JP4687484B2 - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を備えた内燃機関の排気浄化システムに関する。

内燃機関の排気浄化システムにおいては、周囲雰囲気が酸化雰囲気のときに排気中のＮＯｘを吸蔵し周囲雰囲気が還元雰囲気のときに吸蔵しているＮＯｘを還元する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単にＮＯｘ触媒と称する）を備えたものがある。

このような内燃機関の排気浄化システムにおいては、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力を回復させるために、該ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するＮＯｘ還元制御およびＮ該Ｏｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを還元するＳＯｘ被毒回復制御が行われている。以下、これらのようなＮＯｘ触媒に吸蔵された酸化物を還元する制御を酸化物還元制御と称する。

また、特許文献１は、排気温度を上昇させることを目的として、内燃機関において主燃料噴射よりも遅い時期に副燃料噴射を実行する技術が開示されている。この特許文献１には、副燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼することによって発生するトルクが許容値以下となるように副燃料噴射量の上限値を設定する技術も開示されている。
特開２００２−２３５５８９号公報 特開２００３−２３９７８９号公報 特開２００２−２７６４４３号公報 特開２００２−３８９３２号公報

酸化物還元制御においては、還元する酸化物に応じて設定された目標空燃比にまで排気の空燃比を低下させることによってＮＯｘ触媒の周囲雰囲気を還元雰囲気とする必要がある。そこで、内燃機関の気筒内において主燃料噴射の実行時期よりも遅い時期に副燃料噴射を実行することによって、排気の空燃比を低下させる場合がある。しかしながら、このような副燃料噴射を実行した場合、該副燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼することで内燃機関のトルクが上昇する虞がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、内燃機関の排気通路に設けられたＮＯｘ触媒を備えた内燃機関の排気浄化システムであって、副燃料噴射を実行することで酸化物還元制御を行うものにおいて、酸化物還元制御を実行することによる内燃機関のトルク上昇量が過剰に大きくなるのを抑制することが可能な技術を提供することを課題とする。

本発明は、酸化物還元制御実行時にＮＯｘ触媒の周囲雰囲気を還元雰囲気とするために噴射される内燃機関の一燃焼サイクル中での目標副燃料噴射量が、内燃機関のトルク上昇量が許容範囲の上限値となる上限副燃料噴射量よりも多いときは、酸化物還元制御の実行を禁止するものである。

より詳しくは、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に設けられ、周囲雰囲気が酸化雰囲気のときに排気中のＮＯｘを吸蔵し周囲雰囲気が還元雰囲気のときに吸蔵しているＮＯｘを還元する吸蔵還元型ＮＯｘ触
媒と、
前記内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
該燃料噴射弁によって主燃料噴射の実行時期よりも遅い時期に副燃料噴射を実行することで排気の空燃比を目標空燃比にまで低下させ、それによって、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵された酸化物を還元する酸化物還元制御を実行する酸化物還元制御実行手段と、
該酸化物還元制御実行手段によって酸化物還元制御を実行するときにおける前記内燃機関の一燃焼サイクル中での目標副燃料噴射量を算出する目標副燃料噴射量算出手段と、
前記酸化物還元制御実行手段によって酸化物還元制御を実行したときに前記内燃機関のトルク上昇量が許容範囲の上限値となる前記内燃機関の一燃焼サイクル中での副燃料噴射量である上限副燃料噴射量を算出する上限副燃料噴射量算出手段と、を備え、
前記目標副燃料噴射量算出手段によって算出される前記目標副燃料噴射量が、前記上限副燃料噴射量算出手段によって算出される前記上限副燃料噴射量よりも多いときは、前記酸化物還元制御実行手段による酸化物還元制御の実行を禁止することを特徴とする。

ここで、主燃料噴射は、燃料噴射弁によって圧縮行程上死点近傍で実行される燃料噴射である。また、副燃料噴射は、燃料噴射弁によって膨張行程で実行される燃料噴射である。

また、目標空燃比は、酸化物還元制御を実行することによって還元する酸化物に応じて予め定められた値である。また、目標副燃料噴射量は、酸化物還元制御の実行時において排気の空燃比を目標空燃比に制御するための副燃料噴射量として算出される。

本発明によれば、排気の空燃比を目標空燃比とすべく副燃料噴射を実行した場合に内燃機関のトルク上昇量が許容範囲の上限値より大きくなるときは、酸化物還元制御の実行が禁止される。つまり、酸化物還元制御は、目標副燃料噴射量が上限副燃料噴射量以下であるときにのみ実行される。これにより、酸化物還元制御を実行することによる内燃機関のトルク上昇量が過剰に大きくなるのを抑制することが出来る。

本発明においては、酸化物還元制御の実行時に副燃料噴射を内燃機関の一燃焼サイクル中に複数回に分けて実行しても良い。この場合、内燃機関の一燃焼サイクル中に行われる各副燃料噴射での燃料噴射量の比率を設定する分割比設定手段をさらに備えても良い。そして、目標副燃料噴射量が比較的多いときは、該目標副燃料噴射量が比較的少ないときに比べて、内燃機関の一燃焼サイクル中においてより遅い時期に実行される副燃料噴射での燃料噴射量の比率を高くしても良い。

副燃料噴射の実行時においては、その実行時期が遅いほど噴射された燃料が燃焼することによる内燃機関のトルクへの影響が小さくなる。そのため、内燃機関の一燃焼サイクル中に副燃料噴射を複数回実行する場合、各副燃料噴射による燃料噴射量の比率を上記のように制御することで、目標副燃料噴射量が増加した場合であっても内燃機関のトルク上昇量が過剰に大きくなるのを抑制することが出来る。

上記のような場合であっても、目標副燃料噴射量が所定量以下であるときは、酸化物還元制御の実行時における副燃料噴射の実行回数を内燃機関の一燃焼サイクル中に１回のみとしても良い。

ここで、所定量は、内燃機関の一燃焼サイクル中に１回の副燃料噴射で噴射しても内燃機関のトルク上昇量が許容範囲内となる副燃料噴射量の閾値である。

目標副燃料噴射量が所定量以下であれば、副燃料噴射の実行回数を内燃機関の一燃焼サイクル中に１回のみとしても、内燃機関のトルク上昇量が過剰に大きくなるのを抑制する
ことが出来る。また、副燃料噴射の実行回数を抑制することで燃料噴射弁の劣化を抑制することが出来る。

本発明において、目標副燃料噴射量が上限副燃料噴射量以下であるときにのみ酸化物還元制御を実行する場合であっても、吸気温度や大気圧、冷却水の温度等の環境条件のばらつきの影響によって、酸化物還元制御の実行中に内燃機関のトルク上昇量が許容範囲の上限値を超える虞がある。

また、本発明では、内燃機関において主燃料噴射が停止されているとき、即ち、内燃機関を搭載した車両の運転者が減速運転を要求しているときにおいても、酸化物還元制御が実行される場合がある。このとき、副燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼することで内燃機関のトルクが上昇した場合、主燃料噴射が停止されていても該内燃機関の回転数が上昇することになる。

そこで、本発明では、内燃機関において主燃料噴射が停止されており且つ酸化物還元制御が実行されているときに、該内燃機関のトルクが前記車両の駆動系に伝達されている状態にもかかわらず、内燃機関の回転数が、主燃料噴射が停止されており且つ酸化物還元制御が実行されている状態となった時点での回転数よりも所定回転数以上上昇した場合、酸化物還元制御の実行を停止しても良い。

ここで、所定回転数は、内燃機関のトルク上昇量が許容範囲の上限値を超えたと判断出来る回転数の上昇量の閾値である。

これにより、環境条件のばらつきにより内燃機関のトルクに変動が生じた場合であっても、該内燃機関のトルク上昇量が過剰に大きくなるのを抑制することが出来る。

本発明において、酸化物還元制御実行手段による酸化物還元制御の実行を停止させるときは、内燃機関の一燃焼サイクル中での副燃料噴射量を徐々に減少させても良い。

これにより、酸化物還元制御の実行停止時における内燃機関のトルクの急激な変動を抑制することが出来る。

本発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられたＮＯｘ触媒を備えた内燃機関の排気浄化システムであって、副燃料噴射を実行することで酸化物還元制御を行うものにおいて、酸化物還元制御を実行することによる内燃機関のトルク上昇量が過剰に大きくなるのを抑制することが出来る。

以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

＜内燃機関およびその吸排気系の概略構成＞
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。

内燃機関１は車両駆動用のディーゼル機関である。内燃機関１の気筒２内にはピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の燃焼室には、吸気ポート４と排気ポート５とが接続されている。吸気ポート４および排気ポート５の燃焼室への開口部は、それぞ
れ吸気弁６および排気弁７によって開閉される。吸気ポート４および排気ポート５は、それぞれ吸気通路８および排気通路９に接続されている。また、気筒２には、該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１０が設けられている。

吸気通路８にはエアフローメータ１１が設けられている。排気通路９には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒１２（以下、単にＮＯｘ触媒１２と称する）が設けられている。ＮＯｘ触媒１２は、周囲雰囲気が酸化雰囲気のときに排気中のＮＯｘを吸蔵し周囲雰囲気が還元雰囲気のときに吸蔵していたＮＯｘを還元する触媒である。

さらに、排気通路９におけるＮＯｘ触媒１２より上流側には排気の空燃比を検出する空燃比センサ１３が設けられている。また、排気通路９におけるＮＯｘ触媒１２より下流側には排気の温度を検出する排気温度センサ１４が設けられている。

以上述べたように構成された内燃機関１には、この内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、エアフローメータ１１および空燃比センサ１３、排気温度センサ１４が電気的に接続されている。さらに、ＥＣＵ２０には、クランクポジションセンサ１５、および、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１６、クラッチスイッチ１８が接続されている。そして、これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ１５の検出値に基づいて内燃機関１の回転数を算出する。また、ＥＣＵ２０は、排気温度センサ１４の検出値に基づいてＮＯｘ触媒１２の温度を推定する。

また、ＥＣＵ２０には燃料噴射弁１０および内燃機関１を搭載した車両のトランスミッション１７が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれが制御される。

＜ＳＯｘ被毒回復制御＞
ＮＯｘ触媒１２においては、排気中のＮＯｘのみならずＳＯｘも吸蔵される。ＮＯｘ触媒１２におけるＳＯｘ吸蔵量が増加した場合、該ＮＯｘ触媒１２におけるＮＯｘ吸蔵能力が低下することになる。そのため、本実施例では、ＮＯｘ触媒１２に吸蔵されたＳＯｘを還元するＳＯｘ被毒回復制御が行われる。本実施例においては、該ＳＯｘ被毒回復制御が本発明に係る酸化物還元制御に相当する。

ＳＯｘ被毒回復制御においては、ＮＯｘ触媒１２の温度をＳＯｘが還元可能な目標温度にまで上昇させると共に、ＮＯｘ触媒１２の周囲雰囲気の空燃比をＳＯｘが還元可能な目標空燃比にまで低下させて該ＮＯｘ触媒１２の周囲雰囲気を還元雰囲気とする必要がある。そこで、本実施例に係るＳＯｘ被毒回復制御では、燃料噴射弁１０によって、圧縮行程上死点近傍で実行される主燃料噴射よりも遅い時期に副燃料噴射を実行する。

このような副燃料噴射が実行された場合、該副燃料噴射によって噴射された燃料がＮＯｘ触媒１２に供給される。そして、この供給された燃料がＮＯｘ触媒１２において酸化することで発生する酸化熱によってＮＯｘ触媒１２の温度が上昇する。また、副燃料噴射が実行された場合、内燃機関１から排出される排気、即ち、ＮＯｘ触媒１２に流入する排気の空燃比が低下する。そして、内燃機関１での一燃焼サイクル中での副燃料噴射量を制御することで、ＮＯｘ触媒１２の温度を目標温度に制御すると共にＮＯｘ触媒１２の周囲雰囲気の空燃比を目標空燃比に制御する。

ここで、ＳＯｘ被毒回復制御の実行時において、ＮＯｘ触媒１２の温度が目標温度となり且つＮＯｘ触媒１２の周囲雰囲気の空燃比が目標空燃比となる内燃機関１での一燃焼サイクル中での副燃料噴射量を目標副燃料噴射量とする。この目標副燃料噴射量は、吸入空気量および主燃料噴射量、目標温度、目標空燃比に基づいて算出される。

上記のように、本実施例においては、副燃料噴射を実行することでＳＯｘ被毒回復制御が行われる。ところが、副燃料噴射を実行した場合、該副燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼することで内燃機関１のトルクが上昇する虞がある。このときのトルク変動量が過剰に大きいとドライバビリィティの悪化を招く虞がある。

そこで、本実施例では、ＳＯｘ被毒回復制御を実行したときに内燃機関１のトルク上昇量が許容範囲の上限値（以下、トルク上昇上限値）となる内燃機関１の一燃焼サイクル中での副燃料噴射量である上限副燃料噴射量が算出される。トルク上昇上限値は内燃機関１の回転数およびトランスミッション１７のギア比に応じて予め定められている。このトルク上昇上限値に基づいて上限副燃料噴射量が算出される。

そして、ＳＯｘ被毒回復制御を実行するときにおいて、目標副燃料噴射量が上限副燃料噴射量よりも多いときは該ＳＯｘ被毒回復制御の実行を禁止する。換言すれば、目標副燃料噴射量が上限副燃料噴射量以下のときにのみＳＯｘ被毒回復制御を実行する。

これにより、副燃料噴射を実行することでＳＯｘ被毒回復制御が行われる場合であっても、ＳＯｘ被毒回復制御を実行することによる内燃機関１のトルク上昇量が過剰に大きくなるのを抑制することが出来る。

次に、本実施例に係るＳＯｘ被毒回復制御の制御ルーチンについて図２に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で繰り返し実行されるルーチンである。

本ルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において、ＮＯｘ触媒１２におけるＳＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量Ｑｓｅ以上となったか否かを判別する。ここで、所定吸蔵量Ｑｓｅは、ＮＯｘ触媒１２のＮＯｘ吸蔵量が過剰に低下する虞があると判断出来る閾値となる値である。ここでは、前回のＳＯｘ被毒回復制御の実行が停止してからの、内燃機関１での燃料噴射量の積算量、もしくは、内燃機関１を搭載した車両の走行距離に基づいて、ＮＯｘ触媒１２におけるＳＯｘ吸蔵量を推定しても良い。Ｓ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０２において、ＥＣＵ２０は、ＳＯｘ被毒回復制御実行時の目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３に進み、ＳＯｘ被毒回復制御実行時の上限副燃料噴射量Ｑｆｓｍａｘを算出する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４に進み、目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔが上限副燃料噴射量Ｑｆｓｍａｘ以下であるか否かを判別する。このＳ１０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１１０に進む。

Ｓ１１０に進んだＥＣＵ２０は、副燃料噴射の実行を禁止する。つまり、現時点でのＳＯｘ被毒回復制御の実行を禁止する。

一方、Ｓ１０５に進んだＥＣＵ２０は、目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔが所定噴射量Ｑｆｓ１以下であるか否かを判別する。ここで、所定噴射量Ｑｆｓ１は、内燃機関１の一燃焼サイクル中に１回の副燃料噴射で噴射しても内燃機関１のトルク上昇量がトルク上昇上限値以下となる副燃料噴射量の上限値である。Ｓ１０５において、肯定判定された場合、ＥＣ
Ｕ２０はＳ１０６に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０８に進む。

Ｓ１０６に進んだＥＣＵ２０は、内燃機関１の一燃焼サイクル中における副燃料噴射の実行回数Ｎｆを１回に設定する。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０７に進み、副燃料噴射を実行する。つまり、ＳＯｘ被毒回復制御を実行する。この場合、膨張行程において副燃料噴射が１回実行され、この一回の副燃料噴射によって目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔ分の燃料が噴射される。その後、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０８に進んだＥＣＵ２０は、内燃機関１の一燃焼サイクル中における副燃料噴射の実行回数Ｎｆを２回に設定する。ここで、より早い時期、即ち、より圧縮行程上死点に近い時期に実行される方の副燃料噴射を一回目副燃料噴射と称し、より遅い時期、即ち、より圧縮行程上死点から遠い時期に実行される方の副燃料噴射を二回目副燃料噴射と称する。また、この場合、一回目副燃料噴射による燃料噴射量と二回目副燃料噴射による燃料噴射量との和が目標副燃料噴射量となるようにそれぞれの副燃料噴射が実行される。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０９に進み、一回目副燃料噴射による燃料噴射量と二回目副燃料噴射による燃料噴射量との比率Ｒｄ（以下、単に分割比Ｒｄと称する）を設定する。このとき、目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔが比較的多いときは、該目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔが比較的少ないときに比べて二回目副燃料噴射による燃料噴射量の比率が高くなるように、分割比Ｒｄが設定される。

次に、ＥＣＵ２０はＳ１０７に進み、副燃料噴射を実行する。つまり、ＳＯｘ被毒回復制御を実行する。この場合、膨張行程において副燃料噴射が二回実行される。この二回の副燃料噴射によって目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔ分の燃料が噴射される。また、それぞれの副燃料噴射による燃料噴射量は、Ｓ１０９において設定された分割比で目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔを分割した量となる。その後、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。

以上説明した制御ルーチンによれば、目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔが上限副燃料噴射量Ｑｆｓｍａｘよりも多いときは該ＳＯｘ被毒回復制御の実行が禁止される。そのため、ＳＯｘ被毒回復制御を実行することによる内燃機関１のトルク上昇量が過剰に大きくなるのを抑制することが出来る。

また、上記制御ルーチンによれば、目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔが所定噴射量Ｑｆｓ１より多い場合は、内燃機関１の一燃焼サイクル中において副燃料噴射が二回に分割されて実行される。そして、このときに、目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔが比較的多いときは、該目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔが比較的少ないときに比べて二回目副燃料噴射による燃料噴射量の比率が高くされる。

副燃料噴射の実行時においては、その実行時期が圧縮行程上死点から遠くなるほど噴射された燃料が燃焼することによる内燃機関１のトルクへの影響が小さくなる。つまり、二回目副燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼したときの内燃機関１のトルクへの影響は、一回目副燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼したときの内燃機関１のトルクへの影響よりも小さい。

そのため、上記のように一回目副燃料噴射および二回目副燃料噴射それぞれによる燃料噴射量の比率を制御することで、目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔが増加した場合であっても内燃機関１のトルク上昇量が過剰に大きくなるのを抑制することが出来る。

また、上記制御ルーチンによれば、目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔが所定噴射量Ｑｆｓ１以下である場合は、副燃料噴射の実行回数は内燃機関の一燃焼サイクル中に１回のみとなる。これにより、副燃料噴射の実行回数を抑制することが出来、以って、燃料噴射弁１０の劣化を抑制することが出来る。

尚、本実施例においては、目標副燃料噴射量が所定噴射量より多い場合は、内燃機関の一燃焼サイクル中における副燃料噴射の実行回数を２回としたが、この副燃料噴射の実行回数を３回以上としても良い。この場合も、各副燃料噴射によって噴射される燃料噴射量の和が目標副燃料噴射量となるように各副燃料噴射が実行される。また、この場合も、目標副燃料噴射量が比較的多いときは、該目標副燃料噴射量が比較的少ないときに比べて、内燃機関の一燃焼サイクル中においてより遅い時期に実行される副燃料噴射での燃料噴射量の比率を高くする。これにより、前記と同様、目標副燃料噴射量Ｑｆｓｔが増加した場合であっても内燃機関１のトルク上昇量が過剰に大きくなるのを抑制することが出来る。

また、本実施例において、ＳＯｘ被毒回復制御が実行された後にその実行を停止させるときは、内燃機関の一燃焼サイクル中での副燃料噴射量を徐々に減少させる。

これにより、ＳＯｘ被毒回復制御の実行停止時における内燃機関１のトルクの急激な変動を抑制することが出来る。

本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、実施例１と同様のＳＯｘ被毒回復制御が行われる。

＜ＳＯｘ被毒回復制御実行後のトルク上昇抑制制御＞
上述したように、目標副燃料噴射量が上限副燃料噴射量以下であるときにのみＳＯｘ被毒回復制御を実行する場合であっても、吸気温度や大気圧、冷却水の温度等の環境条件のばらつきの影響によって、ＳＯｘ被毒回復制御の実行中に、副燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼することに起因して上昇する内燃機関１のトルクの上昇量がトルク上昇上限値を超える虞がある。

また、ＳＯｘ被毒再生制御は、内燃機関１において主燃料噴射が停止されているとき、即ち、内燃機関1を搭載した車両の運転者が減速運転を要求しているときにおいても実行
される場合がある。このとき、副燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼することで内燃機関１のトルクが上昇した場合、主燃料噴射が停止されていても該内燃機関１の回転数が上昇することになる。このような場合、車両の運転者が減速運転を要求しているにも関わらず内燃機関１の回転数が上昇することになるため、ドライバビリィティの悪化を招く虞がある。

そこで、本実施例では、減速運転要求時にＳＯｘ被毒回復制御が実行された場合において内燃機関１のトルクの過剰な上昇を抑制するためのトルク上昇抑制制御が行われる。

ここで、本実施例に係るトルク上昇抑制制御の制御ルーチンについて図３に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で繰り返し実行されるルーチンである。

本ルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、先ずＳ２０１において、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度Ｒａｏｐｅｎが零であるか否かを判別する。アクセル開度Ｒａｏｐｅｎが零の場合、燃料噴射弁１０による主燃料噴射が停止される。つまり、アクセル開度Ｒａｏｐｅｎが零であるか否かを判別することで車両の運転者が減速運転を要求しているか否
かを判別することが出来る。Ｓ２０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ２０２において、ＥＣＵ２０は、ＳＯｘ被毒回復制御を実行中であるか、即ち、副燃料噴射を実行中であるか否かを判別する。Ｓ２０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ２０３において、ＥＣＵ２０は、現時点の内燃機関１の回転数Ｎｅから、アクセル開度Ｒａｏｐｅｎが零であり且つＳＯｘ被毒回復制御が実行されている状態となった時点での内燃機関１の回転数Ｎｅ０を減算することによって、回転数上昇量ΔＮｅを算出する。ここで、アクセル開度Ｒａｏｐｅｎが零であるとき、即ち、燃料噴射弁１０による主燃料噴射が停止されている状態であるときに、ＳＯｘ被毒回復制御の実行が開始された場合、回転数Ｎｅ０はＳＯｘ被毒回復制御の実行が開始された時点での内燃機関１の回転数である。また、ＳＯｘ被毒回復制御が実行されているときにアクセル開度Ｒａｏｐｅｎが零となった場合、回転数Ｎｅ０はアクセル開度Ｒａｏｐｅｎが零となった時点での内燃機関１の回転数である。本実施例では、それぞれの場合に応じて回転数Ｎｅ０がＥＣＵ２０に記憶される。

次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０４に進み、クラッチスイッチ１８がＯＦＦ、即ち、内燃機関１を搭載した車両のクラッチが係合されたままの状態であって、且つ、回転数上昇量ΔＮｅが所定回転数上昇量ΔＮｅ０以上であるか否かを判別する。ここで、所定回転数上昇量ΔＮｅ０は、内燃機関１のトルク上昇量がトルク上昇上限値を超えたと判断出来る回転数の上昇量の閾値である。Ｓ２０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

車両においてクラッチが係合されているときは内燃機関１のトルクが該車両の駆動系に伝達されている状態となっている。このような状態であるときは内燃機関１において燃料が燃焼することによるトルクの上昇がない場合は、通常、該内燃機関１の回転数は上昇しない。そのため、クラッチが係合されたままの状態にもかかわらず回転数上昇量ΔＮｅが所定回転数上昇量ΔＮｅ０以上となった場合、副燃料噴射によって噴射された燃料が燃焼することによる内燃機関１のトルクへの影響が過剰に大きくなっていると判断出来る。そこで、Ｓ２０５において、ＥＣＵ２０は、副燃料噴射の実行を停止する。即ち、ＳＯｘ被毒回復制御の実行を停止する。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を終了する。

以上説明した制御ルーチンによれば、環境条件のばらつきにより内燃機関１のトルクに変動が生じた場合であっても、該内燃機関１のトルク上昇量が過剰に大きくなるのを抑制することが出来る。

上記実施例１および２においては、本発明をＳＯｘ被毒回復制御に適用した場合について説明した。しかしながら、ＮＯｘ触媒１２に吸蔵されたＮＯｘを還元するＮＯｘ還元制御を燃料噴射弁１０による副燃料噴射を実行することで行う場合についても本発明を適用することが出来る。

本発明の実施例１に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図。 本発明の実施例１に係るＳＯｘ被毒回復制御の制御ルーチンを示すフローチャート。 本発明の実施例２に係るトルク上昇抑制制御の制御ルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１・・・内燃機関
２・・・気筒
８・・・吸気通路
９・・・排気通路
１０・・燃料噴射弁
１１・・エアフローメータ
１２・・吸蔵還元型ＮＯｘ触媒
１３・・空燃比センサ
１４・・排気温度センサ
１５・・クランクポジションセンサ
１６・・アクセル開度センサ
１７・・トランスミッション
１８・・クラッチスイッチ
２０・・ＥＣＵ

Claims (4)

1. 内燃機関の排気通路に設けられ、周囲雰囲気が酸化雰囲気のときに排気中のＮＯｘを吸蔵し周囲雰囲気が還元雰囲気のときに吸蔵しているＮＯｘを還元する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
   前記内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
   該燃料噴射弁によって主燃料噴射の実行時期よりも遅い時期に副燃料噴射を前記内燃機関の一燃焼サイクル中に複数回に分けて実行することで排気の空燃比を目標空燃比にまで低下させ、それによって、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵された酸化物を還元する酸化物還元制御を実行する酸化物還元制御実行手段と、
   該酸化物還元制御実行手段によって酸化物還元制御を実行するときにおける前記内燃機関の一燃焼サイクル中での目標副燃料噴射量を算出する目標副燃料噴射量算出手段と、
   前記酸化物還元制御実行手段によって酸化物還元制御を実行したときに前記内燃機関のトルク上昇量が許容範囲の上限値となる前記内燃機関の一燃焼サイクル中での副燃料噴射量である上限副燃料噴射量を算出する上限副燃料噴射量算出手段と、
   前記内燃機関の一燃焼サイクル中に行われる各副燃料噴射での燃料噴射量の比率を設定する分割比設定手段と、を備え、
   前記目標副燃料噴射量算出手段によって算出される前記目標副燃料噴射量が、前記上限副燃料噴射量算出手段によって算出される前記上限副燃料噴射量よりも多いときは、前記酸化物還元制御実行手段による酸化物還元制御の実行を禁止し、
   前記分割比設定手段は、前記目標副燃料噴射量算出手段によって算出される前記目標副燃料噴射量が比較的多いときは、該目標副燃料噴射量が比較的少ないときに比べて、前記内燃機関の一燃焼サイクル中においてより遅い時期に実行される副燃料噴射での燃料噴射量の比率を高くすることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
2. 前記目標副燃料噴射量算出手段によって算出される前記目標副燃料噴射量が所定量以下であるときは、前記酸化物還元制御実行手段は、酸化物還元制御の実行時における副燃料噴射の実行回数を前記内燃機関の一燃焼サイクル中に１回のみとすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
3. 前記内燃機関において主燃料噴射が停止されており且つ前記酸化物還元手段によって酸化物還元制御が実行されているときに、前記内燃機関のトルクが前記車両の駆動系に伝達
   されている状態にもかかわらず、前記内燃機関の回転数が、主燃料噴射が停止されており且つ酸化物還元制御が実行されている状態となった時点での回転数よりも所定回転数以上上昇した場合、前記酸化物還元制御実行手段による酸化物還元制御の実行を停止す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排気浄化システム。
4. 前記酸化物還元制御実行手段による酸化物還元制御の実行を停止させるときは、前記内燃機関の一燃焼サイクル中での副燃料噴射量を徐々に減少させることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。

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