(57)【要約】【課題】  ポスト噴射により排出された未燃燃料がＥＧＲ制御に伴って吸気側に還流する現象を抑制して、これによるトルク変動やＥＧＲ系及び吸気系の汚損・劣化などの不具合を未然に防止できる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】  ＃４気筒の排ガスのみをＥＧＲガスとして吸気側に還流するように構成し、ＥＧＲ還流時においてＮＯx触媒１０のＮＯxパージのためにポスト噴射を実行するときには、＃１〜＃３気筒をリッチ空燃比に制御してＨＣ及びＣＯを確保すると共に、＃４気筒をリーン空燃比に制御してＥＧＲガスと共に吸気側に還流される未燃燃料を抑制する。【選択図】      図１
2007023888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の特定気筒のみを該内燃機関の排気側と連通させるＥＧＲ通路、及び該ＥＧＲ通路の開度を調整可能なＥＧＲバルブから構成され、上記特定気筒の排ガスをＥＧＲガスとして吸気側に還流するＥＧＲ手段と、
上記内燃機関の各気筒に対してメイン噴射後にポスト噴射を実行するポスト噴射制御手段と、
上記ＥＧＲ手段によるＥＧＲガスの還流時に上記ポスト噴射制御手段によりポスト噴射が実行されたときに、上記特定気筒に対するポスト噴射量を他気筒に対するポスト噴射量より減少補正するポスト噴射量補正手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
上記ポスト噴射量補正手段は、上記特定気筒に対するポスト噴射量を０に補正することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
上記ＥＧＲ手段のＥＧＲ通路には、上記ＥＧＲガス中の未燃燃料を燃焼させるＥＧＲ触媒が備えられたことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
上記ポスト噴射量補正手段は、上記特定気筒の排気空燃比がリーン側となるように該特定気筒に対するポスト噴射量を補正することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
上記特定気筒と他気筒とのポスト噴射量の相違によるトルク格差を縮小する方向に、上記特定気筒または他気筒の少なくとも一方のメイン噴射量を補正するメイン噴射量補正手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか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】
本発明は排ガスの一部を吸気側に還流させるＥＧＲ装置を備えると共に、メイン噴射後にポスト噴射を実行可能な内燃機関（以下、エンジンと称する）の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばリーンバーンエンジンやディーゼルエンジンなどの排気系には、排ガス中のＮＯx（窒素酸化物）を吸蔵する吸蔵型ＮＯx触媒や排ガス中のＰＭ（パティキュレートマター）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）などの排気浄化装置が設けられている。これらの排気浄化装置ではＮＯx吸蔵量やＰＭ捕集量が飽和限界に達する以前にＮＯxやＰＭを処理する必要があり、例えばＮＯx触媒では、エンジンの排気空燃比のリッチ化によりＮＯx触媒上に還元剤としてＨＣやＣＯを供給してＮＯxを放出還元浄化するＮＯxパージを実行しており、ＤＰＦでは、排気昇温による排ガスの熱、或いはＤＰＦの上流側の前段酸化触媒上に供給したＨＣやＣＯを酸化反応させたときの反応熱を利用して、ＤＰＦ上のＰＭを強制的に燃焼させる強制再生を実行している。
【０００３】
上記排気空燃比のリッチ化、排気昇温、ＨＣやＣＯ供給などのための有効な手法としてポスト噴射が広く行われている。当該ポスト噴射はトルク発生のためのメイン噴射後の膨張行程や排気行程で実行され、燃焼途中或いは燃焼前の筒内ガスを排ガスとして排出して上記リッチ化、排気昇温、ＨＣやＣＯ供給を実現している。
一方、上記排気浄化装置の効率的な再生を目的として種々の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。当該特許文献１に開示された技術はＮＯx触媒に対するＮＯxパージに関するものであり、吸気側に排ガスを還流させるためのＥＧＲ通路に特定気筒のみを連通させた上で、ＮＯxパージ時には他の全ての気筒をリーン運転を継続させたまま特定気筒のみをリッチ空燃比に制御し、特定気筒から未燃状態で排出されるＨＣやＣＯによりＮＯx触媒からＮＯxを放出還元浄化している。
【特許文献１】特許第３４６２４４５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記ポスト噴射は排気空燃比のリッチ化、排気昇温、ＨＣやＣＯの供給の何れの場合でも未燃燃料の排出を伴うことになるが、このときにＥＧＲ制御が実行されていると、未燃燃料が吸気側に還流されてエンジンのトルク変動やＥＧＲ系及び吸気系の汚損・劣化などの問題を生じる。
即ち、ＥＧＲ制御の有無に関わらず、ポスト噴射による噴射燃料は一部がエンジンの筒内で燃焼されてトルク増加と排気空燃比のリッチ化および排気昇温に寄与する一方、筒内で燃焼されないトルク増加に寄与しない分は排気空燃比のリッチ化や排気昇温に貢献しており、図８はこのときのポスト噴射によるトルク増加状況を示している。ＥＧＲ制御が実行されない場合のポスト噴射によるトルク増加は、図中にハッチングで示すようにエンジンの運転状態に関わらずポスト噴射時期などによって一義的に定まることから、ポスト噴射時期などから求めたトルク寄与率（全ポスト噴射量に対するトルク発生に寄与したポスト噴射量の割合）をポスト噴射量に乗算した値だけメイン噴射量を減少補正すれば、ポスト噴射に起因するトルク増加を抑制できる。
【０００５】
ところが、ＥＧＲ制御の実行時には、ポスト噴射により排出された未燃燃料が吸気側に還流されて燃焼するため、トルク増加を引き起こす現象が生じる。図８にクロスハッチングで示すように、このときの新気量は還流未燃燃料量と共にポスト噴射の実行中に常に変動し続けるため、未燃燃料の還流に起因するトルク寄与率を的確に算出するには制御が複雑化し、現実的に困難であり、トルク変動により車両のドライバビリティを悪化させてしまうという問題を生じた。
【０００６】
また、吸気側に還流された未燃燃料は、ＥＧＲ系や吸気系（例えばＥＧＲクーラやＥＧＲバルブ、吸気通路など）を汚損・劣化を促進させる要因となる。ＥＧＲ通路に設けたＥＧＲ触媒上で還流された未燃燃料を燃焼させる対策も考えられるが、例えばＮＯx触媒に対するＮＯxパージのように、ポスト噴射の実行中には排気空燃比がリッチ側に制御されている場合が大半のため、酸素不足により未燃燃料の燃焼は期待できず、この対策は適用できなかった。
【０００７】
上記特許文献１の技術では、ＮＯxパージ時にＥＧＲ通路と連通する特定気筒の排気空燃比をリッチ側に制御しているため、必然的に吸気側への未燃燃料の還流を抑制できず、上記問題の対策とはなり得なかった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ポスト噴射により排出された未燃燃料がＥＧＲ制御に伴って吸気側に還流する現象を抑制して、これによるトルク変動やＥＧＲ系及び吸気系の汚損・劣化などの不具合を未然に防止することができる内燃機関の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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、内燃機関の特定気筒のみを該内燃機関の排気側と連通させるＥＧＲ通路、及びＥＧＲ通路の開度を調整可能なＥＧＲバルブから構成され、特定気筒の排ガスをＥＧＲガスとして吸気側に還流するＥＧＲ手段と、内燃機関の各気筒に対してメイン噴射後にポスト噴射を実行するポスト噴射制御手段と、ＥＧＲ手段によるＥＧＲガスの還流時にポスト噴射制御手段によりポスト噴射が実行されたときに、特定気筒に対するポスト噴射量を他気筒に対するポスト噴射量より減少補正するポスト噴射量補正手段とを備えたものである。
【０００９】
従って、ＥＧＲ手段によるＥＧＲガスの還流時において、例えば内燃機関の排気通路に設けた排気浄化装置の昇温による早期活性化、或いは排気浄化装置へのＨＣやＣＯの供給を目的としてポスト噴射制御手段によりポスト噴射が実行されるときには、他気筒に対するポスト噴射量に比較して特定気筒に対するポスト噴射量が減少補正される。これにより特定気筒の排ガスに含まれる未燃燃料、即ち、ＥＧＲ手段によりＥＧＲガスと共に内燃機関の排気側に還流される未燃燃料が減少するため、還流された未燃燃料の燃焼に起因するトルク増加が抑制されると共に、未燃燃料によるＥＧＲ系や吸気系の汚損・劣化が未然に防止される。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、ポスト噴射量補正手段が、特定気筒に対するポスト噴射量を０に補正するものである。
従って、特定気筒に対するポスト噴射量が０に補正されてポスト噴射が中止されるため、排ガス中に未燃燃料が存在しなくなり、吸気側への未燃燃料の還流を完全に抑制可能となる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２において、ＥＧＲ手段のＥＧＲ通路にＥＧＲガス中の未燃燃料を燃焼させるＥＧＲ触媒が備えられたものである。
従って、特定気筒の排ガス中に残存する未燃燃料がＥＧＲ触媒により燃焼されるため、吸気側への未燃燃料の還流をより確実に抑制可能となる。
請求項４の発明は、請求項３において、ポスト噴射量補正手段が、特定気筒の排気空燃比がリーン側となるように特定気筒に対するポスト噴射量を補正するものである。
【００１２】
従って、特定気筒の排気空燃比がリーン側に制御されることで排ガス中に酸素が存在し、この酸素を利用してＥＧＲ触媒による未燃燃料の燃焼作用が確実に得られる。
請求項５の発明は、請求項１乃至４において、特定気筒と他気筒とのポスト噴射量の相違によるトルク格差を縮小する方向に、特定気筒または他気筒の少なくとも一方のメイン噴射量を補正するメイン噴射量補正手段を備えたものである。
【００１３】
従って、特定気筒または他気筒の少なくとも一方のメイン噴射量が補正されることでトルク格差が縮小され、ポスト噴射量の相違に起因して発生するトルク変動の弊害が未然に回避される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように請求項１の発明の内燃機関の制御装置によれば、ポスト噴射量を減少させた特定気筒の排ガスをＥＧＲガスとして吸気側に還流させることにより、ＥＧＲガスと共に未燃燃料が吸気側に還流される現象を抑制し、これによるトルク変動やＥＧＲ系及び吸気系の汚損・劣化などの不具合を未然に防止することができる。
請求項２の発明の内燃機関の制御装置によれば、請求項１に加えて、特定気筒に対するポスト噴射を中止して吸気側への未燃燃料の還流を完全に抑制でき、未燃燃料の還流による不具合を一層確実に防止することができる。
【００１５】
請求項３，４の発明の内燃機関の制御装置によれば、請求項１及び２に加えて、ＥＧＲ触媒の未燃燃料の燃焼作用により吸気側への未燃燃料の還流をより確実に抑制でき、未燃燃料の還流による不具合を一層確実に防止することができる。
請求項５の発明の内燃機関の制御装置によれば、請求項１乃至４に加えて、気筒間のトルク格差を縮小する方向にメイン噴射量を補正し、ポスト噴射量の相違に起因して発生するトルク変動の弊害を未然に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、本発明を吸蔵型ＮＯx触媒を備えたディーゼルエンジンの制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図は本実施形態のディーゼルエンジンの制御装置を示す全体構成図である。エンジン１は直列４気筒機関として構成され、各気筒に設けられた燃料噴射ノズル２には図示しないコモンレールから加圧燃料が供給され、燃料噴射ノズル２の開弁に伴って各気筒の筒内に燃料が噴射される。各気筒の吸気側には吸気マニホールド３を介して共通のサージタンク４が接続され、サージタンク４には吸気絞り弁５を備えた吸気通路６が接続されている。各気筒の排気側には排気マニホールド７及びターボチャージャ８を介して共通の排気通路９が接続され、排気通路９にはＮＯx触媒１０が設けられている。なお、図ではターボチャージャ８の設置状態を略しているが、実際にはターボチャージャ８は吸気通路６とも接続されて吸入空気を過給し得る。
【００１７】
ＮＯｘ触媒１０は、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ），ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属と、バリウム（Ｂａ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属のＮＯｘトラップ剤とを含み、エンジン１の排気空燃比がリーンのときに排ガス中のＮＯｘを硝酸塩Ｘ−ＮＯ3として吸蔵する一方、排気空燃比がリッチのときに吸蔵しているＮＯｘを放出して窒素（Ｎ２）等に還元浄化する機能を有する。なお、排気浄化装置の構成はこれに限らず、例えばＮＯx触媒１０に加えて酸化触媒を設けてもよい。
【００１８】
そして、吸気通路６には図示しないエアクリーナを介して吸入空気が導入され、吸入空気はターボチャージャ８により過給された後にサージタンク４及び吸気マニホールド３を経て各気筒の筒内に分配され、筒内では燃料噴射ノズル２からの噴射燃料が圧縮着火されてエンジントルクを発生する。燃焼後の排ガスは排気マニホールド７を経てターボチャージャ８を回転駆動した後に排気通路９及びＮＯx触媒１０を経て外部に排出され、その際に上記のように排ガス中のＮＯxがＮＯx触媒１０に吸蔵される。
【００１９】
本実施形態のエンジン１に備えられたＥＧＲ装置は一般的なものとは構成を異にしており、＃４気筒の排ガスのみをＥＧＲガスとして吸気側に還流するように構成されている。即ち、＃１〜＃３気筒の排気マニホールド７はＥＧＲ装置とは関係なく独立して設けられ、＃４気筒の排気マニホールド７のみにＥＧＲ通路１１（ＥＧＲ手段）の一端が接続され、ＥＧＲ通路１１の他端が吸気通路６に接続されている。ＥＧＲ通路１１には排気マニホールド７側よりＥＧＲ触媒１２、ＥＧＲクーラ１３、ＥＧＲバルブ１４（ＥＧＲ手段）が設けられ、ＥＧＲバルブ１４によりＥＧＲ通路１１の開度が調整され、それに応じて＃４気筒から排出された排ガスの一部がＥＧＲ通路１１を経てＥＧＲガスとして吸気通路６に還流される。
【００２０】
一方、車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（エンジン制御ユニット）２１が設置されており、エンジン１の総合的な制御を行う。ＥＣＵ２１の入力側には、エンジン１の回転速度Ｎeを検出する回転速度センサ２２、アクセル操作量θaccを検出するアクセルセンサ２３などの各種センサ類が接続され、ＥＣＵ２１の出力側には、上記燃料噴射ノズル２、ＥＧＲバルブ１４などの各種デバイス類が接続されている。
【００２１】
ＥＣＵ２１はエンジン回転速度Ｎe及びアクセル操作量θaccに基づき、図示しないマップから燃料噴射量を設定し、エンジン回転速度Ｎe及び燃料噴射量に基づき、図示しないマップから燃料噴射時期を設定すると共に、ポスト噴射などを実行する場合には、同様の手順でポスト噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期も設定し、これらの設定に基づいて燃料噴射ノズル２を駆動制御して各気筒に対する燃料噴射を実行する。
【００２２】
また、エンジン１の運転中において排ガスに含まれるＮＯxはＮＯx触媒１０に吸蔵されるが、ＥＣＵ２１はＮＯx触媒１０が飽和限界付近に達したときにポスト噴射を行って排気空燃比をリッチ側に制御し、ＮＯx触媒１０に吸蔵されているＮＯxを放出還元するＮＯxパージを実行する（ポスト噴射制御手段）。なお、ＮＯxパージの開始時期は、エンジン１の運転状態から推定したＮＯx排出量の積算値が飽和限界に相当する所定値に達したとき、或いはＮＯx触媒１０の下流側に設けた図示しないＮＯxセンサにより検出されるＮＯx量が所定値を越えたときを目安として判定する。
【００２３】
一方、ＥＣＵ２１はエンジン回転速度Ｎe及び燃料噴射量に基づき、図示しないマップから目標空気過剰率tgtλを算出し、この目標空気過剰率tgtλと実際の空気過剰率λとからＥＧＲ弁２１の開度（即ち、ＥＧＲ率）をフィードバックして目標空気過剰率tgtλを達成するＥＧＲ制御を実行する。例えば実空気過剰率λは、ＥＧＲガス中の残存酸素量の推定値に図示しないエアフローセンサ出力から求まる吸入空気量を加算した新気量と燃料噴射量とから算出するか、或いは排気通路９に設けたリニア空燃比センサの出力から算出する。
【００２４】
図２はＥＧＲ還流による効果を示した説明図であり、破線で示すＥＧＲガスを還流させない場合に比較して実線で示すＥＧＲガスを還流させた場合には、図中の下段に示すように、不活性なＥＧＲガスの還流により筒内燃焼温度を低下させてエンジンアウトのＮＯx排出量を低減できると共に、ＥＧＲ還流分だけ吸気絞り弁５による吸気制限を緩和できることから、図中の上段に示すように吸気負圧が上昇（大気圧に接近）してスロットルロスの軽減により燃費向上でき、さらに、図中の中段に示すように新気量が低下することから、例えばＮＯx触媒１０のＮＯxパージ時に排気空燃比のリッチ化に要するポスト噴射量を減少させて燃費向上できることが判る。
【００２５】
一方、上記燃料噴射制御は、基本的に全ての気筒に対して共通の噴射量及び噴射時期を適用して実行するが、ＥＧＲ還流とＮＯxパージとが重なった運転領域では、排気空燃比のリッチ化による未燃燃料が吸気側に還流されたときの不具合を防止すべく、＃１〜＃３気筒と＃４気筒とに対して異なる燃料噴射制御を実行しており、以下、当該燃料噴射制御について詳述する。
【００２６】
図３はＥＧＲ還流時に実行されるＮＯxパージの燃料噴射制御状況を示すタイムチャート、図４は同じくＥＧＲ還流時に実行されるＮＯxパージのポスト噴射によるトルク増加状況を示すタイムチャートである。これらの図に示すように、本実施形態では＃４気筒を含めた全気筒に対してポスト噴射を実行しており、当該ポスト噴射はメイン噴射の燃焼のほぼ終了後に実行されて、噴射燃料の燃焼を抑制してＮＯx触媒１０に還元剤としてＨＣやＣＯを供給するように配慮されている。
【００２７】
ここで、ＥＧＲガスとして利用される＃４気筒の排ガスは吸気側への未燃燃料の還流を防止すべくリーン空燃比に制御する必要があり、一方、ＮＯx触媒１０上でのＮＯxパージに利用されるＨＣやＣＯを確保するために、全気筒の排ガスが合流した後の空燃比（以下、トータル空燃比と称する）は所定のリッチ側に制御する必要がある。
そこで、図３に示すように＃４気筒に対するポスト噴射は＃１〜＃３気筒に比較して噴射量（噴射ノズル２の開弁期間）を減少させており、これにより図４に示すようにＮＯxパージ中において＃４気筒は理論空燃比（λ＝1.0）よりリーン側の空燃比に制御される（ポスト噴射量補正手段）。また、このような＃４気筒に対する空燃比制御の影響を受けてトータル空燃比はリーン側に偏るため、その影響を補償すべく＃１〜＃３気筒はＮＯxパージのための最適空燃比に対して若干リッチ側の空燃比となるようにポスト噴射の噴射量が制御され、結果としてトータル空燃比は理論空燃比より僅かにリッチ側のＮＯxパージに対して最適空燃比に保持される。
【００２８】
＃１〜＃３気筒に対して＃４気筒に対するポスト噴射は噴射時期についても別個に設定されており、ＥＧＲガスとしての還流を考慮した上で、排ガス中の未燃燃料を抑制し、かつＥＧＲ系の耐熱温度を越える温度上昇を抑制するために好適な値に設定される。そして、リーン空燃比による運転で＃４気筒の排ガス中の未燃燃料が大幅に減少しているため、ＥＧＲガスに含まれて吸気側に還流される未燃燃料も大幅に減少し、それに応じて図４にクロスハッチングで示すようにＥＧＲ還流に起因するトルク増加分がごく僅かなものとなる。しかも、リーン空燃比下では排ガス中に酸素が存在するため、排ガス中に残存する未燃燃料はこの酸素を利用してＥＧＲ触媒１２上で燃焼され、結果として吸気側への未燃燃料の還流が未然に防止されて、クロスハッチングのトルク増加分もほとんど発生しなくなる。
【００２９】
従って、吸気側に還流された未燃燃料の燃焼に起因してエンジントルクが増加する現象が生じなくなり、ＮＯxパージ中のトルク増加は、図４にハッチングで示すポスト噴射の噴射燃料の燃焼に起因するものとなり、ＮＯxパージのポスト噴射では燃料の大半が燃焼せずにＨＣやＣＯの供給に利用されるため、このポスト噴射によるトルク増加は無視できる程度でトルク抑制の必要はほとんどない。また、仮にトルク増加が顕著なものであったとしても、ポスト噴射時期などから求めたトルク寄与率をポスト噴射量に乗算した値だけメイン噴射量を減少補正することで容易にトルク抑制できる。よって、ＮＯxパージ中の未燃燃料の還流に起因するエンジントルクの増加を抑制でき、もってトルク変動により車両のドライバビリティが悪化する事態を未然に防止することができる。
【００３０】
更に、吸気側への未燃燃料の還流を防止することで、未燃燃料によりＥＧＲ系や吸気系が汚損・劣化する現象も防止でき、もってエンジン１の耐久性を向上できるという効果も得られる。
加えて、未燃燃料の還流による不具合を防止しながらＮＯxパージ中にもＥＧＲ制御を継続できるため、図２に基づいて説明したＥＧＲ還流による種々の効果をＮＯxパージ中にも得ることができる。
【００３１】
ところで、本実施形態では＃４気筒を含めた全気筒に対してポスト噴射を実行したが、例えば＃１〜＃３気筒に対するポスト噴射のみでＮＯxパージに必要なＨＣ及びＣＯを確保可能なときには、必ずしも＃４気筒に対するポスト噴射を実行する必要はない。よって、図５に示すようにＮＯxパージ時に＃１〜＃３気筒に対してポスト噴射を行い、＃４気筒についてはポスト噴射を中止してもよい。
【００３２】
この場合には＃４気筒の排ガス中に未燃燃料が存在しないことから、吸気側への未燃燃料の還流を完全に抑制してこれに起因する不具合を確実に防止できると共に、ＥＧＲガス中の未燃燃料を処理するためのＥＧＲ触媒１２を省略できるという効果も得られる。
［第２実施形態］
次に、本発明をＤＰＦを備えたディーゼルエンジンの制御装置に具体化した一実施形態を説明する。本実施形態は、第１実施形態のＮＯx触媒１０をＤＰＦ及び前段酸化触媒に置換した上で燃料噴射制御の内容を変更したものであり、他の構成は第１実施形態と共通である。従って、同一構成の個所の説明は省略し、相違点を重点的に説明する。
【００３３】
図６は本実施形態のディーゼルエンジンの制御装置を示す部分構成図であり、この図では排気浄化装置の個所のみを示しているが、他の構成は第１実施形態と同一である。
排気通路９に設けられた排気浄化装置は、排気上流側の前段酸化触媒３１と下流側のＤＰＦ３２とから構成されている。ＤＰＦ３２はハニカム型のセラミック担体からなるウォールフロー式のフィルタであり、排気通路９を経て排出される各気筒の排ガス中のＰＭ（パティキュレートマター）がＤＰＦ３２に捕集される。なお、排気浄化装置の構成はこれに限らず、例えば前段酸化触媒３１を省略する代わりにＤＰＦ３２上に酸化触媒を担持させてもよい。
【００３４】
ＤＰＦ３２に捕集されたＰＭは、主にエンジン１の高回転高負荷域において連続的に焼却除去されるが（連続再生）、連続再生が望めない運転領域が続いてＤＰＦ３２が飽和限界に達する場合もあり、このような状況ではＥＣＵ２１の制御によりＰＭが強制的に焼却除去される（強制再生）。なお、強制再生の開始時期は、例えばエンジン１の運転状態から推定したＰＭ排出量の積算値が飽和限界に相当する所定値に達したときを目安として判定する。
【００３５】
強制再生はポスト噴射により実行され（ポスト噴射制御手段）、まず、メイン噴射後の膨張行程でポスト噴射を行うことで燃焼途中の排ガスを排出する排気昇温により前段酸化触媒３１を昇温し、その後に排気行程のポスト噴射を追加して前段酸化触媒３１にＨＣやＣＯを供給し、これらのＨＣやＣＯが前段酸化触媒３１上で酸化反応したときの反応熱を利用してＤＰＦ３２上のＰＭを燃焼する。勿論、ポスト噴射時期は、膨張行程のみ或いは排気行程のみに限ることなく、それぞれの昇温作用が得られる範囲内で任意に変更できる。
【００３６】
そして、この強制再生では上記ＮＯｘパージとは異なり、排気昇温や前段酸化触媒３１での酸化反応のためにトータル空燃比をリーン側に制御しているものの、燃焼途中の排ガスの排出やＨＣ，ＣＯの供給により排ガス中には未燃燃料が存在することから、ＮＯxパージの場合と同じく吸気側への未燃燃料の還流を防止するための燃料噴射制御が必要となり、以下、当該燃料噴射制御について詳述する。
【００３７】
図７はＥＧＲ還流時に実行されるＤＰＦ強制再生の燃料噴射制御状況を示すタイムチャートであり、強制再生開始当初の排気昇温の段階で、＃１〜＃３気筒に比較して＃４気筒のポスト噴射は別個に設定された噴射量及び噴射時期により実行される。例えば＃１〜＃３気筒に対するポスト噴射の噴射量及び噴射時期は排気昇温を目的として設定される一方、＃４気筒に対するポスト噴射は上記ＮＯxパージの場合と同様にＥＧＲガスとしての還流を考慮して、排ガス中の未燃燃料の抑制、及びＥＧＲ系の耐熱温度を越える温度上昇の抑制を達成可能な好適な値に設定される。特に排気昇温では排ガス温度の上昇によりＥＧＲ系に与えるダメージが懸念されるが、＃４気筒のポスト噴射では噴射量の減少により発熱量を低減するなどの配慮がなされる（ポスト噴射量補正手段）。
【００３８】
また、排気昇温を目的としたポスト噴射では燃料の一部が燃焼してトルク発生に寄与することから、上記のようにＥＧＲ系の熱対策として＃４気筒のポスト噴射量を減少した場合、当該＃４気筒が発生するトルクが他気筒より減少して気筒間のトルク格差が発生する。このときのポスト噴射のトルク寄与率はポスト噴射時期などから特定可能なため、図７にハッチングで示すように＃４気筒に対してはポスト噴射のトルク不足分だけメイン噴射量を増加補正している（メイン噴射量補正手段）。これにより各気筒の発生トルクを均等化できるため、ポスト噴射の相違に起因して発生するトルク変動の弊害を未然に回避できる。なお、＃４気筒に対するメイン噴射量を増加補正する代わりに、＃１〜＃３気筒に対するメイン噴射量を減少補正してもよい。
【００３９】
そして、＃４気筒に対する噴射量の減少設定により、ＥＧＲガスに含まれて吸気側に還流される未燃燃料は大幅に減少し、図３にクロスハッチングで示したようにＥＧＲ還流に起因するトルク増加分も大幅に減少し、しかも、このとき＃４気筒の排気空燃比はリーン側に制御されているためＥＧＲガス中の未燃燃料がＥＧＲ触媒１２上で燃焼され、吸気側への未燃燃料の還流が未然に防止される。
【００４０】
一方、以上の排気昇温により前段酸化触媒３１が活性温度に達すると、ＥＣＵ２１はポスト噴射を継続した状態で、図７に破線で示すように＃１〜＃３気筒に対してＨＣ及びＣＯの供給を目的としたポスト噴射を追加する。当該ポスト噴射の噴射時期は、噴射燃料の燃焼防止のために排気昇温のポスト噴射の燃焼終了後に設定され、ポスト噴射の噴射量は、前段酸化触媒３１上で適切な酸化反応を生起可能な過不足のないＨＣ及びＣＯが供給されるように設定される。これに対して＃４気筒はポスト噴射が追加されずに上記排気昇温時と同一運転状態のため、この段階においても吸気側への未燃燃料の還流が防止されている。
【００４１】
よって、強制再生中の未燃燃料の還流に起因するエンジントルクの増加を抑制して、トルク変動により車両のドライバビリティが悪化する事態を未然に防止できると共に、未燃燃料によりＥＧＲ系や吸気系が汚損・劣化する現象も防止でき、さらに強制再生中にもＥＧＲ制御を継続できるため、ＥＧＲ還流による種々の効果を強制再生中にも得ることができる。
【００４２】
なお、図５に基づくＮＯxパージの説明と同様に、この強制再生でも＃１〜＃３気筒に対するポスト噴射のみで排気昇温を達成可能であれば、＃４気筒についてはポスト噴射を中止してもよい。また、前段酸化触媒３１が活性温度に達した時点で、全気筒に対する排気昇温用のポスト噴射を中止して、＃１〜＃３気筒に対するＨＣ及びＣＯ供給のためのポスト噴射のみを実行するようにしてもよい。
【００４３】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記各実施形態では、吸蔵型ＮＯx触媒１０やＤＰＦ３２を備えたディーゼルエンジン１の制御装置に具体化したが、内燃機関の種別はこれに限ることはなく、例えばガソリンエンジンに適用してもよい。
また、上記第１実施形態ではＮＯx触媒１０に対するＮＯxパージを目的としてポスト噴射を実行し、第２実施形態ではＤＰＦ３２に対する強制再生を目的としてポスト噴射を実行したが、これらの場合に限ることはなく、例えば上記ＮＯx触媒１０に吸蔵されたＳＯx（硫黄成分の酸化物）を強制的に除去するためのＳパージを目的としてポスト噴射を実行したり、或いは冷態始動時の三元触媒の早期活性化を目的として本実施形態のポスト噴射を実行したりしてもよい。
【００４４】
さらに、上記各実施形態では＃４気筒を特定気筒としたが、特定気筒として設定する気筒はいずれの気筒でもよいし、その数も１気筒に限らず複数気筒であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１実施形態のＮＯx触媒を備えたディーゼルエンジンの制御装置を示す全体構成図である。
【図２】ＥＧＲ還流による効果を示した説明図である。
【図３】ＥＧＲ還流時に実行されるＮＯxパージの燃料噴射制御状況を示すタイムチャートである。
【図４】同じくＥＧＲ還流時に実行されるＮＯxパージのポスト噴射によるトルク増加状況を示すタイムチャートである。
【図５】ＥＧＲ還流時に実行されるＮＯxパージの燃料噴射制御状況の別例を示すタイムチャートである。
【図６】第２実施形態のＤＰＦを備えたディーゼルエンジンの制御装置を示す部分構成図である。
【図７】ＥＧＲ還流時に実行されるＤＰＦ強制再生の燃料噴射制御状況を示すタイムチャートである。
【図８】従来技術のＥＧＲ還流時に実行されるポスト噴射によるトルク増加状況を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１    エンジン（内燃機関）
１１  ＥＧＲ通路（ＥＧＲ手段）
１４  ＥＧＲバルブ（ＥＧＲ手段）
２１  ＥＣＵ（ポスト噴射制御手段、ポスト噴射量補正手段、メイン噴射量補正手段）
【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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