(57)【要約】【課題】添加弁でのデポジットの生成を抑えることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】エンジン１は、尿素水の添加により排気中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒４１と、尿素水を排気通路２６に添加する尿素添加弁２３０と、尿素水の添加量を排気中のＮＯｘ量に合わせて調整する当量比制御を行う制御装置８０と、排気の一部を吸入空気に導入する排気再循環処理を行う排気再循環装置とを備えている。制御装置８０は、排気再循環処理の実行中において車速が所定値以上の高速状態になっている期間が所定期間以上継続したときには、尿素水の添加量を、当量比制御によって設定される添加量よりも減少させる減量処理を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に還元剤を添加する添加弁と、
添加された前記還元剤により排気中のＮＯｘを浄化する触媒と、
前記還元剤の添加量を排気中のＮＯｘ量に合わせて調整する当量比制御を行う制御部と、
排気の一部を吸入空気に導入する排気再循環処理を行う排気再循環装置と、を備える車両用内燃機関の排気浄化装置であって、
前記制御部は、前記排気再循環処理の実行中において車速が所定値以上の高速状態になっている期間が所定期間以上継続したときには、還元剤の添加量を、前記当量比制御によって設定される添加量よりも減少させる減量処理を行う
ことを特徴とする車両用内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記減量処理による前記添加量の減少量を、前記添加弁に付着した前記還元剤の気化量が少ないときほど多くする
請求項１に記載の車両用内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記制御部は、外気温度及び前記添加弁の温度の少なくとも一方に基づいて前記減少量を変更する
請求項２に記載の車両用内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記減量処理による前記添加量の減少量を、内燃機関でのＮＯｘ発生量が多いときほど多くする
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記制御部は、車速及び機関回転速度及び機関負荷の少なくとも１つに基づいて前記減少量を変更する
請求項４に記載の車両用内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記添加弁に付着した前記還元剤の気化量が少ないときほど前記所定期間を短くする
請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記制御部は、外気温度及び前記添加弁の温度の少なくとも一方に基づいて前記所定期間を変更する
請求項６に記載の車両用内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記制御部は、内燃機関でのＮＯｘ発生量が多いときほど前記所定期間を短くする
請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記制御部は、車速及び機関回転速度及び機関負荷の少なくとも１つに基づいて前記所定期間を変更する
請求項８に記載の車両用内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記触媒は、前記還元剤由来のアンモニアを吸着する触媒であり、
前記制御部は、前記触媒のアンモニア吸着量が所定値以下のときには、前記減量処理の実行中であっても前記アンモニア吸着量が増大するように前記添加量を調整する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両用内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用の内燃機関において、排気に含まれるＮＯｘの量を減少させる方法として、例えば触媒を利用してＮＯｘを浄化する方法などが知られている。
例えば特許文献１に記載の内燃機関は、ＮＯｘを浄化する排気浄化装置として、排気中のＮＯｘを浄化する触媒の一つである選択還元型のＮＯｘ触媒と、このＮＯｘ触媒でのＮＯｘ浄化に利用する尿素水を排気通路内に添加する添加弁とを備えるようにしている。
【０００３】
添加弁から排気通路内に添加された尿素水は、排気熱による加水分解によってアンモニアになる。このアンモニアはＮＯｘ触媒に吸着され、その吸着されたアンモニアにより排気中のＮＯｘが還元浄化される。こうした尿素水の添加量制御は、排気中のＮＯｘ量に合わせて添加量を調整する当量比制御によって行われる。従って、ＮＯｘの発生量が多いときほど、尿素水の添加量は多くされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４０８１１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、車両の高速走行時には機関負荷が比較的高くなるため、ＮＯｘの発生量が多くなる。このようにしてＮＯｘの発生量が多くなると、上述した当量比制御によって調整される還元剤の添加量も、増大したＮＯｘの発生量に対応して多くなる。従って、高速走行が継続されると、所定期間内における積算添加量が増大するようになり、添加弁の噴射孔近傍には、還元剤のデポジットが発生しやすくなる。
【０００６】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、添加弁でのデポジットの生成を抑えることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に還元剤を添加する添加弁と、添加された還元剤により排気中のＮＯｘを浄化する触媒と、還元剤の添加量を排気中のＮＯｘ量に合わせて調整する当量比制御を行う制御部と、排気の一部を吸入空気に導入する排気再循環処理を行う排気再循環装置とを備えている。そして、制御部は、排気再循環処理の実行中において車速が所定値以上の高速状態になっている期間が所定期間以上継続したときには、還元剤の添加量を、当量比制御によって設定される添加量よりも減少させる減量処理を行う。
【０００８】
上述したように、車両の高速走行時にはＮＯｘの発生量が多くなる。ここで、上記内燃機関の排気浄化装置は、排気再循環装置を備えているため、排気再循環処理が実行されて排気の一部が吸入空気に導入されると、燃焼室内での混合気の燃焼温度が低下することにより、燃焼室でのＮＯｘの発生量は低減される。ただし、車両の高速走行時には、機関負荷が中負荷領域や高負荷領域に入るため、燃焼室における新規の要求量が多くなる。そのため、そうした車両の高速走行時には、排気再循環処理によって導入可能な排気の量には限界があり、それほど多くの排気を導入することは困難である。従って、車両が高速走行を行っているときには、排気再循環処理を実行しても、ＮＯｘの発生量はある程度多くなり、当量比制御によって調整される還元剤の添加量も多くなってしまう。
【０００９】
そこで、同構成では、排気再循環処理の実行中において車速が所定値以上の高速状態になっている期間が所定期間以上継続したときには、還元剤の添加量を、当量比制御によって設定される添加量よりも減少させる減量処理を行うようにしている。従って、ＮＯｘの発生量が多くなりやすい状態において、還元剤の添加量が減少するようになるため、積算添加量の増大が抑えられるようになり、これにより添加弁でのデポジットの生成を抑えることができるようになる。
【００１０】
また、ＮＯｘの発生量が多い状況下で当量比制御による還元剤添加を行うと、還元剤の消費量が増大してしまうが、同構成によればそうした状況下において、還元剤の添加量は、当量比制御によって設定される添加量よりも減少される。従って、還元剤の消費量増大を抑えることも可能になる。
【００１１】
上記排気浄化装置において、制御部は、減量処理による添加量の減少量を、添加弁に付着した還元剤の気化量が少ないときほど多くすることが好ましい。
同構成によれば、添加弁に付着した還元剤の気化量が少なく、添加弁においてデポジットが発生しやすいときほど、減量処理による添加量の減少量は多くされる。従って、デポジットの発生しやすさに応じて添加量の減少量を適切に設定することができる。
【００１２】
また、外気温度が低いほど排気温度は低くなる傾向があるため、外気温度が低いときほど添加弁に付着した還元剤の気化量は少なくなる。また、添加弁の温度が低いときほど添加弁に付着した還元剤の気化量は少なくなる。そこで、外気温度及び添加弁の温度の少なくとも一方に基づいて添加量の減少量を変更することにより、還元剤の気化量に応じた減少量の設定を行うことができるようになる。なお、この場合には、外気温度が低いときほど添加量の減少量を多くすることが望ましい。また、添加弁の温度が低いときほど添加量の減少量を多くすることが望ましい。
【００１３】
上記排気浄化装置において、制御部は、減量処理による添加量の減少量を、内燃機関でのＮＯｘ発生量が多いときほど多くすることが好ましい。
同構成によれば、内燃機関でのＮＯｘ発生量が多く、当量比制御によって設定される還元剤の添加量が多くなるときほど、減量処理による添加量の減少量は多くされる。従って、積算添加量が増大しやすいときほど添加量の減少量は多くなるため、積算添加量の増大に伴うデポジットの発生を好適に抑えることができる。
【００１４】
また、車速が高いときほどＮＯｘの発生量は多くなる傾向がある。また、機関回転速度が高いときほどＮＯｘの発生量は多くなる傾向がある。そして、機関負荷が高いときほどＮＯｘの発生量は多くなる傾向がある。そこで、車速及び機関回転速度及び機関負荷の少なくとも１つに基づいて添加量の減少量を変更することにより、ＮＯｘの発生量に応じた減少量の設定を行うことができるようになる。なお、この場合には、車速が高いときほど添加量の減少量を多くすることが望ましい。また、機関回転速度が高いときほど添加量の減少量を多くすることが望ましい。そして、機関負荷が高いときほど添加量の減少量を多くすることが望ましい。
【００１５】
上記排気浄化装置において、制御部は、添加弁に付着した還元剤の気化量が少ないときほど上述した所定期間を短くすることが好ましい。
同構成によれば、添加弁に付着した還元剤の気化量が少なく、添加弁においてデポジットが発生しやすいときほど、上記所定期間は短くされる。従って、デポジットが発生しやすいときほど減量処理の開始タイミングは早くなり、積算添加量の増大が早期に抑えられるようになる。このように同構成によれば、デポジットの発生しやすさに応じて減量処理の開始タイミングを適切に設定することができる。
【００１６】
また、外気温度が低いほど排気温度は低くなる傾向があるため、外気温度が低いときほど添加弁に付着した還元剤の気化量は少なくなる。また、添加弁の温度が低いときほど添加弁に付着した還元剤の気化量は少なくなる。そこで、外気温度及び添加弁の温度の少なくとも一方に基づいて上記所定期間を変更することにより、還元剤の気化量に応じた上記所定期間の設定を行うことができるようになる。なお、この場合には、外気温度が低いときほど所定期間を短くすることが望ましい。また、添加弁の温度が低いときほど所定期間を短くすることが望ましい。
【００１７】
上記排気浄化装置において、制御部は、内燃機関でのＮＯｘ発生量が多いときほど上記所定期間を短くすることが好ましい。
同構成によれば、内燃機関でのＮＯｘ発生量が多く、当量比制御によって設定される還元剤の添加量が多くなるときほど、上記所定期間は短くされる。そのため、積算添加量が増大しやすいときほど減量処理の開始タイミングは早くなり、積算添加量の増大が早期に抑えられるようになる。従って、同構成によれば、積算添加量の増大に伴うデポジットの発生を好適に抑えることができる。
【００１８】
また、車速が高いときほどＮＯｘの発生量は多くなる傾向がある。また、機関回転速度が高いときほどＮＯｘの発生量は多くなる傾向がある。そして、機関負荷が高いときほどＮＯｘの発生量は多くなる傾向がある。そこで、車速及び機関回転速度及び機関負荷の少なくとも１つに基づいて上記所定期間を変更することにより、ＮＯｘの発生量に応じて減量処理の開始タイミングを設定することができるようになる。なお、この場合には、車速が高いときほど所定期間を短くすることが望ましい。また、機関回転速度が高いときほど所定期間を短くすることが望ましい。そして、機関負荷が高いときほど所定期間を短くすることが望ましい。
【００１９】
また、還元剤由来のアンモニアを吸着する触媒を備える場合、減量処理によって還元剤の添加量が減少すると、触媒のアンモニア吸着量は不足するようになり、ＮＯｘ浄化率が低下するおそれがある。そこで、制御部は、触媒のアンモニア吸着量が所定値以下のときには、上述した減量処理の実行中であってもアンモニア吸着量が増大するように還元剤の添加量を調整することが好ましい。
【００２０】
同構成によれば、減量処理による添加量の減量よりも、触媒でのアンモニア吸着が優先されるようになるため、アンモニア吸着量の不足に起因したＮＯｘ浄化率の低下を抑えることができる。
【００２１】
なお、上記減量処理は、排気再循環処理の実行中において車速が所定値以上の高速状態になっている継続時間を計測し、その計測された継続時間が所定の判定時間以上になったときに実行することができる。また、上記減量処理は、排気再循環処理の実行中において車速が所定値以上の高速状態になっているときに添加量の積算値を算出し、その算出された積算値が所定の判定値以上になったときに実行することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】内燃機関の排気浄化装置の第１実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。
【図２】排気再循環処理の実行領域と禁止領域とを示すグラフ。
【図３】同実施形態において添加量を減量するときの処理手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態での減量係数の設定態様を示す概念図。
【図５】同実施形態での車速及び車速係数の関係を示す表。
【図６】同実施形態での外気温度及び外気温度係数の関係を示す表。
【図７】同実施形態での添加弁温度及び添加弁温度係数の関係を示す表。
【図８】第２実施形態において減量開始時間を設定するときの処理手順を示すフローチャート。
【図９】同実施形態において外気温度及び添加弁温度及び車速及び機関回転速度及び機関負荷と補正後の基本減量開始時間との関係を示すグラフ。
【図１０】第３実施形態において添加量を減量するときの処理手順の一部を示すフローチャート。
【図１１】第４実施形態において減量開始積算量を設定するときの処理手順を示すフローチャート。
【図１２】同実施形態において外気温度及び添加弁温度と補正後の基本減量開始積算量との関係を示すグラフ。
【図１３】第５実施形態において添加量を減量するときの処理手順の一部を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、車両用の内燃機関の排気浄化装置を具体化した第１実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
【００２４】
図１に、排気浄化装置が適用された内燃機関であるディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）や、このエンジン１に設けられた排気浄化装置の構成を示す。
エンジン１には複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ〜４ｄが各気筒＃１〜＃４に対応して取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは各気筒＃１〜＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。
【００２５】
燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒内に噴射される。
【００２６】
吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁１６が設けられている。
【００２７】
排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、気筒に導入される吸入空気を排気圧を利用して過給するターボチャージャ１１が設けられている。同ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
【００２８】
また、排気通路２６の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの排気下流には、排気を浄化する第１浄化部材３０が設けられている。この第１浄化部材３０の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒３１及びフィルタ３２が配設されている。
【００２９】
酸化触媒３１には、排気中のＨＣを酸化処理する触媒が担持されている。また、フィルタ３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集する部材であって、多孔質のセラミックで構成されている。このフィルタ３２には、ＰＭの酸化を促進させるための触媒が担持されており、排気中のＰＭは、フィルタ３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。
【００３０】
また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、酸化触媒３１やフィルタ３２に添加剤として燃料を供給するための燃料添加弁５が設けられている。この燃料添加弁５は、燃料供給管２７を介して前記サプライポンプ１０に接続されている。なお、燃料添加弁５の配設位置は、排気系にあって第１浄化部材３０の上流側であれば適宜変更するも可能である。また、燃料の噴射時期を調整してポスト噴射を行うことにより、酸化触媒３１やフィルタ３２に添加剤として燃料を供給してもよい。
【００３１】
フィルタ３２に捕集されたＰＭの量が所定値を超えると、フィルタ３２の再生処理が開始されて燃料添加弁５からはエキゾーストマニホールド８内に向けて燃料が噴射される。この燃料添加弁５から噴射された燃料は、酸化触媒３１に達すると燃焼され、これにより排気温度の上昇が図られる。そして、酸化触媒３１にて昇温された排気がフィルタ３２に流入することにより、同フィルタ３２は昇温され、これによりフィルタ３２に堆積したＰＭが酸化処理されてフィルタ３２の再生が図られる。
【００３２】
また、排気通路２６の途中にあって、第１浄化部材３０の排気下流には、排気を浄化する第２浄化部材４０が設けられている。第２浄化部材４０の内部には、還元剤を利用して排気中のＮＯｘを還元浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。
【００３３】
さらに、排気通路２６の途中にあって、第２浄化部材４０の排気下流には、排気を浄化する第３浄化部材５０が設けられている。第３浄化部材５０の内部には、排気中のアンモニアを浄化するアンモニア酸化触媒５１が配設されている。
【００３４】
エンジン１には、上記ＳＣＲ触媒４１に還元剤を添加する還元剤供給機構としての尿素水供給機構２００が設けられている。尿素水供給機構２００は、尿素水を貯留するタンク２１０、排気通路２６内に尿素水を噴射供給する尿素添加弁２３０、尿素添加弁２３０とタンク２１０とを接続する供給通路２４０、供給通路２４０の途中に設けられたポンプ２２０にて構成されている。
【００３５】
尿素添加弁２３０は、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６に設けられており、その噴射孔はＳＣＲ触媒４１に向かって開口されている。この尿素添加弁２３０が開弁されると、供給通路２４０を介して排気通路２６内に尿素水が噴射供給される。
【００３６】
ポンプ２２０は電動式のポンプであり、正回転時には、タンク２１０から尿素添加弁２３０に向けて尿素水を送液する。一方、逆回転時には、尿素添加弁２３０からタンク２１０に向けて尿素水を送液する。つまり、ポンプ２２０の逆回転時には、尿素添加弁２３０及び供給通路２４０から尿素水が回収されてタンク２１０に戻される。
【００３７】
また、尿素添加弁２３０とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路２６内には、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水を分散させることにより同尿素水の霧化を促進する分散板６０が設けられている。
【００３８】
尿素添加弁２３０から噴射された尿素水は、排気の熱によって加水分解されてアンモニアとなる。このアンモニアがＮＯｘの還元剤としてＳＣＲ触媒４１に供給される。ＳＣＲ触媒４１に供給されたアンモニアは、同ＳＣＲ触媒４１に吸着されてＮＯｘの還元に利用される。
【００３９】
この他、エンジン１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置によって、排気の一部を吸入空気に導入する排気再循環処理（以下、ＥＧＲ処理という）を行うことにより、気筒内の燃焼温度が低下して、ＮＯｘの発生量が低減される。このＥＧＲ装置は、吸気通路３とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気還流量、いわゆる外部ＥＧＲ量が調量される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。
【００４０】
エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸入空気量ＧＡを検出する。絞り弁開度センサ２０は吸気絞り弁１６の開度を検出する。機関回転速度センサ２１はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温センサ２３は、外気温度ＴＨｏｕｔを検出する。車速センサ２４はエンジン１が搭載された車両の車速ＳＰＤを検出する。水温センサ２５は、エンジン１の冷却水温ＴＨＷを検出する。
【００４１】
また、酸化触媒３１の上流に設けられた第１排気温度センサ１００は、酸化触媒３１に流入する前の排気温度である第１排気温度ＴＨ１を検出する。差圧センサ１１０は、フィルタ３２の上流及び下流の排気圧の圧力差ΔＰを検出する。
【００４２】
第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６にあって、尿素添加弁２３０の上流には、第２排気温度センサ１２０及び第１ＮＯｘセンサ１３０が設けられている。第２排気温度センサ１２０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気温度である第２排気温度ＴＨ２を検出する。第１ＮＯｘセンサ１３０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気に含まれるＮＯｘの量、より具体的にはＮＯｘの濃度（単位：ｐｐｍ）である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。
【００４３】
第３浄化部材５０よりも下流の排気通路２６には、ＳＣＲ触媒４１で浄化された排気のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出する第２ＮＯｘセンサ１４０が設けられている。
【００４４】
これら各種センサ等の出力は、制御部を構成する制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００４５】
そして、この制御装置８０により、例えば燃料噴射弁４ａ〜４ｄや燃料添加弁５の燃料噴射制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、吸気絞り弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御等、エンジン１の各種制御が行われる。
【００４６】
また、上記フィルタ３２に捕集されたＰＭを燃焼させる上記再生処理等といった各種の排気浄化制御も同制御装置８０によって行われる。
制御装置８０は、そうした排気浄化制御の一つとして、上記ＥＧＲ弁１５の開度調整を通じたＥＧＲ処理を行う。
【００４７】
図２に示すように、エンジン１の全運転領域内において、機関回転速度ＮＥが高い高回転領域や、燃料噴射弁からの燃料噴射量Ｑが非常に多い高負荷領域は、ＥＧＲ処理の実行が禁止されるＥＧＲ禁止領域とされている。これは、ＥＧＲ処理を実行すると、燃焼室に吸入される吸入空気量のうちで新気の占める割合が少なくなるため、新気の要求量が多くなる機関の高回転領域や高負荷領域では、ＥＧＲ処理の実行を禁止するためである。そして、エンジン１の運転領域内において、ＥＧＲ禁止領域以外の領域は、ＥＧＲ処理が実行されるＥＧＲ実行領域となっている。
【００４８】
ＥＧＲ実行領域では、機関回転速度ＮＥ、燃料噴射量Ｑ、吸入空気量ＧＡ等に基づいて目標ＥＧＲ量Ｅｐが設定される。そして、この目標ＥＧＲ量Ｅｐに応じてＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより、機関運転状態に応じた適切な状態でＮＯｘの発生量が好適に低減される。なお、目標ＥＧＲ量Ｅｐの値が大きくなるほどＥＧＲ弁１５の開度は大きくされることにより、燃焼室に戻される排気の量は増大される。そして燃焼室に戻される排気の量が増大されるほど、気筒内での混合気の燃焼温度は低下するようになり、ＮＯｘの発生量は少なくなる。
【００４９】
また、制御装置８０は、排気浄化制御の一つとして、上記尿素添加弁２３０による尿素水の添加制御を行う。
この添加制御では、排気中のＮＯｘ量に合わせて尿素水の添加量を調整する当量比制御によって尿素添加量ＱＥが算出される。
【００５０】
この当量比制御では、制御装置８０によって、吸入空気量ＧＡ及び第２排気温度ＴＨ２に基づいた目標当量比ＴＴが算出される。この目標当量比ＴＴは、ＮＯｘを還元処理するために必要な過不足の無い尿素水の添加量であって、ＮＯｘの単位濃度当たりに必要な添加量（例えば１ｐｐｍのＮＯｘを完全に還元するために必要な添加量など）となっている。そして、吸入空気量ＧＡが多いほど（つまり排気流量が多いほど）、あるいは第２排気温度ＴＨ２が高いほど、ＮＯｘの単位濃度当たりに必要な添加量は多くなる傾向があるため、吸入空気量ＧＡが多いほど、あるいは第２排気温度ＴＨ２が高いほど目標当量比ＴＴの値が大きくなるように、目標当量比ＴＴは可変設定される。そして、目標当量比ＴＴに第１ＮＯｘ濃度Ｎ１が乗算されることにより、現在のＮＯｘ発生量に対応した尿素添加量ＱＥが算出される。このようにして尿素添加量ＱＥが算出されることにより、第１ＮＯｘ濃度Ｎ１が高くなるほど、つまりエンジン１の燃焼室から排出されるＮＯｘの量が増えるほど、尿素添加量ＱＥは多くなる。
【００５１】
ところで、車両の高速走行時には機関負荷が比較的高くなるため、ＮＯｘの発生量が多くなる。ここで、エンジン１には、ＥＧＲ装置が備えられているため、ＥＧＲ処理を実行することにより燃焼室でのＮＯｘの発生量を低減することができる。しかし、車両の高速走行時には、機関負荷が中負荷領域や高負荷領域に入るため（先の図２に示す領域Ａ）、燃焼室における新規の要求量が多くなる。そのため、そうした車両の高速走行時には、ＥＧＲ処理によって導入可能な排気の量には限界があり、それほど多くの排気を吸入空気に導入することは困難である。従って、車両が高速走行を行っているときには、ＥＧＲ処理を実行しても、ＮＯｘの発生量はある程度多くなり、当量比制御によって調整される尿素水の添加量も多くなってしまう。このようにして尿素水の添加量が多くなると、所定期間内における添加量の積算値である積算添加量は増大するようになり、尿素添加弁２３０の噴射孔近傍には、尿素水のデポジットが発生しやすくなる。
【００５２】
そこで、本実施形態では、ＥＧＲ処理の実行中において車速が所定値以上の高速状態になっている期間が所定期間以上継続したときには、尿素水の添加量を、当量比制御によって算出される添加量よりも減少させる減量処理を行うことにより、尿素添加弁２３０でのデポジットの生成を抑えるようにしている。
【００５３】
図３に、その減量処理を行うための一連の処理手順を示す。なお、この処理手順は、制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行される。
図３に示すように、制御装置８０は、本処理を開始すると、ＥＧＲ処理の実行中であって、かつ車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上であるか否かを判定する（Ｓ１００）。判定値ＳＰＤ１には、ＮＯｘ発生量の増大に伴う尿素水の添加量増大によって上述したデポジットの発生が懸念される程度の車速（例えば１００〜１２０ｋｍ／ｈ程度）が設定されている。
【００５４】
そして、ＥＧＲ処理の禁止中であるとき、あるいは車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１に満たないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。
一方、ＥＧＲ処理の実行中であって、かつ車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上であるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、制御装置８０は、時間カウンタＴＣを計測する（Ｓ１１０）。この時間カウンタＴＣは、ＥＧＲ処理の実行中において車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上の高速状態になっている継続時間を示す値である。
【００５５】
次に、制御装置８０は、現在の時間カウンタＴＣが減量開始時間ＴＣ１以上であるか否かを判定する（Ｓ１２０）。この減量開始時間ＴＣ１は固定値であって、ステップＳ１００での判定条件が成立している状態での尿素添加量ＱＥの積算値が、尿素添加弁２３０でのデポジットの発生が懸念される程度にまで多くなるのに要する時間であり、予めの実験等を通じて得られた適合値が設定されている。
【００５６】
そして、時間カウンタＴＣが減量開始時間ＴＣ１未満であるときには（Ｓ１２０：ＮＯ）、制御装置８０は、時間カウンタＴＣが減量開始時間ＴＣ１以上になるまでステップＳ１００〜ステップＳ１２０の各処理を繰り返す。
【００５７】
一方、時間カウンタＴＣが減量開始時間ＴＣ１以上であるときには（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、上述した減量処理を行うために、制御装置８０は、ステップＳ１３０以降の処理を実行する。
【００５８】
ステップＳ１３０において、制御装置８０は、燃料噴射弁４ａ〜４ｄの燃料噴射量Ｑにて示される機関負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥに基づいて減量係数ＫＤを設定する（Ｓ１３０）。
【００５９】
減量係数ＫＤは、当量比制御によって算出される上記尿素添加量ＱＥを減量補正するための乗算係数の基本値であり、「０」よりも大きく「１」よりも小さい範囲内で可変設定される。
【００６０】
図４に示すように、機関回転速度ＮＥが高く、所定期間内におけるＮＯｘの発生量が多いときほど、減量係数ＫＤの値は小さくされる。また、機関負荷ＫＬが高く（燃料噴射量Ｑが多く）、単位時間当たりにおけるＮＯｘの発生量が多いときほど、減量係数ＫＤの値は大きくされる。この減量係数ＫＤの値が小さいほど、補正後の尿素添加量ＱＥは、補正前の量に比べて少なくなる。換言すれば、減量係数ＫＤの値が小さいほど、尿素添加量ＱＥの減量補正量は大きくなる。
【００６１】
次に、制御装置８０は、車速ＳＰＤに基づいて車速係数Ｋ１を設定する（Ｓ１４０）。
図５に、車速係数Ｋ１の設定態様を示す。車速係数Ｋ１も、当量比制御によって算出される尿素添加量ＱＥを減量補正するための乗算係数であり、「０」よりも大きく「１」以下の範囲内で可変設定される。そして、車速ＳＰＤが高いときほど、車速係数Ｋ１の値は小さくされる。この車速係数Ｋ１の値が小さいほど、補正後の尿素添加量ＱＥは、補正前の量に比べて少なくなる。換言すれば、車速係数Ｋ１の値が小さいほど、尿素添加量ＱＥの減量補正量は大きくなる。
【００６２】
次に、制御装置８０は、外気温度ＴＨｏｕｔに基づいて外気温度係数Ｋ２を設定する（Ｓ１５０）。
図６に、外気温度係数Ｋ２の設定態様を示す。外気温度係数Ｋ２も、当量比制御によって算出される尿素添加量ＱＥを減量補正するための乗算係数であり、「０」よりも大きく「１」以下の範囲内で可変設定される。そして、外気温度ＴＨｏｕｔが高いほど、外気温度係数Ｋ２の値は大きくされる。この外気温度係数Ｋ２の値が小さいほど、補正後の尿素添加量ＱＥは、補正前の量に比べて少なくなる。換言すれば、外気温度係数Ｋ２の値が小さいほど、尿素添加量ＱＥの減量補正量は大きくなる。
【００６３】
次に、制御装置８０は、添加弁温度ＴＨＪに基づいて添加弁温度係数Ｋ３を設定する（Ｓ１６０）。この添加弁温度ＴＨＪは、尿素添加弁２３０の先端温度である。こうした先端温度は、センサ等で直接検出することも可能だが、本実施形態では、各種パラメータ、例えば尿素添加弁２３０近傍の排気温度を示す第２排気温度ＴＨ２と、排気流量ＧＳと、外気温度ＴＨｏｕｔと、車速ＳＰＤとに基づいて添加弁温度ＴＨＪを推定している。すなわち、第２排気温度ＴＨ２が高いほど尿素添加弁２３０の先端の温度は高くなるため、第２排気温度ＴＨ２が高いほど添加弁温度ＴＨＪの推定値は高い温度にされる。また、排気流量ＧＳが多いほど排気から尿素添加弁２３０の先端に移動する熱量が増えるため、排気流量ＧＳが多いほど添加弁温度ＴＨＪの推定値は高い温度にされる。また、外気温度ＴＨｏｕｔが高いほど尿素添加弁２３０の温度は高くなるため、外気温度ＴＨｏｕｔが高いほど添加弁温度ＴＨＪの推定値は高い温度にされる。そして、車速ＳＰＤが低いほど、走行風による尿素添加弁２３０の冷却効果が低下するため、車速ＳＰＤが低いほど添加弁温度ＴＨＪの推定値は高い温度にされる。
【００６４】
図７に、添加弁温度係数Ｋ３の設定態様を示す。添加弁温度係数Ｋ３も、当量比制御によって算出される尿素添加量ＱＥを減量補正するための乗算係数であり、「０」よりも大きく「１」以下の範囲内で可変設定される。そして、添加弁温度ＴＨＪが高いほど、添加弁温度係数Ｋ３の値は大きくされる。この添加弁温度係数Ｋ３の値が小さいほど、補正後の尿素添加量ＱＥは、補正前の量に比べて少なくなる。換言すれば、添加弁温度係数Ｋ３の値が小さいほど、尿素添加量ＱＥの減量補正量は大きくなる。
【００６５】
次に、制御装置８０は、次式（１）に基づき、尿素添加量ＱＥを補正して補正後添加量ＱＥＨを算出し（Ｓ１７０）、本処理を一旦終了する。
ＱＥＨ＝ＱＥ×ＫＤ×Ｋ１×Ｋ２×Ｋ３  …（１）
ＱＥＨ：補正後添加量
ＱＥ：当量比制御によって算出された尿素添加量
ＫＤ：減量係数
Ｋ１：車速係数
Ｋ２：外気温度係数
Ｋ３：添加弁温度係数
こうして補正後添加量ＱＥＨが算出されると、制御装置８０は、補正後添加量ＱＥＨに相当する量の尿素水が尿素添加弁２３０から添加されるように、尿素添加弁２３０の駆動を制御する。
【００６６】
次に、本実施形態の作用を説明する。
まず、上記時間カウンタＴＣを計測することにより、ＥＧＲ処理の実行中において車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上の高速状態になっている継続時間が計測される。そして、その計測された継続時間である時間カウンタＴＣが減量開始時間ＴＣ１以上になったときには（図３のステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ＥＧＲ処理の実行中において車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上の高速状態になっている期間が所定期間以上継続しているため、ステップＳ１３０〜ステップＳ１７０の減量処理が実行される。減量処理が実行されると、各種の係数によって尿素添加量ＱＥを減量補正した補正後添加量ＱＥＨが算出されることにより（図３のステップＳ１７０）、尿素水の添加量は、当量比制御によって設定される尿素添加量ＱＥよりも少なくなる。従って、ＥＧＲ処理の実行中において車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上の高速状態になっており、ＮＯｘの発生量が多くなりやすい状態において、尿素水の添加量は減少するようになるため、積算添加量の増大が抑えられるようになり、尿素添加弁２３０でのデポジットの生成が抑えられるようになる。
【００６７】
また、ＮＯｘの発生量が多い状況下で当量比制御による尿素添加を行うと、尿素水の消費量が増大してしまうが、本実施形態によれば、そうした状況下において、尿素水の添加量は、当量比制御によって設定される添加量よりも減少される。従って、尿素水の消費量増大を抑えることも可能になる。
【００６８】
また、エンジン１でのＮＯｘ発生量が多く、当量比制御によって算出される尿素添加量ＱＥが多くなるときほど、減量処理による尿素添加量の減少量が多くなるようにすれば、積算添加量が増大しやすいときほど添加量の減少量は多くなるため、積算添加量の増大に伴うデポジットの発生を好適に抑えることが可能になる。
【００６９】
ここで、機関回転速度ＮＥが高いときほどＮＯｘの発生量は多くなる傾向があり、機関負荷ＫＬが高いときほどＮＯｘの発生量は多くなる傾向がある。そのため、先の図４に示したように、機関回転速度ＮＥが高いときや機関負荷ＫＬが高いときほど、減量係数ＫＤを小さくすることにより、減量係数ＫＤによって尿素添加量ＱＥが減量補正されるときの減量補正量が多くなるようにしている。従って、ＮＯｘの発生量に応じて減少量の設定が行われるようになる。
【００７０】
また、車速ＳＰＤが高いときほどＮＯｘの発生量は多くなる傾向があるため、先の図５に示したように、車速ＳＰＤが高いときほど車速係数Ｋ１を小さくすることにより、車速係数Ｋ１によって尿素添加量ＱＥが減量補正されるときの減量補正量が多くなるようにしている。従って、これによってもＮＯｘの発生量に応じて減少量の設定が行われるようになる。
【００７１】
他方、尿素添加弁２３０に付着した尿素水の気化量が少なく、尿素添加弁２３０において尿素水のデポジットが発生しやすいときほど、減量処理による尿素添加量の減少量が多くなるようにすれば、デポジットの発生しやすさに応じて尿素添加量ＱＥの減少量を適切に設定することが可能になる。
【００７２】
ここで、外気温度ＴＨｏｕｔが低いほど排気温度は低くなる傾向があるため、外気温度ＴＨｏｕｔが低いときほど、尿素添加弁２３０に付着した尿素水の気化量は少なくなる。そこで、先の図６に示したように、外気温度ＴＨｏｕｔが低いときほど外気温度係数Ｋ２を小さくすることにより、外気温度係数Ｋ２によって尿素添加量ＱＥが減量補正されるときの減量補正量が多くなるようにしている。従って、尿素水の気化量に応じて減少量の設定が行われるようになる。
【００７３】
また、添加弁温度ＴＨＪが低いときほど、尿素添加弁２３０に付着した尿素水の気化量は少なくなる。そこで、先の図７に示したように、添加弁温度ＴＨＪが低いときほど添加弁温度係数Ｋ３を小さくすることにより、添加弁温度係数Ｋ３によって尿素添加量ＱＥが減量補正されるときの減量補正量が多くなるようにしている。従って、これによっても、尿素水の気化量に応じて減少量の設定が行われるようになる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ＥＧＲ処理の実行中において車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上の高速状態になっている期間が所定期間以上継続したときには、尿素水の添加量を、当量比制御によって設定される添加量よりも減少させる減量処理を行うようにしている。従って、尿素添加弁２３０でのデポジットの生成を抑えることができるようになる。
【００７５】
（２）上記減量処理を実行することにより、ＮＯｘの発生量が多い状況下での尿素水の消費量増大を抑えることができる。
（３）減量処理による尿素添加量ＱＥの減少量を、尿素添加弁２３０に付着した尿素水の気化量が少ないときほど多くするようにしている。従って、デポジットの発生しやすさに応じて添加量の減少量を適切に設定することができる。
【００７６】
（４）外気温度ＴＨｏｕｔ及び添加弁温度ＴＨＪに基づいて尿素添加量ＱＥの補正係数を可変設定することにより、尿素添加量ＱＥの減少量を変更するようにしている。そのため、尿素水の気化量に応じて尿素添加量ＱＥの減少量を設定することができる。
【００７７】
（５）減量処理による尿素添加量ＱＥの減少量を、エンジン１でのＮＯｘ発生量が多いときほど多くするようにしている。従って、尿素水の積算添加量の増大に伴うデポジットの発生を好適に抑えることができる。
【００７８】
（６）車速ＳＰＤ及び機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づいて尿素添加量ＱＥの補正係数を可変設定することにより、尿素添加量ＱＥの減少量を変更するようにしている。そのため、ＮＯｘの発生量に応じて尿素添加量ＱＥの減少量を設定することができる。
【００７９】
（第２実施形態）
次に、内燃機関の排気浄化装置の第２実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。
【００８０】
第１実施形態では、減量開始時間ＴＣ１が固定値であったが、本実施形態では、減量開始時間ＴＣ１を可変設定する処理を行うようにしており、この点のみが第１実施形態と異なっている。そこで、以下では、第１実施形態との相異点を中心にして、本実施形態を説明する。
【００８１】
図８に、減量開始時間ＴＣ１の設定処理を示す。なお、本処理は、制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行される。
図８に示すように、制御装置８０は、本処理を開始すると、ＥＧＲ処理の実行中であって、かつ車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上であるか否かを判定する（Ｓ２００）。このステップＳ２００の処理は、上記ステップＳ１００の処理と同一である。
【００８２】
そして、ステップＳ２００にて否定判定されるときには、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。
一方、ステップＳ２００にて肯定判定されるときには、制御装置８０は、基本減量開始時間ＴＣＢを読み込む（Ｓ２１０）。この基本減量開始時間ＴＣＢは、減量開始時間ＴＣ１の基本値であって、予めの実験等により得られた適合値が設定されている。
【００８３】
次に、制御装置８０は、外気温度ＴＨｏｕｔ及び添加弁温度ＴＨＪ及び車速ＳＰＤ及び機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬの各パラメータに基づいて基本減量開始時間ＴＣＢを補正する（Ｓ２２０）。
【００８４】
図９に示すように、制御装置８０は、外気温度ＴＨｏｕｔが低いときほど補正後の基本減量開始時間ＴＣＢが短くなるように、同基本減量開始時間ＴＣＢを補正する。また、制御装置８０は、添加弁温度ＴＨＪが低いときほど補正後の基本減量開始時間ＴＣＢが短くなるように、同基本減量開始時間ＴＣＢを補正する。また、制御装置８０は、車速ＳＰＤが高いときほど補正後の基本減量開始時間ＴＣＢが短くなるように、同基本減量開始時間ＴＣＢを補正する。また、制御装置８０は、機関回転速度ＮＥが高いときほど補正後の基本減量開始時間ＴＣＢが短くなるように、同基本減量開始時間ＴＣＢを補正する。そして、制御装置８０は、機関負荷ＫＬが高いときほど補正後の基本減量開始時間ＴＣＢが短くなるように、同基本減量開始時間ＴＣＢを補正する。なお、各パラメータによる基本減量開始時間ＴＣＢの補正は、各パラメータに応じた補正係数の設定、及び同補正係数による基本減量開始時間ＴＣＢの補正によって行われる。
【００８５】
こうした各パラメータに基づく基本減量開始時間ＴＣＢの補正が行われると、制御装置８０は、補正後の基本減量開始時間ＴＣＢを減量開始時間ＴＣ１に設定して（Ｓ２３０）、本処理を一旦終了する。
【００８６】
そして、本処理で設定された減量開始時間ＴＣ１を使って、制御装置８０は、先の図３に示した一連の処理を実行する。
次に、本実施形態で得られる特有の作用を説明する。
【００８７】
尿素添加弁２３０に付着した尿素水の気化量が少なく、尿素添加弁２３０において尿素水のデポジットが発生しやすいときほど、尿素水を減量補正する減量処理（先の図３におけるステップＳ１３０〜１７０の処理）の開始タイミングが早くなるようにすれば、積算添加量の増大が早期に抑えられるようになる。そのため、デポジットの発生しやすさに応じて減量処理の開始タイミングを適切に設定することが可能になる。
【００８８】
ここで、外気温度ＴＨｏｕｔが低いほど排気温度は低くなる傾向があるため、外気温度ＴＨｏｕｔが低いときほど、尿素添加弁２３０に付着した尿素水の気化量は少なくなる。そこで、先の図９に示したように、外気温度ＴＨｏｕｔが低いときほど、補正後の基本減量開始時間ＴＣＢが短くなるように同基本減量開始時間ＴＣＢは補正される。従って、尿素水の気化量が少なくデポジットが発生しやすいときほど、減量処理の開始タイミングが早くなるように、尿素水の気化量に応じた減量開始時間ＴＣ１の設定が行われる。
【００８９】
また、添加弁温度ＴＨＪが低いときほど、尿素添加弁２３０に付着した尿素水の気化量は少なくなる。そこで、先の図９に示したように、添加弁温度ＴＨＪが低いときほど補正後の基本減量開始時間ＴＣＢが短くなるように同基本減量開始時間ＴＣＢは補正される。従って、これによっても、尿素水の気化量が少なくデポジットが発生しやすいときほど、減量処理の開始タイミングが早くなるように、尿素水の気化量に応じた減量開始時間ＴＣ１の設定が行われる。
【００９０】
他方、エンジン１でのＮＯｘ発生量が多く、当量比制御によって算出される尿素水の添加量が多くなるときほど、つまり積算添加量が増大しやすいときほど上記減量処理の開始タイミングが早くなるようにすれば、積算添加量の増大が早期に抑えられるようになる。そのため、積算添加量の増大に伴うデポジットの発生を好適に抑えることが可能になる。
【００９１】
ここで、車速ＳＰＤが高いときほどＮＯｘの発生量は多くなる傾向があり、機関回転速度ＮＥが高いときほどＮＯｘの発生量は多くなる傾向があり、機関負荷ＫＬが高いときほどＮＯｘの発生量は多くなる傾向がある。そこで、先の図９に示したように、車速ＳＰＤが高いときほど補正後の基本減量開始時間ＴＣＢが短くなるように同基本減量開始時間ＴＣＢは補正される。また、機関回転速度ＮＥが高いときほど補正後の基本減量開始時間ＴＣＢが短くなるように同基本減量開始時間ＴＣＢは補正される。そして、機関負荷ＫＬが高いときほど補正後の基本減量開始時間ＴＣＢが短くなるように同基本減量開始時間ＴＣＢは補正される。従って、ＮＯｘの発生量が多く、デポジットが発生しやすいときほど、減量処理の開始タイミングが早くなるように、ＮＯｘの発生量に応じた減量開始時間ＴＣ１の設定が行われる。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態によれば、上記（１）〜（６）の効果に加えて、さらに以下の効果を得ることができる。
（７）減量開始時間ＴＣ１を、尿素添加弁２３０に付着した尿素水の気化量が少ないときほど短くするようにしている。従って、デポジットの発生しやすさに応じて減量処理の開始タイミングを適切に設定することができる。
【００９３】
（８）外気温度ＴＨｏｕｔ及び添加弁温度ＴＨＪに基づいて基本減量開始時間ＴＣＢを変更するようにしている。そのため、尿素水の気化量に応じた減量開始時間ＴＣ１の設定を行うことができる。
【００９４】
（９）減量開始時間ＴＣ１を、エンジン１でのＮＯｘ発生量が多いときほど短くするようにしている。従って、尿素水の積算添加量の増大に伴うデポジットの発生を好適に抑えることができる。
【００９５】
（１０）車速ＳＰＤ及び機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づいて基本減量開始時間ＴＣＢを変更するようにしている。そのため、ＮＯｘの発生量に応じて減量処理の開始タイミングを設定することができる。
【００９６】
（第３実施形態）
次に、内燃機関の排気浄化装置の第３実施形態について、図１０を参照して説明する。
第１実施形態では、ＥＧＲ処理の実行中において車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上の高速状態になっている期間が所定期間以上継続しているか否かを判定するために、上述の時間カウンタＴＣを計測するようにした。
【００９７】
一方、本実施形態では、そうした時間カウンタＴＣの計測に代えて、尿素添加量ＱＥの積算値である積算添加量ＱＥＴを算出することにより、同様の判定を行うようにしている。つまり先の図３に示したステップＳ１１０及びステップＳ１２０の処理を省略して、図１０に示すステップＳ３００及びステップＳ３１０の処理を行うようにしている。
【００９８】
図１０に示すように、制御装置８０は、本処理を開始すると、ＥＧＲ処理の実行中であって、かつ車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上であるか否かを判定する（Ｓ１００）。このステップＳ１００の処理は、上記ステップＳ１００の処理と同一である。
【００９９】
そして、ステップＳ１００にて否定判定されるときには、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。
一方、ステップＳ１００にて肯定判定されるときには、制御装置８０は、積算添加量ＱＥＴの算出を行う（Ｓ３００）。この積算添加量ＱＥＴは、ＥＧＲ処理の実行中において車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上の高速状態になっているときの尿素添加量ＱＥの時間積分値である。
【０１００】
次に、制御装置８０は、現在の積算添加量ＱＥＴが減量開始積算量ＱＥＴ１以上であるか否かを判定する（Ｓ３１０）。この減量開始積算量ＱＥＴ１は固定値であって、尿素添加弁２３０でのデポジットの発生が懸念される程度の尿素添加量ＱＥの積算量であり、予めの実験等を通じて得られた適合値が設定されている。
【０１０１】
そして、積算添加量ＱＥＴが減量開始積算量ＱＥＴ１未満であるときには（Ｓ３１０：ＮＯ）、制御装置８０は、積算添加量ＱＥＴが減量開始積算量ＱＥＴ１以上になるまでステップＳ１００、ステップＳ３００、及びステップＳ３１０の各処理を順次繰り返す。
【０１０２】
一方、積算添加量ＱＥＴが減量開始積算量ＱＥＴ１以上であるときには（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、上述した減量処理を行うために、制御装置８０は、先の図３に示したステップＳ１３０以降の処理を実行する。
【０１０３】
次に、本実施形態の作用を説明する。
ＥＧＲ処理の実行中において、車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上の高速状態になっているときに算出される積算添加量ＱＥＴが、減量開始積算量ＱＥＴ１以上になると、上述した尿素添加量ＱＥの減量処理が開始される。従って、本実施形態においても、ＥＧＲ処理の実行中において車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上の高速状態になっている期間が所定期間以上継続したときに、上記減量処理が開始される。
【０１０４】
以上説明したように、本実施形態においても、第１実施形態の上記（１）〜（６）の効果を得ることができる。
（第４実施形態）
次に、内燃機関の排気浄化装置の第４実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。
【０１０５】
第３実施形態では、減量開始積算量ＱＥＴ１が固定値であったが、本実施形態では、減量開始積算量ＱＥＴ１を可変設定する処理を行うようにしており、この点のみが第３実施形態と異なっている。そこで、以下では、第３実施形態との相異点を中心にして、本実施形態を説明する。
【０１０６】
図１１に、減量開始積算量ＱＥＴ１の設定処理を示す。なお、本処理は、制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行される。
図１１に示すように、制御装置８０は、本処理を開始すると、ＥＧＲ処理の実行中であって、かつ車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上であるか否かを判定する（Ｓ４００）。このステップＳ４００の処理は、上記ステップＳ１００の処理と同一である。
【０１０７】
そして、ステップＳ４００にて否定判定されるときには、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。
一方、ステップＳ４００にて肯定判定されるときには、制御装置８０は、基本減量開始積算量ＱＥＴＢを読み込む（Ｓ４１０）。この基本減量開始積算量ＱＥＴＢは、減量開始積算量ＱＥＴ１の基本値であって、予めの実験等により得られた適合値が設定されている。
【０１０８】
次に、制御装置８０は、外気温度ＴＨｏｕｔ及び添加弁温度ＴＨＪの各パラメータに基づいて基本減量開始積算量ＱＥＴＢを補正する（Ｓ４２０）。
図１２に示すように、制御装置８０は、外気温度ＴＨｏｕｔが低いときほど補正後の基本減量開始積算量ＱＥＴＢが少なくなるように、同基本減量開始積算量ＱＥＴＢを補正する。また、制御装置８０は、添加弁温度ＴＨＪが低いときほど補正後の基本減量開始積算量ＱＥＴＢが少なくなるように、同基本減量開始積算量ＱＥＴＢを補正する。なお、各パラメータによる基本減量開始積算量ＱＥＴＢの補正は、各パラメータに応じた補正係数の設定、及び同補正係数による基本減量開始積算量ＱＥＴＢの補正によって行われる。
【０１０９】
こうした各パラメータに基づく基本減量開始積算量ＱＥＴＢの補正が行われると、制御装置８０は、補正後の基本減量開始積算量ＱＥＴＢを減量開始積算量ＱＥＴ１に設定して（Ｓ４３０）、本処理を一旦終了する。
【０１１０】
そして、本処理で設定された減量開始積算量ＱＥＴ１を使って、制御装置８０は、先の図１０に示した一連の処理を実行する。
次に、本実施形態で得られる特有の作用を説明する。
【０１１１】
尿素添加弁２３０に付着した尿素水の気化量が少なく、尿素添加弁２３０において尿素水のデポジットが発生しやすいときほど、尿素水を減量補正する減量処理（先の図３におけるステップＳ１３０〜１７０の処理）の開始タイミングが早くなるようにすれば、積算添加量の増大が早期に抑えられるようになる。そのため、デポジットの発生しやすさに応じて減量処理の開始タイミングを適切に設定することが可能になる。
【０１１２】
ここで、外気温度ＴＨｏｕｔが低いほど排気温度は低くなる傾向があるため、外気温度ＴＨｏｕｔが低いときほど、尿素添加弁２３０に付着した尿素水の気化量は少なくなる。また、添加弁温度ＴＨＪが低いときほど、尿素添加弁２３０に付着した尿素水の気化量は少なくなる。そこで、先の図１２に示したように、外気温度ＴＨｏｕｔが低いときほど、あるいは添加弁温度ＴＨＪが低いときほど、補正後の基本減量開始積算量ＱＥＴＢが少なくなるように同基本減量開始積算量ＱＥＴＢは補正される。従って、尿素水の気化量が少なくデポジットが発生しやすいときほど、先の図１０に示したステップＳ３１０において肯定判定されるタイミングは早くなる。つまり、補正後の基本減量開始積算量ＱＥＴＢが少なくする補正は、第２実施形態において補正後の基本減量開始時間ＴＣＢを短くする補正と同じ作用が得られる。
【０１１３】
このようにして減量処理の開始タイミングが早くなるように、尿素水の気化量に応じた減量開始積算量ＱＥＴ１の設定が行われる。
以上説明したように、本実施形態によれば、上記第３実施形態による効果に加えて、第２実施形態の（７）及び（８）と同様な効果を得ることができる。
【０１１４】
（第５実施形態）
上述した減量処理が実行されることにより、尿素水の添加量が減少すると、ＳＣＲ触媒４１のアンモニア吸着量が不足するようになり、ＮＯｘ浄化率が低下するおそれがある。そこで、本実施形態では、ＳＣＲ触媒４１のアンモニア吸着量ＮＨＲが所定値以下になっているときには、上述した減量処理の実行中であってもアンモニア吸着量ＮＨＲが増大するように尿素水の添加量を調整するようにしている。
【０１１５】
本実施形態は、第１実施形態で説明したステップＳ１７０の処理の後に、図１３に示すステップＳ５００〜ステップＳ５２０の処理を追加することにより実施される。
すなわち先の図３に示したステップＳ１７０にて、補正後添加量ＱＥＨの算出を行った後、制御装置８０は、図１３に示すステップＳ５００以降の処理を行う。
【０１１６】
図１３に示すステップＳ５００において、制御装置８０は、アンモニアの吸着要求があるか否かを判定する（Ｓ５００）。このステップＳ５００では、ＳＣＲ触媒４１のアンモニア吸着量ＮＨＲが所定の下限値以下になっているときに、アンモニアの吸着要求があると判定される。なお、アンモニア吸着量ＮＨＲは、適宜の方法で算出される。例えば尿素水の添加量、排気温度、排気流量等といったアンモニア吸着量ＮＨＲに相関するパラメータに基づいてアンモニア吸着量ＮＨＲは算出される。また、上記下限値には、ＮＯｘの還元を適切に行う上で必要となるアンモニア吸着量の最小値が予め設定されている。
【０１１７】
そして、アンモニアの吸着要求がないとき、つまりアンモニア吸着量ＮＨＲが下限値を超えているときには（Ｓ５００：ＮＯ）、制御装置８０は、ステップＳ１７０で算出された補正後添加量ＱＥＨを最終添加量ＱＥＦに設定して（Ｓ５２０）、本処理を一旦終了する。
【０１１８】
一方、アンモニアの吸着要求があるとき、つまりアンモニア吸着量ＮＨＲが下限値以下であるときには（Ｓ５００：ＹＥＳ）、制御装置８０は、ステップＳ１７０で算出された補正後添加量ＱＥＨと吸着添加量ＱＥＮＨとのうちで値が大きい方を最終添加量ＱＥＦに設定して（Ｓ５１０）、本処理を一旦終了する。吸着添加量ＱＥＮＨは、下限値以下となったアンモニア吸着量ＮＨＲを規定の吸着量まで増大させるために必要な尿素水の添加量であり、例えば規定の吸着量に対する現在のアンモニア吸着量ＮＨＲの不足量や、アンモニア吸着量ＮＨＲに影響を与える排気温度などに基づいて算出される。
【０１１９】
こうして最終添加量ＱＥＦが設定されると、制御装置８０は、最終添加量ＱＥＦに相当する量の尿素水が尿素添加弁２３０から添加されるように、尿素添加弁２３０の駆動を制御する。
【０１２０】
次に、本実施形態によって得られる特有の作用を説明する。
アンモニアの吸着要求がないときには、ステップＳ１７０で算出された補正後添加量ＱＥＨが最終添加量ＱＥＦとして設定される。この場合には、第１実施形態と同様な作用効果が得られる。
【０１２１】
一方、アンモニアの吸着要求があるときには、ステップＳ１７０で算出された補正後添加量ＱＥＨと、吸着添加量ＱＥＮＨとのうちで値の大きい方が最終添加量ＱＥＦとして設定される。そして、この設定された最終添加上限量ＱＥＭＡＸＦによって尿素添加量ＱＥは制限される（Ｓ５１０）。従って、ステップＳ５１０において、最終添加量ＱＥＦとして吸着添加量ＱＥＮＨが設定された場合には、少なくとも吸着添加量ＱＥＮＨに相当する量の尿素水が添加される。そのため、アンモニア吸着量ＮＨＲは増大して規定の吸着量に達するようになる。
【０１２２】
また、ステップＳ５１０において、最終添加量ＱＥＦとして上記補正後添加量ＱＥＨが設定された場合には、最終添加量ＱＥＦは少なくとも吸着添加量ＱＥＮＨよりも多い量になる。従って、少なくとも吸着添加量ＱＥＮＨ以上の量の尿素水が添加される。そのため、アンモニア吸着量ＮＨＲは増大して規定の吸着量に達するようになる。
【０１２３】
ちなみに、本実施形態の減量処理は、第２実施形態、第３実施形態、及び第４実施形態に対しても適用可能である。
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態による上記（１）〜（６）の効果に加えて、さらに以下の効果を得ることができる。
【０１２４】
（１１）アンモニア吸着量ＮＨＲが所定の下限値以下のときには、上述した減量処理の実行中であってもアンモニア吸着量ＮＨＲが増大するように尿素水の添加量を調整するようにしている。そのため、減量処理による添加量の減量よりも、ＳＣＲ触媒４１でのアンモニア吸着が優先されるようになるため、アンモニア吸着量ＮＨＲの不足に起因したＮＯｘ浄化率の低下を抑えることができる。
【０１２５】
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・添加弁温度ＴＨＪとして、尿素添加弁２３０の先端温度を推定するようにした。しかし、尿素添加弁２３０の他の部位における温度と先端温度とは互いに相関しているため、先端温度に代えて、尿素添加弁２３０の他の部位の温度を推定したり、検出したりしてもよい。
【０１２６】
・尿素添加量ＱＥを減量するための補正係数として、減量係数ＫＤ及び車速係数Ｋ１及び外気温度係数Ｋ２及び添加弁温度係数Ｋ３を設定するようにしたが、これら各パラメータのうちのいずれかを適宜省略してもよい。例えば減量係数ＫＤの設定を省略したり、車速係数Ｋ１の設定を省略したり、外気温度係数Ｋ２の設定を省略したり、添加弁温度係数Ｋ３の設定を省略したりしてもよい。また省略するパラメータは１つに限らず、複数でもよい。
【０１２７】
・各実施形態では、各種の補正係数を使って尿素添加量ＱＥの減量補正量を可変設定するようにした。この他、より簡易的には、そうした減量補正量を固定値にしてもよい。例えば上述した減量係数ＫＤを固定値とし、この減量係数ＫＤを尿素添加量ＱＥに乗算して、補正後添加量ＱＥＨを算出してもよい。この場合でも、補正後添加量ＱＥＨは、当量比制御によって設定される尿素添加量ＱＥよりも減少するため、少なくとも上記（１）及び（２）に記載の効果を得ることができる。
【０１２８】
・第２実施形態では、基本減量開始時間ＴＣＢを、外気温度ＴＨｏｕｔ及び添加弁温度ＴＨＪ及び車速ＳＰＤ及び機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬの各パラメータに基づいて補正するようにしたが、これら各パラメータのうちのいずれかを適宜省略してもよい。例えば外気温度ＴＨｏｕｔによる補正を省略したり、添加弁温度ＴＨＪによる補正を省略したり、車速ＳＰＤによる補正を省略したり、機関回転速度ＮＥによる補正を省略したり、機関負荷ＫＬによる補正を省略したりしてもよい。また省略するパラメータは１つに限らず、複数でもよい。
【０１２９】
・第４実施形態では、基本減量開始積算量ＱＥＴＢを、外気温度ＴＨｏｕｔ及び添加弁温度ＴＨＪの各パラメータに基づいて補正するようにしたが、これら各パラメータのうちの一方を適宜省略してもよい。例えば外気温度ＴＨｏｕｔによる補正を省略したり、添加弁温度ＴＨＪによる補正を省略したりしてもよい。
【０１３０】
・第５実施形態では、アンモニア吸着量ＮＨＲを増大させるために、ステップＳ１７０で算出された補正後添加量ＱＥＨと吸着添加量ＱＥＮＨとのうちで値が大きい方を最終添加量ＱＥＦに設定するようにしたが、この他の態様でアンモニア吸着量ＮＨＲを増大させるようにしてもよい。例えばアンモニア吸着量ＮＨＲが所定の下限値以下のときには、上述した減量処理による尿素添加量の減量を禁止するようにしてもよい。この場合には、減量処理による尿素添加量の減量が実行されている場合と比較して、尿素添加量が増えるようになるため、アンモニア吸着量ＮＨＲが増大するようになる。従ってこの変形例でも、アンモニア吸着量ＮＨＲの不足に起因したＮＯｘ浄化率の低下を抑えることができるようになる。
【０１３１】
・ＥＧＲ処理の実行中において車速ＳＰＤが所定値以上の高速状態になっている期間が所定期間以上継続したか否かを判定するために、上述した時間カウンタＴＣの計測や、積算添加量ＱＥＴの算出を行うようにしたが、その他の態様で判定してもよい。例えば、ＥＧＲ処理の実行中であって、かつ車速ＳＰＤが判定値ＳＰＤ１以上になっているときの走行距離を積算し、その積算された走行距離が所定値以上になったときに、上述の減量処理（先の図３に示したステップＳ１３０〜Ｓ１７０の処理）を行うようにしてもよい。
【０１３２】
・還元剤として尿素水を使用するようにしたが、この他の還元剤を使用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…燃料添加弁、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホール、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…吸気絞り弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…絞り弁開度センサ、２１…機関回転速度センサ、２２…アクセルセンサ、２３…外気温センサ、２４…車速センサ、２５…水温センサ、２６…排気通路、２７…燃料供給管、３０…第１浄化部材、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、４０…第２浄化部材、４１…選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）、５０…第３浄化部材、５１…アンモニア酸化触媒、６０…分散板、８０…制御装置、１００…第１排気温度センサ、１１０…差圧センサ、１２０…第２排気温度センサ、１３０…第１ＮＯｘセンサ、１４０…第２ＮＯｘセンサ、２００…尿素水供給機構、２１０…タンク、２２０…ポンプ、２３０…尿素添加弁、２４０…供給通路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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