JP3829438B2

JP3829438B2 - 触媒を備えた内燃機関の噴射制御装置

Info

Publication number: JP3829438B2
Application number: JP28868297A
Authority: JP
Inventors: 雅人後藤; 達司水野; 一哉木部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JPH11125143A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は触媒を備えた内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気筒内の混合気の空燃比が非常に大きいために混合気の空燃比が理論空燃比であるときよりも多量の酸素が排気ガス中に含まれている状態（以下、リーン状態）において、炭化水素（以下、ＨＣ）を触媒表面に吸着してＨＣの活性種を生成し、このＨＣの活性種と窒素酸化物（以下、ＮＯ_X）とを反応させることにより内燃機関から排出されたＮＯ_Xを浄化するＮＯ_X選択還元触媒（以下、ＮＯ_X触媒）が公知である。通常、リーン状態の排気ガス中にＨＣは殆ど含まれていない。このため、ＮＯ_X触媒には浄化用のＨＣが供給される。
【０００３】
例えば、特開平８−２６１０５２号では、気筒内に機関駆動用のＨＣを供給するための燃料噴射弁からＮＯ_X浄化用のＨＣを機関の膨張行程または排気行程において気筒内に噴射することにより、ＮＯ_X触媒に浄化用ＨＣを供給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、気筒内の温度は機関運転状態により変化する。気筒内に噴射されたＮＯ_X浄化用ＨＣの大部分は気筒内で気化して排気ガスとともに気筒内から排出される。しかしながら、気筒内の温度が低いときにはＮＯ_X浄化用ＨＣが気筒の内壁面に付着してしまう。気筒の内壁面に付着したＨＣは気筒内に嵌挿されたピストンと気筒の内壁面との間を通ってピストン下方にある潤滑オイルに混入し、潤滑オイルの劣化を招く。したがって本発明の目的は気筒内に噴射した浄化用還元剤が気筒の内壁面に付着することを防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明によれば、還元剤により排気ガスを浄化するために排気通路に配置された触媒と、該触媒に還元剤を供給するために気筒内に還元剤を噴射する還元剤噴射手段とを具備する内燃機関の噴射制御装置において、気筒内の温度を検出する筒内温度検出手段と、該筒内温度検出手段により検出された気筒内の温度に応じて前記還元剤噴射手段から還元剤を噴射する時期を設定する噴射時期設定手段とを具備し、気筒内の温度が予め定められた温度よりも高いときには前記噴射時期設定手段は前記還元剤噴射手段から還元剤を噴射する時期を基本噴射時期に設定し、気筒内の温度が前記予め定められた温度よりも低いときであって前記基本噴射時期が膨張行程中の時期であるときには前記噴射時期設定手段は前記還元剤噴射手段から還元剤を噴射する時期を前記基本噴射時期よりも早い時期に設定し、気筒内の温度が前記予め定められた温度よりも低いときであって前記基本噴射時期が排気行程中の時期であるときには前記噴射時期設定手段は前記還元剤噴射手段から還元剤を噴射する時期を前記基本噴射時期よりも遅い時期に設定する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態に共通の内燃機関の構成を示す図である。図１において、１は機関本体、♯１、♯２、♯３および♯４はそれぞれ機関本体１内に形成された第一気筒、第二気筒、第三気筒および第四気筒、２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄはそれぞれ対応する気筒♯１〜♯４内に機関駆動用燃料および排気ガス浄化用燃料を供給するための第一燃料噴射弁、第二燃料噴射弁、第三燃料噴射弁および第四燃料噴射弁、３はインテークマニホルド４を介して機関本体１に接続された吸気通路である。インテークマニホルド４には各気筒♯１〜♯４に導入される吸入空気量を算出するために吸入空気圧を検出するための吸気圧センサ５が取り付けられる。なお、各気筒♯１〜♯４内にはこれら気筒内で摺動可能なピストン（図示せず）が挿入されている。また、本発明はディーゼルエンジンやリーンバーンエンジンと呼ばれる大部分の機関運転において理論空燃比より非常に大きい空燃比で運転される内燃機関に適用される。
【００１０】
また、本発明の内燃機関はクランク角を検出するクランク角センサ６を具備する。クランク角センサ６により検出されたクランク角に基づいて機関回転数が算出される。さらに本発明の内燃機関はアクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出するアクセル踏込量センサ１９を具備する。各燃料噴射弁２ａ〜２ｄはこれら燃料噴射弁２ａ〜２ｄに共通の燃料分配手段、すなわちコモンレール３０に接続される。コモンレール３０はポンプＰを介して燃料タンク３１に接続される。コモンレール３０内にはポンプＰにより予め定められた圧力に加圧された燃料が蓄積される。また、コモンレール３０にはコモンレール３０内の燃料の圧力を検出するための圧力検出手段として燃圧センサ３２が取り付けられる。
【００１１】
第一気筒♯１、第二気筒♯２、第三気筒♯３および第四気筒♯４にはそれぞれ対応して第一排気枝管７ａ、第二排気枝管７ｂ、第三排気枝管７ｃおよび第四排気枝管７ｄが接続される。第一排気枝管７ａと第二排気枝管７ｂと第四排気枝管７ｄとは機関本体１の下流側の上流側合流部８において合流せしめられ、集合管９に接続される。集合管９と第三排気枝管７ｃとは上流側合流部８のさらに下流側の下流側合流部１０において互いに略平行な方向に排気ガスを排出するように合流せしめられる。このように排気系を構成することにより、集合管９から排出された排気ガスが第三排気枝管７ｃ内に流入することが抑制される。また、第三排気枝管７ｃから排出された排気ガスが集合管９内に流入することが抑制される。なお、本明細書において『上流』および『下流』とは排気ガスの流れに沿って用いる。
【００１２】
本発明の内燃機関は吸入される空気量を増大するために吸入空気を過給する過給機１１を具備する。過給機１１はインテークマニホルド４の上流側の吸気通路３内に配置された吸気側タービンホイール１１ａと、下流側合流部１０の下流側の排気通路２０内に配置された排気側タービンホイール１１ｂとを具備する。本発明では各気筒から排出された排気ガスが合流する位置に排気側タービンホイール１１ｂが配置されているため、排気側タービンホイール１１ｂを通過する排気ガス量が多く、過給機１１の過給効果を最大限に維持することができる。また、下流側合流部１０が排気側タービンホイール１１ｂの近傍に位置し、且つ、排気側タービンホイール１１ｂの慣性回転運動により排気ガスが下流側への排出されるため、集合管９から排出された排気ガスが第三排気ガス７ｃ内に流入することがさらに抑制され、また、第三排気枝管７ｃから排出された排気ガスが集合管９内に流入することがさらに抑制される。
【００１３】
吸気側タービンホイール１１ａと排気側タービンホイール１１ｂとは一つのシャフト１１ｃにより互いに連結される。排気側タービンホイール１１ｂはこの排気側タービンホイール１１ｂの回転面と平行な方向から排気ガスを受けて回転せしめられ、回転面に対して垂直な方向へ向けて排気ガスを排出する。一方、吸気側タービンホイール１１ａは排気側タービンホイール１１ｂの回転に伴い回転せしめられ、この吸気側タービンホイール１１ａの回転面に対して垂直な方向から空気を引き込み、回転面と平行な方向へ向けて吸入空気を送りだす。
【００１４】
排気側タービンホイール１１ｂの下流側の排気通路２０には内燃機関から排出される窒素酸化物（以下、ＮＯ_X）を浄化するための排気浄化触媒１２が配置される。本発明の排気浄化触媒１２は、気筒内の混合気の空燃比が非常に大きいために混合気の空燃比が理論空燃比であるときよりも多量の酸素が排気ガス中に含まれている状態（以下、リーン状態）において、還元剤として炭化水素（以下、ＨＣ）を触媒表面に吸着してＨＣの活性種を生成し、このＨＣの活性種とＮＯ_Xとを反応させることによりＮＯ_Xを浄化するＮＯ_X選択還元触媒（以下、ＮＯ_X触媒）である。
【００１５】
ＮＯ_X触媒１２の上流端部分にはこの上流端部分の温度を検出する上流側温度センサ１３が配置され、ＮＯ_X触媒１２の下流端部分にはこの下流側部分の温度を検出する下流側温度センサ１４が配置される。
【００１６】
第四排気枝管７ｄには排気ガスを吸入空気中に導入するための排気循環管１５が接続される。排気循環管１５の他端はインテークマニホルド４に接続される。排気循環管１５には吸入空気中への排気ガスの導入の有無を制御するための排気循環弁１６が配置される。排気循環弁１６は三方弁１７を介して吸引ポンプ１８および大気に連通される。排気循環弁１６は機関運転状態に応じて開閉制御される。三方弁１７により排気循環弁１６と大気とが連通せしめられると排気循環弁１６内に大気圧がかかり排気循環弁１６は閉弁せしめられ、排気ガスは吸入空気中に導入されない。一方、三方弁１７により排気循環弁１６と吸引ポンプ１８とが連通せしめられると排気循環弁１６内に負圧がかかり排気循環弁１６が開弁せしめられ、排気ガスが吸入空気中に導入される。
【００１７】
気筒内におけるＮＯ_X生成量は燃焼時の火炎伝播速度が速いほど多くなる。また、気筒内におけるＮＯ_X生成量は燃焼時の燃焼温度が高いほど多くなる。一方、不活性ガスは燃焼時の火炎伝播速度を遅くする。したがって燃焼時の火炎伝播速度は吸入空気中の不活性ガス量が多いほど遅くなる。また、不活性ガスは燃焼時の熱を吸収する。したがって燃焼時の燃焼温度は吸入空気中の不活性ガス量が多いほど低くなる。このため、二酸化炭素や水分といった不活性ガスを含んだ排気ガスが吸入空気に導入されると、燃焼時の火炎伝播速度が遅くなり且つ燃焼時の燃焼温度が低く維持されるため、気筒内の燃焼に伴うＮＯ_Xの生成が抑制される。
【００１８】
図１において制御装置（ＥＣＵ）４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１を介して相互に接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４２、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）４３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４４、Ｂ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）４５、入力ポート４６、出力ポート４７およびクロック発生器４８を具備する。吸気圧センサ５、上流側温度センサ１３、下流側温度センサ１４および燃圧センサ３２の出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換器４９を介して入力ポート４６に入力される。また、クランク角センサ６の出力電圧は直接入力ポート４６に入力される。さらにアクセル踏込量センサ１９の出力電圧は対応するＡＤ変換器４９を介して入力ポート４６に入力される。一方、出力ポート４７はそれぞれ対応する駆動回路５０を介して各燃料噴射弁２ａ〜２ｄおよび三方弁１７に接続される。
【００１９】
次に本発明の実施形態に共通の内燃機関の作動について説明する。初めに各気筒♯１〜♯４の圧縮行程の予め定められたクランク角度においてコモンレール３０内の燃圧が燃圧センサ３２により検出される。次に各気筒♯１〜♯４の圧縮上死点の直前において予噴射が実行され、各燃料噴射弁２ａ〜２ｄから予め定められた量の燃料が噴射される。予噴射は気筒内におけるＮＯ_X生成量の低減および気筒において生じる騒音の低減のために実行される噴射である。
【００２０】
次に予噴射により供給された燃料が気筒内において着火した後の圧縮上死点付近の予め定められたクランク角度において主噴射が実行される。主噴射は機関を駆動するための燃料を供給するために実行される噴射である。主噴射により各燃料噴射弁２ａ〜２ｄから噴射すべき主噴射燃料量はアクセル踏込量センサ１９により検出されたアクセルペダル踏込量に基づいて決定され、アクセルペダル踏込量が大きくなるほど主噴射により噴射すべき燃料量は多くなる。
【００２１】
なお、予噴射および主噴射により各燃料噴射弁２ａ〜２ｄから噴射すべき予噴射燃料量および主噴射燃料量を供給するために各燃料噴射弁２ａ〜２ｄを開弁する開弁時間はコモンレール３０内の燃圧に基づいて決定され、燃圧が高いほど開弁時間は短くなる。また、各気筒における予噴射および主噴射は第一気筒♯１、第三気筒♯３、第四気筒♯４、第二気筒♯２の順で実行される。
【００２２】
さらに本発明の第一実施形態では第三気筒♯３において主噴射が実行された後に該主噴射とは別個に副噴射を実行し、第三燃料噴射弁２ｃから第三気筒♯３内に燃料、すなわちＨＣを噴射する。このＨＣは排気ガスとともにＮＯ_X触媒１２に到達せしめられる。
【００２３】
第一実施形態では次のようにして副噴射を実行する時期を算出する。まず、上流側温度センサ１３の出力から推定した第三気筒♯３内の温度（以下、筒内温度）およびコモンレール３０内の燃圧に基づいて副噴射を実行する時期（以下、基本副噴射時期）を算出する。基本副噴射時期は熱分解されたＨＣを多く必要とするときには筒内温度がより高い時期に設定され、また、ＨＣが良好に噴射されるように燃圧が予め定められた圧力より高い時期に設定される。なお、通常、基本副噴射時期は機関の膨張行程または排気行程にある。また、機関を冷却するための冷却水の温度を検出する水温センサを設け、水温センサにより検出された温度に基づいて筒内温度を算出してもよい。
【００２４】
次に、上流側温度センサ１３により検出されたＮＯ_X触媒１２の上流端の温度から筒内温度を推定し、この筒内温度が予め定められた温度より高いときには基本副噴射時期を副噴射を実行する時期とする。一方、筒内温度が予め定められた温度より低いときには基本副噴射時期を予め定められたクランク角度だけ早めた時期（以下、変更副噴射時期）を副噴射を実行する時期とする。機関の膨張行程または排気行程では時期が早いほど筒内温度が高い。したがって筒内温度が予め定められた温度より低いときに基本副噴射時期を早めることにより、副噴射により気筒内に噴射したＨＣが高温雰囲気にされされるため、ＨＣは気筒の内壁面に付着するまえに気化して排気ガスとともに気筒から排出される。
【００２５】
また、上述したように、ＮＯ_X触媒１２に供給されたＨＣは触媒表面に吸着して活性種とされ、ＮＯ_Xを浄化する。したがってＨＣによりＮＯ_Xを浄化するには或る時間を要する。すなわち、ＮＯ_Xを浄化するためにはＨＣおよびＮＯ_Xが上記或る時間だけＮＯ_X触媒１２内に留まっている必要がある。ＨＣおよびＮＯ_XがＮＯ_X触媒１２内に留まっている時間（以下、滞留時間）は単位時間当たりにＮＯ_X触媒１２を通過する排気ガス量（以下、通過排気ガス量）により決まり、通過排気ガス量が多いほど滞留時間は短くなる。したがって第一実施形態では、ＮＯ_X触媒１２に供給すべき燃料量は通過排気ガス量に基づいて算出され、通過排気ガス量が多いほどＮＯ_X触媒１２内で浄化反応可能な燃料量は少なくなると判断してＮＯ_X触媒１２に供給する燃料量を少なくする。
【００２６】
なお、ＮＯ_X触媒１２に供給すべき燃料量を吸気圧センサ５およびクランク角センサ６の出力から推定した機関からのＮＯ_X排出量に基づいて算出してもよい。また、副噴射により第三燃料噴射弁２ｃから噴射すべき副噴射燃料量を供給するために第三燃料噴射弁２ｃを開弁する開弁時間はコモンレール３０内の燃圧に基づいて決定され、燃圧が高いほど開弁時間は短くなる。
【００２７】
次に図２のフローチャートを参照して本発明の実施形態に共通の予噴射・主噴射実行制御を説明する。なお、図２においてｎは気筒番号を示し、１、３、４、２の順で変化する。まず、ステップＳ１１０において現在のクランク角度ＣＡが第ｎ気筒において予噴射を実行すべき予め定められたクランク角度（以下、予噴射角度）ＰＣＡｐｎである（ＣＡ＝ＰＣＡｐｎ）か否かが判別される。ステップＳ１１０においてＣＡ＝ＰＣＡｐｎである判別されると、ステップＳ１１２に進んで予め定められた予噴射用開弁時間ｔｐｎだけ第ｎ気筒の燃料噴射弁を開弁し、ステップＳ１１４に進む。一方、ステップＳ１１０においてＣＡ≠ＰＣＡｐｎであると判別されると、ＣＡ＝ＰＣＡｐｎと判別されるまでステップＳ１１０が繰り返される。
【００２８】
ステップＳ１１４では現在のクランク角度ＣＡが第ｎ気筒において主噴射を実行すべき予め定められたクランク角度（以下、主噴射角度）ＰＣＡｍｎである（ＣＡ＝ＰＣＡｍｎ）か否かが判別される。ステップＳ１１４においてＣＡ＝ＰＣＡｍｎである判別されると、ステップＳ１１６に進んで予め定められた主噴射用開弁時間ｔｍｎだけ第ｎ気筒の燃料噴射弁を開弁し、処理を終了する。一方、ステップＳ１１４においてＣＡ≠ＰＣＡｍｎであると判別されると、ＣＡ＝ＰＣＡｍｎと判別されるまでステップＳ１１４が繰り返される。
【００２９】
次に図３のフローチャートを参照して本発明の実施形態に共通の主噴射燃料量算出制御を説明する。なお、図３においてｎは気筒番号を示し、１、３、４、２の順で変化する。まず、ステップＳ２１０においてアクセル踏込量センサ１９により検出されたアクセルペダル踏込量Ｄａが読み込まれ、ステップＳ２１２に進む。
ステップＳ２１２ではステップＳ２１０で読み込まれたアクセルペダル踏込量Ｄａに基づいて主噴射により第ｎ気筒内に供給すべき主噴射燃料量を燃料噴射弁から噴射するのに必要な燃料噴射弁の開弁時間ｔｍｐｎを算出し、ステップＳ２１４に進む。
ステップＳ２１４ではステップＳ２１２で算出した開弁時間ｔｍｐｎを主噴射用開弁時間ｔｍｎにセットし、処理を終了する。
【００３０】
次に図４のフローチャートを参照して本発明の実施形態に共通の副噴射実行制御を説明する。まず、ステップＳ３１０において現在のクランク角度ＣＡが第三気筒において副噴射を実行すべき予め定められたクランク角度（以下、副噴射角度）ＣＡｓ３である（ＣＡ＝ＣＡｓ３）か否かが判別される。ステップＳ３１０においてＣＡ＝ＣＡｓ３である判別されると、ステップＳ３１２に進んで予め定められた副噴射用開弁時間ｔｓ３だけ第三気筒の第三燃料噴射弁２ｃを開弁し、処理を終了する。一方、ステップＳ３１０においてＣＡ≠ＣＡｓ３であると判別されると、ＣＡ＝ＣＡｓ３と判別されるまでステップＳ３１０が繰り返される。
【００３１】
次に図５のフローチャートを参照して本発明の第一実施形態の副噴射燃料量・実行時期算出制御を説明する。まず、ステップＳ４１０において上流側温度センサ１３により検出された上流側触媒温度ＴＵ、下流側温度センサ１４により検出された下流側触媒温度ＴＤ、吸気圧センサ５により検出された吸入空気圧Ｐｉ、クランク角度センサ６により検出されたクランク角度ＣＡおよび燃圧センサ３２により検出されたコモンレール３０内の燃圧Ｐｃを読み込み、ステップＳ４１２に進む。
【００３２】
ステップＳ４１２ではステップＳ４１０で読み込まれた吸入空気圧Ｐｉとクランク角度ＣＡとから単位時間当たりにＮＯ_X触媒１２を通過する排気ガス量（以下、通過排気ガス量）ＱＥを算出し、ステップＳ４１４に進む。
ステップＳ４１４ではステップＳ４１２で算出された通過排気ガス量ＱＥとステップＳ４１０で読み込まれた燃圧Ｐｃとに基づいて副噴射により第三気筒♯３内に供給すべき副噴射燃料量を第三燃料噴射弁２ｃから噴射するのに必要な燃料噴射弁の開弁時間ｔｓｐ３と、ステップＳ４１０で読み込まれた上流側触媒温度ＴＵと下流側触媒温度ＴＤとに基づいて副噴射を実行すべきクランク角度（以下、基本副噴射角度）ＣＡｓｐ３とを算出し、ステップＳ４１６に進む。
【００３３】
ステップＳ４１６ではステップＳ４１０で読み込まれた上流側触媒温度ＴＵに基づいて筒内温度Ｔを算出し、ステップＳ４１８に進む。
ステップＳ４１８ではステップＳ４１６で算出された筒内温度Ｔが予め定められた温度Ｔ０より高い（Ｔ＞Ｔ０）か否かが判別される。ステップＳ４１６においてＴ＞Ｔ０であると判別されると、ステップＳ４２０に進んでステップＳ４１４で算出された開弁時間ｔｓｐ３を予め定められた副噴射用開弁時間ｔｓ３にセットするとともにステップＳ４１４で算出された基本副噴射角度ＣＡｓｐ３を予め定められた副噴射角度ＣＡｓ３にセットし、処理を終了する。一方、ステップＳ４１８においてＴ≦Ｔ０であると判別されると、ステップＳ４２２に進んでステップＳ４１４で算出された開弁時間ｔｓｐ３を予め定められた副噴射用開弁時間ｔｓ３にセットするとともにステップＳ４１４で算出された基本副噴射角度ＣＡｓｐ３から補正係数α（α＞０）を引いた変更副噴射角度を予め定められた副噴射角度ＣＡｓ３にセットし、処理を終了する。
【００３４】
ところで、第一実施形態の副噴射燃料量・実行時期制御では筒内温度が予め定められた温度より低いときには、基本副噴射時期におけるピストン位置と該基本副噴射時期を変更した後の変更副噴射時期におけるピストン位置との関係に係わらず、基本副噴射時期を早めている。しかしながら、変更副噴射時期におけるピストンの位置が基本副噴射時期におけるピストンの位置よりも低いときには、変更副噴射時期において気筒内に露出している筒内壁面の面積は基本副噴射時期における面積より広い。このため、基本副噴射時期を早めるとＨＣがさらされる筒内温度は高くなるが、気筒内に露出している筒内壁面の面積が広くなり、結果として筒内壁面に付着するＨＣ量が増えてしまう。そこで、本発明の第二実施形態では第一実施形態よりもさらに良好に筒内壁面にＨＣが付着することを抑制する。
【００３５】
第二実施形態では、まず、第一実施形態と同様にして副噴射により噴射すべきＨＣ量と基本副噴射時期とを算出する。次に、筒内温度が予め定められた温度より高いときには第一実施形態と同様に基本副噴射時期を副噴射を実行する時期とする。一方、筒内温度が予め定められた温度より低く且つ基本副噴射時期と膨張下死点との差が変更副噴射時期と膨張下死点との差より小さいときには基本副噴射時期を早めた変更副噴射時期を副噴射を実行する時期とする。さらに、筒内温度が予め定められた温度より低く且つ基本副噴射時期と膨張下死点との差が変更副噴射時期と膨張下死点との差より大きいときには基本副噴射時期を遅らせた変更副噴射時期を副噴射を実行する時期とする。こうすることにより変更副噴射時期におけるピストンの位置は常に基本副噴射時期におけるピストンの位置に比べて高い位置、すなわち圧縮上死点に近い側にある。このため、変更副噴射時期において気筒内に露出している筒内壁面の面積が基本副噴射時期において気筒内に露出している筒内壁面の面積より狭く維持される。これにより筒内壁面に付着するＨＣ量が少なくなる。なお、第二実施形態において上述した以外の構成は第一実施形態のものと同様であるので説明は省略する。
【００３６】
次に図６のフローチャートを参照して本発明の第二実施形態の副噴射燃料量・実行時期算出制御を説明する。なお、ステップＳ５１０〜ステップＳ５２０は図５のステップＳ４１０〜ステップＳ４２０に対応するため説明は省略する。
ステップＳ５１８においてＴ≦Ｔ０であると判別されると、ステップＳ５２２に進んで基本副噴射角度ＣＡｓｐ３と膨張下死点との差が変更副噴射角度ＣＡｓｐ３−αと膨張下死点との差より小さい（｜ＣＡｓｐ３−１８０°｜＜｜１８０°−（ＣＡｓｐ３−α）｜）か否かが判別される。ステップＳ５２２において｜ＣＡｓｐ３−１８０°｜＜｜１８０°−（ＣＡｓｐ３−α）｜であると判別されると、ステップＳ５２４に進んでステップＳ５１４で算出された開弁時間ｔｓｐ３を予め定められた副噴射用開弁時間ｔｓ３にセットするとともにステップＳ５１４で算出された基本副噴射角度ＣＡｓｐ３から第一の補正係数α（α＞０）を引いた第一の変更副噴射角度を予め定められた副噴射角度ＣＡｓ３にセットし、処理を終了する。一方、ステップＳ５２２において｜ＣＡｓｐ３−１８０°｜≧｜１８０°−（ＣＡｓｐ３−α）｜であると判別されると、ステップＳ５２６に進んでステップＳ５１４で算出された開弁時間ｔｓｐ３を予め定められた副噴射用開弁時間ｔｓ３にセットするとともにステップＳ５１４で算出された基本副噴射角度ＣＡｓｐ３に第二の補正係数β（β＞０）を加えた第二の変更副噴射角度を予め定められた副噴射角度ＣＡｓ３にセットし、処理を終了する。
【００３７】
なお、リーン状態において排気ガス中のＮＯ_Xを吸蔵しておき、排気ガス中のＨＣ濃度がリーン状態のときよりも高くなったときに、吸蔵されていたＮＯ_Xを放出してＨＣと反応させることによりＮＯ_Xを浄化する触媒に本発明を適用することもできる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、気筒内に還元剤が噴射されるときに気筒内に露出している筒内壁面の面積が狭く維持され、筒内壁面に付着する還元剤が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の内燃機関の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の予噴射・主噴射実行制御を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態の主噴射燃料量算出制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態の副噴射実行制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第一実施形態の副噴射燃料量・実行時期算出制御を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第二実施形態の副噴射燃料量・実行時期算出制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…機関本体
２ａ〜２ｄ…燃料噴射弁
１２…ＮＯ_X触媒
１３…上流側温度センサ
１４…下流側温度センサ

Claims

還元剤により排気ガスを浄化するために排気通路に配置された触媒と、該触媒に還元剤を供給するために気筒内に還元剤を噴射する還元剤噴射手段とを具備する内燃機関の噴射制御装置において、気筒内の温度を検出する筒内温度検出手段と、該筒内温度検出手段により検出された気筒内の温度に応じて前記還元剤噴射手段から還元剤を噴射する時期を設定する噴射時期設定手段とを具備し、気筒内の温度が予め定められた温度よりも高いときには前記噴射時期設定手段は前記還元剤噴射手段から還元剤を噴射する時期を基本噴射時期に設定し、気筒内の温度が前記予め定められた温度よりも低いときであって前記基本噴射時期が膨張行程中の時期であるときには前記噴射時期設定手段は前記還元剤噴射手段から還元剤を噴射する時期を前記基本噴射時期よりも早い時期に設定し、気筒内の温度が前記予め定められた温度よりも低いときであって前記基本噴射時期が排気行程中の時期であるときには前記噴射時期設定手段は前記還元剤噴射手段から還元剤を噴射する時期を前記基本噴射時期よりも遅い時期に設定することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。