(57)【要約】【課題】ＥＧＲが行われている時にＮＯｘ触媒の還元処理が実施された場合においても、ＥＧＲによる内燃機関のＮＯｘ生成量の低減とＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの還元反応との双方がともに好適に行われ、排気浄化システム全体としてのＮＯｘ排出量低減効果を可及的に高めることを可能にする技術を提供する。【解決手段】主に低圧ＥＧＲ通路２３を用いてＥＧＲが行われている時に、ＮＯｘ触媒２０の還元処理を実施すべく燃料添加弁２８から排気管に燃料添加が行われた場合、低圧ＥＧＲ通路２３によって再循環される排気の量を減量することによって、ＮＯｘ触媒２０を通過する排気の量を減少させるようにした。【選択図】図２
2007162501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の上流から燃料を供給する燃料添加装置と、
前記排気浄化装置より上流の排気管に設けられたタービンと前記内燃機関の吸気管の途中に設けられたコンプレッサとから成るターボチャージャと、
前記タービンより上流の排気管内の排気の一部を前記コンプレッサより下流の吸気管に再循環させる高圧ＥＧＲ装置と、
前記排気浄化装置より下流の排気管内の排気の一部を前記コンプレッサより上流の吸気管に再循環させる低圧ＥＧＲ装置と、
前記燃料添加装置から前記排気浄化装置に燃料が供給される時は、前記高圧ＥＧＲ装置によって再循環する排気の量及び／又は前記低圧ＥＧＲ装置によって再循環する排気の量を制御して前記排気浄化装置を通過する排気の量を制御する制御手段と、
を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２】
請求項１において、
前記排気浄化装置に設けられた吸蔵還元型のＮＯｘ触媒に前記燃料添加装置から燃料を供給することで前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘ又はＳＯｘを還元する還元処理を行う還元手段を更に備え、
前記制御手段は、前記還元処理の実施時に前記低圧ＥＧＲ装置による排気の再循環が行われていた場合は、前記低圧ＥＧＲ装置によって再循環する排気の量を減量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３】
請求項２において、
前記制御手段は、前記還元処理の実施時における前記ＮＯｘ触媒の温度が所定温度より低い場合は、前記減量の度合い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４】
請求項２又は３において、
前記制御手段は、前記還元処理の実施時において前記ＮＯｘ触媒にさらに吸蔵させることが可能なＮＯｘの量に応じて前記減量の度合いを定め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２において、
前記還元処理の実施前に前記ＮＯｘ触媒の温度を上昇させる触媒昇温処理を行う触媒昇温手段を更に備え、
前記制御手段は、前記触媒昇温処理の実施時に前記高圧ＥＧＲ装置によって再循環する排気の量を増量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６】
請求項２において、
前記制御手段は、前記還元処理が実施されていない時は、前記ＮＯｘ触媒の温度が所定の温度範囲に入るように、前記高圧ＥＧＲ装置によって再循環する排気の量及び／又は前記低圧ＥＧＲ装置によって再循環する排気の量を制御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７】
請求項１において、
前記排気浄化装置に設けられたＰＭフィルタに前記燃料添加装置から燃料を供給することで前記ＰＭフィルタに捕集された微粒子物質を酸化するフィルタ再生処理を行うフィルタ再生手段を更に備え、
前記制御手段は、前記フィルタ再生処理の実施時に前記低圧ＥＧＲ装置によって再循環
する排気の量を増量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７において、
前記フィルタ再生処理の実施前に前記ＰＭフィルタの温度を上昇させるフィルタ昇温処理を行うフィルタ昇温手段を更に備え、
前記制御手段は、前記フィルタ昇温処理の実施時に前記高圧ＥＧＲ装置によって再循環する排気の量を増量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１〜８において、
前記制御手段は、前記燃料添加装置から供給される燃料の性状に応じて前記低圧ＥＧＲ装置によって再循環する排気の量及び／又は前記高圧ＥＧＲ装置によって再循環する排気の量を制御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、排気再循環装置を備えた内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から大気中に排出される窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という）の量を低減する技術として、排気再循環装置（以下、「ＥＧＲ装置」という）や、ＮＯｘ触媒或いはＮＯｘ触媒を担持したパティキュレートフィルタ（以下、「フィルタ」という）などの排気浄化装置を備えた排気浄化システムが知られている。
【０００３】
ＮＯｘ触媒は、内燃機関から排出されたＮＯｘを排気中からＮＯｘ触媒に吸蔵することによって排気を浄化するものである。
【０００４】
ＥＧＲ装置は、排気の一部を内燃機関の吸気系に戻し、燃焼室における混合気の燃焼温度を下げることによって、内燃機関におけるＮＯｘの生成量を低減するものである。
【０００５】
近年では、過給機としてターボチャージャを備えた内燃機関において、ターボチャージャのタービンより上流の排気管内の排気の一部をターボチャージャのコンプレッサより下流の吸気管に再循環させる通常のＥＧＲ装置（以下、「高圧ＥＧＲ装置」という）に加えて、ターボチャージャのタービンより下流に設けられたＮＯｘ触媒から排出される排気の一部をターボチャージャのコンプレッサより上流の吸気管に再循環させる低圧ＥＧＲ装置を備えた排気浄化システムの開発も行われている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５０３１９号公報
【特許文献２】特開２００５−７６４５６号公報
【特許文献３】特開２００４−１５６５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高圧ＥＧＲ装置を用いてＥＧＲを行った場合、再循環された排気の量（以下、「ＥＧＲ量」という）だけタービンを駆動する排気の量が減少することになるため、ＥＧＲ量が増加した場合、十分な過給圧を得られなくなる可能性がある。そのため、高圧ＥＧＲを用いて大量のＥＧＲを行うことは難しい。
【０００７】
それに対し、低圧ＥＧＲ装置を用いてＥＧＲを行った場合、タービンを駆動した後の排気の一部が再循環されるため、ＥＧＲ量を増加させた場合でも過給圧は低下しにくい。さらに、低圧ＥＧＲ装置によって吸気通路に導かれた排気は、新気とともにコンプレッサによって過給されることになるため、内燃機関に大量のＥＧＲガスを導入することが可能になる。
【０００８】
そのため、内燃機関におけるＮＯｘの生成量を低減させるためには低圧ＥＧＲ装置を用いて大量のＥＧＲを行うことが有効である。
【０００９】
一方、ＮＯｘ触媒を備えた内燃機関においては、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量には限界があるため、ＮＯｘ触媒にある程度の量のＮＯｘが吸蔵された段階でＮＯｘ触媒に燃料などの還元剤（以下、単に「燃料」という）を供給し、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元・浄化する還元処理が適宜実施される。
【００１０】
ＮＯｘ触媒に燃料を供給する方法としては、ＮＯｘ触媒より上流の排気中に燃料を添加
する方法などが採られる。この場合、排気中に添加された燃料は排気とともにＮＯｘ触媒を通過しつつＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘと還元反応する。すなわち、ＮＯｘの還元反応が進行するのは添加された燃料がＮＯｘ触媒を通過する期間内に限られることになる。そのため、ＮＯｘ触媒の還元処理が好適に実施されるためには、ＮＯｘ触媒における燃料の滞留時間を長くすることが有効である。
【００１１】
ところが、内燃機関におけるＮＯｘの生成量を低減すべく低圧ＥＧＲ装置によって大量のＥＧＲを行っている時は、上記のようにターボチャージャが高い過給圧を維持しつつ新気及びＥＧＲガスの過給を行うため、内燃機関から排出される排気の流量及び空間速度が速くなる。そのため、排気とともにＮＯｘ触媒を通過する燃料のＮＯｘ触媒における滞留時間が短くなり、還元処理における燃料とＮＯｘとの反応時間が不足する可能性があった。その場合、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘが十分に還元されなくなる虞があった。
【００１２】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＥＧＲとＮＯｘ触媒の還元処理とが同時期に行われる場合に、ＥＧＲによるＮＯｘ低減とＮＯｘ触媒の還元処理との双方がともに好適に実施され、排気浄化システム全体としてのＮＯｘ排出量の低減効果を可及的に高める技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明の内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関から排出される排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の上流から燃料を供給する燃料添加装置と、
前記排気浄化装置より上流の排気管に設けられたタービンと前記内燃機関の吸気管の途中に設けられたコンプレッサとから成るターボチャージャと、
前記タービンより上流の排気管内の排気の一部を前記コンプレッサより下流の吸気管に再循環させる高圧ＥＧＲ装置と、
前記排気浄化装置より下流の排気管内の排気の一部を前記コンプレッサより上流の吸気管に再循環させる低圧ＥＧＲ装置と、
前記燃料添加装置から前記排気浄化装置に燃料が供給される時は、前記高圧ＥＧＲ装置によって再循環する排気の量及び／又は前記低圧ＥＧＲ装置によって再循環する排気の量を制御して前記排気浄化装置を通過する排気の量を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、高圧ＥＧＲ装置によって再循環される排気の量（以下、「高圧ＥＧＲガス量」という）及び／又は低圧ＥＧＲ装置によって再循環される排気の量（以下、「低圧ＥＧＲガス量」という）を制御して、排気浄化装置を通過する排気の量を制御することができる。
【００１５】
これにより、ＥＧＲによる排気浄化効果を最適化するような高圧ＥＧＲガス量及び低圧ＥＧＲガス量（以下、「ＥＧＲ用設定」という）と、排気浄化装置による排気浄化効果を最適化するための高圧ＥＧＲガス量及び低圧ＥＧＲガス量（以下、「排気浄化装置用設定」という）とが異なる場合においては、排気浄化装置による排気浄化が行われる時に高圧ＥＧＲガス量及び低圧ＥＧＲガス量をＥＧＲ用設定と排気浄化装置用設定の中間的な設定値に制御することができる。
【００１６】
この場合、ＥＧＲによる排気浄化効果はある程度低下する可能性があるが、その低下の度合いと比較して排気浄化装置による排気浄化効果の向上の度合いの方が大きくなるように前記した中間的な設定値を定めることによって、ＥＧＲ及び排気浄化装置による排気浄化が双方とも好適に実施可能となるように高圧ＥＧＲガス量及び低圧ＥＧＲガス量を制御することができる。
【００１７】
その結果、排気浄化装置による排気浄化が行われる時に排気浄化装置を通過する排気の量を好適に制御することが可能になり、排気浄化システム全体としての排気浄化効果を高めることができる。
【００１８】
例えば、排気浄化装置としてＮＯｘ触媒を備えている場合には、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘ又はＳＯｘを還元してＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力を回復させる還元処理を実施するために、適宜燃料添加装置からＮＯｘ触媒に燃料が供給される。
【００１９】
上記のように構成された内燃機関の排気浄化システムでは、この燃料添加が行われた時に低圧ＥＧＲ装置による排気の再循環が行われていた場合は、低圧ＥＧＲガス量を減量することができる。
【００２０】
こうすることより、還元処理が実施されていない通常時においては、低圧ＥＧＲ装置を用いて大量のＥＧＲガスを内燃機関に導入することによって内燃機関のＮＯｘ生成量を大幅に低減することができる。また、還元処理の実施時においては、ＮＯｘ触媒を通過する排気の量が過剰になることを抑制することができるため、排気系燃料添加によって添加された燃料（以下、「添加燃料」という）のＮＯｘ触媒における反応時間を十分に確保することが可能になり、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力の回復やＮＯｘのが十分に得られるようになる。
【００２１】
その結果、還元処理の実施時においても、ＥＧＲによる内燃機関のＮＯｘ生成量の低減効果が多少低下する可能性を考慮しても、排気浄化システム全体としてのＮＯｘ排出量低減効果をより高めることが可能になる。
【００２２】
また、燃料添加が行われた時に低圧ＥＧＲガス量が減量されるため、添加燃料に含まれる未燃成分が低圧ＥＧＲ装置や吸気系へ流入することを抑制することができる。これにより、低圧ＥＧＲ装置や吸気系の汚れや性能低下を抑制することができる。
【００２３】
ところで、還元処理におけるＮＯｘ又はＳＯｘの還元反応（以下、「ＮＯｘ還元反応」と総称する）の活性は、ＮＯｘ触媒の状態に依存している。具体的には、ＮＯｘ触媒が活性化しているほど、ＮＯｘ還元反応は進行し易くなる傾向がある。
【００２４】
そこで、本発明の排気浄化システムでは、還元処理の実施時におけるＮＯｘ触媒の温度が所定温度より低い場合には、低圧ＥＧＲガス量の減量の度合いを少なくするようにしてもよい。所定温度は、ＮＯｘ触媒が十分に活性化しているとみなすことができる温度であり、予め実験により求められている。
【００２５】
これは、ＮＯｘ触媒の温度が低い場合にはＮＯｘ触媒が十分に活性化しないため、低圧ＥＧＲガス量を大幅に減量して添加燃料がＮＯｘ触媒において還元反応するための時間を十分に確保したとしても、ＮＯｘ還元反応の効果は向上しにくいからである。
【００２６】
従って、このような場合は、低圧ＥＧＲガス量の減量の度合いを少なくすることによってＥＧＲによる内燃機関のＮＯｘ生成量の低減効果を高めるようにした方が、排気浄化システム全体としてのＮＯｘ排出量低減効果をより高めることができる。
【００２７】
また、還元処理における添加燃料によるＮＯｘ還元反応の活性は、還元処理の実施時においてＮＯｘ触媒がさらに吸蔵可能なＮＯｘの量（以下、「吸蔵余裕量」という）に依存している。具体的には、ＮＯｘ触媒の吸蔵余裕量が多いほど、添加燃料による還元反応は進行し易くなる傾向がある。
【００２８】
そこで、本発明の排気浄化システムでは、還元処理の実施時におけるＮＯｘ触媒の吸蔵余裕量に応じて低圧ＥＧＲガス量の減量の度合いを定めるようにしても良い。具体的には、ＮＯｘ触媒の吸蔵余裕量が多いほど低圧ＥＧＲガス量の減量の度合いを少なくすることが好ましい。
【００２９】
これは、還元処理の実施時におけるＮＯｘ触媒の吸蔵余裕量が多い場合には、添加燃料のＮＯｘ触媒における反応時間が多少短縮されたとしても、ＮＯｘ還元反応は十分に進行するため、ＮＯｘ還元反応の効果は低下しにくいからである。
【００３０】
従って、このような場合は、低圧ＥＧＲガス量の減量の度合いを少なくすることによってＥＧＲによる内燃機関のＮＯｘ生成量の低減効果を高めるようにした方が、排気浄化システム全体としてのＮＯｘ排出量低減効果をより高めることができる。
【００３１】
上記のように、ＮＯｘ触媒の状態に応じて適宜低圧ＥＧＲガス量の減量の度合いを調節することによって、内燃機関に導入されるＥＧＲガス量の変化量を少なくすることができるため、トルク変動や燃焼騒音の変化などを低減することもできる。その結果、ドライバビリティが向上するという副次的な効果もある。
【００３２】
ところで、上記のように、低圧ＥＧＲ装置を用いてＥＧＲを行っている場合、大量の排気と新気の混合気が内燃機関に導入されるため、内燃機関から排出される排気の温度は低温になる傾向がある。
【００３３】
一方、高圧ＥＧＲ装置を用いてＥＧＲを行っている場合は、内燃機関に再循環させる排気の量は低圧ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲの場合と比較して少ないため、内燃機関から排出される排気の温度は高温になる傾向がある。
【００３４】
このことから、本発明の排気浄化システムでは、高圧ＥＧＲガス量及び低圧ＥＧＲガス量を調節することによってＮＯｘ触媒を通過する排気の温度を制御し、それによってＮＯｘ触媒の温度を制御することもできる。
【００３５】
例えば、還元処理における添加燃料のＮＯｘ還元反応が好適に進行するためには、ＮＯｘ触媒が十分に活性化している必要がある。そのため、還元処理の実施前に予めＮＯｘ触媒の温度を上昇させる触媒昇温処理が実施されることが一般的である。
【００３６】
そこで、本発明の排気浄化システムでは、触媒昇温処理の実施時には高圧ＥＧＲガス量を増量するようにしてもよい。
【００３７】
これにより、ＮＯｘ触媒を通過する排気の温度が高められるため、触媒昇温処理に要する時間を短縮することができる。
【００３８】
その結果、より早期に還元処理を実施することができ、ＮＯｘ還元反応の効果をより高めることができる。
【００３９】
また、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵反応は、ＮＯｘ触媒の温度が所定の温度範囲内に入っている時に最も進行し易くなることが知られている。
【００４０】
そこで、本発明の排気浄化システムでは、還元処理が実施されていない時には、ＮＯｘ触媒の温度がこの所定の温度範囲内に入るように高圧ＥＧＲガス量又は低圧ＥＧＲガス量を制御するようにしてもよい。
【００４１】
これにより、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵効率を高めることができ、より確実に排気を浄化することが可能になる。
【００４２】
本発明の排気浄化システムにおいて、排気浄化装置としてＰＭフィルタを備えている場合には、ＰＭフィルタに捕集された微粒子物質（以下、「ＰＭ」という）を酸化・除去することによってＰＭフィルタのＰＭ捕集能力を回復させるフィルタ再生処理を実施するために、適宜燃料添加装置からＰＭフィルタに燃料が供給される。
【００４３】
フィルタ再生処理の実施時にＰＭフィルタを通過する排気の量が少ない場合、添加された燃料がＰＭフィルタ全体に拡散しにくくなり、ＰＭフィルタの中で局所的に燃料の濃度が高い箇所が発生して過昇温を招いたり、ＰＭフィルタに堆積しているＰＭを酸化し切るために長い時間を要する可能性がある。
【００４４】
そこで、排気浄化装置としてＰＭフィルタを備えた排気浄化システムの場合、フィルタ再生処理の実施時には低圧ＥＧＲガス量を増量するようにしてもよい。
【００４５】
これにより、フィルタ再生処理の実施時にはＰＭフィルタを通過する排気の量が増加するため、添加燃料がＰＭフィルタの広範囲に短時間で拡散するようになる。その結果、効率的にＰＭフィルタに堆積したＰＭを酸化除去することが可能になる。また、低圧ＥＧＲガスの温度は比較的低温であるため、フィルタ再生処理に伴って発生するＰＭの酸化反応熱が効率的に排熱されるようになり、ＰＭフィルタの過昇温を抑制することができる。
【００４６】
フィルタ再生処理におけるＰＭの酸化反応の活性は、ＰＭフィルタの温度に依存している。具体的には、ＰＭフィルタの温度が高いほどＰＭの酸化反応は進行し易くなる傾向がある。そのため、フィルタ再生処理の実施前に予めＰＭフィルタの温度を上昇させるフィルタ昇温処理が実施されることが一般的である。
【００４７】
そこで、本発明の排気浄化システムでは、フィルタ昇温処理の実施時に高圧ＥＧＲガス量を増量するようにしてもよい。
【００４８】
これにより、ＰＭフィルタを通過する排気の温度が高められるため、フィルタ昇温処理に要する時間を短縮することができる。その結果、より早期に再生処理を実施することが可能になるので、ＰＭフィルタによるＰＭ浄化効果をより高めることができる。
【００４９】
本発明の排気浄化システムの排気浄化装置による排気浄化効果は、排気系燃料添加によって内燃機関の排気系に添加される燃料の性状に依存している。
【００５０】
そこで、本発明の排気浄化システムでは、添加燃料の性状に応じて排気浄化装置を通過する排気の量を制御するようにしてもよい。
【００５１】
例えば、軽質で蒸発し易い性状の燃料が使用される場合、添加燃料は短時間で蒸発して排気の空燃比はリッチ側に大きく変化する。しかし、排気の空燃比がリッチ側に変化する期間が短いため、例えばＮＯｘ触媒の還元処理において添加燃料のＮＯｘ触媒における反応時間が十分に確保できず、ＮＯｘ浄化効果が低下する可能性がある。
【００５２】
従って、この場合、排気系燃料添加時には低圧ＥＧＲガス量を減量することが好ましい。
【００５３】
これにより、排気浄化装置を通過する排気の量を減少させることができ、排気系燃料添
加時に排気の空燃比がリッチ側に移行する時間を長くすることが可能になる。
【００５４】
一方、蒸発しにくい性状の燃料が使用される場合、排気系燃料添加が行われても排気の空燃比が十分にリッチ側に変化しない可能性がある。そうすると、例えばＮＯｘ触媒の場合、周囲雰囲気がある程度以上リッチ側になっていることを条件にＮＯｘ還元反応が進行するため、ＮＯｘ浄化効果が低下する可能性がある。
【００５５】
従って、この場合、排気系燃料添加時には低圧ＥＧＲガス量を増量することが好ましい。
【００５６】
これにより、排気浄化装置を通過する排気の量を増加させることができ、添加燃料の蒸発が促進されるため、排気系燃料添加時に排気の空燃比を十分リッチ側に移行させることが可能になる。
【発明の効果】
【００５７】
本発明の排気浄化システムにより、ＥＧＲ装置と排気浄化装置を備えた排気浄化システムにおいて、ＥＧＲ装置と排気浄化装置による排気浄化とが同時期に行われる場合においても、双方の排気浄化がとも好適に実施され、排気浄化システム全体としての排気浄化効果を可及的に高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【実施例１】
【００５９】
図１は本発明を適用する内燃機関の一実施形態を模式的に示したものである。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有するディーゼル機関である。内燃機関１は、各気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。
【００６０】
内燃機関１には、吸気枝管８が接続されており、吸気枝管８の各枝管は各気筒２の燃焼室と吸気ポート（図示省略）を介して連通している。吸気枝管８に接続された吸気管９の途中には、排気のエネルギーを駆動源として作動するターボチャージャ１５のコンプレッサハウジング１５ａが設けられている。
【００６１】
コンプレッサハウジング１５ａの上流にはエアクリーナ４が設けられている。エアクリーナ４には、吸気管９に流入する空気量に応じた信号をＥＣＵ３５に出力するエアフローメータ１１が設けられている。
【００６２】
コンプレッサハウジング１５ａの下流には吸気管９内を流通する混合気を冷却するインタークーラ１３が設けられている。インタークーラ１３の下流には吸入空気量を調節可能なスロットル弁１２が設けられている。
【００６３】
内燃機関１には、排気枝管１８が接続されており、排気枝管１８の各枝管は各気筒２の燃焼室と排気ポートを介して連通している。排気枝管１８は集合部１６を介してターボチャージャ１５のタービンハウジング１５ｂと接続されている。タービンハウジング１５ｂは排気管１９と接続され、排気管１９は下流にて大気と通じている。
【００６４】
排気枝管１８には、排気枝管１８内に噴孔が臨むように燃料添加弁２８が設けられている。燃料添加弁２８から排気枝管１８内に添加された燃料は排気とともに排気管１９内を流通し、ＮＯｘ触媒２０に到達する。
【００６５】
排気管１９の途中には吸蔵還元型のＮＯｘ触媒２０（以下、「ＮＯｘ触媒」という）が設けられている。
【００６６】
ＮＯｘ触媒２０は、流入する排気の酸素濃度が高い時は排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低い時は吸蔵しているＮＯｘを放出する。その際、周囲の排気中に燃料などの還元成分が存在していれば、放出されたＮＯｘと燃料がＮＯｘ触媒上で還元反応してＮＯｘが還元・浄化される。
【００６７】
排気枝管１８と吸気枝管８とは高圧ＥＧＲ通路２５を介して連通されている。
【００６８】
高圧ＥＧＲ通路２５の途中には、電磁弁などで構成され、印加電圧の大きさに応じて高圧ＥＧＲ通路２５を流通する排気の量（以下、「高圧ＥＧＲガス量」という）を変更する高圧ＥＧＲ弁２６が設けられている。高圧ＥＧＲ弁２６より上流には、高圧ＥＧＲガスを冷却する高圧ＥＧＲクーラ２７が設けられている。
【００６９】
高圧ＥＧＲ弁２６が開弁されると、高圧ＥＧＲ通路２５が導通状態となり、排気枝管１８内を流通する排気の一部が高圧ＥＧＲ通路２５へ流入し、高圧ＥＧＲクーラ２７を経て吸気枝管８へ再循環する。
【００７０】
吸気枝管８へ再循環した高圧ＥＧＲガスは、吸気管９を経て吸気枝管８に流入する新気と混合され、各気筒２の燃焼室へ導かれる。
【００７１】
高圧ＥＧＲ通路２５を用いたＥＧＲを行っている場合、内燃機関１に再循環する排気の量は比較的少ないため、内燃機関１から排出される排気の温度は比較的高温になる傾向がある。
【００７２】
ＮＯｘ触媒２０より下流の排気管１９とコンプレッサハウジング１５ａより上流の吸気管９とは低圧ＥＧＲ通路２３によって連通されている。
【００７３】
低圧ＥＧＲ通路２３の途中には、電磁弁などで構成され、印加電圧の大きさに応じて低圧ＥＧＲ通路２３を流通する排気の量（以下、「低圧ＥＧＲガス量」という）を変更する低圧ＥＧＲ弁５が設けられている。低圧ＥＧＲ弁５より上流には、低圧ＥＧＲガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ２４が設けられている。
【００７４】
低圧ＥＧＲ弁５が開弁されると、低圧ＥＧＲ通路２３が導通状態となり、ＮＯｘ触媒２０から流出した排気の一部が低圧ＥＧＲ通路２３に流入し、低圧ＥＧＲクーラ２４を経てコンプレッサハウジング１５ａより上流の吸気管９へ再循環する。
【００７５】
吸気管９へ再循環した低圧ＥＧＲガスは、エアクリーナ４を経て吸気管９に流入する新気と混合され、コンプレッサハウジング１５ａ内に設置されたコンプレッサ（図示省略）により圧縮され、各気筒２の燃焼室へ導かれる。
【００７６】
低圧ＥＧＲ通路２３を用いたＥＧＲを行っている場合、内燃機関１に大量の排気を再循環させることができるため、内燃機関１から排出される排気の温度は比較的低温になる傾向がある。
【００７７】
高圧ＥＧＲ通路２５及び低圧ＥＧＲ通路２３によって排気の一部が内燃機関１に再循環されることで、内燃機関１の燃焼室における混合気の燃料温度が低下し、燃焼過程で生成されるＮＯｘの量が低減される。
【００７８】
内燃機関１には、クランクシャフトの回転位置に応じた電気信号を出力するクランクポジションセンサ３３、冷却水の温度に応じた電気信号を出力する水温センサ６が設けられている。排気管１９には、排気管１９内を流通する排気の温度を検出する排気温度センサ７が設けられている。燃料添加弁２８及び燃料噴射弁３に燃料を供給する燃料供給装置１４には、蒸発性などの燃料の性状を検出する燃料センサ１０が設けられている。
【００７９】
これらの各センサは電気的にＥＣＵ３５と接続され、その出力信号がＥＣＵ３５に入力されるようになっている。
【００８０】
また、高圧ＥＧＲ弁２６、低圧ＥＧＲ弁５、燃料添加弁２８、燃料噴射弁３、スロットル弁１２はそれぞれＥＣＵ３５と電気的に接続され、ＥＣＵ３５から出力される制御信号によって制御される。
【００８１】
ＥＣＵ３５は各センサから入力された信号に基づいて内燃機関１の運転制御を行うとともに、本発明の本旨であるところの、ＮＯｘ触媒２０を通過する排気の流量（以下、「触媒通過排気量」という）の制御を行う。
【００８２】
ＮＯｘ触媒２０に吸蔵可能なＮＯｘの量には上限があるため、本実施例ではＮＯｘ触媒２０にある程度の量のＮＯｘが吸蔵された段階で、燃料噴射弁２８から排気中に燃料を添加して（以下、「排気系燃料添加」という）ＮＯｘＮＯｘ触媒２０の周囲雰囲気を還元雰囲気に変化させることにより、ＮＯｘ触媒２０に吸蔵されたＮＯｘを適宜放出させるようにしている。この時、排気系燃料添加によって添加された燃料（以下、「添加燃料」という）が排気とともにＮＯｘ触媒２０に到達してＮＯｘ触媒２０から放出されたＮＯｘを還元することにより、ＮＯｘが浄化される（以上の過程を「還元処理」という）。
【００８３】
還元処理においては、添加燃料が排気とともにＮＯｘ触媒２０を通過しながらＮＯｘの還元反応が進行するため、ＮＯｘが効率的にＮＯｘ触媒２０から放出され還元浄化されるのは添加燃料がＮＯｘ触媒２０を通過する時間内に限られることになる。従って、ＮＯｘ触媒２０によってより効率的にＮＯｘを浄化するためには、触媒通過排気量を減少させてＮＯｘ触媒２０における添加燃料の反応時間を十分に確保することが好ましい。
【００８４】
一方、ＥＧＲによる内燃機関１のＮＯｘ生成量は、ＥＧＲガス量が増大するほどより効果的に低減される。そのため、ＥＧＲによる内燃機関のＮＯｘ生成量の低減効果をより大きくするためには、低圧ＥＧＲ通路２３を用いて大量のＥＧＲを行うことが好ましい。
【００８５】
ところが、低圧ＥＧＲ通路２３を用いて大量のＥＧＲを行っている場合、触媒通過排気量も多くなるため、ＮＯｘ触媒２０におけるＮＯｘの還元・浄化反応が適切に進行しなくなる可能性がある。
【００８６】
このように、ＮＯｘ触媒２０におけるＮＯｘ還元反応の効果の最大化を図る高圧ＥＧＲガス量及び低圧ＥＧＲガス量（以下、「触媒用設定」という）と、ＥＧＲによる内燃機関１のＮＯｘ生成量の低減効果の最大化を図る高圧ＥＧＲガス量及び低圧ＥＧＲガス量（以下、「ＥＧＲ用設定」という）とが互いに相違しているため、ＮＯｘ触媒２０に対する還元処理が適切に実施されない虞があった。
【００８７】
それに対し、本実施例では、還元処理の実施時には、排気系燃料添加と同期して低圧ＥＧＲガス量を減量することによって、触媒通過排気量を減少させるようにした。
【００８８】
これにより、添加燃料のＮＯｘ触媒２０における反応時間が十分に確保されるようにな
り、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化効果を高めることができる。
【００８９】
この場合、低圧ＥＧＲガス量を減量することで、ＥＧＲによる内燃機関１のＮＯｘ生成量の低減効果が多少低下する可能性があるが、その低下の度合いと比較してＮＯｘ触媒２０のＮＯｘ還元反応の効果の向上の度合いが大きくなるように、低圧ＥＧＲガス量の減量の度合いを定めることによって、排気浄化システム全体としてのＮＯｘ排出量低減効果を高めることが可能になる。
【００９０】
また、排気系燃料添加が行われた時に低圧ＥＧＲガス量を減量するため、添加燃料に含まれる未燃成分の低圧ＥＧＲ通路２３への流入量が低減される。これにより、低圧ＥＧＲクーラ２４や低圧ＥＧＲ弁５、さらには吸気管９やターボチャージャ１５、インタークーラ１３などの機器類に未燃燃料が流入して汚れや性能低下の原因となることを抑制することも可能になる。
【００９１】
以下、ＥＣＵ３５により行われる触媒通過排気量の制御について、図２のフローチャートに基づいて説明する。図２のフローチャートは触媒通過排気量の制御を行うためのルーチンを示すフローチャートであり、このルーチンはＥＣＵ３５によって所定期間毎に繰り返し実行される。
【００９２】
まず、ステップ２０１では、ＥＣＵ３５は、内燃機関１の運転状態を検出する。具体的には、ＥＣＵ３５は、内燃機関１の機関回転数Ｎｅをクランクポジションセンサ３３によって検出し、水温Ｔｅを水温センサ６によって検出し、燃料噴射量ＱｆをＥＣＵ３５による燃料噴射弁３の制御信号から算出する。
【００９３】
ステップ２０２では、ＥＣＵ３５は、添加燃料の性状を検出する。具体的には、燃料センサ１０によって燃料の蒸発性Ｊを検出する。燃料の蒸発性Ｊは、燃料添加弁２８から添加された燃料の排気中での蒸発し易さを表すパラメータであり、燃料が軽質であるほど蒸発性Ｊは大きくなる。
【００９４】
続いて、ステップ２０３〜ステップ２０９において、ＥＣＵ３５は、還元処理が実施されていない時の排気浄化システムのＮＯｘ排出量低減効果を最適化するように低圧ＥＧＲガス量及び高圧ＥＧＲガス量を設定する。
【００９５】
具体的には、まず、ステップ２０３において、ＥＣＵ３５は、内燃機関１の運転状態及び燃料の蒸発性Ｊに応じて低圧ＥＧＲガス量ＬＥＧＲ及び高圧ＥＧＲガス量ＨＥＧＲのＥＧＲ用設定を算出する。そして、その算出値を低圧ＥＧＲガス量ＬＥＧＲ及び高圧ＥＧＲガス量ＨＥＧＲの制御目標値として低圧ＥＧＲ弁５及び高圧ＥＧＲ弁２６の開度を制御する。
【００９６】
続いて、ステップ２０４〜ステップ２０８では、ＥＣＵ３５は、ＮＯｘ触媒２０の触媒床温Ｔｂｅｄが所定の温度範囲内に入るように、低圧ＥＧＲガス量ＬＥＧＲ及び高圧ＥＧＲガス量ＨＥＧＲを制御する。ただし、所定の温度範囲とはＮＯｘ触媒２０のＮＯｘ吸蔵効率が高くなるような触媒床温の温度範囲であり、予め実験により求められる。
【００９７】
まず、ステップ２０４で、ＥＣＵ３５は、ＮＯｘ触媒２０の触媒温度Ｔｂｅｄを検出する。触媒床温ＴｂｅｄはＮＯｘ触媒２０に温度センサを取り付けて直接測定されるようにしてもよいが、排気温度センサ７により検出される排気温度で代用されてもよい。
【００９８】
ステップ２０５では、ＥＣＵ３５は、前記ステップ２０４で検出したＮＯ触媒２０の触媒昇温Ｔｂｅｄが上記所定の温度範囲の下限値Ｔｂｅｄｍｉｎより低いか否かを判定する
。
【００９９】
ステップ２０５で肯定判定された場合は（Ｔｂｅｄ＜Ｔｂｅｄｍｉｎ）、ＥＣＵ３５は、ステップ２０７に進み、ＮＯｘ触媒２０の触媒床温Ｔｂｅｄを昇温すべく高圧ＥＧＲガス量ＨＥＧＲを増量する（ＨＥＧＲ←ＨＥＧＲ＋ΔＨ１）。ステップ２０７を実行後、ＥＣＵ３５はステップ２０４に戻る。この時、低圧ＥＧＲガス量ＬＥＧＲを減量してもよい（ＬＥＧＲ←ＬＥＧＲ−ΔＬ１）。
【０１００】
一方、ステップ２０５で否定判定された場合は（Ｔｂｅｄ≧Ｔｂｅｄｍｉｎ）、ＥＣＵ３５は、ステップ２０６に進み、ＮＯｘ触媒２０の触媒床温Ｔｂｅｄが上記所定の温度範囲の上限値Ｔｂｅｄｍａｘより高いか否かを判定する。
【０１０１】
ステップ２０６で肯定判定された場合は（Ｔｂｅｄ＞Ｔｂｅｄｍａｘ）、ＥＣＵ３５は、ステップ２０８に進み、ＮＯｘ触媒２０の触媒床温Ｔｂｅｄを降温すべく低圧ＥＧＲガス量ＬＥＧＲを増量する（ＬＥＧＲ←ＬＥＧＲ＋ΔＬ２）。ステップ２０８を実行後、ＥＣＵ３５はステップ２０４に戻る。この時、高圧ＥＧＲガス量ＨＥＧＲを減量してもよい（ＨＥＧＲ←ＨＥＧＲ−ΔＨ２）。
【０１０２】
低圧ＥＧＲ通路２３を用いてＥＧＲを行った場合と高圧ＥＧＲ通路２５を用いてＥＧＲを行った場合とで内燃機関１から排出される排気の温度が異なることから、このように、低圧ＥＧＲガス量ＬＥＧＲ及び高圧ＥＧＲガス量ＨＥＧＲを調節することによってＮＯｘ触媒２０を通過する排気の温度を制御することができる。これにより、ＮＯｘ触媒２０の温度を制御することが可能になる。
【０１０３】
前記ステップ２０６で否定判定された場合は（Ｔｂｅｄ≦Ｔｂｅｄｍａｘ）、ＥＣＵ３５は、ＮＯｘ触媒２０の触媒床温はＮＯｘ吸蔵効率の高い温度範囲に入っていると見なして、ステップ２０９に進む。
【０１０４】
ステップ２０９では、ＥＣＵ３５は、ＮＯｘ触媒２０に対して還元処理を実施すべき条件が成立しているか否かを判定する。
【０１０５】
具体的には、ＮＯｘ触媒２０のＮＯｘの吸蔵量が所定吸蔵量を超えているか否かを判定する。所定吸蔵量はＮＯｘ触媒２０が適切なＮＯｘ吸蔵能力を発揮し得るＮＯｘ吸蔵量の上限値に基づいて求められる。
【０１０６】
ステップ２０９において肯定判定された場合、ＥＣＵ３５は、ＮＯｘ触媒２０に対して還元処理を実施して吸蔵されたＮＯｘを還元する必要があると判断して、ステップ２１０以降の還元処理の実行に移る。
【０１０７】
一方、ステップ２０９において否定判定された場合は、ＥＣＵ３５は本ルーチンの実行を終了する。
【０１０８】
ステップ２１０〜ステップ２１３では、ＥＣＵ３５は、ＮＯｘ触媒２０に対して触媒昇温処理を実行する。
【０１０９】
まず、ステップ２１０では、ＥＣＵ３５は、内燃機関１の運転状態及び燃料の蒸発性Ｊに応じて、ＮＯｘ触媒２０を通過する排気の温度を上昇させるような低圧ＥＧＲガス量ＬＥＧＲ及び高圧ＥＧＲガス量ＨＥＧＲを算出する。そして、その算出値を低圧ＥＧＲガス量及び高圧ＥＧＲガス量の制御目標値として低圧ＥＧＲ弁５及び高圧ＥＧＲ弁２６の開度を制御する。
【０１１０】
このような低圧ＥＧＲガス量及び高圧ＥＧＲガス量の設定としては、高圧ＥＧＲガス量ＨＥＧＲを増量する設定を例示することができる。
【０１１１】
これにより、ＮＯｘ触媒２０を通過する排気の温度を上昇させることができるため、触媒昇温処理に要する時間を短縮することが可能になる。
【０１１２】
続いて、ステップ２１１において、ＥＣＵ３５は触媒昇温処理を実行する。触媒昇温処理としては、内燃機関１においてポスト噴射を行う方法や、ＮＯｘ触媒２０の上流側に設けた酸化能を有する触媒に還元剤を添加し、この還元剤が酸化反応する際に発生する反応熱を利用してＮＯｘ触媒２０に流入する排気を昇温する方法などを例示することができる。
【０１１３】
ステップ２１２では、ＥＣＵ３５は、ＮＯｘ触媒２０の触媒床温Ｔｂｅｄを検出し、続くステップ２１３において触媒床温の検出値Ｔｂｅｄが目標温度Ｔｂｅｄｔｒｇより高いか否かを判定する。すなわち、ＮＯｘ触媒２０が十分に活性化しているか否かを判定する。
【０１１４】
これは、ＮＯｘ触媒２０の還元処理におけるＮＯｘ還元反応は、ＮＯｘ触媒２０が十分に活性化していない状態では進行しにくいからである。目標温度Ｔｂｅｄｔｒｇは、ＮＯｘ触媒２０が還元処理を適切に実施可能な状態にまで十分に活性化しているとみなすことが可能な温度であり、予め実験により求められている。
【０１１５】
ステップ２１３で否定判定された場合は、ＥＣＵ３５はステップ２１２に戻る。ＥＣＵ３５は、ステップ２１３において肯定判定されるまでステップ２１２とステップ２１３を繰り返し実行する。
【０１１６】
ステップ２１３で肯定判定された場合は、ＥＣＵ３５は、ＮＯｘ触媒２０は十分に活性化していると判断して、ステップ２１４に進み、触媒昇温処理を終了する。
【０１１７】
ステップ２１５〜ステップ２１７では、ＥＣＵ３５は、還元処理を実行する。
【０１１８】
まず、ステップ２１５では、ＥＣＵ３５は、ＮＯｘ触媒２０の吸蔵余裕量Ｙを算出する。吸蔵余裕量Ｙは、現在の状態のＮＯｘ触媒２０が、ＮＯｘ吸蔵能力を失わない範囲内で更に吸蔵可能なＮＯｘの量である。具体的には、吸蔵余裕量Ｙは現在の触媒床温の場合のＮＯｘ触媒２０の最大吸蔵可能量と現在のＮＯｘ触媒２０に吸蔵されているＮＯｘの量との差として算出される。
【０１１９】
ここで、ＮＯｘ触媒２０の最大吸蔵可能量とは、ＮＯｘ触媒２０がＮＯｘ吸蔵能力を失わない範囲内で吸蔵可能なＮＯｘの量の最大値である。ＮＯｘ触媒２０の最大吸蔵可能量は触媒床温に応じて定まる量であり、予め実験により求められる。
【０１２０】
ステップ２１６では、ＥＣＵ３５は、内燃機関１の運転状態、燃料の蒸発性Ｊ、及びＮＯｘ触媒２０の吸蔵余裕量Ｙに応じて、排気浄化システム全体としてのＮＯｘ排出量低減効果が可及的に高くなるような低圧ＥＧＲガス量ＬＥＧＲ及び高圧ＥＧＲガス量ＨＥＧＲを算出する。そして、その算出値を低圧ＥＧＲガス量及び高圧ＥＧＲガス量の制御目標値として低圧ＥＧＲ弁５及び高圧ＥＧＲ弁２６の開度を制御する。
【０１２１】
このような低圧ＥＧＲガス量及び高圧ＥＧＲガス量の設定としては、低圧ＥＧＲガス量ＬＥＧＲを減量する設定を例示することができる。
【０１２２】
これにより、触媒通過排気量を減少させることができるため、添加燃料がＮＯｘ触媒２０においてＮＯｘ還元反応するための十分な時間を確保することが可能になる。
【０１２３】
ここで、添加燃料として蒸発性Ｊが大きい燃料が使用される場合、添加燃料は短時間で蒸発して排気の空燃比はリッチ側に大きく変化するが、排気の空燃比がリッチ側に変化する時間は短い。添加燃料がＮＯｘ触媒２０においてＮＯｘ還元反応するための時間が十分に確保できない可能性がある。
【０１２４】
そこで、添加燃料の蒸発性Ｊが大きいほど低圧ＥＧＲガス量の減量の度合いを大きくするようにしてもよい。
【０１２５】
これにより、触媒通過排気量が減少するため、添加燃料のＮＯｘ触媒２０における反応時間をより確実に確保することが可能になる。
【０１２６】
また、ＮＯｘ触媒２０の吸蔵余裕量Ｙが大きい場合、ＮＯｘ触媒２０における添加燃料の触媒浄化反応が進行し易くなる傾向がある。従って、この場合、ＮＯｘ触媒２０における添加燃料の反応時間が多少短縮されたとしても、ＮＯｘ還元反応の効果は低下しにくい。
【０１２７】
そこで、吸蔵余裕量Ｙが大きいほど、低圧ＥＧＲガス量の減量の度合いを小さくするようにしてもよい。
【０１２８】
これにより、低圧ＥＧＲガス量の減量に伴うＥＧＲガス量の変化量が小さくなるため、トルク変動や燃焼騒音の変化を抑制することができる。その結果、ドライバビリティが向上するという副次的な効果を得られる。
【０１２９】
以上のステップ２１５及びステップ２１６によって、低圧ＥＧＲガス量及び高圧ＥＧＲガス量は、ＥＧＲ用設定側から触媒用設定側にシフトした設定値に制御されることになる。これによりＥＧＲによる内燃機関１のＮＯｘ生成量の低減効果が多少低下する可能性があるが、その低下の度合いと比較してＮＯｘ還元反応の効果の向上の度合いが大きくなるように低圧ＥＧＲガス量の減量の度合いを定めることによって、排気浄化システム全体としてのＮＯｘ排出量低減効果を高めることが可能になる。
【０１３０】
次に、ステップ２１７では、ＥＣＵ３５は、燃料の蒸発性Ｊに応じて燃料噴射弁２８による燃料添加量Ｑａｄ及び燃料添加間隔ＩＮＴを算出する。
【０１３１】
ステップ２１８では、ＥＣＵ３５は、ステップ２１６において算出した燃料添加量Ｑａｄ及び燃料添加間隔ＩＮＴに基づいて燃料添加弁２８を制御して排気系燃料添加を実施し、ＮＯｘ触媒２０の還元処理を開始する。
【０１３２】
ステップ２１９では、ＥＣＵ３５は、還元処理終了条件が成立したか否かを判定する。還元処理を終了する条件を判定する方法としては、還元処理によってある程度以上のＮＯｘがＮＯｘ触媒２０から放出され、ＮＯｘ触媒２０の吸蔵余裕量が所定量を超えたか否かを判定する方法などを例示することができる。ＥＣＵ３５は、肯定判定されるまでステップ２１８を繰り返し実行し、肯定判定された場合ステップ２２０に進んで還元処理を終了する。具体的には、燃料添加弁２８を制御して排気系燃料添加を停止する。
【０１３３】
次に、ステップ２２１では、ＥＣＵ３５は、低圧ＥＧＲガス量ＬＥＧＲ及び高圧ＥＧＲガス量ＨＥＧＲをＥＧＲ用設定に戻して、このルーチンの実行を終了する。
【０１３４】
図３は、ＥＣＵ３５によって上記した触媒通過排気量の制御ルーチンが実行された時の、ＮＯｘ触媒２０を通過する排気の空燃比、触媒通過排気量、及びＮＯｘ触媒２０から排出されるＮＯｘの量の時間変化を示す図である。
【０１３５】
図３中、図I〜図IIIの横軸は時間を表し、図Iの縦軸はＮＯｘ触媒２０を通過する排気
の空燃比を表し、図IIの縦軸は触媒通過排気量を表し、図IIIの縦軸はＮＯｘ触媒２０か
ら排出されるＮＯｘの量を表している。また、図I〜IIIにおいて、実線で示された曲線は本実施例に係る触媒通過排気量の制御を実施しない場合の前記各量の時間変化を表し、破線で示された曲線は本実施例に係る触媒通過排気量の制御を実施した場合の前記各量の時間変化を表している。
【０１３６】
ＮＯｘ触媒２０の還元処理を実施すべく燃料添加弁２８によって排気系燃料添加が実行されると、ＮＯｘ触媒２０を通過する排気の空燃比は一時的に大きくリッチ側に移行する（図IのＡ）。この時、触媒通過排気量の制御を実施しない場合は、触媒通過排気量が減
少しないため（図IIのＢ）、排気の空燃比は短時間で元に戻るが（図IのＡ）、触媒通過
排気量の制御が実施された場合は、触媒通過排気量が減少するため（図IIのＢ’）、排気の空燃比がリッチ側に移行した状態が長い時間持続するようになっている（図IのＡ’）
。
【０１３７】
その結果、触媒通過排気量の制御を実施しない場合（図IIIのＣ）と比較して触媒通過
排気量の制御が実施された場合は、ＮＯｘ触媒２０の還元処理においてＮＯｘ触媒２０から放出されたＮＯｘがより確実に還元・浄化されるようになり、ＮＯｘ触媒２０から排出されるＮＯｘの量が低減される（図IIIのＣ’）。
【０１３８】
以上のように、排気系燃料添加時にＥＣＵ３５が触媒通過排気量の制御ルーチンを実行することにより、ＥＧＲが行われている時にＮＯｘ触媒２０の還元処理が実施された場合においても、ＥＧＲによる内燃機関１のＮＯｘ生成量の低減とＮＯｘ触媒２０におけるＮＯｘ還元反応とが双方とも好適に実施され、排気浄化システム全体としてのＮＯｘ排出量低減効果を可及的に高めることが可能になる。
【０１３９】
なお、以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施形態には種々の変更を加え得る。例えば、排気浄化装置としてＮＯｘ触媒を担持したＰＭフィルタが備えられている場合には、排気系燃料添加によってＰＭフィルタに堆積したＰＭを酸化除去する再生処理が実施されることになる。再生処理においては、ＰＭが酸化反応する際の反応熱を効率的に排熱してＰＭフィルタの過昇温を抑制するために、排気系燃料添加時にＰＭフィルタを通過する排気の量を増加させるべく低圧ＥＧＲガス量及び／又は高圧ＥＧＲガス量の制御が行われる。具体的には、再生処理の実施時においては低圧ＥＧＲガス量を増量制御することが好ましい。この場合、再生処理の実施前に行われるＰＭフィルタの昇温処理を補助するために、昇温処理時には高圧ＥＧＲガス量を増量制御することは上述したＮＯｘ触媒の場合と同様である。
【０１４０】
また、上記の実施例では排気通路における低圧ＥＧＲ通路の接続箇所より上流側に排気浄化装置としてＮＯｘ触媒を備えた構成を例示したが、これは本発明の効果を説明するための最も簡単な構成であって、実際にはこの他の排気浄化装置が低圧ＥＧＲ通路の接続箇所より下流側を含めて排気通路に１又は複数備えられていてもよいことは当然である。その場合、反応活性が排気浄化装置を通過する排気の流量や空間速度に依存して変化する特性を有するものがあれば、低圧ＥＧＲ通路の接続箇所より上流側の排気通路に設置することによって、上記の実施例におけるＮＯｘ触媒と同様により効果的に排気浄化能力を発揮することが可能になるという本発明に特有の効果を享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明の実施例における内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例における触媒通過排気量の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例における触媒通過排気量の制御が実施された場合のＮＯｘ触媒を通過する排気の空燃比、触媒通過排気量、及びＮＯｘ触媒から排出されるＮＯｘの量の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・燃料噴射弁
４・・・エアクリーナ
５・・・低圧ＥＧＲ弁
６・・・水温センサ
７・・・排気温度センサ
８・・・吸気枝管
９・・・吸気管
１０・・・燃料センサ
１１・・・エアフローメータ
１２・・・スロットル弁
１３・・・インタークーラ
１４・・・燃料供給装置
１５・・・ターボチャージャ
１５ａ・・・コンプレッサハウジング
１５ｂ・・・タービンハウジング
１６・・・集合部
１８・・・排気枝管
１９・・・排気管
２０・・・吸蔵還元型ＮＯｘ触媒
２３・・・低圧ＥＧＲ通路
２４・・・低圧ＥＧＲクーラ
２５・・・高圧ＥＧＲ通路
２６・・・高圧ＥＧＲ弁
２７・・・高圧ＥＧＲクーラ
２８・・・燃料添加弁
３３・・・クランクポジションセンサ
３５・・・ＥＣＵ
【図１】
2007162501.tif 000003
【図２】
2007162501.tif 000004
【図３】
2007162501.tif 000005