(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型触媒と、
遠心過給器のタービンより下流の排気通路を流れる排気の一部を低圧ＥＧＲガスとしてコンプレッサより上流の吸気通路へ導く低圧ＥＧＲ通路、および前記低圧ＥＧＲ通路の通路断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁を具備する低圧ＥＧＲ機構と、
前記選択還元型触媒へアンモニア由来化合物を供給するための装置であって、前記低圧ＥＧＲ通路の接続部位より上流の排気通路内にアンモニア由来化合物を供給可能に配置される供給装置と、
前記低圧ＥＧＲ弁が開弁状態にあるときに前記供給装置からアンモニア由来化合物を供給させる制御手段と、
を備え、
前記選択還元型触媒は、前記低圧ＥＧＲ通路の接続部位より上流の排気通路に配置され、
前記制御手段は、前記低圧ＥＧＲ弁が開弁状態にあるときに、前記選択還元型触媒が吸着可能なアンモニア由来化合物の量より多くのアンモニア由来化合物を前記供給装置から供給させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
請求項１において、前記選択還元型触媒を加熱する加熱手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記供給装置からアンモニア由来化合物を供給させるときに前記加熱手段を作動させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
請求項１において、前記選択還元型触媒に流入する前の排気を加熱する加熱手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記供給装置からアンモニア由来化合物を供給させるときに前記加熱手段を作動させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型触媒と、
遠心過給器のタービンより下流の排気通路を流れる排気の一部を低圧ＥＧＲガスとしてコンプレッサより上流の吸気通路へ導く低圧ＥＧＲ通路、および前記低圧ＥＧＲ通路の通路断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁を具備する低圧ＥＧＲ機構と、
前記選択還元型触媒へアンモニア由来化合物を供給するための装置であって、前記低圧
ＥＧＲ通路の接続部位より上流の排気通路内にアンモニア由来化合物を供給可能に配置される供給装置と、
前記低圧ＥＧＲ弁が開弁状態にあるときに前記供給装置からアンモニア由来化合物を供給させる制御手段と、
を備え、
前記選択還元型触媒は、前記低圧ＥＧＲ通路の接続部位より下流の排気通路に配置されることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項５】
請求項４において、低圧ＥＧＲガスを加熱する加熱手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記供給装置からアンモニア由来化合物を供給させるときに前記加熱手段を作動させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項６】
請求項４または５において、前記低圧ＥＧＲ通路の接続部位より下流であって、前記選択還元型触媒より上流の排気通路に設けられ、前記供給装置から供給されたアンモニア由来化合物を分散させる分散板をさらに備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項７】
請求項４乃至６の何れか１項において、前記制御手段は、前記低圧ＥＧＲ通路を流れる低圧ＥＧＲガス量が多い場合は少ない場合に比べ、前記供給装置から供給されるアンモニア由来化合物を多くすることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項において、低圧ＥＧＲガスの経路に存在する酸性物質の量と相関する値を取得する取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記取得手段により取得された量が多い場合は少ない場合に比べ、前記供給装置から供給されるアンモニア由来化合物を多くすることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項において、低圧ＥＧＲガスの温度を検出する検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された温度が予め定められた基準温度より高い場合は低い場合に比べ、前記供給装置から供給されるアンモニア由来化合物の量を多くすることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項において、前記遠心過給器のタービンより上流の排気通路を流れる排気の一部を高圧ＥＧＲガスとしてコンプレッサより下流の吸気通路へ導くための高圧ＥＧＲ通路、および前記高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁を具備する高圧ＥＧＲ機構と、
前記低圧ＥＧＲ通路を流れるアンモニア由来化合物の量を演算する演算手段と、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記演算手段の演算結果に応じて低圧ＥＧＲガスと高圧ＥＧＲガスの流量比を補正することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１１】
請求項１０において、前記制御手段は、前記演算手段の演算結果が目標量より少ない場合は、前記低圧ＥＧＲ弁の開度を開き側へ補正するとともに前記高圧ＥＧＲ弁の開度を閉じ側へ補正することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１２】
請求項１０において、前記制御手段は、前記演算手段の演算結果が目標量より多い場合は、前記低圧ＥＧＲ弁の開度を閉じ側へ補正するとともに前記高圧ＥＧＲ弁の開度を開き側へ補正することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか１項において、前記制御手段は、内燃機関の減速フューエルカット制御が実行されているときに、前記低圧ＥＧＲ弁を開弁させて前記供給装置からアンモニア由来化合物を供給させる処理である供給処理を実施することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１４】
請求項１３において、前記低圧ＥＧＲ通路の接続部位より下流、かつ前記選択還元型触媒より下流の排気通路に設けられ、排気通路の通路断面積を変更する排気絞り弁をさらに備え、
前記制御手段は、前記供給処理を実施する際に前記排気絞り弁を閉弁させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１５】
請求項１３または１４において、前記制御手段は、前記供給処理を実施した場合は、前記供給処理を実施しない場合に比べ、減速フューエルカット制御終了後の所定期間に吸気通路へ導入される低圧ＥＧＲガス量を少なくすることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１６】
請求項１５において、前記遠心過給器のタービンより上流の排気通路を流れる排気の一部を高圧ＥＧＲガスとしてコンプレッサより下流の吸気通路へ導くための高圧ＥＧＲ通路、および前記高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁を具備する高圧ＥＧＲ機構をさらに備え、
前記制御手段は、前記所定期間の経過後は、前記高圧ＥＧＲ弁の開度を開き側に補正することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関し、特にＥＧＲガスによる吸気系部品の腐食を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、遠心過給器のタービンより下流を流れる排気の一部をコンプレッサより上流の吸気中に導く低圧ＥＧＲ装置（ＬＰＬ−ＥＧＲ装置）が知られている。ＬＰＬ−ＥＧＲ装置を備えた内燃機関では、ＥＧＲガスの経路内に存在する凝縮水がＥＧＲガスに接触すると、凝縮水の水素イオン指数（ｐＨ）が低下（強酸化）する場合がある。【０００３】
その結果、上記した凝縮水や凝縮水の気化物がコンプレッサやインタークーラなどの部品に化学的な変化をもたらす可能性があった。これに対し、中和剤を添加するための添加弁をコンプレッサ上流の吸気通路に設ける技術が提案されている（たとえば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４４６３３号公報
【特許文献２】特開平０９−３２４７０６号公報
【特許文献３】特開２００９−９２００５号公報
【特許文献４】特開２００９−８５０１１号公報
【特許文献５】特開平１１−８２１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した従来の技術によれば、中和剤添加弁を新たに追加する必要があり、部品点数の増加や車載性の低下を招く可能性がある。【０００６】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、低圧ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、部品点数の増加を抑えつつＥＧＲガスの経路に設けられた部品の化学的な変化を抑制することができる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するために、遠心過給機のタービンより下流の排気通路からコンプレッサより上流の吸気通路へ排気の一部（低圧ＥＧＲガス）を導入する低圧ＥＧＲ機構を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、選択還元型触媒へアンモニア由来化合物を供給するための供給装置を利用して低圧ＥＧＲガス経路にアンモニア由来化合物を供給するようにした。【０００８】
詳細には、本発明の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た選択還元型触媒と、
遠心過給器のタービンより下流の排気通路を流れる排気の一部を低圧ＥＧＲガスとしてコンプレッサより上流の吸気通路へ導く低圧ＥＧＲ通路、および前記低圧ＥＧＲ通路の通路断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁を具備する低圧ＥＧＲ機構と、
前記選択還元型触媒へアンモニア由来化合物を供給するための装置であって、前記低圧ＥＧＲ通路の接続部位より上流の排気通路内にアンモニア由来化合物を供給可能に配置される供給装置と、
前記低圧ＥＧＲ弁が開弁状態にあるときに前記供給装置からアンモニア由来化合物を供給させる制御手段と、
を備えるようにした。【０００９】
かかる発明によると、供給装置から供給されたアンモニア由来化合物の一部が低圧ＥＧＲ通路を経て吸気通路へ供給されることになる。そのため、低圧ＥＧＲガスの経路（たとえば、低圧ＥＧＲ通路、吸気通路、コンプレッサ、インタークーラなど）に存在する酸性物質（たとえば、凝縮水や凝縮水の気化物）がアンモニア由来化合物によって中和される。【００１０】
さらに、供給装置としては、還元剤としてのアンモニア由来化合物を選択還元型触媒へ供給するために設けられた既存の装置を利用するため、部品点数の増加を抑えつつＥＧＲガス経路に存在する部品の化学的な変化を抑制することが可能になる。【００１１】
本発明の内燃機関の排気浄化システムは、低圧ＥＧＲガスの経路に存在する酸性物質の量と相関する値を取得する取得手段をさらに備えるようにしてもよい。その場合、制御手段は、取得手段により取得された量が多い場合は少ない場合に比べ、アンモニア由来化合物の供給量を多くするようにしてもよい。【００１２】
上記したようにアンモニア由来化合物の供給量が調整されると、低圧ＥＧＲガス経路内に存在する酸性物質をより確実に中和することができる。なお、制御手段は、低圧ＥＧＲガスの経路に存在する酸性物質の水素イオン指数（ｐＨ）が低くなるほどアンモニア由来化合物の供給量を多くするようにしてもよい。【００１３】
本発明に係わる内燃機関の排気浄化システムは、低圧ＥＧＲガスの温度を検出する検出手段をさらに備えるようにしてもよい。その場合、制御手段は、検出手段により検出された温度が予め定められた基準温度より高いときは低いときより、アンモニア由来化合物の供給量を多くするようにしてもよい。ここでいう基準温度は、たとえば、アンモニア由来化合物が加水分解可能な温度域の下限値である。【００１４】
アンモニア由来化合物が加水分解されると、アンモニア（ＮＨ３）のように酸中和能力の高い化合物が生成される。そのため、低圧ＥＧＲガスの温度に応じてアンモニア由来化合物の供給量が調整されると、酸中和能力が低いときに多量のアンモニア由来化合物が供給されることがなくなる。よって、アンモニア由来化合物の消費量が不要に多くなる事態が回避される。【００１５】
なお、制御手段は、検出手段により検出された温度が前記基準温度より低い場合は供給装置の作動を停止（アンモニア由来化合物の供給を停止）させてもよい。その場合は、アンモニア由来化合物の消費量を最小限に抑えることができる。【００１６】
本発明に係わる内燃機関の排気浄化システムは、低圧ＥＧＲガスを加熱する加熱手段をさらに備えるようにしてもよい。その場合、制御手段は、供給装置からアンモニア由来化合物を供給させるときに加熱手段を作動させるようにしてもよい。このように加熱手段が作動させられると、排気温度が低い場合であってもアンモニア由来化合物を加水分解させることができる。その結果、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質を中和する機会が増加する。【００１７】
なお、選択還元型触媒が低圧ＥＧＲ通路の接続部位より上流の排気通路に配置されている場合は、加熱手段は、選択還元型触媒を加熱してもよく、或いは選択還元型触媒に流入する前の排気を加熱するようにしてもよい。【００１８】
このような加熱方法によれば、供給装置から供給されたアンモニア由来化合物に加え、選択還元型触媒も加熱することが可能となる。選択還元型触媒は、高温に曝されたときにアンモニア由来化合物を吸着しにくくなる特性を有する。【００１９】
したがって、供給装置がアンモニア由来化合物を供給するときに選択還元型触媒が加熱されると、供給装置から供給されたアンモニア由来化合物の略全てが選択還元型触媒をすり抜けるようになる。その結果、低圧ＥＧＲガス通路に流入するアンモニア由来化合物の量を調整し易くなる。【００２０】
ところで、低圧ＥＧＲガスの経路へアンモニア由来化合物を供給する時点において選択還元型触媒がアンモニア由来化合物を吸着している場合も想定される。そのような場合に加熱手段が選択還元型触媒を直接または間接的に加熱すると、供給装置から供給されるアンモニア由来化合物に加え、選択還元型触媒から放出されたアンモニア由来化合物も低圧ＥＧＲガスの経路へ導入されることになる。その結果、選択還元型触媒が加熱された場合に低圧ＥＧＲガスの経路へ導入されるアンモニア由来化合物の量は、選択還元型触媒が加熱されない場合よりも多くなる。【００２１】
そこで、供給装置から供給されるアンモニア由来化合物の量は、選択還元型触媒が吸着しているアンモニア由来化合物の量を差し引いた量にすることが好ましい。その場合、低圧ＥＧＲガスの経路に導入されるアンモニア由来化合物が過多になる事態を回避することができるとともに、供給装置から供給されるアンモニア由来化合物の量を必要最小限に抑えることができる。なお、選択還元型触媒が吸着しているアンモニア由来化合物の量は、アンモニア由来化合物の供給量や選択還元型触媒の床温などをパラメータとして演算することができる。【００２２】
ここで、加熱手段としては、電気エネルギを熱エネルギに変換するヒータを用いることができる。ただし、ヒータを備えていないシステムにおいては、吸気絞り弁の開度を減少させる方法、排気絞り弁の開度を減少させる方法、可変容量型ターボチャージャの容量を拡大（ノズルベーンの開度を増大）させる方法、ＥＧＲガス量を増加させる方法、内燃機関における燃料の着火時期を遅角させる方法、などによってアンモニア由来化合物を加熱することもできる。【００２３】
また、選択還元型触媒が低圧ＥＧＲガス通路の接続部位より上流の排気通路に配置される構成においては、供給装置から供給されたアンモニア由来化合物が選択還元型触媒によって加水分解されることになる。よって、選択還元型触媒が低圧ＥＧＲ通路の接続部位より上流に配置される構成においては、上記したような加熱手段を設けなくともよい。【００２４】
ただし、加熱手段を備えない構成においては、供給装置から供給されたアンモニア由来化合物が選択還元型触媒に吸着される可能性がある。そのため、低圧ＥＧＲガスの経路へアンモニア由来化合物を供給する場合は、選択還元型触媒が吸着可能なアンモニア由来化合物の量より多くのアンモニア由来化合物を供給する必要がある。【００２５】
よって、低圧ＥＧＲガスの経路にアンモニア由来化合物を供給する必要があるときは、制御手段は、選択還元型触媒が吸着可能なアンモニア由来化合物の量より多くのアンモニア由来化合物を供給装置から供給させるようにしてもよい。【００２６】
本発明の内燃機関の排気浄化システムにおいて、選択還元型触媒は、低圧ＥＧＲ通路の接続部位より下流の排気通路に配置されてもよい。その場合、選択還元型触媒が排気の抵抗になるため、選択還元型触媒より上流の排気圧力が高くなる。よって、排気絞り弁の開度を大幅に絞ることなく、低圧ＥＧＲ通路へアンモニア由来化合物を供給することができる。その結果、内燃機関に作用する背圧を大幅に高めることなく、低圧ＥＧＲガス経路内の酸性物質を中和することができる。【００２７】
なお、低圧ＥＧＲ通路の接続部位より下流の排気通路に選択還元型触媒が配置される構成において、低圧ＥＧＲ通路の接続部位より上流にも触媒（たとえば、酸化触媒など）が配置される場合は、該触媒の圧力損失が選択還元型触媒の圧力損失より小さくされることが望ましい。【００２８】
また、選択還元型触媒が低圧ＥＧＲ通路の接続部位より下流の排気通路に配置される構成において、供給装置から供給されたアンモニア由来化合物を分散させるための分散板が排気通路に設けられる場合は、該分散板が低圧ＥＧＲ通路の接続部位より下流の排気通路に配置されるようにしてもよい。【００２９】
その場合、選択還元型触媒の圧力損失と分散板の圧力損失とにより、低圧ＥＧＲ通路の接続部位における排気圧力が高められる。その結果、供給装置から供給されたアンモニア由来化合物が低圧ＥＧＲ通路へ一層流れ込み易くなる。【００３０】
なお、選択還元型触媒が低圧ＥＧＲ通路の接続部位より下流の排気通路に配置される構成において、制御手段は、低圧ＥＧＲ通路を流れる低圧ＥＧＲガス量が多い場合は少ない場合に比べ、供給装置から供給されるアンモニア由来化合物を多くするようにしてもよい。【００３１】
低圧ＥＧＲガスの量が多いときは少ないときに比べ、低圧ＥＧＲ通路に流入するアンモニア由来化合物の量が多くなるとともに、選択還元型触媒に流入するアンモニア由来化合物の量が少なくなる。そのため、選択還元型触媒に供給されるアンモニア由来化合物が不足する可能性がある。【００３２】
これに対し、低圧ＥＧＲガス量が多いときに少ないときより多くのアンモニア（ＮＨ３）が供給装置から供給されると、選択還元型触媒に供給されるアンモニア由来化合物が不足する事態を回避することができる。その結果、選択還元型触媒の浄化能力を低下させることなく、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質を中和させることが可能となる。【００３３】
本発明を適用する内燃機関が低圧ＥＧＲ機構と高圧ＥＧＲ機構とを備える場合は、本発明の内燃機関の排気浄化システムは低圧ＥＧＲ通路を流れるアンモニア由来化合物の量を演算する演算手段をさらに備えるようにしてもよい。その場合、制御手段は、演算手段の演算結果に応じて低圧ＥＧＲガスと高圧ＥＧＲガスの流量比を補正するようにしてもよい。なお、ここでいう高圧ＥＧＲ機構は、遠心過給機のタービンより上流の排気通路を流れる排気の一部を高圧ＥＧＲガスとしてコンプレッサより下流の吸気通路へ導くための高圧ＥＧＲ通路と、前記高圧ＥＧＲ通路の通路断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁と、を備える機構である。【００３４】
このような構成によれば、演算手段の演算結果が目標量より少ない場合は、制御手段は、低圧ＥＧＲ弁の開度を開き側へ補正するとともに高圧ＥＧＲ弁の開度を閉じ側へ補正することにより、内燃機関に導入されるＥＧＲガス量（低圧ＥＧＲと高圧ＥＧＲとの総量）を変化させることなく、低圧ＥＧＲガス量を増加させることができる。その結果、低圧ＥＧＲ通路を流れるアンモニア由来化合物の量を目標値まで増加させることができる。【００３５】
一方、演算手段の演算結果が目標量より多い場合は、制御手段は、低圧ＥＧＲ弁の開度を閉じ側へ補正するとともに高圧ＥＧＲ弁の開度を開き側へ補正することにより、内燃機関に導入されるＥＧＲガス量を変更することなく、低圧ＥＧＲガス量を減少させることができる。その結果、低圧ＥＧＲ通路を流れるアンモニア由来化合物の量を目標値まで減少させることができる。【００３６】
本発明の制御手段は、内燃機関の減速フューエルカット制御が実行されているときに、低圧ＥＧＲ弁を開弁させて供給装置からアンモニア由来化合物を供給させる処理である供給処理を実施してもよい。その場合、内燃機関の燃焼状態に影響を与えることなく、低圧ＥＧＲガス量を調整することが可能となる。よって、内燃機関の燃焼状態に影響を与えることなく、低圧ＥＧＲ通路を流れるアンモニア由来化合物の量を調整することも可能となる。【００３７】
なお、上記した供給処理が実施される場合は、制御手段は、低圧ＥＧＲ通路の接続部位より下流、かつ選択還元型触媒より下流の排気通路に設けられた排気絞り弁を閉弁させるようにしてもよい。その場合、供給装置から供給されたアンモニア由来化合物の全量が低圧ＥＧＲ通路へ流れることになる。その結果、最少量のアンモニア由来化合物によって酸性物質を中和させることができる。さらに、アンモニア由来化合物が大気中に放出される事態も抑制することができる。【００３８】
また、制御手段は、上記した供給処理を実施した場合は、供給処理を実施しない場合に比べ、減速フューエルカット制御終了後の所定期間に吸気通路へ導入される低圧ＥＧＲガス量を少なくするようにしてもよい。【００３９】
上記した供給処理が実施されない場合は、低圧ＥＧＲガスの経路内が空気によって満たされることになる。これに対し、上記した供給処理が実施された場合は、低圧ＥＧＲガスの経路内が低圧ＥＧＲガスによって満たされることになる。【００４０】
したがって、上記した供給処理が実施された場合において、減速フューエルカット制御終了後の低圧ＥＧＲガス量が供給処理未実施の場合と同量にされると、内燃機関に導入される酸素量が過少となる可能性がある。【００４１】
そこで、上記した供給処理が実施された場合は供給処理未実施の場合に比べ、減速フューエルカット制御終了後の所定期間における低圧ＥＧＲガス量が少なくされると、内燃機関に導入される酸素量が過少となる事態を回避することができる。【００４２】
なお、上記した所定期間は、低圧ＥＧＲ通路の接続部位より下流の吸気通路内に存在する低圧ＥＧＲガスが新気（空気）によって掃気されるまでに要する期間（言い換えれば、低圧ＥＧＲ通路の接続部位より下流の吸気通路内における酸素濃度が予め定めれた濃度へ上昇するまでに要する期間）に相当する。吸気通路内に存在する低圧ＥＧＲガスが掃気されるまでに要する期間は、低圧ＥＧＲ通路の接続部位から内燃機関に至る経路の容積と機関回転数（言い換えれば、内燃機関が単位時間当たりに吸入するガス量）とをパラメータとして算出することができる。【００４３】
ところで、上記した所定期間経過後において低圧ＥＧＲガス量を通常量（上記した供給処理が実施されない場合の目標低圧ＥＧＲガス量）まで増加させる必要があるが、排気通路から低圧ＥＧＲ通路に取り込まれた低圧ＥＧＲガスが内燃機関に到達するまでには多少の時間がかかる（低圧ＥＧＲガスの輸送遅れ）。そのため、所定期間経過後において内燃機関に導入される低圧ＥＧＲガス量が不足する可能性がある。【００４４】
そこで、本発明にかかる内燃機関の排気浄化システムは、所定期間経過後における高圧ＥＧＲ弁の開度を開き側に補正（上記した供給処理が実施されない場合の開度より大きく）するようにしてもよい。【００４５】
高圧ＥＧＲガスの経路は低圧ＥＧＲガスの経路より短いため、排気通路から高圧ＥＧＲ通路に取り込まれた高圧ＥＧＲガスは低圧ＥＧＲガスより早く内燃機関に到達する。よって、所定期間経過後の高圧ＥＧＲ弁の開度が開き側に補正されると、低圧ＥＧＲガスの不足量を高圧ＥＧＲガスによって補うことが可能になる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、低圧ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、部品点数の増加を抑えつつＥＧＲガスの経路に設けられた部品の化学的な変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１の実施例における内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施例における酸中和処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】第２の実施例における内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。
【図４】第３の実施例における酸中和処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】第３の実施例における内燃機関の排気浄化システムの他の構成例を示す図である。
【図６】第４の実施例における内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。
【図７】第４の実施例における酸中和処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】選択還元型触媒のアンモニア飽和量と床温との関係を示す図である。
【図９】第５の実施例における酸中和処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】第６の実施例における内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。
【図１１】第６の実施例において酸中和処理が実行されたときの選択還元型触媒の床温とアンモニア吸着量との変化を示す図である。
【図１２】第６の実施例における酸中和処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】第７の実施例における酸中和処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】第８の実施例における酸中和処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】第９の実施例において酸中和処理の実行中または実行前にＥＣＵが実行するサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１６】第９の実施例におけるサブルーチンの他の例を示す第１の図である。
【図１７】第９の実施例におけるサブルーチンの他の例を示す第２の図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
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。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り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。
【００４９】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１，２に基づいて説明する。図１は、本実施例における内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。
【００５０】
図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する車両駆動用の圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。内燃機関１の各気筒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。
【００５１】
内燃機関１には、インテークマニフォルド５とエキゾーストマニフォルド７が接続されている。インテークマニフォルド５には吸気通路４が接続されている。エキゾーストマニフォルド７には排気通路６が接続されている。吸気通路４には遠心過給器（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。
【００５２】
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より上流側には第二スロットル弁１９が設けられている。吸気通路４におけるコンプレッサ８ａより下流、かつ第一スロットル弁９より上流には、インタークーラ４０が設けられている。
【００５３】
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、選択還元型触媒２６、および排気絞り弁２７が排気の流れ方向に沿って上流側から順に配置されている。選択還元型触媒２６は、アンモニア（ＮＨ３）などの極性分子を選択的に吸着し、吸着したアンモニア（ＮＨ３）を還元剤として排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元および浄化する触媒である。
【００５４】
パティキュレートフィルタ２４と選択還元型触媒２６との間に位置する排気通路６には、前記した選択還元型触媒２６へ還元剤を供給するための添加弁２５が取り付けられている。添加弁２５から供給される還元剤としては、液体、気体、または固体のアンモニア由来化合物を例示することができる。本実施例では、添加弁２５から供給される還元として、尿素水溶液を用いるものとする。なお、添加弁２５は、本発明に係わる供給装置の一実施態様である。
【００５５】
前記した添加弁２５は、選択還元型触媒２６が活性状態にあるときに、排気通路６内に尿素水溶液を添加する。排気通路６内に添加された尿素水溶液は、排気中または選択還元型触媒２６において熱分解および加水分解されてアンモニア（ＮＨ３）を生成する。このように生成されたアンモニア（ＮＨ３）は、選択還元型触媒２６に吸着され、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元させる。なお、添加弁２５による尿素水溶液の添加は、予め定めれた周期で実施されるものとする。
【００５６】
内燃機関１の吸排気系には高圧ＥＧＲ装置１１および低圧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および高圧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フォルド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。
【００５７】
高圧ＥＧＲ弁１３および高圧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フォルド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。
【００５８】
低圧ＥＧＲ装置１５は、低圧ＥＧＲ通路１６、低圧ＥＧＲ弁１７および低圧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における添加弁２５より下流側且つ選択還元型触媒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。
【００５９】
低圧ＥＧＲ弁１７および低圧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。
【００６０】
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、クランクポジションセンサ２１、アクセルポジションセンサ２２、および排気温度センサ２８などの各種センサが電気的に接続されている。クランクポジションセンサ２１は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転位置を検出するセンサである。アクセルポジションセンサ２２は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するセンサである。排気温度センサ２８は、排気通路６を流れる排気の温度を検出するセンサである。なお、図１に示す例では、排気温度センサ２８は、パティキュレートフィルタ２４と添加弁２５との間の排気通路６に配置されているが、酸化触媒２３より上流の排気通路６、添加弁２５より下流の排気通路６、或いは選択還元型触媒２６より下流の排気通路６に配置されてもよい。
【００６１】
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、添加弁２５、高圧ＥＧＲ弁１３、低圧ＥＧＲ弁１７、排気絞り弁２７などの各種機器が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、上記した各種センサの検出信号に基づいて各種機器を制御する。
【００６２】
たとえば、ＥＣＵ２０は、内燃機関１が運転状態にあるときに、周期的に添加弁２５を開弁させることにより、還元剤としての尿素水溶液を選択還元型触媒２６へ供給する処理（以下、「還元剤添加処理」と称する）を行う。さらに、ＥＣＵ２０は、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁状態にあるときに添加弁２５を開弁させることにより、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質を中和する処理（以下、「酸中和処理」と称する）を行う。
【００６３】
以下、本実施例における酸中和処理の実行方法について述べる。
【００６４】
低圧ＥＧＲガスの経路には、凝縮水が溜まる場合がある。凝縮水が低圧ＥＧＲガスに接触すると、凝縮水の水素イオン指数（ｐＨ）が低下（強酸化）する場合もある。水素イオン指数（ｐＨ）の低い凝縮水や凝縮水の気化物（酸性物質）が低圧ＥＧＲガスとともにコンプレッサ８ａやインタークーラ４０等に流入すると、コンプレッサ８ａやインタークーラ４０に化学的な変化を及ぼす可能性がある。
【００６５】
これに対し、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁しているときに添加弁２５が開弁されると、添加弁２５から排気中に添加された尿素水溶液の一部が低圧ＥＧＲ通路１６へ流入する。なお、尿素水溶液は、高温の排気に曝されたときに熱分解および加水分解されてアンモニア（ＮＨ３）を生成する。アンモニア（ＮＨ３）は、酸性物質の中和剤として機能する。よって、アンモニア（ＮＨ３）が低圧ＥＧＲガスの経路（吸気通路４、コンプレッサ８ａ、およびインタークーラ４０）を流れると、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質がアンモニア（ＮＨ３）によって中和される。その結果、コンプレッサ８ａやインタークーラ４０などの化学的な変化を抑制することができる。
【００６６】
さらに、本実施例の内燃機関の排気浄化システムは、選択還元型触媒２６が低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より下流の排気通路６に配置されるため、低圧ＥＧＲ通路１６の上流端（低圧ＥＧＲ通路１６と排気通路６との接続部分）の排気圧力が高くなる。低圧ＥＧＲ通路１６の上流端の排気圧力が高くなると、排気通路６から低圧ＥＧＲ通路１６へ排気が流れやすくなる。よって、低圧ＥＧＲ弁１７の開弁時に排気絞り弁２７の開度を大幅に絞る必要がなくなる。その結果、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁されるときの背圧上昇を最小限に抑えることができる。
【００６７】
次に、本実施例における酸中和処理の実行手順について図２に沿って説明する。図２は、酸中和処理を実施する際にＥＣＵ２０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭなどに記憶されており、ＥＣＵ２０によって周期的に実行されるようになっている。
【００６８】
図２の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１の処理を実行する。Ｓ１０１では、ＥＣＵ２０は、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁状態にあるか否かを判別する。Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３へ進む。Ｓ１０３では、ＥＣＵ２０は、添加弁２５を通常通りに制御する。すなわち、ＥＣＵ２０は、予め定められた所定間隔で添加弁２５を開弁させることにより、尿素水溶液を選択還元型触媒２６に供給する。
【００６９】
一方、前記Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０２へ進む。Ｓ１０２では、ＥＣＵ２０は、添加弁２５を開弁させる。このようにＥＣＵ２０がＳ１０２の処理を実行することにより、本発明に係わる制御手段が実現される。
【００７０】
上記したＳ１０２の処理が実行された場合は、添加弁２５から排気中に添加された尿素水溶液の一部が熱分解および加水分解されながら低圧ＥＧＲ通路１６に流入し、残りの尿素水溶液が熱分解および加水分解されながら選択還元型触媒２６へ供給されることになる。
【００７１】
低圧ＥＧＲ通路１６に流入したアンモニア（ＮＨ３）は、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質を中和させる。その結果、低圧ＥＧＲガスの経路に配置されたコンプレッサ８ａやインタークーラ４０が酸性物質と接触して化学的に変化する事態を回避することが可能となる。
【００７２】
以上述べた実施例によれば、低圧ＥＧＲガスの経路に配置された機器や部品の化学的な変化を抑制することができる。さらに、低圧ＥＧＲガスの経路へ中和剤を供給するための供給装置としては、選択還元型触媒２６へ還元剤を供給するための添加弁２５を利用することができるため、新たな部品を追加する必要もない。
【００７３】
したがって、部品点数の増加を抑えつつ、低圧ＥＧＲガスの経路に配置された部品の化学的な変化を抑制することが可能となる。
【００７４】
なお、本実施例では、還元剤添加処理とは別に酸中和処理を実施する例について述べたが、低圧ＥＧＲ弁１７の開弁時における還元剤添加処理の実施を許容することにより、還元剤添加処理が酸中和処理を兼用するようにしてもよい。このような方法によれば、還元剤添加処理とは別に酸中和処理を実施する必要がなくなるため、制御ロジックの簡略化を図ることができる。
【００７５】
ところで、低圧ＥＧＲ弁１７の開弁時に還元剤添加処理が実施されると、還元剤の一部が低圧ＥＧＲ通路１６に流入するため、選択還元型触媒２６へ供給される還元剤が不足する可能性がある。そこで、低圧ＥＧＲ弁１７の開弁時に還元剤添加処理が実施される場合は、低圧ＥＧＲ弁１７の閉弁時に還元剤添加処理が実施される場合に比べ、還元剤の添加量を増量させるようにしてもよい。
【００７６】
また、本実施例では、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁状態にあることを条件として酸中和処理が実施される例について述べたが、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁状態にあることに加え、低圧ＥＧＲガスの温度が基準温度以上であることを条件として酸中和処理が実施されるようにしてもよい。ここでいう基準温度は、尿素水溶液が熱分解および加水分解される温度域の下限値と同等または前記下限値より若干高い温度である。
【００７７】
このような条件にしたがって酸中和処理が実施されると、中和剤としての能力が高い物質（アンモニア（ＮＨ３））を低圧ＥＧＲガスの経路に供給することができる。よって、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質をより確実に中和させることが可能となる。なお、低圧ＥＧＲガスの温度としては、排気温度センサ２８の検出信号値を用いることができる。
【００７８】
また、本実施例では周期的に酸中和処理が実施される例について述べたが、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する物質の水素イオン指数（ｐＨ）が所定値以下となったことをトリガとして実施されるようにしてもよい。前記した所定値は、コンプレッサ８ａやインタークーラ４０などの部品が化学的な変化を起こすと考えられる水素イオン指数（ｐＨ）の最大値に基づいて定められる値であり、たとえば、前記した最大値より若干大きい値に定められる。
【００７９】
低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する物質の水素イオン指数（ｐＨ）を求める方法としては、低圧ＥＧＲガスの経路において凝縮水が溜まりやすい部位にｐＨセンサを配置する方法、内燃機関１の運転履歴（機関回転数、燃料噴射量、低圧ＥＧＲガス量などの積算値）を引数とするマップや演算モデルから求める方法、低圧ＥＧＲガスの経路に流入した窒素酸化物（ＮＯｘ）の積算量と低圧ＥＧＲガス経路内の温度を引数とするマップや演算モデルから求める方法、などを例示することができる。
【００８０】
一方、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質の量が予め定められた閾値を超えたことをトリガとして酸中和処理が実施されてもよい。低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質の量を求める方法としては、内燃機関１の運転履歴（機関回転数、燃料噴射量、低圧ＥＧＲガスなどの積算量）を引数とするマップや演算モデルから求める方法や、低圧ＥＧＲ通路１６へ流入した窒素酸化物（ＮＯｘ）の積算量や低圧ＥＧＲガスの経路内の温度などを引数とするマップや演算モデルを用いて求める方法を例示することができる。
【００８１】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図３に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００８２】
前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、選択還元型触媒２６より上流の排気通路６に、添加弁２５から供給された尿素水溶液を分散させるための分散板が設けられる点にある。
【００８３】
図３は、本実施例における内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。図３に示すように、選択還元型触媒２６より上流、かつ低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より下流の排気通路６には、分散板２９が配置されている。その他の構成は、前述した第１の実施例と同様である。
【００８４】
選択還元型触媒２６より上流、かつ低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より下流の排気通路６に分散板２９が配置された場合は、分散板２９が設けられない場合、もしくは分散板２９が低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より上流の排気通路６に配置される場合に比べ、低圧ＥＧＲ通路１６の上流端の圧力を高めることができる。
【００８５】
よって、低圧ＥＧＲ弁１７が開弁したときに排気通路６から低圧ＥＧＲ通路１６へ排気（低圧ＥＧＲガス）が流入し易くなる。その結果、低圧ＥＧＲ弁１７の開弁時における排気絞り弁２７の開度を大きくすることができる。
【００８６】
＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図４，５に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００８７】
前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、内燃機関１の減速フューエルカット制御が実行状態にあるときに酸中和処理を実施する点にある。
【００８８】
以下、本実施例における酸中和処理の実行手順について図４に沿って説明する。図４は、酸中和処理を実施する際にＥＣＵ２０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭなどに記憶されており、ＥＣＵ２０によって周期的に実行されるようになっている。
【００８９】
図４の制御ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０１において内燃機関１の減速フューエルカット制御が実行中であるか否かを判別する。Ｓ２０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンを一旦終了する。一方、Ｓ２０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０２へ進む。
【００９０】
Ｓ２０２では、ＥＣＵ２０は、排気温度センサ２８の検出信号（排気温度）を読み込む。このようにＥＣＵ２０がＳ２０２の処理を実行することにより、本発明に係わる検出手段が実現される。
【００９１】
続いて、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０３へ進み、前記Ｓ２０２で読み込まれた排気温度が基準温度以上であるか否かを判別する。基準温度は、尿素水溶液が熱分解および加水分解可能な温度範囲の下限値と同等、または前記した下限値より若干高い温度である。
【００９２】
前記Ｓ２０３において否定判定された場合（排気温度＜基準温度）は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ２０３において肯定判定された場合（排気温度≧基準温度）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０４へ進む。
【００９３】
Ｓ２０４では、ＥＣＵ２０は、第二スロットル弁１９および排気絞り弁２７を閉弁させる。続いて、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０５へ進み、添加弁２５から所定量の尿素水溶液を添加させる。前記した所定量は、予め定められた一定量であり、予め実験などを利用した適合処理によって定められた値である。
【００９４】
Ｓ２０６では、ＥＣＵ２０は、減速フューエルカット制御の終了条件が成立したか否かを判別する。減速フューエルカット制御の終了条件としては、機関回転数が予め定められた下限値以下である、アクセルポジションセンサ２２の検出信号（アクセル開度）が零より大きい、等の条件を例示することができる。
【００９５】
前記Ｓ２０６において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、減速フューエルカット制御の終了条件が成立するまでＳ２０６の処理を実行する。一方、前記Ｓ２０６において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０７へ進む。
【００９６】
Ｓ２０７では、ＥＣＵ２０は、第二スロットル弁１９および排気絞り弁２７の開度を通常の開度に戻す。
【００９７】
以上述べた実施例によれば、添加弁２５から供給される尿素水溶液の全てが低圧ＥＧＲガスの経路に流れることになるため、低圧ＥＧＲガスの経路に供給される尿素水溶液の量を調整し易くなる。さらに、選択還元型触媒２６がアンモニア（ＮＨ３）を吸着することができない状態にあるときに酸中和処理が実行されても、アンモニア（ＮＨ３）が大気中に放出される事態を回避することができる。
【００９８】
なお、内燃機関１の減速フューエルカット制御が実行されているときは、内燃機関１において燃料が燃焼されているときに比べ、排気の温度が低くなる。そのため、排気温度が基準温度以上となる機会、言い換えれば酸中和処理を実施する機会が減少する可能性がある。
【００９９】
そこで、図５に示すように、添加弁２５より下流、かつ低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より上流の排気通路６に加水分解用の触媒３０が配置されるようにしてもよい。その場合、排気温度が基準温度より低い場合であっても、加水分解触媒３０が活性状態にある限り、酸中和処理を実施することが可能となる。
【０１００】
加水分解触媒は、低圧ＥＧＲ通路１６に配置されてもよい。ただし、低圧ＥＧＲ通路１６に加水分解触媒が配置されると、該触媒の圧力損失により排気通路６から低圧ＥＧＲ通路１６へ排気が流入し難くなる場合がある。そのような場合は、排気絞り弁２７の開度を小さくすることが必要になるため、内燃機関１の背圧が上昇することになる。よって、加水分解触媒は、前述した図５に示したように、添加弁２５より下流、かつ低圧ＥＧＲ通路１６より上流の排気通路６に配置されることが望ましい。
【０１０１】
また、上記した加水分解触媒の代わりに、排気を加熱する加熱装置を設けるようにしてもよい。加熱装置としては、電気エネルギを熱エネルギに変化する電気ヒータを例示することができる。
【０１０２】
ところで、上記したように酸中和処理が実行された場合は、減速フューエルカット制御終了後に内燃機関１の燃焼室に導入される酸素量が過少となる可能性がある。さらに、尿素水溶液の加水分解により生成された二酸化炭素（ＣＯ２）や水（Ｈ２Ｏ）も燃焼室に導入されることになる。その結果、減速フューエルカット制御終了直後は、内燃機関１の燃焼安定性が低下したり、失火が発生したりすることが考えられる。
【０１０３】
そこで、ＥＣＵ２０は、減速フューエルカット制御実行中に酸中和処理が実行された場合は、減速フューエルカット制御終了後の所定期間における低圧ＥＧＲ弁１７の開度を目標開度（内燃機関１の運転条件によって定まる目標開度）より小さくし、或いは低圧ＥＧＲ弁１７を閉弁させる処理（以下、「掃気処理」と称する）を実施するようにしてもよい。
【０１０４】
前記した所定期間は、低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より下流の吸気通路４内に存在するガスが掃気されるまでに要する期間である。所定期間は、低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位から内燃機関１の燃焼室に至る経路の容積と、機関回転数（内燃機関１が単位時間当たりに吸入するガス量）と、をパラメータとして演算することができる。
【０１０５】
上記したような掃気処理が実施されると、減速フューエルカット制御終了後において内燃機関１の燃焼室に導入される酸素量が不足したり、二酸化炭素（ＣＯ２）や水（Ｈ２Ｏ）の量が過多となったりする事態を回避することができる。その結果、減速フューエルカット制御終了後において内燃機関１の燃焼安定性が低下する事態や失火が発生する事態を回避することができる。
【０１０６】
なお、上記した掃気処理の終了後は、内燃機関１の燃焼室に導入される低圧ＥＧＲガス量を目標量（酸中和処理および掃気処理が実施されない場合における低圧ＥＧＲガスの目標量）まで増加させる必要がある。しかしながら、低圧ＥＧＲガスが内燃機関１の燃焼室に到達するまでには多少の時間がかかるため、掃気処理終了後において内燃機関１の燃焼室に導入される低圧ＥＧＲガス量が不足する可能性がある。低圧ＥＧＲガスが不足すると、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量が増加する事態や、燃焼騒音が大きくなる事態を招く可能性がある。
【０１０７】
これに対し、ＥＣＵ２０は、掃気処理終了後における高圧ＥＧＲ弁１３の開度を、掃気処理が実行されない場合の開度より開き側に補正してもよい。その際の補正量は、一定量であってもよく、或いは低圧ＥＧＲガスの不足量に応じて変更される可変量であってもよい。
【０１０８】
また、本実施例では、減速フューエルカット制御が実行されていることを条件に酸中和処理を実施する例について述べたが、減速フューエルカット制御が実行されており、かつ低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する物質の水素イオン指数（ｐＨ）が所定値以下であることを条件に酸中和処理が実施されてもよい。その場合、添加弁２５から供給される尿素水溶液の量を必要最小限に抑えることができる。
【０１０９】
＜実施例４＞
次に、本発明の第４の実施例について図６乃至図８に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１１０】
前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より上流の排気通路６に選択還元型触媒２６が配置される点にある。
【０１１１】
図６は、本実施例における内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。図６において、選択還元型触媒２６は、低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より上流、かつ添加弁２５より下流の排気通路６に配置されている。
【０１１２】
選択還元型触媒２６が低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より上流の排気通路６に配置された構成において酸中和処理が実行されると、添加弁２５から供給されたアンモニア（ＮＨ３）が選択還元型触媒２６に吸着されることになる。
【０１１３】
ただし、選択還元型触媒２６が吸着可能なアンモニア（ＮＨ３）の量には限りがある。そこで、本実施例の酸中和処理では、ＥＣＵ２０は、選択還元型触媒２６が吸着可能なアンモニア（ＮＨ３）の量（以下、「アンモニア飽和量」と称する）より多くのアンモニア（ＮＨ３）が選択還元型触媒２６へ供給されるように、添加弁２５を制御するようにした。
【０１１４】
以下、本実施例における酸中和処理の実行手順について図７に沿って説明する。図７は、酸中和処理を実施する際にＥＣＵ２０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭなどに記憶されており、ＥＣＵ２０によって周期的に実行されるようになっている。
【０１１５】
図７の制御ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ３０１において酸中和処理の実行条件が成立しているか否かを判別する。酸中和処理実行条件は、たとえば、低圧ＥＧＲガスの経路に存在する酸性物質の量（イオン量またはモル量）Ｇａｃが閾値を超えており、かつ低圧ＥＧＲ弁１７が開弁状態にあるときに成立する。
【０１１６】
なお、低圧ＥＧＲガスの経路に存在する酸性物質の量Ｇａｃを求める方法としては、内燃機関１の運転履歴（機関回転数、燃料噴射量、低圧ＥＧＲガスなどの積算量）を引数とするマップや演算モデルから求める方法、または低圧ＥＧＲ通路１６へ流入した窒素酸化物（ＮＯｘ）の積算量や低圧ＥＧＲガスの経路内の温度などを引数とするマップや演算モデルを用いて求める方法を例示することができる。このような方法にしたがってＥＣＵ２０が酸性物質の量Ｇａｃを求めることにより、本発明に係わる取得手段が実現される。
【０１１７】
前記Ｓ３０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ３０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ３０２へ進む。
【０１１８】
Ｓ３０２では、ＥＣＵ２０は、添加弁２５を開弁させることにより、尿素水溶液の供給を開始する。その際、ＥＣＵ２０は、選択還元型触媒２６のアンモニア飽和量より多くのアンモニア（ＮＨ３）が選択還元型触媒２６へ供給されるように、尿素水溶液の供給量を調整する。
【０１１９】
図８は、選択還元型触媒２６のアンモニア飽和量と選択還元型触媒２６の床温との関係を示す図である。図８に示すように、選択還元型触媒２６のアンモニア飽和量は、該選択還元型触媒２６の床温に応じて変化する。たとえば、選択還元型触媒２６の床温が低いときは高いときよりアンモニア飽和量が多くなる。そこで、ＥＣＵ２０は、選択還元型触媒２６の床温をパラメータとしてアンモニア飽和量を演算し、アンモニア飽和量より多くのアンモニア（ＮＨ３）が選択還元型触媒２６へ供給されるように添加弁２５を制御するようにした。
【０１２０】
このようにアンモニア飽和量より多くのアンモニア（ＮＨ３）が選択還元型触媒２６へ供給されると、選択還元型触媒２６に吸着されない余剰のアンモニア（ＮＨ３）が選択還元型触媒２６より下流へ流れることになる。選択還元型触媒２６より下流へ流れたアンモニア（ＮＨ３）の一部は、低圧ＥＧＲガスとともに低圧ＥＧＲ通路１６へ流入する。低圧ＥＧＲ通路１６に流入したアンモニア（ＮＨ３）は、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質の中和剤として作用する。
【０１２１】
ここで図７の制御ルーチンに戻り、ＥＣＵ２０は、Ｓ３０３において、低圧ＥＧＲ通路１６に流入したアンモニア（ＮＨ３）の総量Ｇｎｈ３ｌｐｌを演算する。具体的には、ＥＣＵ２０は、先ず選択還元型触媒２６から流出するアンモニア（ＮＨ３）の量を求める。すなわち、ＥＣＵ２０は、選択還元型触媒２６から流出する排気に含まれるアンモニア（ＮＨ３）の濃度Ｃｎｈ３ｒｌを求める。排気中に含まれるアンモニア（ＮＨ３）の濃度Ｃｎｈ３ｒｌは、選択還元型触媒２６の床温や排気の流速を引数とするマップや演算モデルにより求められてもよく、或いは排気の流量とアンモニアセンサの検出値とを引数とするマップや演算モデルにより求められてもよい。
【０１２２】
続いて、ＥＣＵ２０は、排気通路６から低圧ＥＧＲ通路１６へ流れる排気の量、すなわち低圧ＥＧＲガス量Ｇｌｐｌを求める。低圧ＥＧＲガス量Ｇｌｐｌは、内燃機関１の運転条件（吸入空気量や機関回転数）、低圧ＥＧＲ弁１７の開度、排気絞り弁２７の開度などを引数とするマップや演算モデルによって求めることができる。
【０１２３】
ＥＣＵ２０は、アンモニア（ＮＨ３）の濃度Ｃｎｈ３ｒｌと低圧ＥＧＲガス量Ｇｌｐｌとを乗算することにより、低圧ＥＧＲ通路１６へ導入されるアンモニア（ＮＨ３）の量（＝Ｃｎｈ３ｒｌ＊Ｇｌｐｌ）を算出する。さらに、ＥＣＵ２０は、低圧ＥＧＲ通路１６へ導入されるアンモニア（ＮＨ３）の量を積算することにより、前記した総量Ｇｎｈ３ｌｐｌ（＝Σ（Ｃｎｈ３ｒｌ＊Ｇｌｐｌ））を求める。
【０１２４】
Ｓ３０４では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ３０３で求められた総量Ｇｎｈ３ｌｐｌが前記Ｓ３０１で算出された酸性物質量Ｇａｃ以上であるか否かを判別する。Ｓ３０４において否定判定された場合（Ｇｎｈ３ｌｐｌ＜Ｇａｃ）は、ＥＣＵ２０は、前記したＳ３０３へ戻る。一方、Ｓ３０４において肯定判定された場合（Ｇｎｈ３ｌｐｌ≧Ｇａｃ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ３０５へ進み、添加弁２５を閉弁させる。
【０１２５】
続いて、ＥＣＵ２０は、Ｓ３０６において低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質量Ｇａｃの計算値を零にリセットし、本ルーチンの実行を終了する。
【０１２６】
以上述べた実施例によれば、低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より上流に選択還元型触媒２６が配置される構成においても、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質を中和することができる。さらに、本実施例によれば、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質量に応じて尿素水溶液の供給量が調整されるため、酸中和処理の実施に伴う尿素水溶液の消費量が必要最小限に抑えられる。
【０１２７】
なお、選択還元型触媒２６が低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より上流の排気通路６に配置された構成において酸中和処理が実施されると、選択還元型触媒２６から流出したアンモニア（ＮＨ３）の一部は低圧ＥＧＲ通路１６に流入するが、残りのアンモニア（ＮＨ３）は大気中に排出されることになる。そこで、アンモニア（ＮＨ３）を酸化するための触媒が低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より下流の排気通路６に配置されるようにしてもよい。
【０１２８】
＜実施例５＞
次に、本発明の第５の実施例について図９に基づいて説明する。ここでは、前述した第４の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１２９】
前述した第４の実施例と本実施例との相違点は、減速フューエルカット制御実行中に酸中和処理を実施する場合は、排気絞り弁２７を閉弁させる点にある。
【０１３０】
以下、本実施例における酸中和処理の実行手順について図９に沿って説明する。図９は、本実施例においてＥＣＵ２０が酸中和処理を実施する際に実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図９において、前述した第４の実施の形態の制御ルーチン（図７を参照）と同等の処理には同一の符号が付されている。
【０１３１】
図９の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、Ｓ３０２の処理を実行した後にＳ４０１の処理を実行する。Ｓ４０１では、ＥＣＵ２０は、減速フューエルカット制御の実行中であるか否かを判別する。
【０１３２】
前記Ｓ４０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ４０２へ進み、第二スロットル弁１９および排気絞り弁２７を閉弁させるとともに、低圧ＥＧＲ弁１７を開弁させる。このような状態で酸中和処理が実施されると、選択還元型触媒２６から流出したアンモニア（ＮＨ３）の全てが低圧ＥＧＲ通路１６へ流入することになる。言い換えれると、選択還元型触媒２６から流出したアンモニア（ＮＨ３）の全てを中和剤として利用することができる。その結果、酸中和処理の実施に伴う尿素水溶液の消費量を少なく抑えつつ酸性物質を中和させることができる。
【０１３３】
また、前記Ｓ４０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ４０３へ進み、第二スロットル弁１９、排気絞り弁２７、および低圧ＥＧＲ弁１７の開度を通常通りの開度に制御する。
【０１３４】
なお、本実施例では、減速フューエルカット制御の非実行時においても酸中和処理が実施される例について述べたが、減速フューエルカット制御の実行時に限り酸中和処理が実施されるようにしてもよい。その場合、酸中和処理の実施に伴う尿素水溶液の消費量をより一層少なく抑えることができる。
【０１３５】
＜実施例６＞
次に、本発明の第６の実施例について図１０乃至１２に基づいて説明する。ここでは、前述した第４の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１３６】
前述した第４の実施例と本実施例との相違点は、選択還元型触媒２６を加熱する加熱手段を備え、酸中和処理の実施中に加熱手段を作動させる点にある。
【０１３７】
図１０は、本実施例における内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。図１０において、選択還元型触媒２６には、該選択還元型触媒２６を加熱するヒータ２６０が取り付けられている。ヒータ２６０は、バッテリから供給される電気エネルギを熱エネルギに変換して選択還元型触媒２６を加熱するものである。その他の構成は、前述した第４の実施例と同様である。
【０１３８】
このように構成された内燃機関の排気浄化システムにおいて酸中和処理が実施される場合は、ＥＣＵ２０は、添加弁２５から尿素水溶液を供給させるとともに、ヒータ２６０を作動させる。
【０１３９】
詳細には、ＥＣＵ２０は、酸中和処理の実行条件が成立したときに、選択還元型触媒２６の床温を取得し、該床温に基づいてアンモニア吸着量の目標値（目標供給量）を決定する。その際の目標供給量は、アンモニア飽和量より少ない量に設定される。
【０１４０】
続いて、ＥＣＵ２０は、目標供給量にしたがって添加弁２５を開弁させるとともに、ヒータ２６０を作動させる。選択還元型触媒２６の床温が高いときは低いときに比べ、アンモニア飽和量が少なくなる。そのため、ヒータ２６０により選択還元型触媒２６が加熱されると、アンモニア飽和量が目標供給量を下回るようになる。その結果、選択還元型触媒２６へ供給されたアンモニア（ＮＨ３）の一部は、選択還元型触媒２６より下流へ流れることになる。
【０１４１】
ここで、酸中和処理が実行されたときの選択還元型触媒２６の床温とアンモニア吸着量の変化を図１１に示す。図１１中の実線はアンモニア飽和量を示し、一点破線はアンモニア吸着量の目標値（言い換えれば、アンモニア（ＮＨ３）の目標供給量）を示している。また、図１１中のｔｃａｔ１は酸中和処理の実行条件が成立したときの選択還元型触媒２６の床温を示し、ｔｃａｔ２はヒータ２６０により選択還元型触媒２６が加熱されたときの床温を示している。さらに、図１１中のａｎｈ０は選択還元型触媒２６の床温がｔｃａｔ１であるときのアンモニア飽和量を示し、ａｎｈ１（＜ａｎｈ０）は酸中和処理におけるアンモニア（ＮＨ３）の目標供給量を示し、ａｎｈ２（＜ａｎｈ１）は選択還元型触媒２６の床温がｔｃａｔ２まで昇温したときのアンモニア飽和量（アンモニア吸着量）を示している。
【０１４２】
図１１に示すように、選択還元型触媒２６の床温がｔｃａｔ１からｔｃａｔ２へ上昇すると、アンモニア飽和量がａｎｈ０からａｎｈ２へ減少する。アンモニア飽和量ａｎｈ２は目標供給量ａｎｈ１より少ないため、余剰量（＝ａｎｈ１−ａｎｈ２）のアンモニア（ＮＨ３）は選択還元型触媒２６より下流の排気通路６へ流れることになる。選択還元型触媒２６より下流の排気通路６へ流れたアンモニア（ＮＨ３）の一部は、低圧ＥＧＲ通路１６へ流れ、酸性物質の中和剤として機能する。
【０１４３】
このように酸中和処理の実行時に選択還元型触媒２６が加熱されると、アンモニア飽和量（酸中和処理の実行条件が成立した時点の床温に対応したアンモニア飽和量）より多くのアンモニア（ＮＨ３）を選択還元型触媒２６へ供給する必要がなくなる。その結果、酸中和処理の実施に伴う尿素水溶液の消費量の増加を少なく抑えることができる。
【０１４４】
また、酸中和処理が終了した後はヒータ２６０が停止されるため、選択還元型触媒２６の床温が低下する。選択還元型触媒２６の床温が低下すると、アンモニア飽和量が増加する。その結果、選択還元型触媒２６のアンモニア吸着能力に余裕が生まれ、該選択還元型触媒２６より下流にアンモニア（ＮＨ３）が流出される事態を回避することができる。
【０１４５】
以下、本実施例における酸中和処理の実行手順について図１２のフローチャートに沿って説明する。図１２は、ＥＣＵ２０が酸中和処理を実施する際に実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。図１２において、前述した第４の実施の形態の制御ルーチン（図７を参照）と同等の処理には同一の符号が付されている。
【０１４６】
図１２の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、Ｓ３０２を実行した後にＳ５０１の処理を実行する。Ｓ５０１では、ＥＣＵ２０は、ヒータ２６０を作動させる。なお、本ルーチンのＳ３０２では、ＥＣＵ２０は、前述した図１１の説明で述べたように、選択還元型触媒２６へ供給されるアンモニア（ＮＨ３）の量（目標供給量）ａｎｈ１がアンモニア飽和量ａｎｈ０より少なくなるように、添加弁２５を制御するものとする。
【０１４７】
ＥＣＵ２０は、Ｓ５０１の処理を実行した後にＳ３０３からＳ３０５の処理を実行する。なお、Ｓ３０３において選択還元型触媒２６から流出するアンモニア（ＮＨ３）の量を求める場合は、ＥＣＵ２０は、現時点の床温ｔｃａｔと目標供給量ａｎｈ１と前述した図１１に示すようなマップとを用いるものとする。すなわち、ＥＣＵ２０は、図１１のマップから現時点の床温ｔｃａｔに対応したアンモニア飽和量ａｎｈを求める。続いて、ＥＣＵ２０は、目標供給量ａｎｈ１からアンモニア飽和量ａｎｈを減算することにより、選択還元型触媒２６から流出するアンモニア（ＮＨ３）の量を算出する。
【０１４８】
ＥＣＵ２０は、Ｓ３０５の処理を実行した後に、Ｓ５０２の処理を実行する。Ｓ５０２では、ＥＣＵ２０は、ヒータ２６０を停止させる。その場合、選択還元型触媒２６の床温が低下するため、アンモニア飽和量が増加する。よって、酸中和処理終了後に選択還元型触媒２６からアンモニア（ＮＨ３）が流出する事態を回避することができる。
【０１４９】
以上述べた実施例によれば、前述した第４の実施例より尿素水溶液の消費量を少なく抑えつつ、低圧ＥＧＲガス経路内の酸性物質を中和することができる。
【０１５０】
なお、ＥＣＵ２０は、上記した制御ルーチンのＳ３０４において否定判定された場合に、その時点のアンモニア吸着量が酸性物質の残存量（＝Ｇａｃ−Ｇｎｈ３ｌｐｌ）より少なければ、添加弁２５から供給される尿素水溶液の量を増量してもよい。その場合、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質をより確実に中和することができる。
【０１５１】
また、本実施例では、選択還元型触媒２６を加熱する手段として、選択還元型触媒２６に取り付けられたヒータを例示したが、ヒータは選択還元型触媒２６へ流入する排気を加熱するように配置されてもよい。
【０１５２】
加熱手段を実現する他の方法としては、第二スロットル弁１９の開度を閉じ側に補正する制御と、低圧ＥＧＲガスまたは高圧ＥＧＲガスを増量させる制御と、排気絞り弁２７の開度を閉じ側に補正する制御と、燃料噴射弁３の噴射時期を遅角させる制御（燃料の燃焼時期を遅角させる制御）と、酸化触媒２３に未燃燃料を供給する制御と、の少なくとも一つをＥＣＵ２０が実行することにより、選択還元型触媒２６へ流入する排気の温度を上昇させるようにしてもよい。
【０１５３】
内燃機関１が排気バルブの開弁タイミングを変更可能な機構を備えている場合には、ＥＣＵ２０が排気バルブの開弁タイミングを進角させることにより、選択還元型触媒２６へ流入する排気の温度を上昇させるようにしてもよい。
【０１５４】
ターボチャージャ８が可変容量型ターボチャージャである場合は、ＥＣＵ２０が可変容量型ターボチャージャのノズルベーン開度を開き側に補正することにより、選択還元型触媒２６へ流入する排気の温度を上昇させるようにしてもよい。
【０１５５】
＜実施例７＞
次に、本発明の第７の実施例について図１３に基づいて説明する。ここでは前述した第６の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１５６】
前述した第６の実施例と本実施例との相違点は、減速フューエルカット制御実行中に酸中和処理を実施する場合は、排気絞り弁２７を閉弁させる点にある。
【０１５７】
以下、本実施例における酸中和処理の実行手順について図１３に沿って説明する。図１３は、本実施例においてＥＣＵ２０が酸中和処理を実施する際に実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図１３において、前述した第６の実施の形態の制御ルーチン（図１２を参照）と同等の処理には同一の符号が付されている。
【０１５８】
図１３の制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、Ｓ３０１において肯定判定された場合に、Ｓ３０２の処理を実行する前にＳ６０１乃至Ｓ６０３の処理を実行する。先ず、Ｓ６０１では、ＥＣＵ２０は、減速フューエルカット制御の実行中であるか否かを判別する。
【０１５９】
前記Ｓ６０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ６０２へ進み、第二スロットル弁１９および排気絞り弁２７を閉弁させるとともに、低圧ＥＧＲ弁１７を開弁させる。このような状態で酸中和処理が実施されると、選択還元型触媒２６から流出したアンモニア（ＮＨ３）の全てが低圧ＥＧＲ通路１６へ流入することになる。言い換えれると、選択還元型触媒２６から流出したアンモニア（ＮＨ３）の全てを中和剤として利用することができる。その結果、酸中和処理の実施に伴う尿素水溶液の消費量を少なく抑えつつ酸性物質を中和させることができる。
【０１６０】
また、前記Ｓ６０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ６０３へ進み、第二スロットル弁１９、排気絞り弁２７、および低圧ＥＧＲ弁１７の開度を通常通りの開度に制御する。
【０１６１】
なお、本実施例では、減速フューエルカット制御の非実行時においても酸中和処理が実施される例について述べたが、減速フューエルカット制御の実行時に限り酸中和処理が実施されるようにしてもよい。その場合、酸中和処理の実施に伴う尿素水溶液の消費量をより一層少なく抑えることができる。
【０１６２】
＜実施例８＞
次に、本発明の第８の実施例について図１４に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１６３】
前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、酸中和処理の実施時において低圧ＥＧＲガスの量に応じて添加弁２５から供給される尿素水溶液の量を調整（補正）する点にある。
【０１６４】
選択還元型触媒２６が低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より下流の排気通路６に配置される構成において酸中和処理が実行された場合、添加弁２５から添加された尿素水溶液の一部は低圧ＥＧＲ通路１６へ流入し、残りの尿素水溶液は選択還元型触媒２６へ流入することになる。
【０１６５】
その際、選択還元型触媒２６へ流入する尿素水溶液の量（アンモニアの量）は、低圧ＥＧＲガスの量によって変化する。すなわち、低圧ＥＧＲガスの量が多いときは少ないときに比べ、選択還元型触媒２６へ流入する尿素水溶液の量が少なくなる。選択還元型触媒２６へ流入する尿素水溶液の量が過少になると、選択還元型触媒２６が排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化しきれなくなる可能性もある。
【０１６６】
これに対し、本実施例の酸中和処理では、低圧ＥＧＲガスの量が多いときは少ないときに比べ、添加弁２５から供給される尿素水溶液の量が多くされるようにした。このような方法によれば、酸中和処理の実行時（低圧ＥＧＲ弁１７の開弁時）に添加弁２５から尿素水溶液が供給された場合であっても、選択還元型触媒２６へ必要量のアンモニア（ＮＨ３）を供給することが可能となる。
【０１６７】
以下、本実施例における酸中和処理の実行手順について図１４に沿って説明する。図１４は、ＥＣＵ２０が酸中和処理を実施する際に実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。図１４において、前述した第１の実施例の制御ルーチン（図２を参照）と同等の処理には同一の符号が付されている。
【０１６８】
図１４の制御ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０１において肯定判定された場合に、Ｓ７０１の処理を実行する。Ｓ７０１では、ＥＣＵ２０は、添加弁２５から排気中に所定量の尿素水溶液が添加されたと仮定した場合に、選択還元型触媒２６へ供給されるアンモニア（ＮＨ３）の量ａｎｈｓｃｒを演算する。ここでいう所定量は、予め定められた一定量であってもよく、或いは低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質の量や水素イオン指数（ｐＨ）をパラメータとして決定される可変量であってもよい。
【０１６９】
選択還元型触媒２６へ供給されるアンモニア（ＮＨ３）の量ａｎｈｓｃｒを演算するにあたり、ＥＣＵ２０は、先ず添加弁２５から供給される尿素水溶液の量と排気の流量Ｇｅｘとをパラメータとして、排気中に含まれるアンモニア（ＮＨ３）の濃度を演算する。続いて、ＥＣＵ２０は、排気通路６から低圧ＥＧＲ通路１６へ流れる排気の量、すなわち低圧ＥＧＲガス量Ｇｌｐｌを求める。低圧ＥＧＲガス量Ｇｌｐｌは、内燃機関１の運転条件（吸入空気量や機関回転数）、低圧ＥＧＲ弁１７の開度、排気絞り弁２７の開度などを引数とするマップや演算モデルによって求めることができる。
【０１７０】
ＥＣＵ２０は、排気の流量Ｇｅｘから低圧ＥＧＲガス量Ｇｌｐｌを減算して、選択還元型触媒２６へ流入する排気の量Ｇｓｃｒ（＝Ｇｅｘ−Ｇｌｐｌ）を求める。ＥＣＵ２０は、選択還元型触媒２６へ流入する排気の量Ｇｓｃｒとアンモニア（ＮＨ３）の濃度Ｃｎｈ３ｒｌとを乗算することにより、選択還元型触媒２６へ供給されるアンモニア（ＮＨ３）の量ａｎｈｓｃｒ（＝Ｃｎｈ３ｒｌ＊Ｇｓｃｒ）を算出する。
【０１７１】
上記したような方法により選択還元型触媒２６へ供給されるアンモニア（ＮＨ３）の量ａｎｈｓｃｒが算出されると、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０２へ進む。Ｓ７０２では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ７０１で求められたアンモニア（ＮＨ３）の供給量ａｎｈｓｃｒとアンモニア吸着量の目標値ａｎｈｔｒｇとの差が許容値より小さいか否かを判別する。
【０１７２】
前記Ｓ７０２において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０２へ進み、所定量の尿素水溶液を添加弁２５から供給させる。一方、前記Ｓ７０２において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ７０３へ進み、前記した所定量を補正する。具体的には、ＥＣＵ２０は、前記した供給量ａｎｈｓｃｒが前記した目標値ａｎｈｔｒｇより少ない場合は、前記した所定量を増量補正する。一方、前記した供給量ａｎｈｓｃｒが前記した目標値ａｎｈｔｒｇより多い場合は、前記した所定量を減量補正する。
【０１７３】
ＥＣＵ２０は、前記Ｓ７０３の処理を実行した後にＳ１０２ヘ進み、前記Ｓ７０３で補正された所定量にしたがって添加弁２５を作動させる。
【０１７４】
以上述べた実施例によれば、選択還元型触媒２６の浄化能力を低下させることなく、酸中和処理を実行することができる。その結果、内燃機関１の排気エミッションを増加させることなく、低圧ＥＧＲガス経路内の酸性物質を中和することができる。
【０１７５】
＜実施例９＞
次に、本発明の第９の実施例について図１５に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【０１７６】
前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、酸中和処理を実施するときに低圧ＥＧＲ通路１６へ流入するアンモニア（ＮＨ３）の量に応じて、低圧ＥＧＲガスと高圧ＥＧＲガスとの流量比を調整する点にある。
【０１７７】
低圧ＥＧＲガスの流量が少ないとき、或いは低圧ＥＧＲガスの流量が零（高圧ＥＧＲ機構のみが作動）であるときは、低圧ＥＧＲガス経路内に存在する酸性物質の量に見合った量のアンモニア（ＮＨ３）を低圧ＥＧＲガス経路へ供給することが困難となる場合が想定される。
【０１７８】
一方、低圧ＥＧＲガスの流量が多いとき、或いは低圧ＥＧＲガスのみが作動するとき（高圧ＥＧＲガス量が零となるとき）は、低圧ＥＧＲガス経路内に存在する酸性物質の量に対してアンモニア（ＮＨ３）の供給量が過多となる場合が想定される。特に、選択還元型触媒２６が低圧ＥＧＲ通路１６の接続部位より下流の排気通路６に配置される構成において、選択還元型触媒２６へ所望量のアンモニア（ＮＨ３）を供給しようとすると、低圧ＥＧＲ通路１６へ供給されるアンモニア（ＮＨ３）が過多となる可能性が高い。
【０１７９】
これに対し、本実施例の酸中和処理では、ＥＣＵ２０は、低圧ＥＧＲ通路１６へ供給されるアンモニア（ＮＨ３）の量が不足しているときは、高圧ＥＧＲガスに対する低圧ＥＧＲガスの流量比が増量補正するようにした。その場合、内燃機関１に導入されるＥＧＲガス量（低圧ＥＧＲガス量と高圧ＥＧＲガス量の総量）を変更することなく、低圧ＥＧＲガス経路に供給されるアンモニア（ＮＨ３）を増量させることができる。
【０１８０】
一方、低圧ＥＧＲ通路１６へ供給されるアンモニア（ＮＨ３）の量が過多であるときは、高圧ＥＧＲガスに対する低圧ＥＧＲガスの流量比を減量補正するようにした。その場合、内燃機関１に導入されるＥＧＲガス量を変更することなく、低圧ＥＧＲガス経路に供給されるアンモニア（ＮＨ３）を減量することができる。
【０１８１】
以下、本実施例における酸中和処理の実行手順について図１５に沿って説明する。図１５は、酸中和処理の実行中または実行前にＥＣＵ２０が実行するサブルーチンを示すフローチャートである。
【０１８２】
図１５のサブルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ８０１において、総ＥＧＲガス量（高圧ＥＧＲガス量と低圧ＥＧＲガス量の総和）に対する低圧ＥＧＲガス量の比率α（＝（低圧ＥＧＲガス量）／（総ＥＧＲガス量））を演算する。
【０１８３】
Ｓ８０２では、ＥＣＵ２０は、低圧ＥＧＲガスの経路内に存在する酸性物質の量Ｇａｃを演算する。酸性物質量Ｇａｃは、前述した第４の実施例と同様の方法により求めることができる。
【０１８４】
Ｓ８０３では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ８０１で算出された比率αに基づいて、低圧ＥＧＲ通路１６へ流入するアンモニア（ＮＨ３）の量Ｇｈｎ３ｌｐｌを演算する。なお、図１５のサブルーチンが酸中和処理実行前に実行されている場合は、ＥＣＵ２０は、添加弁２５から所定量の尿素水溶液が添加されたと仮定して上記の演算を行う。
【０１８５】
Ｓ８０４では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ８０２で算出された酸性物質量Ｇａｃと前記Ｓ８０３で算出されたアンモニア（ＮＨ３）の量Ｇｈｎ３ｌｐｌとの差△Ｇ（＝Ｇｈｎ３ｌｐｌ−Ｇａｃ）を演算する。
【０１８６】
Ｓ８０５では、ＥＣＵ２０は、総ＥＧＲガス量に対する低圧ＥＧＲガス量の比率αを補正するための補正量△Ｃを演算する。補正量△Ｃは、予め定められた一定量であってもよく、或いは前記Ｓ８０４で算出された差△Ｇの絶対値が大きいときは小さいときに比べ大きな値に設定される可変量であってもよい。
【０１８７】
Ｓ８０６では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ８０４で算出された差△Ｇが零より大きいか否かを判別する。Ｓ８０６において肯定判定された場合（△Ｇ＞０）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ８０７へ進む。Ｓ８０７では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ８０１で求められた比率αから前記補正量△Ｃを減算することにより、総ＥＧＲガス量に対する低圧ＥＧＲガス量の比率αを減量補正する。その場合、高圧ＥＧＲガス量が増量されるとともに低圧ＥＧＲガス量が減量されることになる。その結果、総ＥＧＲガス量が変更されることなく、低圧ＥＧＲ通路１６へ供給されるアンモニア（ＮＨ３）の量が減少する。
【０１８８】
一方、前記Ｓ８０６において否定判定された場合（△Ｇ≦０）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ８０８へ進み、前記△Ｇが零より小さいか否かを判別する。Ｓ８０８において肯定判定された場合（△Ｇ＜０）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ８０９へ進む。Ｓ８０９では、前記Ｓ８０１で求められた比率αに前記補正量△Ｃを加算することにより、総ＥＧＲガス量に対する低圧ＥＧＲガス量の比率αを増量補正する。その場合、高圧ＥＧＲガス量が減量されるとともに低圧ＥＧＲガス量が増量されることになる。その結果、総ＥＧＲガス量が変更されることなく、低圧ＥＧＲ通路１６へ供給されるアンモニア（ＮＨ３）の量が増加する。
【０１８９】
なお、前記Ｓ８０８において否定判定された場合（△Ｇ＝０）は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。
【０１９０】
以上述べた実施例によれば、低圧ＥＧＲ機構が非作動状態にある場合（低圧ＥＧＲ弁１７が閉弁状態にある場合）や、高圧ＥＧＲガス量に対する低圧ＥＧＲガス量の流量比が低い場合であっても、低圧ＥＧＲガス経路内の酸性物質を中和することが可能になる。
【０１９１】
ところで、高圧ＥＧＲ機構のみが作動する運転領域や高圧ＥＧＲ機構と低圧ＥＧＲ機構の双方が作動する運転領域において、低圧ＥＧＲガス量の比率αが増加されると、圧縮端温度の低下によって失火が発生する場合が想定される。
【０１９２】
そこで、内燃機関１の燃焼室に導入されるガスの温度が下限値より高いことを条件に、低圧ＥＧＲガス量の比率αが増量補正されるようにしてもよい。その場合、ＥＣＵ２０は、図１６に示すようなサブルーチンにしたがって低圧ＥＧＲガス量の比率αを補正すればよい。
【０１９３】
前述した図１５のサブルーチンと図１６のサブルーチンとの相違点は、Ｓ８０８において肯定判定された場合（△Ｇ＜０）に、Ｓ９０１の処理が実行される点にある。Ｓ９０１では、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の燃焼室に導入されるガスの温度Ｔｉｎが下限温度Ｔｉｎｌｔ以上であるか否かを判別する。
【０１９４】
ここで、内燃機関１の燃焼室に導入されるガスの温度Ｔｉｎとしては、高圧ＥＧＲ通路１２の接続部位より下流の吸気通路４におけるガスの温度（たとえば、インテークマニフォルド５内の温度）を用いることができる。インテークマニフォルド５内の温度は、温度センサにより測定されてもよい。また、インテークマニフォルド５内の温度は、吸気量、吸気温度、高圧ＥＧＲガス量、高圧ＥＧＲガス温度、低圧ＥＧＲガス量、低圧ＥＧＲガス温度などを引数とするマップや演算モデルを利用して求められてもよい。
【０１９５】
上記した下限温度Ｔｉｎｌｔは、失火が発生し得ない温度範囲の最低温度、または前記最低温度より若干高い温度であり、予め実験などを利用した適合作業により定められている。
【０１９６】
ＥＣＵ２０は、前記Ｓ９０１において肯定判定された場合（Ｔｉｎ≧Ｔｉｎｌｔ）は、Ｓ８０９へ進み、低圧ＥＧＲガス量の比率αを増量補正する。しかしながら、前記Ｓ９０１において否定判定された場合（Ｔｉｎ＜Ｔｉｎｌｔ）は、低圧ＥＧＲガス量の比率αを補正せずに本ルーチンの実行を終了する。
【０１９７】
図１６に示したようなサブルーチンによれば、失火の発生を回避可能な場合に限り、低圧ＥＧＲガス量の比率αが増量補正されることになる。よって、酸中和処理の実行に起因した内燃機関１のドライバビリティ低下を回避することができる。
【０１９８】
なお、前記Ｓ９０１において否定判定された場合（Ｔｉｎ＜Ｔｉｎｌｔ）に、低圧ＥＧＲガスが低圧ＥＧＲクーラ１８を迂回して流れるように制御し、或いは高圧ＥＧＲガスが高圧ＥＧＲクーラ１４を迂回して流れるように制御しつつ、比率αが増量補正されてもよい。また、燃料噴射時期を調整することによって低圧ＥＧＲガスおよび高圧ＥＧＲガスの温度を高めつつ、比率αを増量補正してもよい。
【０１９９】
一方、低圧ＥＧＲ機構のみが作動する運転領域や高圧ＥＧＲ機構と低圧ＥＧＲ機構の双方が作動する運転領域において、低圧ＥＧＲガス量の比率αが減少（高圧ＥＧＲガス量が増加）されると、高圧ＥＧＲガス経路内の部品（たとえば、高圧ＥＧＲ弁１３）が過熱したり、圧縮端温度の上昇によって燃料の過早着火が発生したりする場合が想定される。
【０２００】
そこで、高圧ＥＧＲガスの温度が上限値より低いことを条件に、低圧ＥＧＲガス量の比率αが減量補正されるようにしてもよい。その場合、ＥＣＵ２０は、図１７に示すようなサブルーチンにしたがって低圧ＥＧＲガス量の比率αを補正すればよい。
【０２０１】
前述した図１５のサブルーチンと図１７のサブルーチンとの相違点は、Ｓ８０６において肯定判定された場合（△Ｇ＞０）に、Ｓ１００１の処理が実行される点にある。Ｓ１００１では、ＥＣＵ２０は、高圧ＥＧＲガスの温度Ｔｈｖが上限温度Ｔｈｖｌｔ以下であるか否かを判別する。
【０２０２】
ここで、高圧ＥＧＲガスの温度Ｔｈｖとしては、高圧ＥＧＲ弁１３の近傍における高圧ＥＧＲガスの温度を用いることができる。高圧ＥＧＲ弁１３近傍の高圧ＥＧＲガス温度は、温度センサにより測定されてもよく、内燃機関１の運転状態（機関回転数や燃料噴射量）から演算されてもよい。
【０２０３】
上記した上限温度Ｔｈｖｌｔは、高圧ＥＧＲ弁１３などが過熱しない温度範囲の最高温度、または燃料の過早着火を回避しうる温度範囲の最高温度の何れか低い方の温度、或いはその温度より若干低い温度であり、予め実験などを利用した適合作業により定められている。
【０２０４】
ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１００１において肯定判定された場合（Ｔｈｖ≦Ｔｈｖｌｔ）は、Ｓ８０７へ進み、低圧ＥＧＲガス量の比率αを減量補正する。しかしながら、前記Ｓ１００１において否定判定された場合（Ｔｈｖ＞Ｔｈｖｌｔ）は、低圧ＥＧＲガス量の比率αを補正せずに本ルーチンの実行を終了する。
【０２０５】
図１７に示したようなサブルーチンによれば、高圧ＥＧＲガスの経路に配置された部品の過熱や、燃料の過早着火を回避可能な場合に限り、低圧ＥＧＲガス量の比率αが減量補正されることになる。よって、酸中和処理の実行に起因した部品の劣化や内燃機関１のドライバビリティ低下を回避することができる。
【０２０６】
なお、前記Ｓ１００１において否定判定された場合（Ｔｈｖ＞Ｔｈｃｌｔ）に、低圧ＥＧＲクーラ１８を経由する低圧ＥＧＲガス量を増加させ、或いは高圧ＥＧＲクーラ１４を経由して流れる高圧ＥＧＲガス量を増加させつつ、比率αが減量補正されてもよい。また、燃料噴射時期を調整することによって低圧ＥＧＲガスおよび高圧ＥＧＲガスの温度を低下させつつ、比率αを減量補正してもよい。
【０２０７】
なお、前述した第１，２，４乃至８の実施例では、低圧ＥＧＲ機構と高圧ＥＧＲ機構を備える内燃機関に本発明を適用する例について述べたが、高圧ＥＧＲ機構を備えていない内燃機関に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０２０８】
１     内燃機関
２     気筒
３     燃料噴射弁
４     吸気通路
５     インテークマニフォルド
６     排気通路
７     エキゾーストマニフォルド
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
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
２１   クランクポジションセンサ
２２   アクセルポジションセンサ
２３   酸化触媒
２４   パティキュレートフィルタ
２５   添加弁
２６   選択還元型触媒
２７   排気絞り弁
２８   排気温度センサ
２９   分散板
３０   加水分解触媒
４０   インタークーラ
２６０ ヒータ
【図１】
0005472318.tif 000002
【図２】
0005472318.tif 000003
【図３】
0005472318.tif 000004
【図４】
0005472318.tif 000005
【図５】
0005472318.tif 000006
【図６】
0005472318.tif 000007
【図７】
0005472318.tif 000008
【図８】
0005472318.tif 000009
【図９】
0005472318.tif 000010
【図１０】
0005472318.tif 000011
【図１１】
0005472318.tif 000012
【図１２】
0005472318.tif 000013
【図１３】
0005472318.tif 000014
【図１４】
0005472318.tif 000015
【図１５】
0005472318.tif 000016
【図１６】
0005472318.tif 000017
【図１７】
0005472318.tif 000018