(57)【要約】【課題】従来の排気燃料添加弁やポスト噴射あるいはアフター噴射における上記問題を解消して、燃費の低下を抑制すると共に、未燃燃料の液滴状態での排出を抑制した上で、排気ガス浄化装置の再生処理を行うことができるディーゼルエンジンを提供すること。【解決手段】ＮＯｘ吸蔵還元触媒を備えた排気ガス浄化装置を有し、排気ガス浄化装置の再生時に、排気ガスに燃料成分を添加するディーゼルエンジンである。再生処理を実行する際に、６行程で１サイクルを形成する再生６サイクル運転（ｂ）を行い、噴射制御装置は、第１圧縮行程後半〜第１膨張行程前半までの期間に燃焼室に噴射される燃料の合計噴射量（第１回噴射量）が、第１膨張行程後半〜第２圧縮行程完了までの期間に燃焼室内に噴射される燃料の合計噴射量（第２回噴射量）よりも多くなるように燃料噴射弁を制御するよう構成されている。【選択図】図１
2009287393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に形成され、燃料噴射弁を備える燃焼室と、
上記燃料噴射弁の燃料噴射を制御する噴射制御装置と、
上記燃焼室より排出される排気ガスを誘導する排気経路と、
該排気経路上に配置され、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を備えた排気ガス浄化装置とを備え、
該排気ガス浄化装置の再生時に、前記排気経路より排気ガス浄化装置に導入される排気ガスに燃料成分を添加するディーゼルエンジンにおいて、
上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生処理を実行する際に、吸気行程、第１圧縮行程、第１膨張行程、第２圧縮行程、第２膨張行程及び排気行程の６行程で１サイクルを形成する再生６サイクル運転を行い、上記噴射制御装置は、上記第１圧縮行程後半〜上記第１膨張行程前半までの期間に燃焼室に噴射される燃料の合計噴射量（第１回噴射量）が、上記第１膨張行程後半〜上記第２圧縮行程完了までの期間に燃焼室内に噴射される燃料の合計噴射量（第２回噴射量）よりも多くなるように燃料噴射弁を制御することを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項２】
請求項１において、上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生処理を実行する際には、前記噴射制御装置は、運転状態に基づき算出した燃料噴射量を前記第１回噴射量とし、前記排気ガス浄化装置の再生に必要な添加量を前記第２回噴射量と設定することを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項３】
請求項２において、前記燃料室に連なる吸気経路上には、吸入空気量を制御する吸気スロットルを備え、該吸気スロットルの開度は、前記第１回噴射量に基づき設定されることを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、上記再生６サイクル運転を行う場合以外の通常運転状態では、吸気行程、第１圧縮行程、第１膨張行程、第２圧縮行程、第２膨張行程及び排気行程の６行程で１サイクルを形成する通常６サイクル運転を行い、上記噴射制御装置は、上記第１圧縮行程後半〜上記第１膨張行程前半までの期間に燃焼室内に噴射される燃料の合計噴射量（第１回噴射量）が、上記第１膨張行程後半〜上記第２圧縮行程完了までの期間に燃焼室内に噴射される燃料の合計噴射量（第２回噴射量）よりも少なくなるように燃料噴射弁を制御することを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項において、上記ディーゼルエンジンは可変バブル機構を備えた吸・排気バルブ装置を備え、上記再生６サイクル運転を行う場合以外の通常運転は、吸気行程、第１圧縮行程、第１膨張行程及び排気行程の４行程で１サイクルを形成する４サイクル運転を行うよう構成されていることを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、上記再生６サイクル運転時における上記第２回噴射量は、上記第１回噴射量の１／４以下であることを特徴とするディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気経路に排気ガス浄化装置を備えたディーゼルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気経路には、通常、排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置が備えられている。この排気ガス浄化装置については、近年、排気ガス中のパティキュレートマター（Particulate  Matter（ＰＭ））と窒素酸化物（ＮＯｘ）との両方を低減できる技術として、ＰＭを捕捉するためのフィルタと、ＮＯｘを一時的に吸蔵及び放出還元するＮＯｘ吸蔵還元触媒とを備えたものが提案されている。
【０００３】
しかし、フィルタに吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ吸蔵還元触媒）を担持させている場合には、燃料中の硫黄成分（ＳＯｘ）がＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸収されるので、その分ＮＯｘの吸蔵量及び浄化率が低下する（Ｓ被毒と呼ばれている）。そのため、所定のタイミングで排気ガスの成分をリッチにすると共に、排気ガス温度を上昇させてＮＯｘ吸蔵還元触媒を回復する処理を行う必要がある（特許文献１参照）。なお、排気温度を上昇させる具体的な手段は、燃焼室内の着火時期の進角化、或いは、フィルタの上流に前段触媒として酸化触媒を配置し、リッチ雰囲気中の燃料成分の一部を酸化触媒により反応させることで、排気ガス温度を上昇させる（特許文献３）、等の技術が知られている。
【０００４】
一方において、ディーゼルエンジンとしては、燃費性能の向上や排気ガス成分中のＮＯｘの排出量そのものを低減させることなどを目的として、従来の４サイクル運転に代えて、吸気行程、第１圧縮行程、第１膨張行程、第２圧縮行程、第２膨張行程及び排気行程の６行程で１サイクルを形成する６サイクル運転を行うものが提案されている（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３８９３０号公報
【特許文献２】特開２０００−１３０１８０号公報
【特許文献３】特開２００２−２１５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のディーゼルエンジンにおいては、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生処理を行う場合には、エンジンの排気経路に設けた排気燃料添加弁からの排気系への燃料添加や、エンジン運転中の排気行程もしくはその前の膨張行程末期にに燃焼室内に燃料を噴射するポスト噴射あるいはアフター噴射を行い、排気ガスをリッチ雰囲気状態とし、排気温度を上昇させ、排気ガス浄化装置の再生処理を実施している。
【０００７】
しかしながら、上記従来の排気ガス浄化装置の再生処理においては、次のような問題がある。
すなわち、ディーゼルエンジンでは、排気経路より排気ガスを取出し、吸気経路に還流することで、燃焼室内でのＮＯｘの生成を抑制するＥＧＲが、一般的に採用されている。そして、触媒再生の為に排気中に噴射された燃料を、短時間で完全に気化させることは難しいが、燃料の液滴がＥＧＲに混入すると不具合を生じる。例えば、ＥＧＲクーラへ燃料液滴が付着すると、付着部位でのカーボンの堆積を促進し、詰まりの原因となる。上記排気燃料添加弁を用いる場合、ＥＧＲの取出し口と燃料添加弁の配置に配慮することで、ＥＧＲへの混入を軽減できるが、混入を完全に防止することは難しく、排気燃料添加弁やＥＧＲのレイアウトにも制約が生じる。また、排気ポート上に配置された上記排気燃料添加弁のノズルには、排気ガス中のカーボンが付着する為、ノズルがつまらないように、再生処理が必要ない場合であっても定期的に燃料を噴射する必要があり、燃費の低下に繋がっている。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、従来の排気燃料添加弁やポスト噴射あるいはアフター噴射におけるＥＧＲへの燃料液滴の混入の問題を解消し、排気ガス浄化装置の再生処理を行うことができるディーゼルエンジンを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、シリンダ内に形成され、燃料噴射弁を備える燃焼室と、
上記燃料噴射弁の燃料噴射を制御する噴射制御装置と、
上記燃焼室より排出される排気ガスを誘導する排気経路と、
該排気経路上に配置され、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を備えた排気ガス浄化装置とを備え、
該排気ガス浄化装置の再生時に、前記排気経路より排気ガス浄化装置に導入される排気ガスに燃料成分を添加するディーゼルエンジンにおいて、
上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生処理を実行する際に、吸気行程、第１圧縮行程、第１膨張行程、第２圧縮行程、第２膨張行程及び排気行程の６行程で１サイクルを形成する再生６サイクル運転を行い、上記噴射制御装置は、上記第１圧縮行程後半〜上記第１膨張行程前半までの期間に燃焼室に噴射される燃料の合計噴射量（第１回噴射量）が、上記第１膨張行程後半〜上記第２圧縮行程完了までの期間に燃焼室内に噴射される燃料の合計噴射量（第２回噴射量）よりも多くなるように燃料噴射弁を制御することを特徴とするディーゼルエンジンにある（請求項１）。
【００１０】
本発明のディーゼルエンジンは、上記のごとく、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生処理を実行する際に、通常運転から上記再生６サイクル運転に切り替えるように構成されている。この再生６サイクル運転は、上記のごとく、第１圧縮行程後半〜第１膨張行程前半までの期間（クランク角度で示すと２７０〜４５０度）の噴射（第１回噴射）による燃料（第１回燃料）の合計噴射量（第１回噴射量）を、第１膨張行程後半〜第２圧縮行程完了までの期間（クランク角度で示すと４５０〜７２０度）の噴射（第２回噴射）による燃料（第２回燃料）の合計噴射量（第２回噴射量）よりも多くして、第１膨張行程において大半のトルクを発生させるという運転である。
【００１１】
このように第１回噴射量が第２回噴射量よりも多いので、第１膨張行程における燃焼にて大半の酸素は消費され、第２回燃料噴射を行う際の燃焼室内に残存する酸素量が少なくなる。そのため、第２回燃料は、その一部が燃焼して排気ガス温度を上昇させると共に残りの燃料が燃焼室内という閉塞空間で第２膨張行程の期間を経ることによって容易に気化し、排気ガス中に含有される気化した燃料の量を増大させることができる。
【００１２】
このように、上記再生６サイクル運転を実施した場合には、燃焼室より排出された排気ガス中に十分に気化された燃料成分が含有され、燃料液滴の混入が抑制される。このため、燃料成分がＥＧＲに混入したとしても、ＥＧＲクーラや吸気経路内での付着が抑制され、カーボンの堆積等汚れの原因となることも防止される。また、排気ポートに燃料添加弁を配置する必要が無いので、燃料添加弁の詰まりが発生することも無く、詰まりを防止する為の燃料噴射も不要である。
そして、気化燃料を含有する排気ガスが上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給されることによってその再生処理を行うことができる。
【００１３】
このように、本発明によれば、ＥＧＲへの燃料液滴の混入の問題を解消し、排気ガス浄化装置の再生処理を行うことができるディーゼルエンジンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のディーゼルエンジンは、上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生処理を実行する際には、前記噴射制御装置は、運転状態に基づき算出した燃料噴射量を前記第１回噴射量とし、前記排気ガス浄化装置の再生に必要な添加量を前記第２回噴射量と設定することが好ましい（請求項２）。
【００１５】
すなわち、上記第１回噴射量は、エンジンの運転状態に基づき、必要な動力を発生させることができる燃料噴射量として、公知の技術に基づき決定することが好ましい。具体的には、例えば、アクセルペダル踏込み量とエンジン回転数に基づき、ＥＣＵに記憶されたマップより基本噴射量を決定し、この基本噴射量にエンジン温度等に基づく各種補正を行うことで決定することができる。これにより、第１回燃料による燃焼によって最大トルクを容易に発生させることができる。
【００１６】
そして、第２回噴射量は、排気ガス浄化装置の再生に必要な添加量に設定することが好ましい。第２回燃料による燃焼は、既燃焼ガス（排気ガス）の昇温を目的としており、一部は燃焼するが、その残りは、十分に気化して排気ガスと共に燃焼室から排出され、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生に用いられる。そのため、上記第２回噴射量は、排気ガス浄化装置の再生に必要な添加量に設定することが最も好ましい。
【００１７】
また、前記燃料室に連なる吸気経路上には、吸入空気量を制御する吸気スロットルを備え、該吸気スロットルの開度は、前記第１回噴射量に基づき設定されることが好ましい（請求項３）。これにより、第１回燃料の燃焼後に残存する酸素を確実に減少させることができ、第２回燃料の僅かな燃焼による排気ガス温度の上昇と残りの燃料の十分な気化をより確実に実施することができる。
【００１８】
また、本発明では、上記のごとく、排気ガス浄化装置の再生処理が必要な際に、通常運転から上記再生６サイクル運転に切り替えるよう構成されている。この切り替えのタイミングは、従来と同様に、ディーゼルエンジンの制御を行うＥＣＵによって決定することができる。そして、排気ガス浄化装置の再生処理が完了した後には、再び通常運転に切り替えられる。
【００１９】
上記再生６サイクル運転を行う場合以外の通常運転状態では、吸気行程、第１圧縮行程、第１膨張行程、第２圧縮行程、第２膨張行程及び排気行程の６行程で１サイクルを形成する通常６サイクル運転を行い、上記噴射制御装置は、上記第１圧縮行程後半〜上記第１膨張行程前半までの期間に燃焼室内に噴射される燃料の合計噴射量（第１回噴射量）が、上記第１膨張行程後半〜上記第２圧縮行程完了までの期間に燃焼室内に噴射される燃料の合計噴射量（第２回噴射量）よりも少なくなるように燃料噴射弁を制御することが好ましい（請求項４）。
【００２０】
即ち、この場合の通常運転では、６サイクル運転を行って、かつ、第１回噴射量と第２回噴射量との割合を上記再生６サイクル運転の場合と逆転させる。これにより、第２回燃料の燃焼コンディションを最適な状態として十分なトルクの発生とＮＯｘ含有量の低い比較的低温の排気ガスの排出を促すことができる。
【００２１】
また、上記ディーゼルエンジンは可変バブル機構を備えた吸・排気バルブ装置を備え、上記再生６サイクル運転を行う場合以外の通常運転は、吸気行程、第１圧縮行程、第１膨張行程及び排気行程の４行程で１サイクルを形成する４サイクル運転を行うよう構成してもよい（請求項５）。この場合にも、上述したごとく、排気ガス浄化装置の再生処理必要時には上記再生６サイクル運転による優れた作用効果を発揮させることとなる。
【００２２】
また、上記再生６サイクル運転時における上記第２回噴射量は、上記第１回噴射量の１／４以下であることが好ましい（請求項６）。つまり、１サイクルで噴射する燃料の合計量を１００％とすると、上記第１回噴射量を８０％以上とし、第２回噴射量を２０％以下とすることが好ましい。この場合には、第２回燃料の気化をより十分に行うことができ、上述した作用効果をより確実に発揮させることができる。
【００２３】
また、上記再生６サイクル運転の第２回の燃料噴射は、上記のごとく、第１膨張行程後半〜第２圧縮行程完了までの期間（クランク角度で示すと４５０〜７２０度）に行われるが、より好ましくは、第１膨張行程後半〜第２圧縮行程前半までの期間（クランク角度で示すと４５０〜６３０度）に完了するのが良く、最も好ましくは、下死点（５４０度）前後のみで完了すのが良い。これにより、第２回燃料の気化等の作用効果をより確実に得ることができるようになる。
【００２４】
また、上記第１回噴射量は、第１回噴射量をストイキ（理論空燃比）となるように行うことも可能ではあるが、排気ガスの性状が悪化するおそれがあるので、理論空燃比よりも燃料の比率が若干低くなるよう（リーン燃焼となるよう）に行うことが好ましい。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
本発明の実施例に係るディーゼルエンジンにつき、図１、図２を用いて説明する。
本例のディーゼルエンジン１は、図２に示すごとく、シリンダ１１内に形成され、燃料噴射弁４１を備える燃焼室と、上記燃料噴射弁４１の燃料噴射を制御する噴射制御装置（図示略）と、上記燃焼室より排出される排気ガスを誘導する排気経路（排気系）３と、該排気経路３上に配置され、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を備えた排気ガス浄化装置８とを備え、排気ガス浄化装置８の再生時に、前記排気経路３より排気ガス浄化装置８に導入される排気ガスに燃料成分を添加するディーゼルエンジンである。
【００２６】
このディーゼルエンジン１は、図１に示すごとく、上記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生処理を実行する際に、吸気行程、第１圧縮行程、第１膨張行程、第２圧縮行程、第２膨張行程及び排気行程の６行程で１サイクルを形成する再生６サイクル運転を行い、上記噴射制御装置は、上記第１圧縮行程後半〜上記第１膨張行程前半までの期間に燃焼室に噴射される燃料の合計噴射量（第１回噴射量）が、上記第１膨張行程後半〜上記第２圧縮行程完了までの期間に燃焼室内に噴射される燃料の合計噴射量（第２回噴射量）よりも多くなるように燃料噴射弁４１を制御するように構成されている。
以下、これを詳説する。
【００２７】
ディーゼルエンジン１は、図２に示すごとく、シリンダブロック１０に設けられた４つのシリンダ１１に対して、コモンレール４に連結された燃料噴射弁４１をそれぞれ設けたタイプの４気筒のディーゼルエンジンである。燃料噴射弁４１の噴射タイミングは、図示しないＥＣＵによって制御されるように構成されている。
【００２８】
各シリンダ１０の吸気ポートに連結される吸気経路（吸気系）２は、エアクリーナ２１、過給器用コンプレッサ２２、インタークーラ２３に接続された吸気管２０と、該吸気管２０を各吸気ポートに分離するインテークマニホールド２４を有している。上記吸気管２０内には、スロットル２９も設けられている。
【００２９】
また、各シリンダ１０の排気ポートに連結される排気系３は、エキゾーストマニホールド３１を介して一本の排気管３０に集約され、過給器用タービン３２及び排気ガス浄化装置８へと繋がっている。
さらに、排気系３と吸気系２とは、ＥＧＲクーラ５１及びＥＧＲ弁５２を備えたＥＧＲ通路５０によって連結されている。
【００３０】
上記排気ガス浄化装置８は、フィルタにＮＯｘ吸蔵還元触媒を担持させたタイプのものである。そのため、前記触媒がＳ被毒した際には、これを再生するために、およそ６００℃以上に排気ガスの温度を上昇させると共に、排気ガスのＡ／Ｆを理論空燃比よりリッチにする必要がある。
【００３１】
ディーゼルエンジン１は、以上のような基本構成を有した上で、次のような運転をするように構成されている。
まず、通常運転は、図１（ａ）に示すごとく、吸気行程、第１圧縮行程、第１膨張行程、第２圧縮行程、第２膨張行程及び排気行程の６行程で１サイクルを形成する６サイクル運転であり、燃料噴射の条件は従来と同様である。つまり、第１圧縮行程後半〜上記第１膨張行程前半までの期間（クランク角度：２７０〜４５０度）（図１のＡの期間）に燃焼室内に噴射される燃料噴射ａ11、ａ12の合計噴射量（第１回噴射量）をＡ１とし、第１膨張行程後半〜第２圧縮行程完了までの期間（クランク角度：４５０〜７２０度）（図１のＢの期間）に燃焼室内に噴射される燃料噴射ｂ11、ｂ12の合計噴射量（第２回噴射量）をＢ１とすると、Ａ１＜Ｂ１となるように行う。より具体的には、ある運転状態では、１サイクルで噴射する燃料の合計量を１００％とすると、Ａ１が２５％、Ｂ１が７５％となる。
【００３２】
このような燃料噴射条件で通常６サイクル運転を行うと、第１回噴射量が少ないので、第１回燃料の燃焼後であっても燃焼室内には十分な酸素が残存し、尚且つ、第１回燃料の燃焼により燃焼室内の温度は上昇するので、図１のおよそＸ1の期間においてその後の第２圧縮時のＨＣＣＩ（Homogeneous  Charge  Compression  Ignition＝予混合圧縮着火）燃焼のコンディション作りという機能が発揮される。これにより、図１のＹ1期間中にて、特に上死点前後の所望の時期に燃焼を開始させることができ、十分にトルクを発生させることができると共に、ＮＯｘ含有量の低い比較的低温の排気ガスが排出される。
【００３３】
次に、排気ガス浄化装置の再生処理が必要な際には、ＥＣＵの指示に従って、通常運転から再生６サイクル運転に切り替える。
まず、再生６サイクル運転は、図１（ｂ）に示すごとく、吸気行程、第１圧縮行程、第１膨張行程、第２圧縮行程、第２膨張行程及び排気行程の６行程で１サイクルを形成する６サイクル運転であり、燃料噴射の条件が通常運転と異なっている。つまり、第１圧縮行程後半〜上記第１膨張行程前半までの期間（クランク角度：２７０〜４５０度）（図１のＡの期間）に燃焼室内に噴射される燃料噴射ａ21、ａ22、ａ23の合計噴射量（第１回噴射量）をＡ２とし、第１膨張行程後半〜第２圧縮行程完了までの期間（クランク角度：４５０〜７２０度（この例では、４５０〜６３０度）（図１のＢの期間）に燃焼室内に噴射される燃料噴射ｂ21、ｂ22の合計噴射量（第２回噴射量）をＢ２とすると、Ａ２＞Ｂ２となる。より具体的には、本例のある運転状態では、例えば、１サイクルで噴射する燃料の合計量を１００％とすると、Ａ１を８４％、Ｂ１を１６％となる。
【００３４】
燃料噴射量に関し補足すると、燃料の合計量を先に算出するわけではなく、第１回噴射量Ａ２及び第２回噴射量Ｂ２の値は、個々に決定される。ただし、第２回噴射量Ｂ２の値は、後述する理由で比較的小さな値に制限される為、合計量に対する比率をとると、上記のような値となる。以下に、第１回噴射量Ａ２及び第２回噴射量Ｂ２について、詳述する。
【００３５】
第１回噴射量Ａ２は、エンジンの運転状態に基づき、必要な動力を発生させることができる燃料噴射量として、公知の技術に基づき決定される。具体的には、例えば、アクセルペダル踏込み量とエンジン回転数に基づき、ＥＣＵに記憶されたマップより基本噴射量を決定し、この基本噴射量にエンジン温度等に基づく各種補正を行うことで決定される。また、この燃料噴射量Ａ２に対し、燃焼室内の燃焼環境がストイキよりも僅かにリーン環境下となるように、スロットル２９の開度を設定する。つまり、スロットル２９は、通常のディーゼルの運転状態よりも吸入空気の割合が低下する如く制御する。
【００３６】
スロットル２９については、更に開度を減少させ、燃焼室内の第１回燃料の燃焼をストイキによって行ってもよい。ただし、ストイキ環境下での燃焼はＰＭが発生しやすい為、本実施例では第１回燃料の燃焼における燃焼室内環境が、僅かにリーンとなる程度としている。吸入空気を減らす目的は、第２回燃料の燃焼中の不規則なトルクの発生を抑制である。
【００３７】
第２回噴射量Ｂ２は、第１膨張行程後半〜第２圧縮行程完了までの期間に噴射される燃料の合計量である。第２回燃料の燃焼は、既燃焼ガス（排気ガス）の昇温を目的としており、前記目的では燃焼時期の細かな制御は不要であるが、一定以上のトルクが不規則に発生した場合には、エンジンの回転を不安定にする。そのため、第１回燃料の燃焼後に燃焼室内に残存する酸素を減らすことで、第２回燃料の燃焼による不必要なトルクの発生の抑制を行う。
【００３８】
また、第２回噴射量Ｂ２は、この実施形態では固定値である。作用よりその内訳を見ると、第１回燃料の燃焼後に燃焼室内に残った酸素と反応し、既燃焼ガス温度（排気ガス温度）を昇温する為の燃料と、燃焼せずに燃焼室内で気化し、排気ガスをリッチ雰囲気化にする為の燃料との合計となる。
第１回燃料の燃焼後にも、燃焼室内には酸素が残存する。仮に第１回燃料の燃焼をストイキ環境下にて行ったとしても、実際の燃焼では酸素と燃料が完全燃焼することは無いので、やはり、残存する酸素は存在する。第２回噴射量Ｂ２の燃料の内、一部は、この燃焼室内に残った酸素と反応し燃焼するが、その他の燃料は、酸素不足により燃焼せず、既燃焼ガス（排気ガス）中に混合される。既燃焼ガス（排気ガス）中に混合した燃料は、既燃焼ガス（排気ガス）の熱と残存する酸素による第２回燃焼の熱、及び、第２膨張行程等の追加された期間により気化が促進される。
【００３９】
ただし、第２回燃料として噴射された燃料が気化する場合には、気化熱により周囲の温度を下げる如く作用する。このため、第２回噴射量Ｂ２の値をある程度以上大きくすると、排気ガス温度の昇温が阻害されることになる。また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給される燃料が急激に増加すると、反応熱により触媒が過熱及び損傷を起こしやすくなる。このため、第２回噴射量Ｂ２の値は抑制する必要があり、運転状態により異なるが、例えば、全噴射量の１０〜３０％となる。
【００４０】
上記の実施形態において、第２回噴射量Ｂ２の触媒再生に関わる作用は、燃料の一部の燃焼（酸化反応）による排気ガスの昇温と、排気ガスをリッチ雰囲気にする点にあり、特許文献３の添加燃料とこれらの点では同様である。しかしながら、本例では、燃焼室という閉鎖された空間で第２回燃料の燃焼による排気ガスの加熱が行われる点と、第２膨張行程等の期間が得られる点とで、従来より燃料の気化が促進されるという優れた効果が得られる。
【００４１】
これにより、燃焼室より排気ポートに排出された排気ガス中の燃料成分は、ほぼ完全に気化された状態にできる。このため、燃料成分がＥＧＲに混入したとしても、それが液滴でないので、ＥＧＲクーラや吸気経路内での付着が抑制され、カーボンの堆積等汚れの原因となることも防止される。また、排気ポートに燃料添加弁を配置する必要が無いので、燃料添加弁の詰まりが発生することも無く、詰まりを防止する為の燃料噴射も不要である。
【００４２】
なお、前記実施形態では、再生６サイクル運転において、第２回噴射量Ｂ２を固定値としたが、本発明は固定値に限定されるものではない。第２回噴射量Ｂ２の値は、排気ガスの昇温を阻害しないように上限は制限されるが、その上限を越えない範囲で、可変に制御することも可能である。
【００４３】
また、前記実施形態では、再生６サイクル運転において、燃焼室内に供給される吸入空気の量を、スロットル２９を絞ることのみで制御しているが、ＥＧＲと組合わせた制御を行なってもよい。具体的には、吸入空気量を減少する如く制御すると共に、ＥＧＲにより吸入空気に混入されるＥＧＲガス量を増加させる。
【００４４】
また、前記実施形態では、通常６サイクル運転と再生６サイクル運転とを切換える態様を記載したが、通常運転状態は特に６サイクル運転に限定されるものではない。例えば、通常運転状態は、ディーゼル燃焼の４サイクル運転としてもよい。なお、通常４サイクル運転と再生６サイクル運転との組合せにおいては、吸・排気バルブの開閉タイミングを変更する必要があるので、可変バルブタイミング機構を備える必要があるが、これは、例えば特開２００６−２５００２９号公報に開示されたごとく公知の技術であるため、ここでの記載は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１における、燃料噴射のタイミングを示す説明図。
【図２】実施例１における、ディーゼルエンジンの基本構成を示す説明図。
【符号の説明】
【００４６】
１  ディーゼルエンジン
２  吸気経路（吸気系）
３  排気経路（排気系）
４１  燃料噴射弁
５０  ＥＧＲ通路
８  排気ガス浄化装置
【図１】
2009287393.tif 000003
【図２】
2009287393.tif 000004