(57)【要約】【課題】アンモニアスリップの発生を抑えながら添加弁の冷却を好適に行う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には、尿素水の添加によりＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒４１と、尿素水を添加する尿素添加弁２３０と、排気還流量を調量するＥＧＲ弁１５とが設けられいる。制御装置８０は、燃焼室から排出されるＮＯｘの量が多いときほど尿素添加弁２３０から添加される尿素水の量が多くなるように添加量を調整する。そして、制御装置８０は、尿素添加弁２３０が所定温度以上のときには、そうでないときに比して排気還流量を少なくして機関の燃焼室から排出されるＮＯｘの量が増えるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元剤の添加によりＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、前記還元剤を添加する添加弁とを備え、機関の燃焼室から排出されるＮＯｘの量が多いときほど前記添加弁から添加される還元剤の量が多くなるように同還元剤の添加量を調整する内燃機関の排気浄化装置において、
前記添加弁が所定温度以上のときには、そうでないときに比して機関の燃焼室から排出されるＮＯｘの量が増えるように前記内燃機関の機関制御量を変更する変更処理を行う
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、排気通路及び吸気通路を連通する排気再循環通路と、同排気再循環通路に設けられて前記吸気通路への排気還流量を調量する流量制御弁とを備える排気再循環装置を有しており、
前記機関制御量は前記排気還流量であり、前記変更処理では前記機関制御量の変更前に比して前記排気還流量が少なくされる
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記内燃機関は、吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバラップ量を調整する可変動弁機構を有しており、
前記機関制御量は前記バルブオーバラップ量であり、前記変更処理では前記機関制御量の変更前に比して前記バルブオーバラップ量が小さくされる
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記機関制御量は燃料噴射時期であり、前記変更処理では前記機関制御量の変更前に比して前記燃料噴射時期が進角側の時期にされる
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記所定温度に対する前記添加弁の超過温度が高いときほど、前記機関制御量の変更量は大きくされる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の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、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】
排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するＮＯｘ浄化触媒を備える内燃機関の排気浄化装置が知られている。こうした排気浄化装置では、還元剤としての尿素水が添加弁から排気通路に向けて噴射される。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。そしてこのアンモニアがＮＯｘの還元剤としてＮＯｘ浄化触媒に供給される。
【０００３】
また、特許文献１に記載の装置では、いわゆるアンモニアスリップの発生を抑えるために還元剤の添加量を制御するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６１３８８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、添加弁の温度が過剰に高くなると当該添加弁の信頼性が低下し、還元剤の添加量を適切に制御することが困難になるおそれがある。従って、添加弁の高温化が懸念されるときには、還元剤の添加量を増量して同還元剤により添加弁を冷却することが望ましい。しかし、このようにして還元剤の添加量を増量するとアンモニアスリップが生じやすくなるため、添加量の増量には限界があり、添加弁を十分に冷却するには更なる改善を要する。
【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、アンモニアスリップの発生を抑えながら添加弁の冷却を好適に行う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】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、還元剤の添加によりＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、前記還元剤を添加する添加弁とを備え、機関の燃焼室から排出されるＮＯｘの量が多いときほど前記添加弁から添加される還元剤の量が多くなるように同還元剤の添加量を調整する内燃機関の排気浄化装置において、前記添加弁が所定温度以上のときには、そうでないときに比して機関の燃焼室から排出されるＮＯｘの量が増えるように前記内燃機関の機関制御量を変更する変更処理を行うことをその要旨とする。
【０００８】
同構成では、機関の燃焼室から排出されるＮＯｘの量が多いときほど、添加弁から添加される還元剤の量が多くなるように同還元剤の添加量を調整するようにしており、これによりＮＯｘが適切に浄化される。
【０００９】
ここで、同構成では、添加弁の温度が所定温度以上に高くなると、燃焼室から排出されるＮＯｘの量が増えるように機関制御量が変更される。このようにしてＮＯｘの量が増やされると、この増やされたＮＯｘを浄化するために還元剤の添加量も増量される。こうして還元剤の添加量が増量されることにより、同還元剤による添加弁の冷却が促進される。また、増量された還元剤は、増やされたＮＯｘの浄化に利用されるため、添加量を増量してもアンモニアスリップは生じにくい。そのため、単に還元剤の添加量を増量するだけの場合と比較してより多くの還元剤を添加弁から噴射させることができ、還元剤による添加弁の冷却効果を一層高めることができる。このようにして同構成によれば、アンモニアスリップの発生を抑えながら添加弁の冷却を好適に行うことができるようになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記内燃機関は、排気通路及び吸気通路を連通する排気再循環通路と、同排気再循環通路に設けられて前記吸気通路への排気還流量を調量する流量制御弁とを備える排気再循環装置を有しており、前記機関制御量は前記排気還流量であり、前記変更処理では前記機関制御量の変更前に比して前記排気還流量が少なくされることをその要旨とする。
【００１１】
同構成によれば、添加弁が所定温度以上のときには、そうでないときに比して上記排気還流量、いわゆる外部ＥＧＲ量が少なくされるため、燃焼室から排出されるＮＯｘの量を増やすことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記内燃機関は、吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバラップ量を調整する可変動弁機構を有しており、前記機関制御量は前記バルブオーバラップ量であり、前記変更処理では前記機関制御量の変更前に比して前記バルブオーバラップ量が小さくされることをその要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、添加弁が所定温度以上のときには、そうでないときに比して上記バルブオーバラップ量が小さくされることにより、内部ＥＧＲ量が減少される。これにより燃焼室から排出されるＮＯｘの量を増やすことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記機関制御量は燃料噴射時期であり、前記変更処理では前記機関制御量の変更前に比して前記燃料噴射時期が進角側の時期にされることをその要旨とする。
【００１５】
同構成によれば、添加弁が所定温度以上のときには、そうでないときに比して燃料噴射時期が進角側の時期に変更されることにより、筒内圧がより高い状態のときに混合気の着火が起きるようになって同混合気の燃焼温度が高くなる。そのため、燃焼室から排出されるＮＯｘの量を増やすことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記所定温度に対する前記添加弁の超過温度が高いときほど、前記機関制御量の変更量は大きくされることをその要旨とする。
【００１７】
同構成によれば、添加弁の温度が所定温度を超えて高いときほど、燃焼室から排出されるＮＯｘの量は多くされ、これにより還元剤の添加量も多くなる。従って、添加弁の高温状態に合わせて還元剤の添加量を増量することが可能となり、還元剤による添加弁の冷却を好適に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の一実施形態について、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】同実施形態における尿素添加量の算出処理についてその手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態における目標ＥＧＲ量の変更処理についてその手順を示すフローチャート。
【図４】超過温度とＥＧＲ補正量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。なお、本明細書に記載の「上流」及び「下流」は、排気系での排気の流れ方向を基準にするものである。
【００２０】
図１に、本実施形態にかかる排気浄化装置が適用されたディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）、並びにそれらの周辺構成を示す概略構成図を示す。
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を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。
【００２４】
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ＤＰＦ触媒３２が配設されている。
【００２５】
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、ＤＰＦ触媒３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するフィルタであって多孔質のセラミックで構成されており、さらにはＰＭの酸化を促進させるための触媒が担持されている。排気中のＰＭは、ＤＰＦ触媒３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。なお、このＤＰＦ触媒３２は、上記排気浄化部材を構成している。
【００２６】
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ＤＰＦ触媒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。
【００２７】
ＤＰＦ触媒３２に捕集されたＰＭの量が所定値を超えると、ＤＰＦ触媒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ＤＰＦ触媒３２に流入することにより、同ＤＰＦ触媒３２は昇温され、これによりＤＰＦ触媒３２に堆積したＰＭが酸化処理されてＤＰＦ触媒３２の再生が図られる。
【００２８】
また、排気通路２６の途中にあって、第１浄化部材３０の下流には、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ＮＯｘ浄化触媒としての選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。
【００２９】
さらに、排気通路２６の途中にあって、第２浄化部材４０の下流には、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。
【００３０】
エンジン１には、上記ＳＣＲ触媒４１に還元剤を供給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。
【００３１】
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。なお、尿素添加弁２３０は、上記還元剤噴射弁を構成している。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。そしてこのアンモニアが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に吸蔵されてＮＯｘの還元に利用される。なお、加水分解されたアンモニアの一部は、ＳＣＲ触媒４１に吸蔵される前に直接ＮＯｘの還元に利用される。
【００３５】
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装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。この排気再循環装置は、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。
【００３６】
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は吸気通路３内の吸入空気量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。イグニッションスイッチ２５は、車両の運転者によるエンジン１の始動操作及び停止操作を検出する。
【００３７】
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、ＤＰＦ触媒３２の上流及び下流の排気圧の圧力差ΔＰを検出する。
【００３８】
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中のＮＯｘ濃度である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。
【００３９】
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。
【００４０】
これら各種センサ等の出力は制御装置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。
【００４１】
そして、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の燃料噴射量制御・燃料噴射時期制御、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、ＥＧＲ弁１５の開度制御等、エンジン１の各種制御が行われる。
【００４２】
また、上記ＤＰＦ触媒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外部ＥＧＲ制御を行う。この外部ＥＧＲ制御では、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。ちなみに、エンジン１の冷却水温が過度に低いときや高いとき、機関回転速度ＮＥが過度に低いとき、エンジン１のスタータが駆動されているとき、イグニッションスイッチ２５が停止操作されたとき、ＥＧＲ弁１５やＤＰＦ触媒３２に異常が生じているとき等には、ＥＧＲ弁１５は全閉状態にされる。
【００４３】
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も行う。この添加制御では、エンジン１から排出されるＮＯｘを還元処理するために必要な尿素添加量ＱＥが機関運転状態等に基づいて算出され、その算出された尿素添加量ＱＥが尿素添加弁２３０から噴射されるように、同尿素添加弁２３０の開弁状態が制御される。
【００４４】
図２に、尿素添加量ＱＥの算出処理の手順を示す。なお、本処理は制御装置８０によって実行される。
本処理が開始されるとまず、吸入空気量ＧＡ及び第２排気温度ＴＨ２に基づいて目標当量比ＴＴが算出される（Ｓ１００）。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、同目標当量比ＴＴは可変設定される。
【００４５】
次に、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排出量に対応した尿素添加量ＱＥが算出されて（Ｓ１１０）、本処理は終了される。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。
【００４６】
ところで、尿素添加弁２３０は排気通路に設けられているため、その温度が高くなりやすい。こうした尿素添加弁２３０の過剰な高温化を抑えるには、尿素水の添加量を増量して同尿素水により尿素添加弁２３０を冷却することが効果的である。しかし、このようにして尿素水の添加量を増量するとアンモニアスリップが生じやすくなるため、添加量の増量には限界がある。
【００４７】
そこで本実施形態では、上記目標ＥＧＲ量Ｅｐを変更してエンジン１の燃焼室から排出されるＮＯｘの量を意図的に増量するようにしている。そして、この増量されたＮＯｘに対応して尿素添加量が増量されるようにすることで、単に添加量を増量するだけの場合と比較して、より多くの尿素水を尿素添加弁２３０から噴射させつつアンモニアスリップの発生を抑えるようにしている。
【００４８】
以下、図２を参照しつつ、目標ＥＧＲ量Ｅｐを変更する処理手順について説明する。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。
本処理が開始されるとまず、第２排気温度ＴＨ２に基づいて尿素添加弁２３０の温度である添加弁温度ＴＨＴが推定される（Ｓ２００）。
【００４９】
次に、添加弁温度ＴＨＴが高温判定値Ａ以上であるか否かが判定される（Ｓ２１０）。この高温判定値Ａは、尿素添加弁２３０の高温側の動作保証温度よりもある程度低い温度が設定されている。
【００５０】
そして、添加弁温度ＴＨＴが高温判定値Ａよりも低いと判定されるときには（Ｓ２１０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、添加弁温度ＴＨＴが高温判定値Ａ以上に高いときには（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、尿素添加弁２３０の温度が過剰に高くなるおそれがあると判断され、超過温度ＯＴが算出される（Ｓ２２０）。この超過温度ＯＴは、ステップＳ２００で推定された添加弁温度ＴＨＴから上記高温判定値Ａを減算することで算出される値であり、高温判定値Ａに対する尿素添加弁２３０の超過温度を表す。
【００５１】
次に、目標ＥＧＲ量Ｅｐを補正するＥＧＲ補正量ＥＨが超過温度ＯＴに基づいて算出される（Ｓ２３０）。このステップＳ２３０では、図４に示すように、超過温度ＯＴが高いときほどＥＧＲ補正量ＥＨは大きい値となるように設定される。
【００５２】
次に、目標ＥＧＲ量ＥｐがＥＧＲ補正量ＥＨによって修正される（Ｓ２４０）。このステップＳ２５０では、機関回転速度ＮＥ、燃料噴射量Ｑ、及び吸入空気量ＧＡ等に基づいて設定された目標ＥＧＲ量ＥｐからＥＧＲ補正量ＥＨが減算される。これにより目標ＥＧＲ量Ｅｐは、ＥＧＲ補正量ＥＨの分だけ少なくなるように修正される。そして、超過温度ＯＴが高いときほどＥＧＲ補正量ＥＨは大きい値となるように設定されるため、超過温度ＯＴが高いときほど目標ＥＧＲ量Ｅｐは小さい値となり、外部ＥＧＲ量は減量される。
【００５３】
こうして目標ＥＧＲ量Ｅｐが修正されると、本処理は一旦終了される。
次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態では、先の図２に示したステップＳ１１０の処理等により、燃焼室から排出されるＮＯｘの量が多いときほど尿素添加量ＱＥが多くなるように尿素水の添加量を調整するようにしており、これによりＮＯｘが適切に浄化される。
【００５４】
ここで、上記目標ＥＧＲ量の変更処理では、尿素添加弁２３０の温度が高温判定値Ａ以上に高くなると、燃焼室から排出されるＮＯｘの量が増えるように機関制御量（機関運転に際して制御されるパラメータ）が変更される。より具体的には、添加弁温度ＴＨＴが高温判定値Ａ以上のときには、目標ＥＧＲ量ＥｐをＥＧＲ補正量ＥＨで修正することにより、機関制御量の一つである外部ＥＧＲ量が減少するようにしている。このようにして添加弁温度ＴＨＴが高温判定値Ａ以上のときには、そうでないときに比して外部ＥＧＲ量が少なくされるため、燃焼室から排出されるＮＯｘの量が増えるようになる。
【００５５】
こうしてＮＯｘの量が増やされると、この増やされたＮＯｘを浄化するためにステップＳ１１０で算出される尿素添加量ＱＥも多くなる。このようにして尿素水の添加量が増量されることにより、尿素水による尿素添加弁２３０の冷却が促進されるようになる。
【００５６】
また、増量された尿素水は、意図的に増やされたＮＯｘの浄化に利用されるため、添加量を増量してもアンモニアスリップは生じにくい。そのため、単に尿素水の添加量を増量するだけの場合と比較して、より多くの尿素水を尿素添加弁２３０から噴射させることができ、尿素水による尿素添加弁２３０の冷却効果が一層高められるようになる。
【００５７】
また、上記超過温度ＯＴが高いときほどＥＧＲ補正量ＥＨが大きい値となるように可変設定するようにしており、これにより超過温度ＯＴが高いときほど機関制御量の変更量、つまり外部ＥＧＲ量の減少量が大きくなるようにしている。従って、尿素添加弁２３０の温度が高温判定値Ａを超えて高いときほど、燃焼室から排出されるＮＯｘの量は多くされ、これにより尿素水の添加量も多くなる。従って、尿素添加弁２３０の高温状態に合わせて尿素水の添加量を増量することが可能となり、尿素水による尿素添加弁２３０の冷却が好適に行われる。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
（１）目標当量比ＴＴに第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を乗算して尿素添加量ＱＥを算出するようにしており、これにより燃焼室から排出されるＮＯｘの量が多いときほど尿素添加弁２３０から添加される尿素水の量が多くなるように尿素添加量を調整している。そして、尿素添加弁２３０が高温判定値Ａ以上のときには、そうでないときに比して燃焼室から排出されるＮＯｘの量が増えるようにエンジン１の機関制御量を変更する変更処理を行うようにしている。従って、アンモニアスリップの発生を抑えながら尿素添加弁２３０の冷却を好適に行うことができるようになる。
【００５９】
（２）上記変更処理では、機関制御量の一つである外部ＥＧＲ量（排気還流量）を変更するようにしており、同変更処理が実行されると、外部ＥＧＲ量が変更前に比して少なくなるようにしている。従って、尿素添加弁２３０が高温判定値Ａ以上のときには、そうでないときに比して外部ＥＧＲ量が少なくなり、燃焼室から排出されるＮＯｘの量を増やすことができるようになる。
【００６０】
（３）高温判定値Ａに対する尿素添加弁２３０の超過温度ＯＴが高いときほど、機関制御量の変更量が大きくなるようにしている。従って、尿素添加弁２３０の高温状態に合わせて尿素水の添加量を増量することが可能となり、尿素水による尿素添加弁２３０の冷却を好適に行うことができるようになる。
【００６１】
なお、上記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。
・上記実施形態では、第１Ｎｏｘ濃度Ｎ１をセンサにて検出するようにしたが、機関運転状態に基づいて推定するようにしてもよい。
【００６２】
・添加弁温度ＴＨＴを第２排気温度ＴＨ２から推定するようにしたが、尿素添加弁２３０に温度センサを設けて添加弁温度ＴＨＴを実測するようにしてもよい。
・超過温度ＯＴが高いときほど外部ＥＧＲ量の変更量（減少量）が大きくなるようにした。この他、より簡易的には、以下のように変更することもできる。すなわち添加弁温度ＴＨＴが高温判定値Ａ以上に高いと判定されるときには、目標ＥＧＲ量Ｅｐを予め定められた一定値にまで小さくするなどして、外部ＥＧＲ量を所定の一定量まで減少させるようにしてもよい。この場合でも、上記（３）以外の効果を得ることができる。
【００６３】
・燃焼室から排出されるＮＯｘの量を増やすために、外部ＥＧＲ量を減少させるようにしたが、この他の機関制御量を変更してＮＯｘの量を増やすようにしてもよい。
例えば、エンジン１に、吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバラップ量を調整する可変動弁機構を設ける。そして、尿素添加弁２３０が高温判定値Ａ以上のときには、そうでないときに比して燃焼室から排出されるＮＯｘの量が増えるようにエンジン１の機関制御量を変更する変更処理を行うのであるが、このときに変更される機関制御量をバルブオーバラップ量とする。そして同変更処理の実行時には、実行前に比してバルブオーバラップ量が小さくなるようにする。この変形例では、尿素添加弁２３０が高温判定値Ａ以上のときには、そうでないときに比してバルブオーバラップ量が小さくされることにより、内部ＥＧＲ量が減少され、これにより燃焼室から排出されるＮＯｘの量を増やすことができる。なお、この変形例においては、上記超過温度ＯＴが高いときほど、バルブオーバラップ量の減少量が多くなるようにすることで、上記（３）と同様な効果を得ることができる。
【００６４】
この他、上記変更処理の実行時に変更される機関制御量を燃料噴射時期にする。そして同変更処理の実行時には、実行前に比して燃料噴射時期が進角側の時期となるようにする。この変形例では、尿素添加弁２３０が高温判定値Ａ以上のときには、そうでないときに比して燃料噴射時期が進角側の時期に変更されることにより、筒内圧がより高い状態のときに混合気の着火が起きるようになって同混合気の燃焼温度が高くなる。そのため、燃焼室から排出されるＮＯｘの量を増やすことができる。なお、この変形例においては、上記超過温度ＯＴが高いときほど、燃料噴射時期の進角量が多くなるようにすることで、上記（３）と同様な効果を得ることができる。
【００６５】
さらに、ＮＯｘの発生を抑えるために燃料を複数回に分けて噴射する場合には、ＮＯｘ発生量の抑制に効果のある噴射（例えばメイン噴射の直前に行われるプレ噴射など）についてその噴射量を減量することで、燃焼室から排出されるＮＯｘの量を増やすことができる。
【００６６】
・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】
【００６７】
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…イグニッションスイッチ、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…ＮＯｘ浄化触媒（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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