４】
また、第６の発明によれば、減速要求を受けてポスト噴射の燃料噴射量を減量する場合に、中段のポスト噴射の噴射量が目標値まで減量された後に、最後段のポスト噴射の噴射量が減量される。減速時に過給の抜けが遅れることによって過給圧の下降が遅れる場合、筒内の空気が過剰になって筒内温度及び筒内圧力が高温高圧側にずれることによりスモークが生成され易くなる。本発明によれば、中段のポスト噴射の噴射量の減量が優先的に行われるので、減速時のスモークの生成を抑制することができる。
【００３５】
第７の発明によれば、減速要求を受けてポスト噴射の燃料噴射量を減量する場合に、過給圧センサの検出値を段階的に取得し、取得された検出値に基づいてポスト噴射の噴射量を減量させる量が段階的に設定される。このため、本発明によれば、減速時に過給の抜けが遅れることを考慮してポスト噴射量を設定することができるので、ポスト噴射時の空燃比ズレを抑制することが可能となる。
【００３６】
第８の発明によれば、減速要求を受けて多段化されたポスト噴射の各段の噴射時期を進角側に変化させる場合に、最後段のポスト噴射の噴射時期が最前段及び中段のポスト噴射の噴射時期に先行して進角される。最後段のポスト噴射の噴射時期の変化は、最前段及び中段のポスト噴射の噴射時期の変化に比べてスモークの生成に対する影響が小さい。このため、本発明によれば、スモークの生成を抑制しつつポスト噴射の噴射時期を進角することができる。
【００３７】
第９の発明によれば、ポスト噴射の各段間の最小インターバルを確保しつつ噴射時期を進角することができる。
【００３８】
前段のポスト噴射ほど噴射時期がスモークの生成に与える影響が大きく、また、後段のポスト噴射ほど噴射時期がオイル希釈に与える影響が大きい。また、機関負荷が高いほど噴射量に対する筒内圧力の上昇量が大きいため、オイル希釈よりもスモークの生成が問題となり易い。但し、機関負荷が高負荷である場合には、生成したスモークが再燃焼するためスモークの生成は問題とならず、むしろオイル希釈が問題となる。第１０の発明によれば、スモークの生成抑制とオイル希釈の抑制のうちの何れを優先すべきかを負荷に応じて判断して複数段の中段のポスト噴射の噴射量を減量する順序が設定されるので、機関負荷条件によらずオイル希釈の抑制とスモークの生成抑制の両立を図ることができる。
【００３９】
第１６の発明によれば、ＮＯｘ吸蔵型還元触媒に吸蔵されたＮＯｘ量が所定の吸蔵限界量に達した場合にポスト噴射が実行される。これにより、ＮＯｘ吸蔵型還元触媒に還元剤を供給することができるので、吸蔵されたＮＯｘを有効に浄化処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態としての内燃機関システムの概略構成を説明するための図である。
【図２】圧縮行程から膨張行程にかけての筒内温度に対する筒内圧力の変化を示す図である。
【図３】クランク角に対するスモークの生成量をポスト噴射の噴射量毎に比較した図である。
【図４】スモーク生成量が等しい等スモーク条件においてポスト噴射の噴射量に対するポスト噴射の噴射時期を示す図である。
【図５】機関回転速度及び機関負荷にポスト噴射の回数を関連付けたマップの一例である。
【図６】機関回転速度及び機関負荷にポスト噴射の各段間のインターバルを関連付けたマップの一例である。
【図７】ポスト噴射のトータル噴射量に対する各段の噴射量を関連付けたマップである。
【図８】ポスト噴射の噴射パターンの差による筒内圧力及び筒内温度変化の差異を示す図である。
【図９】機関回転速度及び機関負荷にポスト噴射の基本開始時期を関連付けたマップの一例である。
【図１０】過給圧に対する基本噴射開始時期の補正量を定めたマップである。
【図１１】吸気温に対する基本噴射開始時期の補正量を定めたマップである。
【図１２】機関回転速度及び機関負荷にポスト噴射の基本終了時期を関連付けたマップの一例である。
【図１３】圧力差に対する基本噴射終了時期の補正量を定めたマップである。
【図１４】吸気温に対する基本噴射終了時期の補正量を定めたマップである。
【図１５】実施の形態１のシステムにおいて実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１６】加速時におけるポスト噴射の各種状態量を示すタイムチャートである。
【図１７】圧縮行程から膨張行程にかけての筒内温度に対する筒内圧力の変化を示す図である。
【図１８】圧縮行程から膨張行程にかけての筒内温度に対する筒内圧力の変化を示す図である。
【図１９】実施の形態２のシステムにおいて実行されるルーチンのフローチャートである。
【図２０】減速時におけるポスト噴射の各種状態量を示すタイムチャートである。
【図２１】圧縮行程から膨張行程にかけての筒内温度に対する筒内圧力の変化を示す図である。
【図２２】実施の形態３のシステムにおいて実行されるルーチンのフローチャートである。
【図２３】４段のポスト噴射において噴射量増量制御が行われる場合の増量順を説明するための図である。
【図２４】圧縮行程から膨張行程にかけての筒内温度に対する筒内圧力の変化を示す図である。
【図２５】減速時のポスト噴射の噴射時期を変更する動作を説明するための図である。
【図２６】減速時のポスト噴射の噴射時期を変更する動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
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。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００４２】
実施の形態１．
１−１.実施の形態１の内燃機関の構成
図１は、本発明の実施の形態としての内燃機関システムの概略構成を説明するための図である。図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは、複数気筒（図１では４気筒）を有する４サイクルのディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」と称する）１０を備えている。エンジン１０は車両に搭載され、その動力源とされているものとする。
【００４３】
エンジン１０の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射装置としての燃料噴射弁１２が設置されている。エンジン１０の排気通路１４は、排気マニホールド１６により枝分かれして、各気筒の排気ポート（図示せず）に接続されている。排気通路１４は、ターボ過給機の排気タービン（図示せず）に接続されている。排気通路１４における排気タービンの下流側には、排気ガス中のＮＯｘを吸蔵して処理する機能を有するＮＯｘ吸蔵型還元触媒（以下、「ＮＳＲ」と称する）１８が設けられている。
【００４４】
エンジン１０の吸気通路２０の入口付近には、エアクリーナ（図示せず）が設けられている。エアクリーナを通って吸入された空気は、ターボ過給機のコンプレッサ（図示せず）で圧縮された後、インタークーラ（図示せず）で冷却される。インタークーラを通過した吸入空気は、吸気マニホールド２２により各気筒の吸気ポート（図示せず）に分配される。
【００４５】
エンジン１０には、クランク軸の回転を検出するクランク角センサ３２、過給圧を検出するための過給圧センサ３４、吸気通路２０に取り込まれた新気の流量を計測するためのエアフローメータ３６、アクセルペダルの操作量に応じた出力を検出するアクセルポジションセンサ３８、吸気温を検出するための吸気温センサ４０等、エンジン１０の運転状態に関する情報を得るためのセンサが各所に取り付けられている。
【００４６】
図１に示すシステムは、エンジン１０を制御する制御装置３０を備える。制御装置３０はＥＣＵである。制御装置３０は、少なくとも入出力インタフェース、メモリ、ＣＰＵを有している。入出力インタフェースは、エンジン１０又は車両に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、エンジン１０が備えるアクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられる。メモリには、エンジン１０を制御するための各種の制御プログラムやマップが記憶されている。ＣＰＵは、制御プログラムをメモリから読みだして実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて操作信号を生成する。
【００４７】
１−２．実施の形態１のシステムの動作
１−２−１．ポスト噴射によるＮＳＲの浄化動作
制御装置３０は、エンジン１０をリーン空燃比で運転させている。リーン空燃比による運転中はＮＯｘ等の酸化剤がＨＣ、ＣＯ等の還元剤よりも多量に排出される。そこで、本実施の形態１のシステムは、排気通路１４にＮＳＲ１８を備えることとしている。ＮＳＲ１８は、ＮＯｘをＢａ（ＮＯ３）２等の硝酸塩として吸蔵する機能を有している。このため、本実施の形態１のシステムによれば、リーン運転中であっても、ＮＯｘが大気中に放出されてしまうことを効果的に抑制することができる。
【００４８】
但し、ＮＳＲ１８のＮＯｘ吸蔵性能は、吸蔵量が増加するにつれて低下してしまう。このため、リーン空燃比による運転が長時間継続されると、吸蔵されなかったＮＯｘが該触媒下流に吹き抜けてしまう。そこで、本実施の形態１のシステムでは、ＮＳＲ１８に吸蔵されたＮＯｘを定期的に還元して処理するためのポスト噴射が実行される。より具体的には、ＮＳＲ１８に吸蔵されているＮＯｘ量が所定の吸蔵限界量に達したタイミングで、ポスト噴射が実施される。ここで、ポスト噴射とは、吸気上死点（ＴＤＣ）付近で行われるメイン噴射による燃焼後の膨張行程において、少量の燃料を筒内へ噴射する噴射形態を示している。ポスト噴射が実施されるとメイン噴射における燃焼で消費されなかった筒内の酸素が消費されるので、エンジン１０の排気空燃比が一時的に理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチな空燃比になる。このようなポスト噴射による燃焼（以下、「リッチ燃焼」と称する）の排気には、ＨＣ、ＣＯ、Ｈ２等の還元剤が多量に含まれている。このため、これらの還元剤がＮＳＲ１８内へ導入されると、硝酸塩として吸蔵されていたＮＯｘは、ＮＯまで還元されて塩基から脱離される。脱離したＮＯｘは、ＮＳＲ１８内の触媒上でＮ２等に浄化されて処理される。このように、ポスト噴射を実行することにより、ＮＳＲ１８に吸蔵されていたＮＯｘを脱離処理することができるので、ＮＯｘ吸蔵性能を有効に回復させることができる。
【００４９】
１−２−２．ポスト噴射の課題
ポスト噴射はメイン噴射による燃焼後の膨張行程において実施されるため、噴霧のペネトレーションが強いと燃料が筒内の壁面に付着してオイル希釈量が増加してしまう。そこで、本実施の形態のシステムでは、ポスト噴射を分割して多段化することとしている。ポスト噴射が多段化されると、１噴射当たりの噴射量が少量となり噴霧のペネトレーションが弱まるため、オイル希釈を抑制することができる。
【００５０】
しかしながら、ポスト噴射を多段化したとしても、噴射時期及び噴射量によってはスモークの生成やオイル希釈が問題となる。図２は、圧縮行程から膨張行程にかけての筒内温度に対する筒内圧力の変化を示す図である。この図に示すように、筒内温度及び筒内圧力が共に高いスモーク生成領域は、噴射された燃料から生成されるスモークの量が問題となる領域を示している。また、オイル希釈制約線よりも低圧側のオイル希釈領域は、噴射された燃料が筒内の壁面に付着する領域であってオイル希釈が問題となる領域を示している。さらに、図中のＣＯ酸化領域は、ＣＯの酸化が促進される高温領域を示している。ポスト噴射では、スモークの生成抑制、オイル希釈の抑制及びＣＯ酸化抑制のために、上述した領域を避けるように筒内温度及び筒内圧力から定まる動作点が変化することが望ましい。
【００５１】
１−３．実施の形態１のシステムにおけるポスト噴射の特徴
本出願の発明者は、上述したスモーク生成領域、オイル希釈領域及びＣＯ酸化領域を避けることが可能なポスト噴射の条件について鋭意研究を重ねた。その結果、本出願の発明者は、多段化されたポスト噴射のうちの最前段のポスト噴射の噴射量を次段目以降のポスト噴射の噴射量よりも少量にすることが、スモーク生成抑制とオイル希釈の抑制の両立を図る上で重要な条件であることを見出した。
【００５２】
図３は、クランク角に対するスモークの生成量をポスト噴射の噴射量毎に比較した図である。この図に示すように、噴射量が少量であれば、早期噴射であっても（つまり筒内圧力及び筒内温度が高い状態であっても）スモークが生成され難いことが分かる。また、図４は、スモーク生成量が等しい等スモーク条件においてポスト噴射の噴射量に対するポスト噴射の噴射時期を示す図である。この図に示すように、等スモーク条件であれば、噴射量が少量であるほど噴射開始時期を早めることができることが分かる。
【００５３】
噴射開始時期を早めることができれば、ポスト噴射の噴射可能期間を長くすることができるので、噴射の自由度を上げることができる。このため、多段化されたポスト噴射のうちの最前段のポスト噴射の噴射量を少量に設定すれば、噴射時期を早めて噴射の自由度を上げつつスモークの生成を抑えることが可能となる。
【００５４】
なお、多段化されたポスト噴射の回数、各段の噴射量及び各段間のインターバルは、例えば以下に示すようなマップを用いて算出することができる。図５は、機関回転速度及び機関負荷にポスト噴射の回数を関連付けたマップの一例である。また、図６は、機関回転速度及び機関負荷にポスト噴射の各段間のインターバルを関連付けたマップの一例である。さらに、図７は、ポスト噴射のトータル噴射量に対する各段の噴射量を関連付けたマップである。ポスト噴射の回数及び各段のインターバルは、図５及び図６に示すマップを用いて算出することができる。なお、図５及び図６に示すように、ポスト噴射の回数及び各段のインターバルは、機関回転速度に大きく依存している。これは、機関回転速度が大きいほど燃焼サイクルの実時間が短くなるからである。
【００５５】
また、ポスト噴射の各段の噴射量は、図７に示すマップを用いて算出することができる。トータル噴射量は、ポスト噴射の噴射期間内の排気空燃比を所望の空燃比（例えば、理論空燃比）にするために必要な噴射量として特定される。また、図７に示すように、最前段のポスト噴射の噴射量“Qpost,1st”は、ポスト噴射のトータル噴射量に依らず一定の値に設定される。これは、最前段のポスト噴射が、トルクの発生を出来るだけ抑えつつ筒内温度を上昇させることを目的としているからである。また、次段目以降のポスト噴射の噴射量（図７では２段目のポスト噴射の噴射量“Qpost,2nd”と最後段のポスト噴射の噴射量“Qpost,end”）は、後段ほど多量となるように段階的に設定される。
【００５６】
図８は、ポスト噴射の噴射パターンの差による筒内圧力及び筒内温度変化の差異を示す図である。なお、この図に示す（Ａ）は噴射量が後段ほど少量となるポスト噴射の噴射パターンを、（Ｂ）は噴射量が後段ほど多量となるポスト噴射の噴射パターンを、そして（Ｃ）は分割されていない単発のポスト噴射における噴射パターンを、それぞれ示している。この図に示すように、噴射量が後段ほど少量となる（Ａ）の噴射パターンでは、最前段のポスト噴射において筒内温度が高温側へと大きく推移している。このため次段目以降は高温且つ高圧の筒内にポスト噴射が行われるため、スモーク生成量が増大してしまう。また、単発のポスト噴射を行う（Ｃ）の噴射パターンでは、噴射開始時期を遅らすことによってスモークの生成は回避されているが、低温且つ低圧の筒内にポスト噴射が行われるため、燃料の噴霧が筒内の壁面に付着してオイル希釈量が増大してしまう。これに対して、噴射量が後段ほど多量となる（Ｂ）の噴射パターンでは、最前段のポスト噴射を少量にすることによって温度及び圧力の上昇が抑えられているため、次段目以降のポスト噴射においても圧力が上がり過ぎることがなく、スモークの生成及びオイル希釈の両方を抑えることができる。このように、図７に示すマップの噴射パターンによれば、筒内の圧力の上昇を抑えながら燃焼させることができるので、スモーク生成量を効果的に抑えることが可能となる。
【００５７】
また、ポスト噴射の開始時期および終了時期は、例えば以下のようなマップを用いて算出することができる。なお、ここでいうポスト噴射の開始時期は、多段化されたポスト噴射のうちの最前段のポスト噴射の開始時期を意味し、ポスト噴射の終了時期は、最後段のポスト噴射の終了時期を意味している。図９は、機関回転速度及び機関負荷にポスト噴射の基本開始時期を関連付けたマップの一例である。図９に示すように、ポスト噴射の基本開始時期は、機関状態が高回転高負荷であるほど遅い時期（遅角側）に設定される。これは、機関状態が高回転高負荷であるほど筒内温度及び筒内圧力が高い状態にあるため、噴射時期を遅らせてスモークの生成を抑制することを意図している。
【００５８】
なお、筒内温度や筒内圧力は、過給圧や吸気温によっても変化する。具体的には、過給圧が高いと筒内圧力が高い状態にあるため、着火性が高い状態にあると判断することができる。また、吸気温が高いと筒内温度が高い状態にあるため、着火性が高い状態にあると判断することができる。着火性が高い状態では、最前段のポスト噴射による燃焼が促進されるため、スモークの生成量が増大するおそれがある。
【００５９】
そこで、本実施の形態のシステムでは、過給圧から算出された補正量（以下、過給圧補正量）と吸気温から算出された補正量（以下、吸気温補正量）を基本噴射開始時期に加算した次式（１）を用いて最終的なポスト噴射の開始時期を算出することが好適である。
ポスト噴射開始時期＝基本噴射開始時期＋過給圧補正量＋吸気温補正量  ・・・（１）
【００６０】
過給圧補正量と吸気温補正量は、例えば以下に示すマップにより算出することができる。図１０は、過給圧に対する基本噴射開始時期の補正量を定めたマップである。また、図１１は、吸気温に対する基本噴射開始時期の補正量を定めたマップである。図１０に示すマップでは、過給圧ΔPimが基本噴射開始時期の算出において想定されている目標過給圧よりも高い場合には基本噴射開始時期を遅角させ、過給圧ΔPimが目標過給圧よりも低い場合には基本噴射開始時期を進角させるように過給圧補正量が規定されている。また、図１１に示すマップでは、吸気温ΔTimが基本噴射開始時期の算出において想定されている目標吸気温よりも高い場合には基本噴射開始時期を遅角させ、吸気温ΔTimが目標吸気温よりも低い場合には基本噴射開始時期を進角させるように吸気温補正量が規定されている。このような構成によれば、過給圧や吸気温による着火性の変化の影響をポスト噴射の開始時期に反映させることができるので、スモークの生成を抑制することができる。
【００６１】
さらに、ポスト噴射の終了時期は、例えば以下のようなマップを用いて算出することができる。なお、ここでいうポスト噴射の終了時期は、最後段のポスト噴射の終了時期を意味している。図１２は、機関回転速度及び機関負荷にポスト噴射の基本終了時期を関連付けたマップの一例である。図１２に示すように、ポスト噴射の基本終了時期は、機関状態が高回転高負荷であるほど遅い時期（遅角側）に設定される。機関状態が高回転高負荷であるほど筒内温度及び筒内圧力が高い状態にあり噴霧到達距離が小さくなる。このため、オイル希釈を抑制し得る範囲で噴射終了時期を最大限遅らせることを意図している。
【００６２】
なお、噴霧到達距離は、過給圧や噴射圧、吸気温によっても変化する。具体的には、過給圧と筒内圧の圧力差が高いと燃料の噴霧が飛び易い状態にあるため、噴霧到達距離が大きい状態にあると判断することができる。また、吸気温が高いと筒内温度が高い状態にあるため、燃料の蒸発が促進されて燃料の噴霧が飛び難い（つまり噴霧到達距離が小さい）状態にあると判断することができる。噴霧到達距離が大きい状態では、筒内の壁面への燃料付着量が増大するため、オイル希釈量が増大するおそれがある。
【００６３】
そこで、本実施の形態のシステムでは、噴射圧と筒内圧の圧力差から算出された補正量（以下、圧力差補正量）と吸気温から算出された吸気温補正量を基本噴射開始時期に加算した次式（２）を用いて最終的なポスト噴射の終了時期を算出することが好適である。
ポスト噴射終了時期＝基本噴射開始時期＋圧力差補正量＋吸気温補正量  ・・・（２）
【００６４】
圧力差補正量と吸気温補正量は、例えば以下に示すマップにより算出することができる。図１３は、圧力差に対する基本噴射終了時期の補正量を定めたマップである。また、図１４は、吸気温に対する基本噴射終了時期の補正量を定めたマップである。図１３に示すマップでは、圧力差ΔPが基本噴射終了時期の算出において想定されている目標圧力差よりも高い場合には基本噴射終了時期を進角させ、圧力差ΔPが目標圧力差よりも低い場合には基本噴射終了時期を遅角させるように補正量が規定されている。なお、筒内圧は過給圧から推定することができるため、圧力差ΔPは、例えば次式（３）に基づき算出することができる。
圧力差ΔP＝燃料噴射圧−係数×過給圧    ・・・（３）
【００６５】
また、図１４に示すマップでは、吸気温ΔTimが基本噴射開始時期の算出において想定されている目標吸気温よりも高い場合には基本噴射終了時期を進角させ、吸気温ΔTimが目標吸気温よりも低い場合には基本噴射終了時期を遅角させるように補正量が規定されている。このような構成によれば、吸気温による噴霧到達距離の変化の影響をポスト噴射の終了時期に反映させることができるので、オイル希釈量を抑制しつつ噴射期間を確保することができる。
【００６６】
１−３．実施の形態１のシステムの具体的処理
次に、実施の形態１のシステムにおいて実行される具体的処理について説明する。図１５は、実施の形態１のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１５に示すルーチンは、エンジン１０の運転中に制御装置３０によって繰り返し実行される。
【００６７】
図１５に示すルーチンでは、先ず、各種センサ信号から算出される機関回転速度、機関負荷、吸気温、過給圧等、エンジン１０の運転状態に関する情報が読み込まれる（ステップＳ２）。次に、ポスト噴射によるリッチ燃焼の要否を判定するために必要な情報が読み込まれる（ステップＳ４）。ここでは、具体的には、ＮＳＲ１８におけるＮＯｘ浄化処理の要否を判定するための情報として、例えばＮＳＲ１８の前後差圧、触媒温度、ＮＯｘ吸蔵量等の情報が読み込まれる。
【００６８】
次に、リッチ燃焼の要求があるか否かが判定される（ステップＳ６）。ここでは、具体的には、上記ステップＳ４において読み込まれたリッチ燃焼の要否を判定するための情報に基づいて要否判定が行われる。その結果、リッチ燃焼が不要と判断された場合には本ルーチンは終了され、必要と判断された場合には次のステップへと移行する。
【００６９】
次のステップでは、各段のポスト噴射における噴射時期及び噴射量等が算出される（ステップＳ８）。ここでは、具体的には、図５−７、９−１４に示すマップを用いて、上記ステップＳ２において読み込まれたエンジン１０の運転状態に対応するポスト噴射の回数、インターバル、開始時期、終了時期、及び各段の噴射量が算出される。次に、ポスト噴射の噴射量、噴射時期等が上記ステップＳ８において算出された値に変更される（ステップＳ１０）。
【００７０】
このように、実施の形態１のシステムによれば、多段化されたポスト噴射において最前段のポスト噴射の噴射量を次段目以降の噴射量よりも少量とされるので、ポスト噴射期間のスモークの生成を有効に抑えつつオイル希釈量を抑制することが可能となる。
【００７１】
ところで、上述した実施の形態１のシステムでは、ＮＳＲ１８を備えるシステムにおいてＮＳＲ１８のＮＯｘ浄化処理のためにポスト噴射を実行する構成について説明した。しかしながら、ポスト噴射を必要とするシステムはこれに限られず、例えば、フィルタの再生処理や触媒の暖機処理等、リーン空燃比による運転中に排気空燃比を一時的にリッチ側に変化させる制御を必要とするシステムに適用することができる。
【００７２】
また、上述した実施の形態１のシステムでは、ターボ過給機を備えるシステムにおいてポスト噴射を実行する構成について説明した。しかしながら、ポスト噴射を必要とするシステムはこれに限られず、例えば、ターボ過給機を備えない構成でもよい。なお、この場合、実施の形態１のシステムの制御において、過給圧に替えて吸気圧を用いることとすればよい。
【００７３】
なお、上述した実施の形態１のシステムでは、制御装置３０が図１５に示すルーチンを実行することにより第１又は第６の発明の「ポスト噴射制御手段」が実現されている。
【００７４】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について図を参照して説明する。実施の形態２のシステムは、実施の形態１と同様のハードウェア構成を用いて、制御装置３０に後述する図１９に示すルーチンを実行させることにより実現される。
【００７５】
２−１．実施の形態２のシステムの動作
実施の形態１のシステムは、多段化されたポスト噴射を実行するに当たり、エンジン１０の定常時を前提としている。しかしながら、エンジン１０の運転条件によっては、ポスト噴射の実行中に加速要求が出されることも想定される。このようなエンジン１０の過渡時には、加速要求を受けて過給圧が増大するため、筒内の空気量の増大に合わせてポスト噴射の噴射量を増大することが必要となる。
【００７６】
図１６は、加速時におけるポスト噴射の各種状態量を示すタイムチャートである。なお、図１６において１段目のチャートは要求トルクの時間変化を、２段目のチャートは過給圧“Pb”の時間変化を、３段目のチャートは最前段のポスト噴射の噴射量“1st post Q”の時間変化を、４段目のチャートは中段のポスト噴射の噴射量“Mid posts Q”の時間変化を、５段目のチャートは最後段のポスト噴射の噴射量“Last post Q”の時間変化を、６段目のチャートはポスト噴射のトータル噴射量“Q post, total”の時間変化を、そして７段目のチャートは最後段のポスト噴射の噴射時期“Last post inj. timing”を、それぞれ示している。なお、ここでいう中段のポスト噴射とは、最前段のポスト噴射と最後段のポスト噴射の間に行なわれる中間のポスト噴射（複数段の場合も含む）を指している。
【００７７】
このチャートからも分かるとおり、加速要求を受けて要求トルクがステップ的に増加した場合であっても筒内の空気量は直ぐには上昇しない。過給遅れによる空気の輸送遅れが生じるからである。このため、図中に一転鎖線で示す比較例１のように要求トルクの増加を受けてポスト噴射の噴射量を一度に目標噴射量まで増量してしまうと、筒内の空気が不足して排気空燃比が必要以上にリッチな空燃比に推移してしまう。
【００７８】
また、上記比較例１に示すポスト噴射ではオイル希釈の増大が顕著となる。図１７は、圧縮行程から膨張行程にかけての筒内温度に対する筒内圧力の変化を示す図である。比較例１のポスト噴射では、ポスト噴射が急激に増量されるので、最後段の噴射時期も急激に遅角側へと推移することとなる。このため、図１７に示すように、過給遅れによって過給圧の上昇が遅れている状態では、筒内圧力が上がりきらないことも相まって、最後段のポスト噴射の噴射時期がオイル希釈領域に推移してしまう。
【００７９】
そこで、加速時のポスト噴射では、過給圧の上昇に応じてポスト噴射の噴射量を段階的に増量する噴射量増量制御が考えられる。つまり、２段目のチャートに示すように、過給圧センサ３４からの更新出力値は過給圧の上昇に対応して制御周期毎に段階的に上昇する。このため、６段目のチャートに実線で示すように、過給圧センサ３４からの更新出力値に対応してトータル噴射量を段階的に増量させることとすれば、所望の空燃比によるリッチ燃焼を行うことができる。
【００８０】
ここで、ポスト噴射の噴射量を増量するに当たり、トータル噴射量の増量分を各段の噴射量にどのように振り分けるかが問題となる。すなわち、過給遅れによって過給圧の上昇が遅れている過渡条件では、筒内圧力が上がりきらないことにより噴霧のペネトレーションが強い状態にある。このため、図１６における３−５段目のチャートに点線で示す比較例２のように、中段のポスト噴射及び最後段のポスト噴射の噴射量を等しく増量させることとすると、特に最後段のポスト噴射の噴霧の壁面付着量が増加してオイル希釈量が増加してしまう。
【００８１】
そこで、本実施の形態のシステムでは、ポスト噴射の噴射量を増量するに当たり、最後段のポスト噴射の増量に先行して、中段のポスト噴射の噴射量を増量することが行われる。より詳しくは、図１６における４−５段目のチャートに実線で示す実施例のように、中段のポスト噴射の噴射量が目標値“Qm,end”に達するまではトータル噴射量の増量分を全て中段のポスト噴射に振り分け、中段のポスト噴射の噴射量が目標値“Qm,end”に達した後に、トータル噴射量の増量分を最後段のポスト噴射に振り分けることとしている。なお、図１６における３段目のチャートに示すように、最前段のポスト噴射の噴射量は増量せずに一定値“Q1”に維持される。このような加速時のポスト噴射によれば、オイル希釈を有効に抑えつつポスト噴射の噴射量を増量させることが可能となる。
【００８２】
なお、図１６における７段目のチャートに示すように、本実施の形態のシステムでは、最後段のポスト噴射の噴射時期がオイル希釈を抑制し得る範囲で段階的に遅角される。図１８は、圧縮行程から膨張行程にかけての筒内温度に対する筒内圧力の変化を示す図である。この図に示すように、中段のポスト噴射の噴射量が増量される実施例の噴射パターンでは、比較例２の噴射パターンよりも中段のポスト噴射以降の筒内温度及び筒内圧力が高くなっている。これにより、筒内圧力及び筒内温度によって特定される運転状態がオイル希釈領域に属するまでの実時間が長期化するので、オイル希釈を促成しつつ最後段のポスト噴射の噴射時期を遅角させることができる。なお、最後段の噴射時期は、中段及び最後段のポスト噴射の噴射量の増量に応じた筒内温度の上昇度合を算出し、筒内温度の上昇による燃料の蒸発特性を考慮して、オイル希釈を生じさせない範囲で遅角すればよい。
【００８３】
２−２．実施の形態２のシステムの具体的処理
次に、実施の形態２のシステムにおいて実行される具体的処理について説明する。図１９は、実施の形態２のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１９に示すルーチンは、ポスト噴射によるリッチ燃焼中が行われている期間に制御装置３０によって繰り返し実行される。なお、本ルーチンの開始時において、ポスト噴射における再前段、中段及び最後段の噴射量の初期値は、それぞれ“Q1”、“Qm,0”及び“QL,0”に制御されているものとする。
【００８４】
図１９に示すルーチンでは、先ず、各種センサ信号から算出される機関回転速度、機関負荷、吸気温、過給圧等、エンジン１０の運転状態に関する情報が読み込まれる（ステップＳ１２）。次に、要求トルクの増大に応じたポスト噴射のトータル噴射量の目標値“Qtotal,end”が算出される（ステップＳ１４）。また、このステップでは、図７に示すマップに従い、最前段のポスト噴射の目標値“Q1”（一定値）、中段のポスト噴射の目標値“Qm,end”及び最後段のポスト噴射の目標値“QL,end”が算出される。
【００８５】
次に、過給圧センサ３４のi（i＝1,2,…）番目の更新出力値に応じた中段のポスト噴射の噴射量“Qm,i”及び最後段のポスト噴射の噴射量“QL,i”が算出される。そして、算出された中段のポスト噴射の噴射量“Qm,i”が中段のポスト噴射の目標値“Qm,end”よりも小さいか否かが判定される（ステップＳ１６）。その結果、Qm,i＜Qm,endの成立が認められた場合には、中段のポスト噴射の噴射量“Qm,i”が未だその目標値に到達していないと判断されて、次のステップに移行する。次のステップでは、中段のポスト噴射の噴射量が増量され、最後段のポスト噴射の噴射量は初期値である“QL,0”に維持される（ステップＳ１８）。ここでは、具体的には、次式（４）及び（５）に基づき変更後の中段のポスト噴射の噴射量“Q´m,i”及び最後段のポスト噴射の噴射量“Q´L,i”が算出される。
Q´m,i＝Qm,i＋QL,i−QL,i-1  ・・・（４）
Q´L,i＝QL,0                ・・・（５）
【００８６】
一方、上記ステップＳ１６において、Qm,i＜Qm,endの成立が認められた場合には、中段のポスト噴射の噴射量“Qm,i”が目標値に到達したと判断されて、次のステップに移行する。次のステップでは、中段のポスト噴射の噴射量が目標値“Qm,end”に維持され、最後段のポスト噴射の噴射量が増量される（ステップＳ２０）。ここでは、具体的には、次式（６）及び（７）に基づき変更後の中段のポスト噴射の噴射量“Q´m,i”及び最後段のポスト噴射の噴射量“Q´L,i”が算出される。
Q´m,i＝Qm,end                ・・・（６）
Q´L,i＝Qm,i＋Qm,end−Qm,i      ・・・（７）
【００８７】
上記ステップＳ１８又はＳ２０の処理が実行されると、次に各段のポスト噴射における噴射時期が算出される（ステップＳ２２）。ここでは、具体的には、中段及び最後段のポスト噴射の噴射量の増量に応じた筒内温度の上昇に基づいて、オイル希釈を生じさせない遅角量が算出される。そして、図９−１４に示すマップにより算出された噴射時期に当該遅角量を加算することにより、最終的な噴射時期が算出される。次のステップでは、ポスト噴射の各段の噴射量及び噴射時期が、上記ステップＳ１８及びＳ２０において算出された値に変更される（ステップＳ２４）。
【００８８】
このように、実施の形態２のシステムによれば、加速時のポスト噴射において中段のポスト噴射の噴射量が最後段のポスト噴射の噴射量よりも先行して増量されるので、過給遅れによって過給圧の上昇が遅れている状況であっても、オイル希釈量を有効に抑制することが可能となる。
【００８９】
ところで、上述した実施の形態２のシステムでは、加速時においてポスト噴射の噴射量を増量する場合に、過給圧センサ３４のi（i＝1,2,…）番目の更新出力値に基づいて、中段のポスト噴射の噴射量“Qm,i”及び最後段のポスト噴射の噴射量“QL,i”を段階的に算出することとした。しかしながら、加速時のポスト噴射の噴射量を設定する方法は過給圧センサ３４の更新出力値を使用する方法に限られず、例えばスモークの生成量が許容範囲となるためのポスト噴射量の上限値を運転状態に関連付けて記憶したマップ等を使用することもできる。より詳しくは、加速時においてポスト噴射の噴射量を増量する場合に、当該マップにより特定される上限値までの範囲内で、先ず中段のポスト噴射の噴射量を先行して段階的に増量するとともに最後段のポスト噴射の噴射量は初期値である“QL,0”に維持するようにする。そして、中段のポスト噴射の噴射量が目標値“Qm,end”に達した後に、最後段のポスト噴射を当該マップにより特定される上限値までの範囲内で目標値“QL,end”まで段階的に増量すればよい。このような構成によれば、スモークの生成を抑制しつつ運転状態に応じた（つまり過給遅れに応じた）ポスト噴射の噴射量を段階的に設定することが可能となる。
【００９０】
なお、上述した実施の形態２のシステムでは、噴射量増量制御が第１の発明における「ポスト噴射量増量手段」に相当し、トータル噴射量の目標値“Qtotal,end”が第１の発明における「目標噴射量」に相当し、中段のポスト噴射の目標値“Qm,end”が第１の発明における「中段のポスト噴射の目標値」に相当している。また、上述した実施の形態２のシステムでは、制御装置３０が図１９に示すルーチンを実行することにより第１の発明の「ポスト噴射制御手段」が実現されている。
【００９１】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について図を参照して説明する。実施の形態３のシステムは、実施の形態１と同様のハードウェア構成を用いて、制御装置３０に後述する図２２に示すルーチンを実行させることにより実現される。
【００９２】
３−１．実施の形態３のシステムの動作
実施の形態３のシステムは減速時のポスト噴射を対象としている。すなわち、ポスト噴射の実行中に減速要求が出されると過給圧が減少するため、筒内の空気量の減少に合わせてポスト噴射の噴射量を減少させることが必要となる。
【００９３】
図２０は、減速時におけるポスト噴射の各種状態量を示すタイムチャートである。なお、図２０において１段目のチャートは要求トルクの時間変化を、２段目のチャートは過給圧“Pb”の時間変化を、３段目のチャートは最前段のポスト噴射の噴射量“1st post Q”の時間変化を、４段目のチャートは中段のポスト噴射の噴射量“Mid posts Q”の時間変化を、５段目のチャートは最後段のポスト噴射の噴射量“Last post Q”の時間変化を、６段目のチャートはポスト噴射のトータル噴射量“Q post, total”の時間変化を、そして７段目のチャートは最後段のポスト噴射の噴射時期“Last post inj. timing”を、それぞれ示している。
【００９４】
このチャートに示すように、減速時のポスト噴射では、過給圧の減少に応じてポスト噴射の噴射量を段階的に減量する噴射量減量制御が考えられる。つまり、２段目のチャートに示すように、過給圧センサ３４からの更新出力値は過給圧の下降に対応して制御周期毎に段階的に下降する。このため、６段目のチャートに実線で示すように、過給圧センサ３４からの更新出力値に対応してトータル噴射量を段階的に減量させることとすれば、減速時であっても所望の空燃比によるリッチ燃焼を行うことができる。
【００９５】
しかしながら、減速時の各段の減少量の設定によっては、スモークの生成量の増大やオイル希釈量の増大が問題となる。図２１は、圧縮行程から膨張行程にかけての筒内温度に対する筒内圧力の変化を示す図である。なお、この図に示す比較例１は、図２０における比較例１の噴射パターンに対応しており、より詳しくは、要求トルクの減少を受けて中段及び最後段のポスト噴射の噴射量を目標値まで一度に減少させた場合の例を示している。また、この図に示す比較例２は、図２０における比較例２の噴射パターンに対応しており、より詳しくは、要求トルクの減少を受けて中段及び最後段のポスト噴射の噴射量を目標値まで段階的に減少させた場合の例を示している。
【００９６】
減速要求を受けて要求トルクがステップ的に減少した場合、過給の抜けが遅れて筒内の圧力が高い状態となる。このため、比較例１のように要求トルクの減少を受けてポスト噴射の噴射量を一度に目標噴射量まで増量してしまうと、筒内の空気が過剰となり排気空燃比がリーンな空燃比に推移してしまう。また、比較例２に示すように、筒内圧力が高い状態では、中段のポスト噴射によって筒内圧力がさらに上昇しスモーク生成領域に移行し易い。一方において、最後段のポスト噴射は筒内圧力が比較的高い状態で行なわれるため、直ちに減量しなくともオイル希釈量の問題は生じ難い。
【００９７】
そこで、本実施の形態のシステムでは、ポスト噴射の噴射量を減量するに当たり、最後段の噴射量の減量に先行して、中段のポスト噴射の減量を減量することが行われる。より詳しくは、図２０における４−５段目のチャートに実線で示す実施例のように、中段のポスト噴射の噴射量が目標値“Qm,end”に達するまではトータル噴射量の減量分を全て中段のポスト噴射に振り分け、中段のポスト噴射の噴射量が目標値“Qm,end”まで減量された後に、トータル噴射量の減量分を最後段のポスト噴射に振り分けることとしている。なお、図２０における３段目のチャートに示すように、最前段のポスト噴射の噴射量は減量せずに一定値“Q1”に維持される。このような減速時のポスト噴射によれば、スモークの生成を抑えつつポスト噴射の噴射量を減量させることが可能となる。
【００９８】
なお、図２０における７段目のチャートに示すように、本実施の形態のシステムでは、最後段のポスト噴射の噴射時期がオイル希釈を抑制し得る範囲で段階的に進角される。この際、オイル希釈を生じさせない範囲で進角量を段階的に設定することにより、スモーク生成の抑制とオイル希釈の抑制の両立を図ることができる。
【００９９】
３−２．実施の形態３のシステムの具体的処理
次に、実施の形態３のシステムにおいて実行される具体的処理について説明する。図２２は、実施の形態３のシステムが実行するルーチンのフローチャートである。なお、図２２に示すルーチンは、ポスト噴射によるリッチ燃焼中が行われている期間に制御装置３０によって繰り返し実行される。なお、本ルーチンの開始時において、ポスト噴射における再前段、中段及び最後段の噴射量の初期値は、それぞれ“Q1”、“Qm,0”及び“QL,0”に制御されているものとする。
【０１００】
図２２に示すルーチンのステップＳ１２及びＳ１４では、図１９に示すルーチンのステップＳ１２及びＳ１４と同様の処理が実行される。次に、過給圧センサ３４のi（i＝1,2,…）番目の更新出力値に応じた中段のポスト噴射の噴射量“Qm,i”及び最後段のポスト噴射の噴射量“QL,i”が算出される。そして、算出された中段のポスト噴射の噴射量“Qm,i”が中段のポスト噴射の目標値“Qm,end”よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ３０）。その結果、Qm,i＞Qm,endの成立が認められた場合には、中段のポスト噴射の噴射量“Qm,i”が未だその目標値に到達していないと判断されて、次のステップに移行する。次のステップでは、中段のポスト噴射の噴射量が減量され、最後段のポスト噴射の噴射量は初期値である“QL,0”に維持される（ステップＳ３２）。ここでは、具体的には、上式（４）及び（５）に基づき変更後の中段のポスト噴射の噴射量“Q´m,i”及び最後段のポスト噴射の噴射量“Q´L,i”が算出される。
【０１０１】
一方、上記ステップＳ３２において、Qm,i＞Qm,endの成立が認められた場合には、中段のポスト噴射の噴射量“Qm,i”が目標値に到達したと判断されて、次のステップに移行する。次のステップでは、中段のポスト噴射の噴射量が目標値“Qm,end”に維持され、最後段のポスト噴射の噴射量が減量される（ステップＳ３４）。ここでは、具体的には、上式（６）及び（７）に基づき変更後の中段のポスト噴射の噴射量“Q´m,i”及び最後段のポスト噴射の噴射量“Q´L,i”が算出される。上記ステップＳ３２又はＳ３４の処理が実行されると、図１９に示すルーチンのステップＳ１２及びＳ１４と同様の処理が実行されて本ルーチンは終了される。
【０１０２】
このように、実施の形態３のシステムによれば、減速時のポスト噴射において中段のポスト噴射の噴射量が最後段のポスト噴射の噴射量よりも先行して減量されるので、過給抜けの遅れによって過給圧の下降が遅れている状況であっても、スモークの生成を有効に抑制することが可能となる。
【０１０３】
ところで、上述した実施の形態３のシステムでは、減速時においてポスト噴射の噴射量を減量する場合に、過給圧センサ３４のi（i＝1,2,…）番目の更新出力値に基づいて、中段のポスト噴射の噴射量“Qm,i”及び最後段のポスト噴射の噴射量“QL,i”を段階的に算出することとした。しかしながら、減速時のポスト噴射の噴射量を設定する方法は過給圧センサ３４の更新出力値は使用する方法に限られず、例えば減速時における過給の抜けの遅れによるトルク不足が許容範囲となるためのポスト噴射量の下限値を運転状態に関連付けて記憶したマップ等を使用することもできる。より詳しくは、減速時においてポスト噴射の噴射量を減量する場合に、当該マップにより特定される下限値までの範囲内で、先ず中段のポスト噴射の噴射量を先行して段階的に減量するとともに最後段のポスト噴射の噴射量は初期値である“QL,0”に維持するようにする。そして、中段のポスト噴射の噴射量が目標値“Qm,end”まで減量された後に、最後段のポスト噴射を当該マップにより特定される下限値までの範囲内で目標値“QL,end”まで段階的に減量すればよい。このような構成によれば、トルク不足を抑制しつつ運転状態に応じた（つまり過給の抜けの遅れに応じた）ポスト噴射の噴射量を段階的に設定することが可能となる。
【０１０４】
なお、上述した実施の形態３のシステムでは、噴射量減量制御が第６の発明における「ポスト噴射量減量手段」に相当し、トータル噴射量の目標値“Qtotal,end”が第６の発明における「目標噴射量」に相当し、中段のポスト噴射の目標値“Qm,end”が第６の発明における「中段のポスト噴射の目標値」に相当している。また、上述した実施の形態３のシステムでは、制御装置３０が図２２に示すルーチンを実行することにより第６の発明の「ポスト噴射制御手段」が実現されている。
【０１０５】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について図を参照して説明する。
【０１０６】
４−１．実施の形態４のシステムの特徴的動作
実施の形態４のシステムは、加速時のポスト噴射において、複数段の中段のポスト噴射の噴射量を増量する場合に、エンジン１０の機関負荷条件に応じてその増量順序を変更する動作に特徴を有している。図２３は、４段のポスト噴射において噴射量増量制御が行われる場合の増量順を説明するための図である。また、図２４は、圧縮行程から膨張行程にかけての筒内温度に対する筒内圧力の変化を示す図である。なお、図２４において丸で囲まれた１から４の数字は、図２３における１段目から４段目のポスト噴射にそれぞれ対応している。図２３に示すとおり、実施の形態４のシステムにおける噴射量増量制御では、最前段（図中の１段目）のポスト噴射の噴射量は増量されず、中段（図中の２−３段目）のポスト噴射と最後段（図中の４段目）のポスト噴射の噴射量が増量される。また、このシステムの噴射量増量制御では、実施の形態２のシステムの噴射量増量制御と同様に、オイル希釈を抑制することを目的として中段のポスト噴射の噴射量が最後段のポスト噴射の噴射量よりも先行して増量される。
【０１０７】
図２３に示すポスト噴射の噴射パターンでは、中段のポスト噴射が複数段存在する。このため、ポスト噴射の噴射量を増量する順序としては、中段のポスト噴射を前段側から順に増量して２段目→３段目→４段目の順とするパターンＡと、中段のポスト噴射を後段側から順に増量して３段目→２段目→４段目の順とするパターンＢとが考えられる。パターンＡの増量順によれば、前段側のポスト噴射（つまり筒内圧力が高い方のポスト噴射）から順に増量されるので、オイル希釈の抑制には有利となるがスモーク生成の抑制には不利になる。一方、パターンＢの増量順によれば、後段側のポスト噴射（つまり筒内圧力が低い方のポスト噴射）から順に増量されるので、スモーク生成の抑制には有利となるがオイル希釈の抑制には不利になる。
【０１０８】
ここで、機関負荷が高いほどポスト噴射の噴射量に対する筒内圧力の上昇度合が大きくなる。このため、機関負荷が高い状態であるほどスモーク生成の抑制が要求され、機関負荷が低い状態であるほどオイル希釈の抑制が要求されることとなる。但し、機関負荷が高負荷の領域では生成されたスモークが再燃するためスモーク生成の抑制は要求されず、むしろオイル希釈の抑制が要求される。
【０１０９】
そこで、実施の形態４のシステムでは、機関負荷が低負荷及び高負荷である場合に、上記パターンＡの順で噴射量が増量され、機関負荷が中低負である場合に、上記パターンＢの順で噴射量が増量される。これにより、エンジン１０の機関負荷条件によらずオイル希釈の抑制とスモーク生成の抑制の両立を図ることが可能となる。
【０１１０】
ところで、上述した実施の形態４のシステムでは、加速時のポスト噴射において、エンジン１０の機関負荷条件に応じて中段のポスト噴射の増量順序を変更することとしたが、減速時のポスト噴射において噴射量を減量する場合にも適用することができる。すなわち、減速時のポスト噴射の減量制御では、中段のポスト噴射の噴射量を２段目→３段目の順に減量し、最後に４段目（最後段）のポスト噴射の噴射量を減量する減量順序（これを「パターンＣ」と称する）によれば、スモーク生成の抑制に有利になる。一方、中段のポスト噴射の噴射量を３段目→２段目の順に減量し、最後に４段目（最後段）のポスト噴射の噴射量を減量する減量順序（これを「パターンＤ」と称する）によれば、オイル希釈の抑制に有利になる。そこで、機関負荷が低負荷及び高負荷である場合に、上記パターンＤの順で噴射量を減量し、機関負荷が中低負である場合に、上記パターンＣの順で噴射量を減量する動作を行うことにより、が増量される。これにより、エンジン１０の機関負荷条件によらずオイル希釈の抑制とスモーク生成の抑制の両立を図ることが可能となる。
【０１１１】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について図を参照して説明する。
【０１１２】
５−１．実施の形態５のシステムの特徴的動作
実施の形態５のシステムは、減速時のポスト噴射において、複数段のポスト噴射の噴射時期を進角側に変更する場合に、最後段のポスト噴射の噴射時期から順に進角側の目標値へと変更する噴射時期進角手段の構成に特徴を有している。図２５は、減速時のポスト噴射の噴射時期を変更する動作を説明するための図である。なお、この図において１段目のチャートは減速開始時の噴射時期を、２段目のチャートは減速時のポスト噴射の噴射時期を変更する動作の比較例を、３段目のチャートは実施の形態５のシステムにおいて減速時のポスト噴射の噴射時期を変更する動作の実施例を、そして４段目のチャートは減速完了時の噴射時期を、それぞれ示している。また、図中においてPm（m＝1, 2, …, last）はｍ番目のポスト噴射を示している。
【０１１３】
図２５の２段目に示す比較例のチャートでは、減速時に複数段のポスト噴射の噴射時期を全て同時に進角している。減速初期は過給の抜けの遅れが大きいため筒内が空気過剰な状態になっている。このため、減速初期において筒内圧力の高い前段側のポスト噴射の噴射時期が進角されると燃焼によりトルクが発生してしまいスモーク生成量が増大してしまう。
【０１１４】
これに対して、実施の形態５のシステムでは、３段目の実施例のチャートに示すように、減速時に最後段のポスト噴射（図の例ではPlast）の噴射時期が先行して進角される。そして、最後段のポスト噴射の噴射時期が目標値まで進角されたのを受けて、一つ前段側のポスト噴射（図の例ではPm）の噴射時期が目標値まで進角される。このような動作が最前段のポスト噴射（図の例ではP1）まで繰り返される。後段側のポスト噴射であるほど、噴射時期の変化に対するスモーク生成の影響が小さい。このため、実施の形態５のシステムによれば、スモークの発生を抑制しつつポスト噴射の噴射時期を進角することができる。
【０１１５】
ところで、上述した実施の形態５のシステムでは、減速時においてポスト噴射の噴射時期を進角する場合の動作について説明したが、加速時においてポスト噴射の噴射時期を遅角する噴射時期遅角手段の構成にも適用することができる。すなわち、加速初期は過給遅れの影響が大きいため筒内圧力が上がり切らない状態になっている。このため、加速初期において後段側のポスト噴射の噴射時期が遅角されるとオイル希釈量が増大してしまう。そこで、加速時においてポスト噴射の噴射時期を遅角する場合には、オイル希釈に対して最も影響の小さい最前段のポスト噴射の噴射時期から順に遅角していけばよい。これにより、オイル希釈を抑制しつつポスト噴射の噴射時期を遅角することができる。
【０１１６】
また、上述した実施の形態５のシステムでは、減速時のポスト噴射において、最後段のポスト噴射から順に噴射時期を目標値まで進角することとした。しかしながら、過給抜けの遅れによる影響が大きいのは減速初期であるため、少なくとも最後段のポスト噴射が先行して目標値まで進角される構成であれば、残りのポスト噴射の噴射時期の進角は同時に行う構成でもよい。このことは、加速時のポスト噴射においても同様であり、少なくとも最前段のポスト噴射が先行して目標値まで遅角される構成であれば、残りのポスト噴射の噴射時期の遅角は同時に行う構成でもよい。
【０１１７】
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６について図を参照して説明する。
【０１１８】
ポスト噴射を多段化するに当たり、各段のポスト噴射間インターバルは、燃料噴射弁１２のハード制約等から定まる所定の最小インターバルよりも大きな値に設定されている。しかしながら、減速時のポスト噴射において、最後段のポスト噴射から順に噴射時期を目標値まで進角すると、前段側のポスト噴射とのインターバルが最小インターバルを割り込むおそれがある。
【０１１９】
そこで、実施の形態６のシステムでは、減速時のポスト噴射において、変化対象のポスト噴射の噴射時期を目標値まで進角している途中で一つ前段側のポスト噴射とのインターバルが最小インターバルになった場合に、最小インターバルが維持されるように一つ前段側のポスト噴射の噴射時期も同時に進角することとしている。
【０１２０】
図２６は、減速時のポスト噴射の噴射時期を変更する動作を説明するための図である。なお、この図において１段目のチャートは減速開始時の各段のポスト噴射の噴射時期およびインターバルを、２段目のチャートは減速時のポスト噴射の噴射時期を変更する動作の比較例を、３段目のチャートは実施の形態６のシステムにおいて減速時のポスト噴射の噴射時期を変更する動作の実施例を、そして４段目のチャートは減速完了時の噴射時期を、それぞれ示している。また、図中においてP1は最前段（１段目）のポスト噴射を示し、Pm-1は中段（ｍ−１番目）のポスト噴射を示し、Pmは中段（ｍ番目）のポスト噴射を示し、Plastは最後段のポスト噴射を示している。また、図中においてIntPm,i（m＝1, 2, …,last；i＝0, 1, …,end）は減速が開始されてからi番目のサイクルにおけるｍ番目のポスト噴射の前段側のインターバルを示し、IntMinは最小インターバルを示している。
【０１２１】
図２６の２段目に示す比較例のチャートでは、減速時に最後段のポスト噴射（Plast）の噴射時期を進角したことによって、一つ前段側のポスト噴射（Pm）とのインターバル“IntPlast,i”が最小インターバル“IntMin”を割り込んでいる。このため、比較例の制御では、要求されるポスト噴射を実現することができない。これに対して、３段目に示す実施の形態６のシステムの実施例では、減速時に最後段のポスト噴射（Plast）の噴射時期を目標値まで進角している途中で一つ前段側のポスト噴射（Pm）とのインターバル“IntPlast,i”が最小インターバル“IntMin”まで減少した場合に、最小インターバル”IntMin”が維持されるように一つ前段側のポスト噴射（Pm）の噴射時期を同時に進角している。そして、一つ前段側のポスト噴射（Pm）の噴射時期は、次のサイクルにおいて目標値まで進角される。なお、ポスト噴射（Pm）の噴射時期を進角している途中で一つ前段側のポスト噴射（Pm-1）とのインターバル“IntPm,i”が最小インターバル“IntMin”まで減少した場合には、上記動作と同様に最小インターバル“IntMin”が維持されるように一つ前段側のポスト噴射（Pm-1）の噴射時期を同時に進角することが行われる。このような動作を繰り返し実行することにより、最小インターバルを維持しつつポスト噴射の噴射時期を順に進角させることが可能となる。
【０１２２】
なお、上述した実施の形態６のシステムでは、減速時のポスト噴射において噴射時期を進角する場合の動作について説明した。しかしながら、実施の形態６のシステムにおいて実行可能な動作はこれに限られず、加速時のポスト噴射において噴射時期を遅角する場合の動作に適用することもできる。すなわち、上述したとおり、加速時のポスト噴射では、最前段のポスト噴射の噴射時期から順に遅角される。このため、例えばポスト噴射（Pm）の噴射時期を遅角している途中で一つ後段側のポスト噴射（Pm+1）とのインターバルが最小インターバルまで減少した場合には、上記動作と同様に最小インターバルが維持されるように一つ後段側のポスト噴射（Pm+1）の噴射時期を同時に遅角するように動作させればよい。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  エンジン（内燃機関）
１２  燃料噴射弁
１４  排気通路
１６  排気マニホールド
１８  ＮＯｘ吸蔵型還元触媒（ＮＳＲ）
２０  吸気通路
２２  吸気マニホールド
３０  制御装置（ＥＣＵ）
３２  クランク角センサ
３４  過給圧センサ
３６  エアフローメータ
３８  アクセルポジションセンサ
４０  吸気温センサ
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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