的廢氣（EGR氣體）的回流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的EGR閥38。另外，本發(fā)明也可以適用于未搭載增 壓器32以及EGR機(jī)構(gòu)34的發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0093] 接下來(lái)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10的控制系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的系統(tǒng)具備傳感器系統(tǒng)和 EOJ (Electronic Control Unit:電子控制單元）60,所述傳感器系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)10與搭載 該發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛的控制所需的各種傳感器，所述ECU60對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行控制。 首先，如果對(duì)傳感器系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明，則曲軸轉(zhuǎn)角傳感器40為輸出與曲軸的旋轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)的信 號(hào)的傳感器，空氣流量計(jì)傳感器42構(gòu)成了對(duì)吸入空氣量（新氣量）進(jìn)行檢測(cè)的新氣量傳感 器。水溫傳感器44對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫進(jìn)行檢測(cè)，空燃比傳感器46將排氣空燃比作為連 續(xù)值而進(jìn)行檢測(cè)，加速器開(kāi)度傳感器48對(duì)駕駛員的加速器操作量進(jìn)行檢測(cè)。在傳感器系統(tǒng) 中還包括除此以外的各種傳感器。
[0094] E⑶60例如由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，并且具備由ROM、RAM、非易失性存儲(chǔ)器等組成的存 儲(chǔ)電路61、根據(jù)被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)電路61中的計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)施運(yùn)算處理的運(yùn)算處理裝置以 及多個(gè)輸入輸出端口。在ECU60的輸入側(cè)獨(dú)立地連接有傳感器系統(tǒng)中的各個(gè)傳感器。在 E⑶60的輸出側(cè)獨(dú)立地連接有包括燃料噴射閥14、節(jié)氣門(mén)24、EGR閥38等在內(nèi)的各種作動(dòng) 器。此外，存儲(chǔ)電路61具備針對(duì)每個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域而對(duì)后述的A/F學(xué)習(xí)補(bǔ)正系數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)的映 射圖數(shù)據(jù)（學(xué)習(xí)映射圖），并構(gòu)成學(xué)習(xí)存儲(chǔ)單元。
[0095] 而且，E⑶60通過(guò)根據(jù)由傳感器系統(tǒng)所檢測(cè)出的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)信息而對(duì)各作動(dòng)器 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)施運(yùn)轉(zhuǎn)控制。如果列舉具體例，則ECU60根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角傳感器40的輸出 而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和曲軸轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測(cè)，并且根據(jù)吸入空氣量、加速器操作量等來(lái)決定總 燃料噴射量。而且，根據(jù)總?cè)剂蠂娚淞?、轉(zhuǎn)速等而對(duì)一個(gè)循環(huán)中的燃料噴射的次數(shù)、各燃料 噴射的噴射量以及噴射時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，并在每次所設(shè)定的噴射時(shí)間到來(lái)時(shí)驅(qū)動(dòng)燃料噴射閥 14。如此，在本實(shí)施方式中，也可以采用通過(guò)在一個(gè)循環(huán)中執(zhí)行多次燃料噴射從而執(zhí)行后述 的多級(jí)噴射控制的結(jié)構(gòu)。而且，通過(guò)后述的次后噴射以外的燃料噴射而被噴射的燃料，因在 缸內(nèi)被壓縮而在壓縮上止點(diǎn)附近自燃，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)工作。
[0096] 此外，為了提高廢氣的凈化效率，ECU60執(zhí)行空燃比反饋控制和空燃比學(xué)習(xí)控制。 空燃比反饋控制根據(jù)由空燃比傳感器46所檢測(cè)出的排氣空燃比而對(duì)燃料噴射量進(jìn)行反饋 控制，并以使排氣空燃比收斂于適于廢氣的凈化的預(yù)定范圍內(nèi)的方式進(jìn)行控制。此外，空燃 比學(xué)習(xí)控制為，如后文所述，針對(duì)每個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域而對(duì)反映元件的特性偏差的A/F學(xué)習(xí)補(bǔ)正 系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并將各運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的A/F學(xué)習(xí)補(bǔ)正系數(shù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)電路61的學(xué)習(xí)映射圖中的 控制。另外，運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域例如根據(jù)轉(zhuǎn)速和吸入空氣量（或燃料噴射量）而被確定。以這種方 式被存儲(chǔ)的A/F學(xué)習(xí)補(bǔ)正系數(shù)，例如在噴射控制中按照當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域而從學(xué)習(xí)映 射圖中被讀出，并作為燃料噴射量的補(bǔ)正項(xiàng)而被使用。另一方面，ECU60執(zhí)行EGR控制，所 述EGR控制為，通過(guò)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而對(duì)EGR閥38的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而對(duì)流入到 缸內(nèi)的EGR氣體的量（EGR量）進(jìn)行控制。
[0097] 接下來(lái)，對(duì)與廢氣中的與NOx有關(guān)的控制進(jìn)行說(shuō)明。為了提高由NOx還原催化劑30 所獲得的N0X的還原效率，ECU60將執(zhí)行NO，量計(jì)算控制和還原劑添加控制。在NOx量計(jì)算 控制中，在考慮多級(jí)噴射控制的影響的同時(shí)對(duì)廢氣中的N0X量進(jìn)行計(jì)算。此外，在還原劑添 加控制中，根據(jù)由腸 !￡量計(jì)算控制所計(jì)算出的NO，量，而對(duì)向NOx還原催化劑30中添加的還 原劑的添加量進(jìn)行控制。以下，對(duì)由本實(shí)施方式實(shí)施的多級(jí)噴射控制和腸!￡量計(jì)算控制進(jìn) 行說(shuō)明。另外，在以下的說(shuō)明中，作為N0X量而例示了對(duì)NOx濃度[ppm]進(jìn)行計(jì)算的情況。
[0098](多級(jí)噴射控制）
[0099] 圖2為表示多級(jí)噴射控制的一個(gè)示例的時(shí)序圖。在該圖中，例示了在一個(gè)循環(huán)中 實(shí)施五次燃料噴射的情況，即實(shí)施主噴射、后噴射、兩次引燃噴射以及次后噴射的情況。在 各個(gè)噴射名的下側(cè)所記載的數(shù)字（mm 3/st)為，表示該噴射的噴射量的一個(gè)示例的數(shù)字。此 外，圖2中的曲軸轉(zhuǎn)角以壓縮上止點(diǎn)TDC為基準(zhǔn)（0[CA])而進(jìn)行記載。
[0100] 主噴射為用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的主要的燃料噴射，且在跨越壓縮上止點(diǎn)的期間中或膨脹 行程中被執(zhí)行。若進(jìn)行具體敘述，則雖然例如在轉(zhuǎn)速不那么高的中/低旋轉(zhuǎn)區(qū)域中主噴射 是在膨脹期間的前半部分中被執(zhí)行的，但在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域中主噴射的一部分有時(shí)也發(fā)生在壓 縮上止點(diǎn)前的期間（例如，一2~3[CA])。后噴射雖然與主噴射相同也是用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的 燃料噴射，但在膨脹行程中，所述后噴射是與主噴射隔開(kāi)時(shí)間間隔而被執(zhí)行的。后噴射為， 通過(guò)向由主噴射噴射出的噴射燃料因缸內(nèi)的氣流而移動(dòng)之后的空間噴射燃料，從而使缸內(nèi) 氣體與燃料的混合狀態(tài)均勻化并提高燃燒性的噴射。
[0101] 另一方面，引燃噴射為，為了提高由主噴射以及后噴射所噴射出的燃料的燃燒性 而在這些噴射之前噴射燃料，并將缸內(nèi)預(yù)熱至適于燃燒的溫度的噴射。在引燃噴射中，較之 主噴射以及后噴射而在壓縮行程中噴射少量的燃料，并在壓縮上止點(diǎn)前結(jié)束噴射。另外，由 引燃噴射所噴射的燃料對(duì)缸內(nèi)的燃燒以及轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生做出少許貢獻(xiàn)。
[0102] 相對(duì)于此，次后噴射為，與主噴射以及后噴射相比而噴射較少量的燃料，并將該燃 料作為未燃燃料而向排氣通道26供給的噴射。因此，由次后噴射所噴射的燃料幾乎沒(méi)有對(duì) 缸內(nèi)的燃燒以及轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生做出貢獻(xiàn)。次后噴射在燃燒結(jié)束后且靠近排氣行程的時(shí)間執(zhí) 行，優(yōu)選為，與排氣閥18的開(kāi)閥時(shí)間配合而執(zhí)行。由次后噴射所產(chǎn)生的未燃燃料作為還原 劑而被添加到NO x還原催化劑30中，并在被DPF捕獲的顆粒狀物質(zhì)的燃燒中被使用。
[0103] 上述的主噴射、后噴射、引燃噴射和次后噴射中的、對(duì)缸內(nèi)的燃燒做出較大貢獻(xiàn)的 燃料噴射即產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的燃料噴射為主噴射和后噴射。而且，如后文所述，NO x的生成量受產(chǎn) 生轉(zhuǎn)矩的燃料噴射的噴射時(shí)間的影響較大。因此，在以下的說(shuō)明中，對(duì)主噴射和后噴射進(jìn)行 統(tǒng)稱(chēng)并標(biāo)記為"有效噴射"，引燃噴射不被包含在有效噴射中。另外，由于引燃噴射也對(duì)缸內(nèi) 的燃燒以及轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生做出少許貢獻(xiàn)，因此在本發(fā)明中也可以采用將引燃噴射包含在有效 噴射中的結(jié)構(gòu)。在后文中對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行敘述。
[0104] (NOx量計(jì)算控制）
[0105] NOxi要在通過(guò)有效噴射而被噴射出的燃料燃燒時(shí)生成。由于在產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的燃燒 時(shí)火焰溫度變高，因此促進(jìn)了NOx的生成。另一方面，由于即使有效噴射的噴射量固定但若 噴射時(shí)間滯后燃燒時(shí)的缸內(nèi)容積也將增加，因此使缸內(nèi)的氧密度降低從而使燃燒反應(yīng)速度 變遲緩。其結(jié)果為，缸內(nèi)的最高火焰溫度降低，并且NO x的生成量減少。因此，越使噴射時(shí) 間滯后越會(huì)減少NOx的生成量。
[0106] 圖3至圖5為用于對(duì)NOx濃度與噴射時(shí)間之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。如果 進(jìn)行詳細(xì)敘述，則圖3為定性地表示燃料的噴射時(shí)間與噴射燃料的著火延遲之間的關(guān)聯(lián)特 性線圖，圖4為定性地表示噴射時(shí)間以及著火延遲與燃燒時(shí)的缸內(nèi)容積之間的關(guān)聯(lián)特性線 圖。此外，圖5為定性地表示噴射時(shí)間以及著火延遲與廢氣中的NOx濃度之間的關(guān)聯(lián)的特 性線圖。另外，在這些圖中，作為噴射時(shí)間而例示了主噴射的噴射時(shí)間。以下，參照?qǐng)D3至 圖5來(lái)對(duì)NOx濃度與噴射時(shí)間之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行說(shuō)明。
[0107] 首先，燃燒時(shí)的缸內(nèi)容積如果定性地來(lái)看，則能夠認(rèn)為是燃料的噴射時(shí)間的函數(shù)。 此外，噴射燃料的著火延遲也能夠認(rèn)為是噴射時(shí)間的函數(shù)，且如圖3所示，以具有相對(duì)于噴 射時(shí)間而朝下呈凸形形狀的特性的方式變化。如果考慮到這些特性，則可認(rèn)為燃燒時(shí)的缸 內(nèi)容積根據(jù)噴射時(shí)間以及著火延遲而以圖4所示的方式變化。此外，由于廢氣中的NOx& 度具有燃燒時(shí)的缸內(nèi)容積越大則越增加的趨勢(shì)，因此當(dāng)假設(shè)與該趨勢(shì)相對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)存在于 兩者之間并將圖4所示的特性線設(shè)為上下顛倒時(shí)，則能夠獲得圖5所示的特性線。
[0108] 即，可認(rèn)為影響生成量的是考慮了著火延遲的燃燒時(shí)的缸內(nèi)容積，而且，由 于缸內(nèi)容積以及著火延遲如上所述與噴射時(shí)間存在關(guān)聯(lián)，因此能夠認(rèn)為在N0 X濃度與噴射 時(shí)間之間存在較大關(guān)聯(lián)。本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如下特性，即，如圖5所示，噴射時(shí)間越被滯后 或者著火延遲越變大，則N0X&度越朝上呈凸形形狀而減少，并且該特性通過(guò)實(shí)驗(yàn)也能夠得 以確認(rèn)。
[0109] 此外，當(dāng)將燃料噴射分為主噴射和后噴射來(lái)實(shí)施時(shí)，N0X濃度將存在減少的趨勢(shì)。 即，與僅實(shí)施主噴射的情況相比，在實(shí)施了主噴射以及后噴射的情況下，在燃燒進(jìn)行的過(guò)程 中，缸內(nèi)容積增加的狀態(tài)（活塞下降了的狀態(tài)）下的噴射比例將增加。其結(jié)果為，產(chǎn)生了與 使噴射時(shí)間滯后而僅執(zhí)行主噴射的情況類(lèi)似的作用，從而使N0X&度減少。因此，在NO^農(nóng) 度的計(jì)算時(shí)，不僅需要考慮主噴射的影響，而且還需要考慮后噴射的影響。本