(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に一端が接続され該内燃機関の吸気系に他端が接続されたＥＧＲ通路を有し、該ＥＧＲ通路を介して、排気系を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置と、
排気系に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
排気中に還元剤たるアンモニア由来化合物を添加するものであって、排気系における前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流側且つ添加したアンモニア由来化合物の少なくとも一部が前記ＥＧＲ通路の接続部に到達する位置に配置されたアンモニア由来化合物添加手段と、
該アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物の前記ＥＧＲ通路への流入を抑制する抑制手段と、
を備え、
前記抑制手段が、前記アンモニア由来化合物添加手段からアンモニア由来化合物が添加される際に、アンモニア由来化合物が添加されていないときに比べて前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を低減させることで、前記アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物の前記ＥＧＲ通路への流入を抑制し、
前記ＥＧＲ通路の一端が、排気系における前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側に接続されており、
前記抑制手段が、前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を低減させるときに、前記選択還元型ＮＯｘ触媒でのＮＯｘの還元に使用されずに該選択還元型ＮＯｘ触媒の下流側に流出するアンモニア由来化合物の量が少ない場合は、その量が多い場合に比べてＥＧＲガスの流量を多くすることを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項２】
内燃機関の排気系に一端が接続され該内燃機関の吸気系に他端が接続されたＥＧＲ通路を有し、該ＥＧＲ通路を介して、排気系を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置と、
排気系に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
排気中に還元剤たるアンモニア由来化合物を添加するものであって、排気系における前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流側且つ添加したアンモニア由来化合物の少なくとも一部が前記ＥＧＲ通路の接続部に到達する位置に配置されたアンモニア由来化合物添加手段と、
該アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物の前記ＥＧＲ通路への流入を抑制する抑制手段と、
を備え、
前記抑制手段が、前記アンモニア由来化合物添加手段からアンモニア由来化合物が添加される際に、アンモニア由来化合物が添加されていないときに比べて前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を低減させることで、前記アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物の前記ＥＧＲ通路への流入を抑制し、
前記ＥＧＲ通路が、排気系におけるターボチャージャのタービンよりも下流側に一端が接続され吸気系におけるターボチャージャのコンプレッサよりも上流側に他端が接続された低圧ＥＧＲ通路であって、
前記ＥＧＲ装置が、排気系におけるターボチャージャのタービンよりも上流側に一端が接続され吸気系におけるターボチャージャのコンプレッサよりも下流側に他端が接続された高圧ＥＧＲ通路を更に有し、
前記抑制手段が、前記アンモニア由来化合物添加手段からアンモニア由来化合物が添加されるときであって前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を低減させるときに、前記低圧ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流通を停止させない場合は、前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量も低減させることを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項３】
内燃機関の排気系に一端が接続され該内燃機関の吸気系に他端が接続されたＥＧＲ通路を有し、該ＥＧＲ通路を介して、排気系を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置と、
排気系に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
排気中に還元剤たるアンモニア由来化合物を添加するものであって、排気系における前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流側且つ添加したアンモニア由来化合物の少なくとも一部が前記ＥＧＲ通路の接続部に到達する位置に配置されたアンモニア由来化合物添加手段と、
該アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物の前記ＥＧＲ通路への流入を抑制する抑制手段と、
を備え、
前記抑制手段が、前記アンモニア由来化合物添加手段からアンモニア由来化合物が添加される際に、アンモニア由来化合物が添加されていないときに比べて前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を低減させることで、前記アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物の前記ＥＧＲ通路への流入を抑制し、
前記ＥＧＲ通路が、排気系におけるターボチャージャのタービンよりも下流側に一端が接続され吸気系におけるターボチャージャのコンプレッサよりも上流側に他端が接続された低圧ＥＧＲ通路であって、
前記ＥＧＲ装置が、排気系におけるターボチャージャのタービンよりも上流側に一端が接続され吸気系におけるターボチャージャのコンプレッサよりも下流側に他端が接続された高圧ＥＧＲ通路を更に有し、
前記抑制手段が、前記アンモニア由来化合物添加手段からアンモニア由来化合物が添加されるときであって前記低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を低減させるときに、前記高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を増加させることを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項４】
内燃機関の排気系に一端が接続され該内燃機関の吸気系に他端が接続されたＥＧＲ通路を有し、該ＥＧＲ通路を介して、排気系を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置と、
排気系に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
排気中に還元剤たるアンモニア由来化合物を添加するものであって、排気系における前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流側且つ添加したアンモニア由来化合物の少なくとも一
部が前記ＥＧＲ通路の接続部に到達する位置に配置されたアンモニア由来化合物添加手段と、
該アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物の前記ＥＧＲ通路への流入を抑制する抑制手段と、
を備え、
前記抑制手段が、前記ＥＧＲ通路を介してＥＧＲガスを吸気系に導入する際に、ＥＧＲガスの吸気系への導入を停止しているときに比べて前記アンモニア由来化合物添加手段からのアンモニア由来化合物の添加量を減量することで、前記アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物の前記ＥＧＲ通路への流入を抑制することを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項５】
前記ＥＧＲ通路の一端が、排気系における前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側に接続されており、
前記抑制手段が、前記アンモニア由来化合物添加手段からのアンモニア由来化合物の添加量を減量するときに、前記選択還元型ＮＯｘ触媒でのＮＯｘの還元に使用されずに該選択還元型ＮＯｘ触媒の下流側に流出するアンモニア由来化合物の量が少ない場合は、その量が多い場合に比べてアンモニア由来化合物の添加量を多くすることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御システム。
【請求項６】
前記ＥＧＲ通路が、排気系におけるターボチャージャのタービンよりも下流側に一端が接続され吸気系におけるターボチャージャのコンプレッサよりも上流側に他端が接続された低圧ＥＧＲ通路であることを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の内燃機関の制御システム。
【請求項７】
内燃機関の排気系に一端が接続され該内燃機関の吸気系に他端が接続されたＥＧＲ通路を有し、該ＥＧＲ通路を介して、排気系を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置と、
排気系に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
排気中に還元剤たるアンモニア由来化合物を添加するものであって、排気系における前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流側且つ添加したアンモニア由来化合物の少なくとも一部が前記ＥＧＲ通路の接続部に到達する位置に配置されたアンモニア由来化合物添加手段と、
該アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物の前記ＥＧＲ通路への流入を抑制する抑制手段と、
を備え、
前記ＥＧＲ通路が、排気系におけるターボチャージャのタービンよりも上流側に一端が接続され吸気系におけるターボチャージャのコンプレッサよりも下流側に他端が接続された高圧ＥＧＲ通路であることを特徴とする内燃機関の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気をＥＧＲガスとして該内燃機関の吸気系に導入するＥＧＲ装置が知られている。ＥＧＲガスを内燃機関に供給することにより、排気中のＮＯｘの低減や燃費の向上を図ることが出来る。【０００３】
また、近年では、低圧ＥＧＲ装置と高圧ＥＧＲ装置とを備えた内燃機関が開発されている。低圧ＥＧＲ装置は、排気系における過給機のタービンより下流側に一端が接続され吸気系における過給機のコンプレッサより上流側に他端が接続された低圧ＥＧＲ通路を有している。該低圧ＥＧＲ通路を介してＥＧＲガスが吸気系に導入される。高圧ＥＧＲ装置は、排気系における過給機のタービンより上流側に一端が接続され吸気系における過給機のコンプレッサより下流側に他端が接続された高圧ＥＧＲ通路を有している。該高圧ＥＧＲ通路を介してＥＧＲガスが吸気系に導入される。低圧ＥＧＲ通路には低圧ＥＧＲ弁が設けられており、高圧ＥＧＲ通路には高圧ＥＧＲ弁が設けられている。各ＥＧＲ弁によって各ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流量が制御される。【０００４】
また、内燃機関の排気系に排気浄化触媒として選択還元型ＮＯｘ触媒を設ける場合がある。この場合、排気系における選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流側に設けられたアンモニア由来化合物添加手段から還元剤たるアンモニア由来化合物を添加し、該アンモニア由来化合物を選択還元型ＮＯｘ触媒に供給する。【０００５】
特許文献１には、排気通路における低圧ＥＧＲ通路の接続部分より下流側に、尿素水溶液を供給する供給制御弁及び選択還元型ＮＯｘ触媒を設置した構成が開示されている。このような構成において、供給制御弁から尿素水溶液が供給されると、該尿素水溶液が蒸発することにより低圧ＥＧＲ通路の流入端周りの圧力が大幅に上昇する。その結果、低圧ＥＧＲガス量が目標量よりも多くなる虞がある。そこで、特許文献１においては、低圧ＥＧＲガス量を目標量に維持すべく、供給制御弁から尿素水溶液が供給されるときには尿素水溶液が供給されないときに比べて低圧ＥＧＲ弁の開度を減少補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２９１６７１号公報
【特許文献２】特開２００２−２００４１３号公報
【特許文献３】特開２００６−１２５２４７号公報
【特許文献４】特開２００４−３２４６３０号公報
【特許文献５】特許３４６５４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
排気系におけるアンモニア由来化合物添加手段の配置によっては、該アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物がＥＧＲ通路に流入する場合がある。アンモニア由来化合物は腐食性が高い。そのため、これがＥＧＲ通路に流入すると、ＥＧＲ弁やＥＧＲクーラ等のＥＧＲ系部品の腐食が促進される虞がある。また、アンモニア由来化合物がＥＧＲガスと共に内燃機関の吸気系に流入すると、コンプレッサハウジングやインペラ、スロットル弁等の吸気系部品及びバルブシートやピストンリング等のエンジン部品の腐食が促進される虞がある。【０００８】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、ＥＧＲ装置を備えると共に排気系に選択還元型ＮＯｘ触媒及びアンモニア由来化合物添加手段が設けられた内燃機関において、アンモニア由来化合物のＥＧＲ通路への流入を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、排気系において、アンモニア由来化合物添加手段が、添加したアンモニア由来化合物の少なくとも一部がＥＧＲ通路の接続部に到達する位置に配置されている。そして、本発明では、抑制手段によって、アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物のＥＧＲ通路への流入が抑制される。【００１０】
より詳しくは、本発明に係る内燃機関の制御システムは、
内燃機関の排気系に一端が接続され該内燃機関の吸気系に他端が接続されたＥＧＲ通路を有し、該ＥＧＲ通路を介して、排気系を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置と、
排気系に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
排気中に還元剤たるアンモニア由来化合物を添加するものであって、排気系における前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流側且つ添加したアンモニア由来化合物の少なくとも一部が前記ＥＧＲ通路の接続部に到達する位置に配置されたアンモニア由来化合物添加手段と、
該アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物の前記ＥＧＲ通路への流入を抑制する抑制手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御システム。【００１１】
排気中に添加されたアンモニア由来化合物が排気系におけるＥＧＲ通路との接続部に到達すると、該アンモニア由来化合物が排気と共にＥＧＲ通路に流入する虞がある。本発明によれば、抑制手段によって、アンモニア由来化合物のＥＧＲ通路への流入を抑制することができる。【００１２】
本発明において、抑制手段は、アンモニア由来化合物添加手段からアンモニア由来化合物が添加される際に、アンモニア由来化合物が添加されていないときに比べてＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を低減させることで、前記アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物のＥＧＲ通路への流入を抑制してもよい。【００１３】
選択還元型ＮＯｘ触媒にアンモニア由来化合物が供給されたときに、選択還元型ＮＯｘ触媒でのＮＯｘの還元に使用されなかったアンモニア由来化合物はその下流側に流出する。このとき、選択還元型ＮＯｘ触媒の下流側に流出するアンモニア由来化合物の量は、選択還元型ＮＯｘ触媒の温度及び排気の流量等に応じて変動する。【００１４】
そこで、ＥＧＲ通路の一端が、排気系における選択還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側に接続されている場合、抑制手段は、ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を低減させるときに、選択還元型ＮＯｘ触媒でのＮＯｘの還元に使用されずに該選択還元型ＮＯｘ触媒の下流側に流出するアンモニア由来化合物の量が少ない場合は、その量が多い場合に比べてＥＧＲガスの流量を多くしてもよい。【００１５】
これによれば、アンモニア由来化合物のＥＧＲ通路への流入を抑制しつつ、内燃機関に供給されるＥＧＲガス量の減少を可及的に抑制することができる。【００１６】
本発明においては、ＥＧＲ通路が低圧ＥＧＲ通路であってもよい。低圧ＥＧＲ通路は、排気系におけるターボチャージャのタービンよりも下流側に一端が接続されており、吸気系におけるターボチャージャのコンプレッサよりも上流側に他端が接続されている。そして、ＥＧＲ装置は、高圧ＥＧＲ通路を更に有してもよい。高圧ＥＧＲ通路は、排気系におけるターボチャージャのタービンよりも上流側に一端が接続されており、吸気系におけるターボチャージャのコンプレッサよりも下流側に他端が接続されている。【００１７】
上記の場合、抑制手段は、アンモニア由来化合物添加手段からアンモニア由来化合物が添加されるときに、低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を低減させる。このときに、低圧ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流通を停止させない場合は、高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量も低減させてもよい。【００１８】
低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を低減させても、低圧ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの流通を停止させなければ、アンモニア由来化合物が低圧ＥＧＲ通路に流入する可能性がある。アンモニア由来化合物が低圧ＥＧＲ通路に流入し、それがＥＧＲガスと共に内燃機関に供給されると、該アンモニア由来化合物が内燃機関から排気と共に排気系に排出される場合がある。上記によれば、この内燃機関から排気系に排出されたアンモニア由来化合物が高圧ＥＧＲ通路に流入することを抑制することができる。【００１９】
一方、低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を低減させると、低圧ＥＧＲ通路を通って吸気系に導入されるＥＧＲガス（以下、低圧ＥＧＲガスと称する）の量が減少する。そこで、上記の場合、抑制手段は、アンモニア由来化合物添加手段からアンモニア由来化合物が添加されるときに、低圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を低減させると共に、高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を増加させてもよい。高圧ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を増加させることで、高圧ＥＧＲ通路を通って吸気系に導入されるＥＧＲガス（以下、高圧ＥＧＲガスと称する）の量を増加させることができる。そのため、低圧ＥＧＲガスの減少分を、高圧ＥＧＲガスによって補うことができる。【００２０】
また、本発明において、抑制手段は、ＥＧＲ通路を介してＥＧＲガスを吸気系に導入する際に、ＥＧＲガスの吸気系への導入を停止しているときに比べてアンモニア由来化合物添加手段からのアンモニア由来化合物の添加量を減量することで、アンモニア由来化合物添加手段から添加されたアンモニア由来化合物のＥＧＲ通路への流入を抑制してもよい。【００２１】
このとき、ＥＧＲ通路の一端が、排気系における選択還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側に接続されている場合、前記抑制手段は、アンモニア由来化合物添加手段からのアンモニア由来化合物の添加量を減量するときに、選択還元型ＮＯｘ触媒でのＮＯｘの還元に使用されずに該選択還元型ＮＯｘ触媒の下流側に流出するアンモニア由来化合物の量が少ない場合は、その量が多い場合に比べてアンモニア由来化合物の添加量を多くしてもよい。
【００２２】
これによれば、アンモニア由来化合物のＥＧＲ通路への流入を抑制しつつ、選択還元型ＮＯｘ触媒へのアンモニア由来化合物の供給量の減少を可及的に抑制することができる。【００２３】
尚、本発明において、ＥＧＲ通路は、低圧ＥＧＲ通路又は高圧ＥＧＲ通路のいずれか一方であってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、排気中に添加されるアンモニア由来化合物のＥＧＲ通路への流入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】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。
【図２】実施例１に係る低圧ＥＧＲ弁の制御フローを示すフローチャート。
【図３】実施例１に係るアンモニア由来化合物添加弁及び低圧ＥＧＲ弁へのＥＣＵからの指令信号を示す図。
【図４】実施例１の変形例に係る内燃機関の排気系の概略構成を示す図。
【図５】実施例１の変形例に係る内燃機関の排気系の概略構成を示す図。
【図６】実施例１の変形例に係る内燃機関の排気系の概略構成を示す図。
【図７】実施例２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。
【図８】実施例２に係る低圧ＥＧＲ弁および高圧ＥＧＲ弁の制御フローを示すフローチャート。
【図９】実施例２に係るアンモニア由来化合物添加弁、高圧ＥＧＲ弁及び低圧ＥＧＲ弁へのＥＣＵからの指令信号を示す図。
【図１０】実施例３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。
【図１１】実施例３に係る選択還元型ＮＯｘ触媒におけるアンモニア由来化合物の吸着量と触媒温度及び排気の流量との関係を示す図。
【図１２】実施例３に係る低圧ＥＧＲ弁の制御フローを示すフローチャート。
【図１３】実施例４に係る低圧ＥＧＲ弁および高圧ＥＧＲ弁の制御フローを示すフローチャート。
【図１４】実施例５に係る低圧ＥＧＲ弁および高圧ＥＧＲ弁の制御フローを示すフローチャート。
【図１５】実施例６に係るアンモニア由来化合物添加弁の制御フローを示すフローチャート。
【図１６】実施例７に係るアンモニア由来化合物添加弁の制御フローを示すフローチャート。
【図１７】実施例８に係るアンモニア由来化合物添加弁の制御フローを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２７】
＜実施例１＞
本発明の実施例１について図１〜６に基づいて説明する。
【００２８】
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
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４つの気筒２を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒２には該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。
【００２９】
内燃機関１には、インテークマニホールド５およびエキゾーストマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド５には吸気通路４が接続されている。エキゾーストマニホールド７には排気通路６が接続されている。吸気通路４にはターボチャージャ８のコンプレッサ８ａが設置されている。排気通路６にはターボチャージャ８のタービン８ｂが設置されている。
【００３０】
吸気通路４におけるコンプレッサ８ａより下流側には第一スロットル弁９が設けられている。吸気通路４におけるコンプレッサ８ａより上流側にはエアフローメータ２９及び第二スロットル弁１９が設けられている。
【００３１】
排気通路６におけるタービン８ｂよりも下流側には、酸化触媒２３、パティキュレートフィルタ２４及び選択還元型ＮＯｘ触媒２６が排気の流れに沿って上流側から順に設けられている。また、排気通路６におけるパティキュレートフィルタ２４と選択還元型ＮＯｘ触媒２６との間には、排気中にアンモニア由来化合物を添加するアンモニア由来化合物添加弁２５が設けられている。アンモニア由来化合物添加弁２５から添加されたアンモニア由来化合物が還元剤として選択還元型ＮＯｘ触媒２６に供給される。
【００３２】
本実施例では、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加は、内燃機関１の運転中、所定の間隔で実行される。選択還元型ＮＯｘ触媒２６に供給されたアンモニア由来化合物の一部は該選択還元型ＮＯｘ触媒２６に吸着する。アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加が停止されているときは、該選択還元型ＮＯｘ触媒２６に吸着したアンモニア由来化合物を還元剤としてＮＯｘの還元が行なわれる。尚、アンモニア由来化合物は、気体、液体又は固体のどの状態で添加されてもよい。本実施例においては、アンモニア由来化合物添加弁２５が、本発明に係るアンモニア由来化合物添加手段に相当する。
【００３３】
内燃機関１の吸排気系には高圧ＥＧＲ装置１１及び低圧ＥＧＲ装置１５が設けられている。高圧ＥＧＲ装置１１は、高圧ＥＧＲ通路１２、高圧ＥＧＲ弁１３及び高圧ＥＧＲクーラ１４を備えている。高圧ＥＧＲ通路１２は、その一端がエキゾーストマニホールド７に接続されており、その他端が吸気通路４における第一スロットル弁９よりも下流側に接続されている。
【００３４】
高圧ＥＧＲ弁１３及び高圧ＥＧＲクーラ１４は、高圧ＥＧＲ通路１２に設けられている。高圧ＥＧＲ弁１３によって、高圧ＥＧＲ通路１２を通ってエキゾーストマニホールド７から吸気通路４に導入される高圧ＥＧＲガスの流量が制御される。
【００３５】
低圧ＥＧＲ装置１５は、低圧ＥＧＲ通路１６、低圧ＥＧＲ弁１７及び低圧ＥＧＲクーラ１８を備えている。低圧ＥＧＲ通路１６は、その一端が排気通路６におけるアンモニア由来化合物添加弁２５より下流側且つ選択還元型ＮＯｘ触媒２６よりも上流側に接続されており、その他端が吸気通路４における第二スロットル弁１９より下流側且つコンプレッサ８ａより上流側に接続されている。
【００３６】
低圧ＥＧＲ弁１７及び低圧ＥＧＲクーラ１８は、低圧ＥＧＲ通路１６に設けられている。低圧ＥＧＲ弁１７によって、低圧ＥＧＲ通路１６を通って排気通路６から吸気通路４に導入される低圧ＥＧＲガスの流量が制御される。
【００３７】
尚、図１において、高圧ＥＧＲ弁１３は、高圧ＥＧＲ通路１２における高圧ＥＧＲクーラ１４よりも下流側に設けられており、低圧ＥＧＲ弁１７は、低圧ＥＧＲ通路１６における低圧ＥＧＲクーラ１８よりも下流側に設けられている。しかしながら、高圧ＥＧＲ弁１３は、高圧ＥＧＲ通路１２における高圧ＥＧＲクーラ１４よりも上流側に設けられてもよく、低圧ＥＧＲ弁１７は、低圧ＥＧＲ通路１６における低圧ＥＧＲクーラ１８よりも上流側に設けられてもよい。このような各ＥＧＲ通路１２、１６における各ＥＧＲ弁１３、１７の配置によらず、後述する各ＥＧＲ弁１３、１７の制御を実施することは可能である。
【００３８】
排気通路６における選択還元型ＮＯｘ触媒２６より下流側には、排気の温度を検出する温度センサ２７が設けられている。また、排気通路６におけるパティキュレートフィルタ２４より下流側且つ低圧ＥＧＲ通路１６の接続部より上流側には、排気のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ２８が設けられている。
【００３９】
以上述べたように構成された内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、エアフローメータ２９、温度センサ２７、ＮＯｘセンサ２８、クランクポジションセンサ２１及びアクセル開度センサ２２が電気的に接続されている。これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。クランクポジションセンサ２１は、内燃機関１のクランク角を検出するセンサである。また、アクセル開度センサ２２は、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出するセンサである。
【００４０】
また、ＥＣＵ２０には、燃料噴射弁３、第一スロットル弁９、第二スロットル弁１９、アンモニア由来化合物添加弁２５、高圧ＥＧＲ弁１３及び低圧ＥＧＲ弁１７が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。
【００４１】
本実施例おいて、ＥＣＵ２０は、エアフローメータ２９によって検出された吸入空気量びＮＯｘセンサ２８によって検出された排気のＮＯｘ濃度に基づいて排気中のＮＯｘ量を推定する。さらに、ＥＣＵ２０は、算出されたＮＯｘ量及び温度センサ２７によって検出された排気の温度に基づいて、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物を添加する際の添加量を決定する。
【００４２】
尚、本実施例においては、アンモニア由来化合物添加弁２５が本発明に係るアンモニア由来化合物添加手段に相当する。
【００４３】
（ＥＧＲ弁制御）
本実施例においては、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されると、該アンモニア由来化合物が排気通路６における低圧ＥＧＲ通路１６の接続部（以下、単に低圧ＥＧＲ通路接続部と称する）を通過する。このとき、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁されており、低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれていると、アンモニア由来化合物の一部が排気と共に低圧ＥＧＲ通路１６に流入する虞がある。
【００４４】
そこで、本実施例では、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されるときは、低圧ＥＧＲ弁１７を閉弁する。これにより、低圧ＥＧＲ通路１６におけるＥＧＲガスの流通が停止される。従って、アンモニア由来化合物の低圧ＥＧＲ通路１６への流入を抑制することができる。その結果、低圧ＥＧＲ弁１７及び低圧ＥＧＲクーラ１８等のＥＧＲ系部品の腐食を抑制することができる。また、吸気通路４へのアンモニア由来化合物の流入が抑制される。そのため、コンプレッサ８ａのハウジングやインペラ、第一スロットル弁９等の吸気系部品やバルブシート、ピストンリング等のエンジン部品の腐食を抑制することができる。
【００４５】
また、アンモニア由来化合物が排気中のホルムアルデヒドと重合すると、尿素樹脂が生成される。アンモニア由来化合物が排気中の硫酸又は硝酸と結合すると、硫酸アンモニア又は硝酸アンモニアが生成される。これらのような生成物が低圧ＥＧＲ通路１６及び吸気通路４に流入すると、ＥＧＲ系部品及び吸気系部品に不具合が生じる虞がある。本実施例によれば、これらのような生成物の低圧ＥＧＲ通路１６及び吸気通路４への流入も抑制することができる。よって、該生成物に起因するＥＧＲ系部品及び吸気系部品の不具合の発生を抑制することができる。
【００４６】
（制御フロー）
本実施例に係る低圧ＥＧＲ弁の制御フローについて図２に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって内燃機関１の運転中繰り返し実行される。
【００４７】
本フローでは、先ずステップＳ１０１において、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加が実行されるか否かが判別される。ステップＳ１０１において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０２の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。
【００４８】
ステップＳ１０２においては、低圧ＥＧＲ弁１７が閉弁される。その後、本フローの実行が一旦終了される。
【００４９】
尚、本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ１０２の処理を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る抑制手段に相当する。
【００５０】
（アンモニア由来化合物の添加期間と低圧ＥＧＲ弁の閉弁期間との関係）
図３は、アンモニア由来化合物添加弁２５及び低圧ＥＧＲ弁１７へのＥＣＵ２０からの指令信号を示す図である。図３に示すように、本実施例では、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加開始時に低圧ＥＧＲ弁１７が閉弁される。そして、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加が停止されてから所定期間Δｔｄ経過後に、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁され、低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が再開される。
【００５１】
アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されてから該アンモニア由来化合物が低圧ＥＧＲ通路接続部に到達するまでにはタイムラグがある。所定期間Δｔｄは該タイムラグ相当の期間である。このように、アンモニア由来化合物の添加が停止した後も低圧ＥＧＲ弁１７を所定期間Δｔｄ閉弁しておくことで、アンモニア由来化合物の低圧ＥＧＲ通路１６への流入をより抑制することができる。
【００５２】
尚、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されてから該アンモニア由来化合物が低圧ＥＧＲ通路接続部に到達するまでのタイムラグの長さは排気の流量に応じて変化する。そこで、所定期間Δｔｄを排気の流量に基づいて定めてもよい。また、低圧ＥＧＲ弁１７の閉弁時期を、開弁時期と同様、アンモニア由来化合物の添加が開始されてから所定期間Δｔｄ経過後としてもよい。
【００５３】
本実施例においては、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されるときに、低圧ＥＧＲ弁１７を全閉状態とすることで、アンモニア由来化合物の低圧ＥＧＲ通路１６及び吸気通路４への流入を確実に抑制することが出来る。しかしながら、内燃機関１の運転状態によっては低圧ＥＧＲガスの内燃機関１への供給を停止させることが困難な場合がある。このような場合、低圧ＥＧＲ弁１７を必ずしも全閉状態としなくてもよい。アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加される際に低圧ＥＧＲ弁１７の開度を低減させれば、アンモニア由来化合物が添加されていないときに比べて低圧ＥＧＲ通路１６を流れるＥＧＲガスの流量を低減させることができる。これにより、アンモニア由来化合物の低圧ＥＧＲ通路１６及び吸気通路４への流入を抑制することができる。
【００５４】
さらに、本実施例においては、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加される際に、低圧ＥＧＲ弁１７の開度の低減以外の制御によって、低圧ＥＧＲ通路１６を流れるＥＧＲガスの流量を低減させてもよい。例えば、第二スロットル弁１９の開度を増加させることによっても低圧ＥＧＲ通路１６を流れるＥＧＲガスの流量を低減させることができる。また、排気通路６における選択還元型ＮＯｘ触媒２６より下流側（即ち、排気通路６における低圧ＥＧＲ通路１６の接続部より下流側）に排気絞り弁が設けられている場合は、該排気絞り弁の開度を増加させることによっても低圧ＥＧＲ通路１６を流れるＥＧＲガスの流量を低減させることができる。また、低圧ＥＧＲ弁１７の開度低減制御、第二スロットル弁１９の開度増加制御及び排気絞り弁の開度増加制御等を組み合わせて実行することで、低圧ＥＧＲ通路１６を流れるＥＧＲガスの流量を低減させてもよい。
【００５５】
（変形例）
図４〜６は、本実施例に係る内燃機関の排気系の構成の変形例を示す図である。尚、図４〜６においては、ＮＯｘセンサ２８及び温度センサ２７が省略されている。図４においては、アンモニア由来化合物添加弁２５が、排気通路６における酸化触媒２３より上流側に設けられている。図５においては、アンモニア由来化合物添加弁２５が、排気通路６における低圧ＥＧＲ通路１６の接続部と排気の流れ方向において略同一の位置であって低圧ＥＧＲ通路１６の開口部と対向する位置に設けられている。図４又は５のような構成であっても、アンモニア由来化合物添加弁２５から添加されたアンモニア由来化合物の少なくとも一部は低圧ＥＧＲ通路１６の接続部に到達する。
【００５６】
また、アンモニア由来化合物添加弁２５が、排気通路６における低圧ＥＧＲ通路１６の接続部より下流側に設けられている場合であっても、その位置が該接続部の近傍であれば、排気の脈動及び／又は低圧ＥＧＲ通路１６内への排気の引き込みによって、アンモニア由来化合物添加弁２５から添加されたアンモニア由来化合物の少なくとも一部が低圧ＥＧＲ通路１６の接続部に到達する場合がある。図６においては、アンモニア由来化合物添加弁２５が、排気通路６における低圧ＥＧＲ通路１６の接続部より下流側であって、添加されたアンモニア由来化合物の少なくとも一部が低圧ＥＧＲ通路１６の接続部に到達する範囲内に設けられている。
【００５７】
これらの変形例のような構成であっても、上記と同様に低圧ＥＧＲ弁１７を制御することで、同様の効果を得ることができる。また、これらの変形例のような構成であっても、上記と同様に第二スロットル弁１９や排気絞り弁等を制御することで、同様の効果を得ることができる。
【００５８】
＜実施例２＞
本発明の実施例２について図７〜９に基づいて説明する。尚、ここでは、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【００５９】
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
図７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。本実施例では、排気系におけるアンモニア由来化合物添加弁２５の配置が実施例１と異なっている。本実施例では、エキゾーストマニホールド７における高圧ＥＧＲ通路１２の接続部よりも排気の流れに沿って上流側にアンモニア由来化合物添加弁２５が設けられている。
【００６０】
（ＥＧＲ弁制御）
本実施例においては、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されると、該アンモニア由来化合物が、排気通路６における低圧ＥＧＲ通路１６の接続部のみならずエキゾーストマニホールド７における高圧ＥＧＲ通路１２の接続部を通過する。このとき、アンモニア由来化合物がエキゾーストマニホールド７における高圧ＥＧＲ通路１２の接続部に到達したときに、高圧ＥＧＲ弁１３が開弁されており、高圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれていると、アンモニア由来化合物の一部が排気と共に高圧ＥＧＲ通路１２に流入する虞がある。
【００６１】
そこで、本実施例では、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されるときは、低圧ＥＧＲ弁１７及び高圧ＥＧＲ弁１３を閉弁する。これにより、低圧ＥＧＲ通路１６及び高圧ＥＧＲ通路１２におけるＥＧＲガスの流通が停止される。従って、アンモニア由来化合物の低圧ＥＧＲ通路１６及び高圧ＥＧＲ通路１２への流入を抑制することができる。その結果、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
（制御フロー）
本実施例に係る低圧ＥＧＲ弁および高圧ＥＧＲ弁の制御フローについて図８に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって内燃機関１の運転中繰り返し実行される。尚、本フローは、図２に示すフローのステップＳ１０２をステップＳ２０２に置き換えたものである。そのため、ステップＳ２０２についてのみ説明する。
【００６３】
本フローでは、ステップＳ１０１において肯定判定された場合、次にステップＳ２０２の処理が実行される。ステップＳ２０２においては、低圧ＥＧＲ弁１７及び高圧ＥＧＲ弁１３が閉弁される。その後、本フローの実行が一旦終了される。
【００６４】
尚、本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ２０２の処理を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る抑制手段に相当する。
【００６５】
（アンモニア由来化合物の添加期間と各ＥＧＲ弁の閉弁期間との関係）
図９は、アンモニア由来化合物添加弁２５、高圧ＥＧＲ弁１３及び低圧ＥＧＲ弁１７へのＥＣＵ２０からの指令信号を示す図である。図９に示すように、本実施例では、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加開始時に高圧ＥＧＲ弁１３及び低圧ＥＧＲ弁１７が閉弁される。そして、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加が停止されてから第一所定期間Δｔｄ１経過後に、高圧ＥＧＲ弁１３が開弁され、高圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が再開される。また、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加が停止されてから第二所定期間Δｔｄ２経過後に、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁され、低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が再開される。
【００６６】
ここで、第一所定期間Δｔｄ１は、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されてから該アンモニア由来化合物がエキゾーストマニホールド７における高圧ＥＧＲ通路１２の接続部（以下、単に高圧ＥＧＲ通路接続部と称する）に到達するまでのタイムラグ相当の期間である。また、第二所定期間Δｔｄ２は、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されてから該アンモニア由来化合物が低圧ＥＧＲ通路接続部に到達するまでのタイムラグ相当の期間である。アンモニア由来化合物の添加が停止した後も、高圧ＥＧＲ弁１３を第一所定期間Δｔｄ１閉弁しておき、低圧ＥＧＲ弁１７を第二所定期間Δｔｄ２閉弁しておくことで、アンモニア由来化合物の高圧ＥＧＲ通路１２及び低圧ＥＧＲ通路１６への流入をより抑制することができる。
【００６７】
尚、実施例１に係る所定期間Δｔｄと同様、第一及び第二所定期間Δｔｄ１、Δｔｄ２を排気の流量に基づいて定めてもよい。また、高圧ＥＧＲ弁１３の閉弁時期を、開弁時期と同様、アンモニア由来化合物の添加が開始されてから第一所定期間Δｔｄ１経過後としてもよい。低圧ＥＧＲ弁１７の閉弁時期を、開弁時期と同様、アンモニア由来化合物の添加が開始されてから第二所定期間Δｔｄ２経過後としてもよい。
【００６８】
また、実施例１の場合と同様、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されるときに、高圧ＥＧＲ弁１３及び低圧ＥＧＲ弁１７を必ずしも全閉状態としなくてもよい。アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加される際に高圧ＥＧＲ弁１３の開度を低減させれば、アンモニア由来化合物が添加されていないときに比べて高圧ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスの流量を低減させることができる。これにより、アンモニア由来化合物の高圧ＥＧＲ通路１２及び吸気通路４への流入を抑制することができる。また、実施例１で述べたように、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加される際に低圧ＥＧＲ弁１７の開度を低減させれば、アンモニア由来化合物の低圧ＥＧＲ通路１６及び吸気通路４への流入を抑制することができる。
【００６９】
また、本実施例においては、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加される際に、高圧ＥＧＲ弁１３の開度の低減以外の制御によって、高圧ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスの流量を低減させてもよい。例えば、第一スロットル弁９の開度を増加させることによっても高圧ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスの流量を低減させることができる。また、本実施例においても、実施例１と同様、低圧ＥＧＲ弁１７の制御に代えて又はそれに加えて第二スロットル弁１９や排気絞り弁等を制御することで、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加される際に、低圧ＥＧＲ通路１６を流れるＥＧＲガスの流量を低減させてもよい。
【００７０】
また、本実施例に係る構成を、４つの気筒２のうちのいずれかに接続された排気ポートにアンモニア由来化合物添加弁２５が設けられた構成としてもよい。
【００７１】
＜実施例３＞
本発明の実施例３について図１０〜１２に基づいて説明する。尚、ここでは、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【００７２】
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
図１０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。本実施例では、排気通路６における低圧ＥＧＲ通路１６の一端の接続位置が実施例１と異なっている。本実施例では、排気通路６における選択還元型ＮＯｘ触媒２６より下流側に低圧ＥＧＲ通路１６の一端が接続されている。
【００７３】
（ＥＧＲ弁制御）
本実施例に係る構成によれば、排気通路６における選択還元型ＮＯｘ触媒２６より上流側に低圧ＥＧＲ通路１６が接続されている場合に比べて、アンモニア由来化合物添加弁２５から添加されたアンモニア由来化合物が低圧ＥＧＲ通路１６に流入し難い。しかしながら、アンモニア由来化合物添加弁２５から添加され選択還元型ＮＯｘ触媒２６に供給されたアンモニア由来化合物のうちの一部は、選択還元型ＮＯｘ触媒２６におけるＮＯｘの還元に使用されずに該選択還元型ＮＯｘ触媒２６の下流側に流出する場合がある。
【００７４】
この場合、選択還元型ＮＯｘ触媒２６から流出したアンモニア由来化合物が低圧ＥＧＲ通路１６に流入する虞がある。そこで、本実施例においても、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されるときは、低圧ＥＧＲ通路１６を流れるＥＧＲガスの流量を低減させるべく低圧ＥＧＲ弁１７の開度を低減させる。
【００７５】
図１１は、選択還元型ＮＯｘ触媒２６におけるアンモニア由来化合物の吸着量と触媒温度及び排気の流量との関係を示す図である。図１１において、縦軸はアンモニア由来化合物の吸着量を表しており、横軸は選択還元型ＮＯｘ触媒２６の温度を表している。図１１に示すように、選択還元型ＮＯｘ触媒２６におけるアンモニア由来化合物の吸着量は選択還元型ＮＯｘ触媒２６の温度及び排気の流量に応じて変化する。
【００７６】
従って、選択還元型ＮＯｘ触媒２６からのアンモニア由来化合物の流出量は選択還元型ＮＯｘ触媒２６の温度及び排気の流量等に応じて変化する。つまり、選択還元型ＮＯｘ触媒２６からのアンモニア由来化合物の流出量は、選択還元型ＮＯｘ触媒２６の温度が高いほど、また、排気の流量が大きいほど多くなる。
【００７７】
そこで、本実施例においては、低圧ＥＧＲ弁１７の開度を低減させるときに、選択還元型ＮＯｘ触媒２６の下流側に流出するアンモニア由来化合物の量が少ない場合は、その量が多い場合に比べて低圧ＥＧＲ弁１７の開度を大きくする。即ち、選択還元型ＮＯｘ触媒２６の下流側に流出するアンモニア由来化合物の量が少ない場合は、その量が多い場合に比べて低圧ＥＧＲ通路１６を流通するＥＧＲガスの流量を多くする。これによれば、アンモニア由来化合物の低圧ＥＧＲ通路１６への流入を抑制しつつ、低圧ＥＧＲガス量の減少を可及的に抑制することができる。
【００７８】
（制御フロー）
本実施例に係る低圧ＥＧＲ弁の制御フローについて図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって内燃機関１の運転中繰り返し実行される。尚、本フローは、図２に示すフローのステップＳ１０２をステップＳ３０２〜Ｓ３０４に置き換えたものである。そのため、ステップＳ３０２〜Ｓ３０４についてのみ説明する。
【００７９】
本フローでは、ステップＳ１０１において肯定判定された場合、次にステップＳ３０２の処理が実行される。ステップＳ３０２においては、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されたときにおける選択還元型ＮＯｘ触媒２６からのアンモニア由来化合物の流出量Ｑａｏが算出される。
【００８０】
ＥＣＵ２０には、図１１に示すような、選択還元型ＮＯｘ触媒２６におけるアンモニア由来化合物の吸着量と触媒温度及び排気の流量との関係を示すマップが予め記憶されている。ステップ３０２においては、該マップを用いて求められるアンモニア由来化合物の吸着量とアンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加量とに基づいてアンモニア由来化合物の流出量Ｑａｏが算出される。
【００８１】
尚、本実施例において、選択還元型ＮＯｘ触媒２６の温度は温度センサ２７の検出値に基づいて推定することができる。また、排気の流量はエアフローメータ２９の検出値等に基づいて推定することができる。
【００８２】
また、本実施例においては、排気通路６における選択還元型ＮＯｘ触媒２６の前後又は選択還元型ＮＯｘ触媒２６の下流側に、排気のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサを設けてもよい。この場合、ステップＳ３０２においては、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加を実行した際の該ＮＯｘセンサの検出値の変化に基づいてアンモニア由来化合物の流出量Ｑａｏが算出されてもよい。
【００８３】
次に、ステップＳ３０３において、現時点の内燃機関１の運転状態及びアンモニア由来化合物の流出量Ｑａｏに基づいて低圧ＥＧＲ弁１７の開度の低減量ΔＲｌｖが算出される。内燃機関１の運転状態及びアンモニア由来化合物の流出量Ｑａｏと低圧ＥＧＲ弁１７の開度の低減量ΔＲｌｖとの関係はマップとしてＥＣＵ２０に予め記憶されている。該マップにおいては、アンモニア由来化合物の流出量Ｑａｏが少ないほど低圧ＥＧＲ弁１７の開度の低減量ΔＲｌｖは小さくなっている。ステップＳ３０３においては、該マップを用いて低圧ＥＧＲ弁１７の開度の低減量ΔＲｌｖが算出される。
【００８４】
次に、ステップＳ３０４において、ステップＳ３０３にて算出された低減量ΔＲｌｖ分、低圧ＥＧＲ弁１７の開度が低減される。その後、本フローの実行が一旦終了される。
【００８５】
尚、本実施例においては、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物を添加したときのアンモニア由来化合物の流出量Ｑａｏが比較的多い領域と比較的少ない領域とに内燃機関１の運転状態を分割したマップをＥＣＵ２０に予め記憶させておいてもよい。そして、それぞれの領域に対応した低圧ＥＧＲ弁１７の開度の低減量ΔＲｌｖを予め定めておいてもよい。
【００８６】
この場合、アンモニア由来化合物の流出量Ｑａｏが比較的少ない領域に対応した低圧ＥＧＲ弁１７の開度の低減量ΔＲｌｖは、アンモニア由来化合物の流出量Ｑａｏが比較的多い領域に対応した低圧ＥＧＲ弁１７の開度の低減量ΔＲｌｖよりも小さい値に設定される。そして、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加を実行するときの内燃機関１の運転状態がいずれの領域に属するかによって低圧ＥＧＲ弁１７の開度の低減量ΔＲｌｖが決定される。
【００８７】
本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ３０４の処理を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る抑制手段に相当する。
【００８８】
また、本実施例においても、実施例１と同様、低圧ＥＧＲ弁１７の制御に代えて又はそれに加えて第二スロットル弁１９や排気絞り弁等を制御することで、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加される際に、低圧ＥＧＲ通路１６を流れるＥＧＲガスの流量を低減させてもよい。この場合も、選択還元型ＮＯｘ触媒２６の下流側に流出するアンモニア由来化合物の量が少ないときは、その量が多いときに比べて低圧ＥＧＲ通路１６を流通するＥＧＲガスの流量を多くなるように、第二スロットル弁１９や排気絞り弁等の開度を制御する。
【００８９】
＜実施例４＞
本発明の実施例４について図１３に基づいて説明する。尚、ここでは、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【００９０】
（ＥＧＲ弁制御）
内燃機関１の運転状態によっては、高圧ＥＧＲ装置１１によって十分な量のＥＧＲガスを内燃機関１に供給することが困難な場合がある。このような場合、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物を添加するときであっても、低圧ＥＧＲ装置１５によるＥＧＲガスの供給を確保する必要がある。本実施例では、このような場合は、低圧ＥＧＲ弁１７を全閉状態とはせずに、その開度を低減させる。これによって、必要最低限の低圧ＥＧＲガス量を確保する。
【００９１】
しかし、低圧ＥＧＲ弁１７の開度を低減させても、該低圧ＥＧＲ弁１７を全閉状態とし、低圧ＥＧＲ通路１６におけるＥＧＲガスの流通を停止させなければ、アンモニア由来化合物が低圧ＥＧＲ通路１６に流入する可能性がある。そして、低圧ＥＧＲ通路１６を介して内燃機関１にアンモニア由来化合物が供給されると、該アンモニア由来化合物が内燃機関１から排気と共にエキゾーストマニホールド７に排出される場合がある。このとき、高圧ＥＧＲ弁１３が開弁されており、高圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれていると、エキゾーストマニホールド７に排出されたアンモニア由来化合物が高圧ＥＧＲ通路１２に流入する虞がある。
【００９２】
そこで、本実施例において、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されるときであって低圧ＥＧＲ弁１７を全閉状態にしない場合は、高圧ＥＧＲ弁１３を閉弁することで高圧ＥＧＲ通路１２におけるＥＧＲガスの流通を停止させる。これにより、内燃機関１からアンモニア由来化合物が排出された場合であっても、該アンモニア由来化合物が高圧ＥＧＲ通路１２に流入することを抑制することができる。
【００９３】
（制御フロー）
本実施例に係る低圧ＥＧＲ弁および高圧ＥＧＲ弁の制御フローについて図１３に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって内燃機関１の運転中繰り返し実行される。尚、本フローは、図２に示すフローにステップＳ４０２〜Ｓ４０４を加えたものである。そのため、ステップＳ４０２〜Ｓ４０４についてのみ説明する。
【００９４】
本フローでは、ステップＳ１０１において肯定判定された場合、次にステップＳ４０２の処理が実行される。ステップＳ４０２においては、内燃機関１の運転状態に基づいて、低圧ＥＧＲ弁１７を全閉状態とすることが可能か否かが判別される。ステップＳ４０２において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０２の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ４０３の処理が実行される。
【００９５】
ステップＳ４０３においては、低圧ＥＧＲ弁１７を閉弁状態とすることなく、その開度が低減される。このとき、要求される低圧ＥＧＲガス量に基づいて低圧ＥＧＲ弁１７の開度の低減量が設定される。
【００９６】
次に、ステップＳ４０４においては、高圧ＥＧＲ弁１３が閉弁される。その後、本フローの実行が一旦終了される。
【００９７】
尚、本実施例においては、高圧ＥＧＲ弁１３を必ずしも全閉状態としなくてもよい。アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加される際に高圧ＥＧＲ弁１３の開度を低減させれば、アンモニア由来化合物が添加されていないときに比べて高圧ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスの流量を低減させることができる。これにより、アンモニア由来化合物の高圧ＥＧＲ通路１２への流入を抑制することができる。
【００９８】
本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ１０２、Ｓ４０３及びＳ４０４の処理を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る抑制手段に相当する。
【００９９】
また、本実施例においても、実施例１と同様、低圧ＥＧＲ弁１７の制御に代えて又はそれに加えて第二スロットル弁１９や排気絞り弁等を制御することで、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加される際に、低圧ＥＧＲ通路１６を流れるＥＧＲガスの流量を低減させてもよい。また、実施例２と同様、高圧ＥＧＲ弁１３の制御に代えて又はそれに加えて第一スロットル弁９等を制御することで、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加される際に、高圧ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスの流量を低減させてもよい。
【０１００】
＜実施例５＞
本発明の実施例５について図１４に基づいて説明する。尚、ここでは、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【０１０１】
（ＥＧＲ弁制御）
本実施例では、実施例１と同様、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物を添加するときに、低圧ＥＧＲ弁１７を閉弁し、低圧ＥＧＲ通路１６におけるＥＧＲガスの流通を停止させる。このとき、高圧ＥＧＲ弁１３の開度を増加させることで、高圧ＥＧＲ通路１２を流通するＥＧＲガスの流量を増加させる。つまり、吸気通路４への高圧ＥＧＲガスの導入量を増加させる。これにより、低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が停止されることに伴う内燃機関１へのＥＧＲガスの供給量の減少を抑制することができる。
【０１０２】
（制御フロー）
本実施例に係る低圧ＥＧＲ弁および高圧ＥＧＲ弁の制御フローについて図１４に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって内燃機関１の運転中繰り返し実行される。尚、本フローは、図２に示すフローにステップＳ５０３及びＳ５０４を加えたものである。そのため、ステップＳ５０３及びＳ５０４についてのみ説明する。
【０１０３】
本フローでは、ステップＳ１０２の次にステップＳ５０３の処理が実行される。ステップＳ５０３においては、高圧ＥＧＲ弁１３の開度の増加量ΔＲｈｖが算出される。高圧ＥＧＲ弁１３の開度の増加量ΔＲｈｖは、低圧ＥＧＲ弁１７が閉弁される前の低圧ＥＧＲガス量分、高圧ＥＧＲガス量を増加させることが可能な値として算出される。本実施例では、高圧ＥＧＲ弁１３の開度の増加量ΔＲｈｖと低圧ＥＧＲ弁１７を閉弁する前の低圧ＥＧＲガス量との関係がマップとしてＥＣＵ２０に予め記憶されている。ステップＳ５０３においては、該マップを用いて高圧ＥＧＲ弁１３の開度の増加量ΔＲｈｖが算出される。
【０１０４】
尚、高圧ＥＧＲ弁１３の開度を上限値まで増加させても、低圧ＥＧＲ弁１７を閉弁する前の低圧ＥＧＲガス量分、高圧ＥＧＲガス量を増加させることが困難な場合がある。この場合、高圧ＥＧＲ弁１３の開度の増加量を該開度が上限値となる値としてもよい。
【０１０５】
次に、ステップＳ５０４において、ステップＳ５０３にて算出された増加量ΔＲｈｖ分、高圧ＥＧＲ弁１３の開度が増加される。その後、本フローの実行が一旦終了される。
【０１０６】
尚、本実施例においても、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物を添加するときに、低圧ＥＧＲ弁１７を必ずしも全閉状態としなくてもよい。この場合であっても、低圧ＥＧＲ弁１７の開度が低減されれば低圧ＥＧＲガス量が減少する。そこで、上記と同様、低圧ＥＧＲガス量の減少量を補うべく、高圧ＥＧＲ弁１３の開度を増加させる。
【０１０７】
尚、本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ１０２及びＳ５０４の処理を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る抑制手段に相当する。
【０１０８】
また、本実施例においては、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加される際に、高圧ＥＧＲ弁１３の開度の増加以外の制御によって、高圧ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスの流量を増加させてもよい。例えば、第一スロットル弁９の開度を低減させることによっても高圧ＥＧＲ通路１２を流れるＥＧＲガスの流量を増加させることができる。また、本実施例においても、実施例１と同様、低圧ＥＧＲ弁１７の制御に代えて又はそれに加えて第二スロットル弁１９や排気絞り弁等を制御することで、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加される際に、低圧ＥＧＲ通路１６を流れるＥＧＲガスの流量を低減させてもよい。
【０１０９】
＜実施例６＞
本発明の実施例６について図１５に基づいて説明する。尚、ここでは、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【０１１０】
（アンモニア由来化合物添加制御）
本実施例においては、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁されることで低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれるときは、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加を禁止する。これによっても、実施例１と同様、アンモニア由来化合物の低圧ＥＧＲ通路１６への流入を抑制することができる。
【０１１１】
本実施例では、低圧ＥＧＲ弁１７が全閉状態であり、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されているときに、低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入実行条件が成立した場合は、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加を停止し、その後、低圧ＥＧＲ弁１７を開弁する。また、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁され、低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれているときに、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加実行時期となった場合は、低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が停止されるまでアンモニア由来化合物の添加を禁止する。
【０１１２】
尚、本実施例においては、内燃機関１が通常の運転状態にあり、選択還元型ＮＯｘ触媒２５が活性状態にあるときには、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加が常時行なわれていてもよい。
【０１１３】
（制御フロー）
本実施例に係るアンモニア由来化合物添加弁の制御フローについて図１５に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって内燃機関１の運転中繰り返し実行される。
【０１１４】
本フローでは、先ずステップＳ６０１において、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁しているか否か、即ち低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれているか否かが判別される。ステップＳ６０１において、肯定判定された場合、次にステップＳ６０２の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。
【０１１５】
ステップＳ６０２においては、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加が禁止される。その後、本フローの実行が一旦終了される。
【０１１６】
本実施例においては、低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれているときに、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加を禁止することで、アンモニア由来化合物の低圧ＥＧＲ通路１６及び吸気通路４への流入を確実に抑制することが出来る。しかしながら、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加を必ずしも禁止しなくてもよい。低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれていないとき（低圧ＥＧＲ弁１７が全閉状態にあるとき）よりもアンモニア由来化合物の添加量を減少させれば、アンモニア由来化合物の低圧ＥＧＲ通路１６及び吸気通路４への流入を抑制することは可能である。
【０１１７】
尚、本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ６０２の処理を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る抑制手段に相当する。
【０１１８】
また、実施例１の各変形例のような構成においても、上記と同様にアンモニア由来化合物添加弁２５を制御することで、同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
＜実施例７＞
本発明の実施例７について図１６に基づいて説明する。尚、ここでは、実施例６と異なる点についてのみ説明する。
【０１２０】
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
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２に係る構成と同様である。
【０１２１】
（アンモニア由来化合物添加制御）
本実施例においては、低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれるときのみならず、高圧ＥＧＲ弁１３が開弁されることで高圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれるときにも、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加を禁止する。これによっても、実施例２と同様、アンモニア由来化合物の低圧ＥＧＲ通路１６及び高圧ＥＧＲ通路１２への流入を抑制することができる。
【０１２２】
尚、本実施例においては、高圧ＥＧＲ弁１３が全閉状態であり、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物が添加されているときに、高圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入実行条件が成立した場合は、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加を停止し、その後、高圧ＥＧＲ弁１３を開弁する。また、高圧ＥＧＲ弁１３が開弁され、高圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれているときに、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加実行時期となった場合は、高圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が停止されるまでアンモニア由来化合物の添加を禁止する。
【０１２３】
（制御フロー）
本実施例に係るアンモニア由来化合物添加弁の制御フローについて図１６に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって内燃機関１の運転中繰り返し実行される。尚、本フローは、図１５に示すフローにステップＳ７０２を加えたものである。そのため、ステップＳ７０２についてのみ説明する。
【０１２４】
本フローでは、ステップＳ６０１において否定判定された場合、次にステップＳ７０２の処理が実行される。ステップＳ７０２においては、高圧ＥＧＲ弁１３が開弁しているか否か、即ち高圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれているか否かが判別される。ステップＳ７０２において、肯定判定された場合、次にステップＳ６０２の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。
【０１２５】
尚、本実施例においても、上記フローにおけるステップＳ６０２の処理を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る抑制手段に相当する。
【０１２６】
また、本実施例においても、実施例６と同様、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加を必ずしも禁止しなくてもよい。高圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれていないとき（高圧ＥＧＲ弁１３が全閉状態にあるとき）よりもアンモニア由来化合物の添加量を減少させれば、アンモニア由来化合物の高圧ＥＧＲ通路１２及び吸気通路４への流入を抑制することは可能である。
【０１２７】
＜実施例８＞
本発明の実施例８について図１７に基づいて説明する。尚、ここでは、実施例６と異なる点についてのみ説明する。
【０１２８】
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
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３に係る構成と同様である。
【０１２９】
（アンモニア由来化合物添加制御）
本実施例においても、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁されることで低圧ＥＧＲガスの吸気通路４への導入が行なわれるときは、該低圧ＥＧＲガスの導入が行なわれていないときに比べて、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加量を減量する。
【０１３０】
ここで、上述したように、選択還元型ＮＯｘ触媒２６からのアンモニア由来化合物の流出量は選択還元型ＮＯｘ触媒２６の温度及び排気の流量等に応じて変化する。そこで、本実施例においては、アンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加量を減量するときに、選択還元型ＮＯｘ触媒２６の下流側に流出するアンモニア由来化合物の量が少ない場合は、その量が多い場合に比べてアンモニア由来化合物の添加量を多くする。これによれば、アンモニア由来化合物の低圧ＥＧＲ通路１６への流入を抑制しつつ、選択還元型ＮＯｘ触媒２６へのアンモニア由来化合物の供給量の減少を可及的に抑制することができる。
【０１３１】
（制御フロー）
本実施例に係るアンモニア由来化合物添加弁の制御フローについて図１７に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって内燃機関１の運転中繰り返し実行される。尚、本フローは、図１５に示すフローのステップＳ６０２をステップＳ８０２及びＳ８０３に置き換えたものである。そのため、ステップＳ８０２及びＳ８０３についてのみ説明する。
【０１３２】
本フローでは、ステップＳ６０１において肯定判定された場合、次にステップＳ８０２の処理が実行される。ステップＳ８０２においては、アンモニア由来化合物添加弁２５からアンモニア由来化合物を添加したときの選択還元型ＮＯｘ触媒２６からのアンモニア由来化合物の流出量が許容範囲の上限値となるアンモニア由来化合物の添加量（以下、流出上限添加量と称する）Ｑａｄが算出される。
【０１３３】
本実施例においては、ＥＣＵ２０に、流出上限添加量Ｑａｄと選択還元型ＮＯｘ触媒２６の温度及び排気の流量との関係を示すマップが予め記憶されている。該マップにおいては、選択還元型ＮＯｘ触媒２６の温度が低いほど、また、排気の流量が少ないほど、流出上限添加量Ｑａｄは大きい値となっている。ステップＳ８０２においては、該マップを用いて流出上限添加量Ｑａｄが算出される。
【０１３４】
次に、ステップＳ８０３において、ステップＳ８０２にて算出された流出上限添加量Ｑａｄまでアンモニア由来化合物添加弁２５からのアンモニア由来化合物の添加量が減量される。その後、本フローの実行が一旦終了される。
【０１３５】
尚、本実施例においては、上記フローにおけるステップＳ８０３の処理を実行するＥＣＵ２０が本発明に係る抑制手段に相当する。
【０１３６】
上記各実施例は可能な限り組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１・・・内燃機関
４・・・吸気通路
５・・・インテークマニホールド
６・・・排気通路
７・・・エキゾーストマニホールド
８・・・ターボチャージャ
８ａ・・コンプレッサ
８ｂ・・タービン
９・・・第一スロットル弁
１０・・パティキュレートフィルタ
１１・・高圧ＥＧＲ装置
１２・・高圧ＥＧＲ通路
１３・・高圧ＥＧＲ弁
１４・・高圧ＥＧＲクーラ
１５・・低圧ＥＧＲ装置
１６・・低圧ＥＧＲ通路
１７・・低圧ＥＧＲ弁
１８・・低圧ＥＧＲクーラ
１９・・第二スロットル弁
２０・・ＥＣＵ
２３・・酸化触媒
２４・・パティキュレートフィルタ
２５・・アンモニア由来化合物添加弁
２６・・選択還元型ＮＯｘ触媒
２７・・温度センサ
２８・・ＮＯｘセンサ
【図１】
0005403060.tif 000002
【図２】
0005403060.tif 000003
【図３】
0005403060.tif 000004
【図４】
0005403060.tif 000005
【図５】
0005403060.tif 000006
【図６】
0005403060.tif 000007
【図７】
0005403060.tif 000008
【図８】
0005403060.tif 000009
【図９】
0005403060.tif 000010
【図１０】
0005403060.tif 000011
【図１１】
0005403060.tif 000012
【図１２】
0005403060.tif 000013
【図１３】
0005403060.tif 000014
【図１４】
0005403060.tif 000015
【図１５】
0005403060.tif 000016
【図１６】
0005403060.tif 000017
【図１７】
0005403060.tif 000018