JP4285141B2 - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置に関する。

特許文献１には、排気通路に設けられたフィルタの排気微粒子堆積量に応じて、機関に燃料を供給する燃料噴射ポンプの最大噴射量を減量補正し、排気微粒子堆積量が多い場合に、機関から排出される排気微粒子量を減少させ、排気微粒子堆積量の急増と、排気抵抗の増加を抑制するようにしたディーゼル機関が開示されている。
特開平７−２６９３５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成においては、排気微粒子が外部に排出されることがないよう排気微粒子堆積量に応じて燃料噴射ポンプの最大噴射量が減量補正されるため、この減量補正が行われている際には、トルク性能、加速性能がガソリンエンジンと比較して相対的に劣ったものになるという問題がある。

そこで、本発明は、排気還流手段により排気の一部を吸気系に還流して低温予混合燃焼を行う低圧縮比のディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置において、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、排気通路に設けられ排気微粒子を捕集するＤＰＦと、アクセル要求に応じたアクセル要求燃料噴射量と機関運転状態に応じた目標空燃比に基づいて決定される空燃比要求燃料噴射量とを比較し、噴射量の少ない方を実際の燃料噴射量として採用する燃料噴射量決定手段と、を有し、エンジン低回転時の全負荷運転状態では、上記目標空燃比を最大トルクを得られる空燃比近傍の値とし、エンジン中・高回転時の全負荷運転状態では、上記目標空燃比をエンジン低回転時の全負荷運転状態のときの目標空燃比よりもリーン側の値となり、燃焼室からスモークを排出しないように設定された通常時目標空燃比とすることを特徴としている。

本発明によれば、エンジン低回転時の全負荷運転状態では、空燃比が理論空燃比近傍となるように燃料を噴射することが可能なり、トルク性能及び加速性能の向上を図ることができると共に、スモークとＮＯｘの発生を抑制した運転を実現することができる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明が適用されるディーゼルエンジン１の全体的構成を示している。このディーゼルエンジン１は、比較的多量の排気還流（ＥＧＲ）を行うもので、排気通路２と吸気通路３のコレクタ部３ａとを結ぶＥＧＲ通路４に、例えばステッピングモータにて開度が連続的に可変制御可能な排気還流手段としてのＥＧＲ弁６を備えている。また、このディーゼルエンジン１は、圧縮比が概略１４程度となるいわゆる低圧縮比エンジンであり、かつＮＯｘ低減のためにいわゆる低温予混合燃焼を行うものである。

上記ＥＧＲ弁６の開度は、コントロールユニット５によって制御され、運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るようになっている。たとえば、低速低負荷域ではＥＧＲ率が最大となり、回転速度、負荷が高くなるに従い、ＥＧＲ率が減少していく。

上記吸気通路３の吸気ポート近傍には、運転条件に応じて燃焼室内にスワールを生成するスワールコントロールバルブ９が設けられている。このスワールコントロールバルブ９は、図示せぬアクチュエータを介して上記コントロールユニットの制御信号に応じて開閉駆動されるもので、例えば低速低負荷域で閉じられ、燃焼室内にスワールが生成される。

ディーゼルエンジン１は、コモンレール式の燃料噴射装置１０を備えている。このコモンレール式の燃料噴射装置１０においては、サプライポンプ１１により加圧された燃料が高圧燃料供給通路１２を介して蓄圧室（コモンレール）１３にいったん蓄えられたあと、この蓄圧室１３から各気筒の燃料噴射ノズル１４に分配され、各燃料噴射ノズル１４の開閉に応じてそれぞれ噴射される。上記蓄圧室１３内の燃料圧力は、図示せぬプレッシャレギュレータによって可変的に調整されるようになっており、蓄圧室１３には、燃料圧力を検出するために燃料圧力センサ１５が設けられている。さらに、燃料温度を検出する燃料温度センサ１６がサプライポンプ１１の上流側に配置されている。なお、燃焼室には、公知のグロープラグ１８が配置されている。

また、このディーゼルエンジン１は、排気タービン２２とコンプレッサ２３とを同軸上に備えたターボ過給機２１を有している。上記排気タービン２２は、排気通路２のＥＧＲ通路４分岐点より下流側に位置し、かつこの排気タービン２２のスクロール入口に、容量調整手段としての可変ノズル２４を備えた容量可変型の構成となっている。すなわち、可変ノズル２４の開度を小さくした状態では、低速域のような排気流量の少ない条件に適した小容量の特性となり、可変ノズル２４の開度を大きくした状態では、高速域のような排気流量の多い条件に適した大容量の特性となる。上記可変ノズル２４は、制御圧力（制御負圧）に応動するダイヤフラム式のアクチュエータ２５によって駆動され、かつ上記制御圧力は、デューティ制御される圧力制御弁２６を介して生成される。なお、上記排気タービン２２の上流側に、排気空燃比を検出する広域型の空燃比センサ１７が配置されている。

また、上記排気タービン２２下流側の排気通路２には、排気中のＣＯやＨＣ等を酸化する酸化触媒２７と、ＮＯｘの処理を行うＮＯｘトラップ触媒２８と、が順に配置されている。上記ＮＯｘトラップ触媒２８は、流入する排気の排気空燃比がリーンであるときにＮＯｘを吸着し、流入する排気の酸素濃度を低下させると、吸着していたＮＯｘを放出して触媒作用により浄化処理するものである。上記ＮＯｘトラップ触媒２８の下流側には、さらに、排気微粒子（particulate matter：ＰＭ）を捕集除去する触媒付きの微粒子捕集フィルタ（Diesel particulate filter：ＤＰＦ）２９が設けられている。この微粒子捕集フィルタ２９としては、例えば、コーディエライト等のフィルタ材料にハニカム状の多数の微細な通路を形成するととともに、その端部を交互に閉塞してなるウォールフローハニカム構造（いわゆる目封じ型）のフィルタが用いられている。上記微粒子捕集フィルタ２９の入口側および出口側には、それぞれ入口側および出口側での排気温度を検出するフィルタ入口側温度センサ３０、フィルタ出口側温度センサ３１が、配置されている。さらに、排気微粒子の堆積に伴い微粒子捕集フィルタ２９の圧力損失が変化するので、微粒子捕集フィルタ２９の入口側と出口側との間の圧力差を検出する差圧センサ３２が設けられている。圧力差を直接に検出する差圧センサ３２に代えて、入口側および出口側にそれぞれ圧力センサを設けて圧力差を求めることも勿論可能である。なお、上記微粒子捕集フィルタ２９のさらに下流側には、図示せぬ排気消音器が配置されている。

また、吸気通路３に介装された上記コンプレッサ２３の上流側には、吸入空気量つまり新気量を検出するエアフロメータ３５が配設され、さらにその上流に、エアクリーナ３６が位置している。上記エアクリーナ３６の入口側には、外気圧つまり大気圧を検出する大気圧センサ３７が配置されている。上記コンプレッサ２３とコレクタ部３ａとの間には、過給された高温の空気を冷却するインタークーラ３８が設けられている。

さらに、上記吸気通路３のコレクタ部３ａ入口側に、新気量を制限する吸気絞弁４１が介装されている。この吸気絞弁４１は、ステッピングモータ等からなるアクチュエータ４２を介して、コントロールユニット５の制御信号により開閉駆動される。また、上記コレクタ部３ａには、過給圧を検出する過給圧センサ４４と、吸気温度を検出する吸気温度センサ４５と、が設けられている。

上記燃料噴射装置１０の噴射量や噴射時期、ＥＧＲ弁６の開度、可変ノズル２４の開度、などを制御するコントロールユニット５には、上述のセンサ類のほかに、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ４６、エンジン回転数を検出する回転数センサ４７、冷却水温度を検出する水温センサ４８、などのセンサ類の検出信号が入力されている。

このようなディーゼルエンジン１は、上述したように低圧縮比エンジンであるため、燃焼温度が低くなり、図２に示すように、低回転時の全負荷運転で、空燃比を理論空燃比まで下げても燃焼室（シリンダ）から排出されるスモークはほとんどないことが確認されている。また、圧縮比が高い（ε＝１８程度）一般的なディーゼルエンジンに比べて、燃焼室（シリンダ）から排出されるスモークがほとんどない領域が、低圧縮比エンジンであるディーゼルエンジン１では大きく拡大されることも確認されている。尚、図２におけるＢＳＵは、黒煙排出濃度を示す単位であり、２ＢＳＵ以下とは、具体的には、スモークが目視できる程度ということである。

そこで、エンジン低回転時で、車両が急加速を行うような全負荷運転状態においては、以下に説明するように、目標空燃比を最大トルクを得られる空燃比、すなわち理論空燃比近傍となるよう設定し、この理論空燃比近傍に設定された目標空燃比となるように燃料噴射ノズル１４から燃料を噴射する。

図３および図４は、上記コントロールユニット５によって実行される制御の内容のうち、微粒子捕集フィルタ２９における排気微粒子堆積量を求める処理をブロック図として示したものであり、以下、これを説明する。なお、これらの機能の多くは、ソフトウェア的に処理されるものである。

この処理の基本的な考え方としては、ベルヌーイの定理に基づく関係から微粒子捕集フィルタ２９の通路面積（等価面積）を求め、これを、堆積量０の場合の通路面積と比較して、面積減少率を求め、この面積減少率から最終的に微粒子堆積量を求めるようにしている。ベルヌーイの定理によれば、絞りとなる部分の通路面積Ａと流量Ｑと前後差圧ΔＰと流体密度ρとの間には、次式（１）のような関係がある。

（数１）
Ａ＝Ｑ／√（２ρ・ΔＰ） …（１）
以下の処理では、この（１）式の関係から、そのときの微粒子捕集フィルタ２９の等価面積Ａを求めている。

先ず、図３は、排気流量QEXHを求める処理の流れを示しており、シリンダ内に流入する新気量QACとシリンダ内に噴射された燃料量QFTRQとをＳ１で加算し、かつこれにＳ２でエンジン回転数NEを乗じることにより、排気流量QEXHが求められる。

このようにして逐次求められる排気流量QEXHの値は、図４に示すＳ３において加重平均処理され、適宜な応答性を有する排気流量QEXHDとして出力される。ここで、加重平均の際のフィルタ定数（重み係数）TCは、エンジン回転数NEに応じてＳ４において所定のマップTTC_DPFLTから求めた値が用いられる。このマップTTC_DPFLTは、図５に示すような特性を有しており、低速域では応答性が低く、高速域では応答性が高くなる。

前述した差圧センサ３２の出力値PF_Dは、やはりＳ４で求まるエンジン回転数NEに応じたフィルタ定数（重み係数）TCを用いて、Ｓ５で加重平均処理され、適宜な応答性を有する差圧DP_DPF_FLTとして出力される。

また、フィルタ入口側温度センサ３０の出力値PF_Preは、Ｓ６で加重平均処理され、フィルタ出口側温度センサ３１の出力値PF_Pstは、Ｓ７で加重平均処理されるが、この加重平均処理の際のフィルタ定数（重み係数）TCとしては、ある定数KTC_TEXHが用いられる。そして、加重平均した各温度の和をＳ８で求めるとともに、Ｓ９で定数「２」で除すことにより、入口側および出口側の温度の平均値として、微粒子捕集フィルタ２９の温度TMP_DPFが求められる。なお、この温度TMP_DPFは、絶対温度である。

エンジンの運転条件が急激に変化した場合、例えば、アクセルペダル開度がステップ的に変化した場合に、各パラメータの変化、つまり、排気流量QEXHの変化や、微粒子捕集フィルタ２９の入口側および出口側の排気温度の変化、さらには微粒子捕集フィルタ２９の前後差圧の変化、は、それぞれ応答性が異なったものとなる。具体的には、前後差圧や排気流量QEXHの変化が比較的速やかに生じるのに対し、温度変化は比較的に緩やかに生じる。従って、仮にこれらの検出値をそのまま読み込んで、排気微粒子堆積量の推定を行うと、過渡的に大きな誤差が発生する。そして、これらの各パラメータのステップ応答は、エンジン回転数NEの高低によっても変化する。従って、本実施形態では、上記のように、各検出値を加重平均処理する際のフィルタ定数TCを適宜に与えることにより、各パラメータの応答性のばらつきに起因した微粒子堆積量の推定精度の低下を回避するようにしている。特に、最も応答の遅い温度の変化を基準とし、排気流量QEXHの変化および圧力の変化の測定に際して、フィルタ定数をエンジン回転数NEに応じて変化させるようにしているのである。

一方、Ｓ１３では、所定のマップTPEXH_MFLRを用いて、図示せぬ排気消音器の通気抵抗による圧力上昇分を、排気流量QEXHDに応じて求める。この圧力上昇分は、基本的には、排気流量QEXHDが大きいほど大となる。Ｓ１４において、微粒子捕集フィルタ２９前後の差圧DP_DPF_FLTに上記の圧力上昇分を加算し、この出力PEXH_DPFIN（これは排気消音器と微粒子捕集フィルタ２９とによる圧力差に相当する）に、さらに、Ｓ１５において、大気圧pATMを加算する。従って、このＳ１５の出力は、微粒子捕集フィルタ２９入口側の排気圧力に相当する。そして、Ｓ１６において、この圧力相当の値に、ガス定数Ｒに対応する所定の定数（Ｓ１７）を乗じた上で、Ｓ１８において、微粒子捕集フィルタ２９の温度TMP_DPF（絶対温度）により除算する。これにより、Ｓ１８の出力として、密度ρつまり排気の比重ROUEXHが得られることになる。前述した（１）式に対応するように、Ｓ１９で、定数「２」（Ｓ２０）を乗じるとともに、差圧DP_DPF_FLTを乗じる。

さらに、Ｓ１９の出力値の平方根をＳ２１において求める。これは、演算処理の都合上、所定のマップTROOT_VEXHを参照して求める。これによって、上記（１）式の分母に相当する値、つまり排気流速VEXHが得られる。そして、Ｓ２２において、排気流量QEXHDを上記排気流速VEXHでもって除す。従って、これによって、上記（１）式の面積Ａに相当する値、つまり微粒子捕集フィルタ２９の等価面積の基本的な値が与えられることになる。そして、本実施例では、その推定精度を高めるために、さらに、Ｓ２３において、補正係数KADPFを乗じることで、排気流量と微粒子捕集フィルタ２９の温度とに対応した所要の補正を加えている。

すなわち、上記補正係数KADPFは、排気流量QEXHDの逆数と微粒子捕集フィルタ２９の温度TMP_DPFとを入力としたＳ２４のマップMAP_KADPFによって与えられる。排気流量QEXHDの逆数は、Ｓ３６にて、定数「１．０」を排気流量QEXHDで除すことで得られるものである。図５は、上記マップMAP_KADPFの特性を示したものであり、排気流量QEXHDの逆数の大きさに対応して補正係数KADPFが与えられ、例えば、０．５〜２．５といった範囲で変化する。これは、同じ微粒子捕集フィルタ２９であっても排気流量つまり排気圧力が変化すると実質的な通路利用率が増減変化すると考えられることによる影響を相殺するためのものである。また、温度TMP_DPFに対しては、補正係数KADPFの変化は比較的小さいが、高温であるほど補正係数KADPFが小さくなる傾向を有する。これは、微粒子捕集フィルタ２９の温度が上昇すると該微粒子捕集フィルタ２９の嵩密度が増加し、その微細な通路の面積が物理的に減少する、と考えられることによる影響を相殺するものである。従って、これらの要因に基づく補正係数KADPFをＳ２３で乗じることにより、微粒子捕集フィルタ２９の等価面積がより精度よく得られる。

このようにして逐次得られた値は、Ｓ２５において加重平均処理され、微粒子捕集フィルタ２９の等価面積ADPFDとして出力される。

一方、Ｓ２７においては、微粒子捕集フィルタ２９の初期の等価面積、つまり排気微粒子が全く堆積していない場合の等価面積ADPF_INITを求める。特に、ここでは、上述したように、微粒子捕集フィルタ２９の温度変化により該微粒子捕集フィルタ２９の嵩密度ひいては通路面積が変化することを考慮して、所定のマップTBL_ADPF_INITを用いて温度TMP_DPFにより補正した初期の等価面積ADPF_INITを出力する。このマップTBL_ADPF_INITは、図７に示すような特性、つまり低温時の等価面積を基準として高温時には僅かに小さくなる特性を有している。

Ｓ２８では、Ｓ２５で得られたそのときの等価面積ADPFDを、Ｓ２７で得られた初期の等価面積ADPF_INITでもって除算することにより、通路面積の減少割合すなわち排気微粒子による”つまり比率”RTO_ADPFを求める。そして、Ｓ２９において、このつまり比率RTO_ADPFの値から、既知の特性に沿った所定のマップTbl_SPMactを参照して、排気微粒子堆積量（重量）SPMactを求める。

なお、Ｓ３３では、所定のマップTPEXH_CATSを用いて、微粒子捕集フィルタ２９上流の触媒装置（ＮＯｘトラップ触媒２８および酸化触媒２７）の通気抵抗による圧力上昇分を、排気流量QEXHDに応じて求めている。この圧力上昇分は、基本的には、排気流量QEXHDが大きいほど大となる。そして、Ｓ３４において、前述したＳ１４の出力PEXH_DPFINに、この圧力上昇分を加算する。従って、このＳ３４の出力PEXH_TCOUTは、酸化触媒２７の上流つまり排気タービン２２出口側の圧力に相当するものとなる。

図８は、上記コントロールユニット５によって実行される制御の内容のうち、燃料噴射ノズル１４から噴射される燃料の噴射量を決定する処理をブロック図として示したものであり、以下、これを説明する。なお、これらの機能の多くは、ソフトウェア的に処理されるものである。

Ｓ５１の急加速判定手段は、アクセルペダルからの信号であるアクセル信号APOに基づいて車両が急加速しているか否か、すなわち全負荷運転状態であるか否かを判定している。

Ｓ５２のマップTBL_TIME_LOLABは、微粒子捕集フィルタ２９のつまり比率RTO_ADPFに応じた変数を算出し、この変数をＳ５３のカウンタに入力している。

Ｓ５３のカウンタは、Ｓ５１の急加速判定手段により車両が急加速したと判定された際に所定時間間隔でカウントを開始すると共に、カウント開始時にＳ５２から入力された上記変数に基づいて設定される最大カウント数までカウントが進むとカウントを終了するものであって、換言すれば最大カウント数に応じた時間を計測するタイマーである。上記変数に応じて設定される最大カウント数は、具体的には、比率RTO_ADPFが大きい程、小さく設定される。つまり、微粒子捕集フィルタ２９の排気微粒子堆積量（重量）SPMactが多い程、カウンタの作動時間は短くなる。

Ｓ５４では、エンジン回転数NEと現在のトランスミッションのギヤ位置情報GPから、マップTKLAMNを用いて、燃焼室からスモークを排出しないように設定された通常時目標空燃比を算出する。図９は、マップTKLAMNの概略特性を示しており、通常時目標空燃比は、エンジン低回転時においてはリーン側の一定値（例えば１．３〜１．４）に固定され、エンジン中・高回転時においてはエンジン回転数に比例して増大（リーン方向）する。

Ｓ５５では、エンジン回転数NEと現在のトランスミッションのギヤ位置情報GPから、マップTKLAM_ACCを用いて、車両の急加速時の場合にのみに適用可能な急加速時目標空燃比を算出する。図１０は、マップTKLAM_ACCの概略特性を示しており、急加速時目標空燃比は、エンジン低回転時においてはリッチ側の一定値（例えば０．９〜１．０の間の値）に固定され、エンジン中・高回転時においてはエンジン回転数に比例して増大（リーン方向）する。尚、図１０における破線は、上述した図９に示す通常時目標空燃比を比較のため示したものであり、エンジン高回転領域においては、急加速時目標空燃比は通常時目標空燃比と等しい値となっている。

Ｓ５６の切替手段は、Ｓ５３のカウンタからの指令に基づき、通常時目標空燃比あるいは急加速時目標空燃比のいずれか一方を選択して目標空燃比TAFRとして出力する。詳述すれば、Ｓ５３のカウンタが停止中、すなわちＳ５３のカウンタがカウント中でなければＳ５４で算出された通常時目標空燃比を目標空燃比TAFRとして出力し、Ｓ５３のカウンタが作動中、すなわちＳ５３のカウンタがカウント中であればＳ５５で算出された急加速時目標空燃比を目標空燃比TAFRとして出力する。つまり、車両が急加速したと判定されると、微粒子捕集フィルタ２９の排気微粒子堆積量（重量）SPMactに応じた所定期間の間、Ｓ５３のカウンタが作動し、Ｓ５６にて急加速時目標空燃比が目標空燃比TAFRとして出力される。

Ｓ５７では、ＥＧＲ中の酸素も加えられた燃焼室内の新気量であるシリンダ内新気量QCSO2を、Ｓ５３の切替手段から出力された目標空燃比TAFRで除算することで、空燃比要求燃料噴射量である空燃比要求最大燃料噴射量QFL_LMDを算出する。

ここで、シリンダ内新気量QCSO2は、次式（２）のように算出される。

（数２）
ＱＣＳＯ２＝Ｑａｃ＋｛（Ｑａｃ×ＭＥＧＲ）／１００｝×｛（λ−１）／λ｝ …（２）
Qacはエアフローメータ３５で検出される新気量、MEGRはＥＧＲ率、λは空燃比センサ１７で検出された現在の排気空燃比である。

Ｓ５８では、空燃比要求最大燃料噴射量QFL_LMDと、運転者のアクセル要求に応じて決定されるアクセル要求燃料噴射量tQfと、を比較し、噴射量の少ない方を選択して燃料噴射量として設定（出力）する。そして、燃料噴射ノズル１４は、Ｓ８で設定された燃料噴射量で燃料が噴射されるよう制御される。

以上説明してきたように、車両が急加速する場合には、空燃比要求最大燃料噴射量QFL_LMDが、急加速時目標空燃比に基づいて算出されることになるため、エンジン低回転時に車両が急加速（全負荷運転状態）する場合には、空燃比が理論空燃比近傍となるように燃料を噴射することが可能なり、トルク性能及び加速性能の向上を図ることができる。尚、本実施形態におけるディーゼルエンジン１は、上述したようにいわゆる低圧縮比エンジンであるため、空燃比が理論空燃比近傍となるように燃料を噴射しても、燃焼室（シリンダ）からスモークがほとんど排出されることはない（既出の図２を参照）。仮にスモークが燃焼室（シリンダ）から排出されたとしても排気通路２に設けられた微粒子捕集フィルタ２９で略完全に捕集することが可能なので外部にスモークが排出されることはない。そして、空燃比が理論空燃比近傍となるように燃料を噴射することによって、燃焼室（シリンダ）からスモークが排出されたとしても、全負荷状態となる頻度は極めて低いので、微粒子捕集フィルタ２９の再生頻度はほとんど変わることはない。

また、車両が急加速（全負荷運転状態）したと判定されると、所定期間、急加速時目標空燃比が目標空燃比TAFRとして出力される。詳述すると、上記所定期間は微粒子捕集フィルタ２９の排気微粒子堆積量（重量）SPMactに応じて設定され、より詳しくは排気微粒子堆積量（重量）SPMactが多いほど短くなるよう設定されているので、排気微粒子堆積量（重量）SPMactが微粒子捕集フィルタ２９内に過度に堆積することもない。

また、急加速時目標空燃比を目標空燃比TAFRとして出力するのが上記所定期間でよい理由は、ディーゼルエンジン１がターボ過給機２１を有して過給を行うことができるからである。本実施形態においては、実際には、急加速時目標空燃比が目標空燃比TAFRとして出力され、空燃比が理論空燃比近傍となるように燃料を噴射することが可能となると、空燃比がリッチになることで排気温度が上昇し、この排気温度上昇分がターボ過給機２１で回収され過給がより速やかに実施されることになり、空燃比が理論空燃比近傍となるように燃料噴射を行わなくてもよくなるからである。

また、本実施形態においては、いわゆる低圧縮比エンジンであるディーゼルエンジン１を用い、低温予混合燃焼を行うべく燃料噴射終了後に混合気の着火を行い、かつＥＧＲにより着火開始直後の燃焼率が緩やかに上昇するようにしているため、シリンダ（燃焼室）から排出されるスモークが基本的に少なく、上述したように空燃比が理論空燃比近傍となるように燃料を噴射しても、スモークの影響は相対的に少なく有利である。

尚、上述した実施形態において目標空燃比TAFRが出力急加速時目標空燃比から通常時目標空燃比に切り替わる際に（図８のＳ５６を参照）、その時点での出力急加速時目標空燃比と通常時目標空燃比とが異なる場合には、切り替わった直後に目標空燃比TAFRを通常時目標空燃比とするのではなく、切り替わってから徐々に、目標空燃比TAFRが通常時目標空燃比に近づいていくように制御するようにしてもよい。

上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。

（１） ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置は、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、排気通路に設けられ排気微粒子を捕集するＤＰＦと、アクセル要求に応じたアクセル要求燃料噴射量tQfと機関運転状態に応じた目標空燃比TAFRに基づいて決定される空燃比要求燃料噴射量QFL_LMDとを比較し、噴射量の少ない方を実際の燃料噴射量として採用する燃料噴射量決定手段と、を有し、エンジン低回転時の全負荷運転状態では、上記目標空燃比TAFRが最大トルクを得られる空燃比近傍の値に補正される。これによって、エンジン低回転時の全負荷運転状態では、空燃比が理論空燃比近傍となるように燃料を噴射することが可能なり、トルク性能及び加速性能の向上を図ることができる。

（２） 上記（１）に記載の構成は、より具体的には、エンジン低回転時の全負荷運転状態では、上記目標空燃比TAFRが、所定期間の間、最大トルクを得られる空燃比近傍の値に補正される。

（３） 上記（２）に記載の構成に、より具体的には、運転条件に基づいてＤＰＦに捕集された排気微粒子の堆積量を算出する排気微粒子堆積量算出手段を有し、上記所定期間は、ＤＰＦに捕集された排気微粒子の堆積量に応じて補正されている。これによって、ＤＰＦに過度に排気微粒子が堆積してしまうことを防止することができる。

（４） 上記（１）〜（３）のいずれかに記載の構成において、ディーゼルエンジンは、より具体的には、排気還流手段を有し、かつ燃焼室内で低温予混合燃焼を行うものである。

本発明に係る制御装置を備えたディーゼルエンジンの全体構成を示す説明図。 エンジン運転状態と圧縮比とによって決定されるスモーク発生状態を示す説明図。 排気流量を求める処理を示すブロック図。 排気微粒子堆積量を求める処理を示すブロック図。 フィルタ定数TCの特性を示す特性図。 補正係数KADPFの特性を示す特性図。 等価面積ADPF_INITの特性を示す特性図。 燃料噴射量を求める処理を示すブロック図。 通常時目標空燃比の特性を示す特性図。 急加速時目標空燃比の特性を示す特性図。

符号の説明

１…ディーゼルエンジン
５…コントロールユニット
６…ＥＧＲ弁
２１…ターボ過給器
２９…微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ）

Claims (3)

1. 排気還流手段により排気の一部を吸気系に還流して低温予混合燃焼を行う低圧縮比のディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置において、
   エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   排気通路に設けられ排気微粒子を捕集するＤＰＦと、
   アクセル要求に応じたアクセル要求燃料噴射量と機関運転状態に応じた目標空燃比に基づいて決定される空燃比要求燃料噴射量とを比較し、噴射量の少ない方を実際の燃料噴射量として採用する燃料噴射量決定手段と、を有し、
   エンジン低回転時の全負荷運転状態では、上記目標空燃比を最大トルクを得られる空燃比近傍の値とし、
   エンジン中・高回転時の全負荷運転状態では、上記目標空燃比をエンジン低回転時の全負荷運転状態のときの目標空燃比よりもリーン側の値となり、燃焼室からスモークを排出しないように設定された通常時目標空燃比とすることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置。
2. エンジン低回転時の全負荷運転状態では、上記目標空燃比が、所定期間の間、最大トルクを得られる空燃比近傍の値に補正されることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置。
3. 運転条件に基づいてＤＰＦに捕集された排気微粒子の堆積量を算出する排気微粒子堆積量算出手段を有し、
   上記所定期間は、ＤＰＦに捕集された排気微粒子の堆積量に応じて補正されていることを特徴とする請求項２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置。

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