(57)【要約】【課題】ＥＧＲ量の減量を通じたアンモニアスリップの抑制を好適に行うことのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１は、排気の一部を吸気通路３に戻す排気再循環装置と、尿素水を排気に添加する尿素水供給機構２００と、尿素水に由来するアンモニアを利用してＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒４１と、ノズルベーン１１ｖを有するターボチャージャ１１を備えており、ノズルベーン１１ｖは、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量を調整する排気流量調整機構を構成している。制御装置８０は、ＳＣＲ触媒４１でのアンモニアスリップの発生条件が成立するときには、吸気通路３に戻される排気の量を、アンモニアスリップの発生条件の非成立時と比較して少なくするＥＧＲ減量処理を実行する。また、ＥＧＲ減量処理の実行時には、ノズルベーン１１ｖの作動を通じて排気流量をＥＧＲ減量処理の非実行時と比較して少なくする排気減量処理を実行する。【選択図】図１
2016113940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気の一部を吸気通路に戻す排気再循環装置と、アンモニア成分を含む還元剤を排気に添加する添加機構と、前記還元剤に由来するアンモニアを利用してＮＯｘを浄化する触媒とを備えており、
前記触媒でのアンモニアスリップの発生条件が成立するときには、前記排気再循環装置により吸気通路に戻される排気の量であるＥＧＲ量を前記発生条件の非成立時と比較して少なくするＥＧＲ減量処理を実行する内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、前記触媒に流入する排気の流量を調整する排気流量調整機構を備えており、
前記ＥＧＲ減量処理の実行時には、前記排気流量調整機構の作動量の変更を通じて前記排気の流量を、前記ＥＧＲ減量処理の非実行時と比較して少なくする排気減量処理を実行する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ減量処理による前記ＥＧＲ量の減少量が多いほど、前記排気減量処理による前記排気の流量の減少量を多くする
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ＥＧＲ減量処理による前記ＥＧＲ量の減少量に基づいて前記作動量を設定する
請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記作動量を設定するマップであって、前記ＥＧＲ減量処理の実行時に選択される第１マップと、前記ＥＧＲ減量処理の非実行時に選択される第２マップとが用意されており、
前記第２マップ選択時に設定される前記作動量は、同一の機関運転状態において前記第１マップ選択時に設定される前記作動量と比較して、前記排気の流量が減少する方向への作動量となるように、前記第２マップが設定されている
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、可動式のベーンを有する可変容量型の排気駆動式過給機を備えており、
前記排気流量調整機構は前記ベーンであって、前記作動量は前記ベーンの開度であり、
前記排気減量処理による前記排気の流量の減少を、前記ベーンの開度を小さくすることにより行う
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記排気減量処理の実行に併せて燃料噴射量の増量補正を実行する
請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記排気減量処理による前記ベーンの開度の減少量が多いほど、燃料噴射量を増量補正するための補正量を多くする
請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記発生条件は、前記触媒から脱離するアンモニアのスリップ量が所定の閾値以上であるとの条件を含む
請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御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）を浄化する触媒を備える内燃機関が知られている。こうした内燃機関には、例えば尿素水などの還元剤を排気に添加する添加機構が設けられており、その還元剤に由来するアンモニアが触媒に吸着される。そして触媒に吸着されたアンモニアによってＮＯｘが還元浄化される。
【０００３】
ところで、排気温度が高くなるにつれて触媒から脱離するアンモニアの量は増えていき、いわゆるアンモニアスリップも起きやすくなる。そこで、例えば特許文献１に記載されているように、排気の一部を吸気通路に戻す排気再循環装置を備える内燃機関の場合には、吸気通路に戻される排気の量であるＥＧＲ量を減らして内燃機関で発生するＮＯｘの量を増大させる。そして、この増量されたＮＯｘと触媒から脱離したアンモニアとを反応させることにより、アンモニアスリップの発生を抑えるといったことが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４４９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ＥＧＲ量を減少させると、吸気通路に戻される排気の量が少なくなるため、排気通路内の排気流量が増大するようになる。このようにして排気流量が増大すると、排気の触媒通過時間（排気が触媒に入ってから出るまでの時間）は短くなるため、触媒においてＮＯｘとアンモニアとが反応する時間も短くなる。従って、増量されたＮＯｘと触媒から脱離したアンモニアとの反応が間に合わない状態になる可能性があり、依然としてアンモニアスリップが発生するおそれがある。
【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、ＥＧＲ量の減量を通じたアンモニアスリップの抑制を好適に行うことのできる内燃機関の制御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制御装置は、排気の一部を吸気通路に戻す排気再循環装置と、アンモニア成分を含む還元剤を排気に添加する添加機構と、還元剤に由来するアンモニアを利用してＮＯｘを浄化する触媒とを備える内燃機関に適用される。また、この制御装置は、触媒でのアンモニアスリップの発生条件が成立するときには、排気再循環装置によって吸気通路に戻される排気の量であるＥＧＲ量を、アンモニアスリップの発生条件の非成立時と比較して少なくするＥＧＲ減量処理を実行する。
【０００８】
そして、この内燃機関は、触媒に流入する排気の流量を調整する排気流量調整機構を備えている。さらに、制御装置は、ＥＧＲ減量処理の実行時には、排気流量調整機構の作動量の変更を通じて排気の流量をＥＧＲ減量処理の非実行時と比較して少なくする排気減量処理を実行する。
【０００９】
同構成によれば、触媒においてアンモニアスリップの発生条件が成立するときには、ＥＧＲ減量処理が実行されることにより内燃機関で発生するＮＯｘの量が増やされ、この増量されたＮＯｘとの反応によって、触媒から脱離したアンモニアの量が減少する。また、ＥＧＲ減量処理の実行時には、排気減量処理が実行されて排気の流量が少なくされる。この排気減量処理の実行によって、ＥＧＲ減量処理の実行に伴う排気流量の増大が抑制される。そのため、ＥＧＲ減量処理の実行によって排気の触媒通過時間が短くなることは抑えられるようになり、触媒においてＮＯｘとアンモニアとが反応する時間を確保することができる。従って、同構成によれば、ＥＧＲ量の減量を通じたアンモニアスリップの抑制を好適に行うことができるようになる。
【００１０】
上記制御装置においては、ＥＧＲ減量処理によるＥＧＲ量の減少量が多いほど、排気減量処理による排気の流量の減少量を多くすることが好ましい。
同構成によれば、ＥＧＲ量の減少量が多く、ＥＧＲ減量処理の実行によって排気流量の増大が多くなるときほど、排気減量処理による排気流量の減少量は多くされるため、そうした排気流量の増大を適切に抑えることができる。
【００１１】
また、上記制御装置において、ＥＧＲ減量処理によるＥＧＲ量の減少量に基づいて排気流量調整機構の作動量を設定するようにすれば、ＥＧＲ量の減少量に合わせた排気流量調整機構の作動量を設定することができる。
【００１２】
他方、上記制御装置において、排気流量調整機構の作動量を設定するマップであって、ＥＧＲ減量処理の実行時に選択される第１マップと、ＥＧＲ減量処理の非実行時に選択される第２マップとが用意されており、第２マップ選択時に設定される作動量は、同一の機関運転状態において第１マップ選択時に設定される作動量と比較して、排気の流量が減少する方向への作動量となるように第２マップが設定されている、という構成を採用することもできる。
【００１３】
同構成でも、第１マップから第２マップへの切替を通じて、ＥＧＲ減量処理の実行時には、同ＥＧＲ減量処理の非実行時と比較して排気流量を減少させることができる。
内燃機関が、可動式のベーンを有する可変容量型の排気駆動式過給機を備えている場合には、ベーンの開度を調整することによって触媒に流入する排気の流量を調整することができるため、排気流量調整機構としてベーンを利用することができる。そして、排気減量処理による排気の流量の減少は、ベーンの開度を小さくすることにより行うことができる。
【００１４】
そこで、内燃機関は、可動式のベーンを有する可変容量型の排気駆動式過給機を備えており、排気流量調整機構はベーンであり、その排気流量調整機構の作動量はベーンの開度であり、排気減量処理による排気の流量の減少をベーンの開度を小さくすることにより行う、という構成を採用することもできる。
【００１５】
同構成によれば、排気駆動式過給機のベーンを使って排気の流量を減少させることが可能なため、排気流量調整機構を別途設けることなく、排気の流量を減らすことができる。なお、同構成において、「ベーンの開度を小さくする」とは、排気駆動式過給機において排気が流入する通路の通路断面積が狭くなる方向にベーンの開度を調整することをいう。
【００１６】
他方、排気の流量を減少させるためにベーンの開度を小さくすると、排気通路内の圧力である背圧が増加するため、燃焼室からの排気の抜け等が悪くなり、内燃機関の出力トルクが低下するおそれがある。そこで、ベーンの開度を小さくすることにより排気の流量を減少させる排気減量処理を実行する場合には、その排気減量処理の実行に併せて燃料噴射量の増量補正を実行することが好ましい。こうした増量補正を実行するようにすれば、排気減量処理の実行による背圧の増加によって生じる出力トルクの低下を、燃料噴射量の増量補正によって抑えることができる。
【００１７】
また、ベーンの開度を小さくすることにより排気の流量を減少させる排気減量処理を実行する場合には、ベーン開度の減少量が多いときほど、背圧増加による出力トルクの低下量は大きくなる。そこで、上述した燃料噴射量の増量補正を行う場合には、排気減量処理によるベーン開度の減少量が多いほど、燃料噴射量を増量補正するための補正量を多くすることにより、背圧増加による出力トルクの低下量に応じた燃料噴射量の増量補正量を設定することができるようになる。従って、ベーン開度の減少量が異なる場合でも、背圧の増加による出力トルクの低下を適切に抑えることができる。
【００１８】
他方、触媒に吸着されているアンモニアの吸着量は、還元剤の添加量及び排気温度及び排気流量に基づいて求めることが可能であり、触媒に吸着することが可能な最大アンモニア吸着量は排気温度から求めることができる。従って、触媒でのアンモニア吸着量が、排気温度から求められた最大アンモニア吸着量よりも少ない場合には、触媒に吸着されたアンモニアが脱離する状態になっており、このときのアンモニアのスリップ量は、触媒に吸着されているアンモニア量から最大アンモニア吸着量を減じることにより求めることができる。
【００１９】
そこで、上述したアンモニアスリップの発生条件として、触媒から脱離するアンモニアのスリップ量が所定の閾値以上であるとの条件を含ませることにより、アンモニアスリップが発生する状態になっているのか否かを適切に判定することができるようになり、その結果、ＥＧＲ減量処理及び排気減量処理の実行が必要な状態なのか否かについても適切に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】内燃機関の制御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】基本ベーン開度の設定態様を示すグラフ。
【図３】基本ＥＧＲ量の設定態様を示すグラフ。
【図４】触媒温度及びアンモニア吸着量の関係を示すグラフ。
【図５】同実施形態におけるアンモニアスリップ抑制処理の手順を示すフローチャート。
【図６】スリップ量及びＮＯｘ増大量の対応関係を示す表。
【図７】ＮＯｘ増大量及びＥＧＲ補正量の対応関係を示す表。
【図８】ＥＧＲ補正量及びベーン開度補正量の対応関係を示す表。
【図９】排気減量処理を実行したときの排気流量及び過給圧及び背圧の変化を示すグラフ。
【図１０】ベーン開度補正量及び燃料補正量の対応関係を示す表。
【図１１】同実施形態の変形例におけるアンモニアスリップ抑制処理の手順についてその一部を示すフローチャート。
【図１２】ＥＧＲ補正量及び過給圧補正量の対応関係を示す表。
【図１３】過給圧補正量及び燃料補正量の対応関係を示す表。
【図１４】同実施形態の変形例におけるスリップ量及びＥＧＲ補正量の対応関係を示す表。
【図１５】同実施形態の別の変形例において、基本ベーン開度を設定するマップの設定態様を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、内燃機関の制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。
図１に、本実施形態にかかる制御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。
【００２２】
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に対応して設けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、各気筒＃１〜＃４の燃焼室にそれぞれ燃料を噴射する。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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可変容量型の排気駆動式過給機（以下、ターボチャージャという）１１が設けられている。ターボチャージャ１１の排気側タービンにおいて排気が流入する流路の途中には、排気流量を調整する可動式のノズルベーン１１ｖが設けられている。ノズルベーン１１ｖには、その開度を調整する適宜のアクチュエータが接続されており、そのアクチュエータの駆動制御を通じてノズルベーン１１ｖの開度は機関運転状態に応じた開度に調整される。なお、以下において、ノズルベーン１１ｖの開度を小さくするとは、ターボチャージャ１１において排気が流入する通路の通路断面積が狭くなる方向にノズルベーン１１ｖの開度を調整することをいう。また、このノズルベーン１１ｖは、後述のＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量を調整する排気流量調整機構を構成しており、ノズルベーン１１ｖの開度は、排気流量調整機構の作動量に相当する。
【００２６】
図２に示すように、ノズルベーン１１ｖの開度の基本値である基本ベーン開度ＶＮｂは、機関負荷の指標値となる各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの燃料噴射量Ｑと機関回転速度ＮＥとに基づいて設定される。より詳細には、燃料噴射量Ｑが多く機関負荷が高いときほど、基本ベーン開度ＶＮｂは大きくされる。また、機関回転速度ＮＥが高いときほど、基本ベーン開度ＶＮｂは大きくされる。そして、この基本ベーン開度ＶＮｂが各種の補正値で補正されることにより目標ベーン開度ＶＮｐが設定される。こうして目標ベーン開度ＶＮｐが設定されると、実際のベーン開度と目標ベーン開度ＶＮｐとが一致するようにノズルベーン１１ｖの開度が調整される。
【００２７】
低負荷低回転の機関運転領域では、基本的にノズルベーン１１ｖの開度は小さくされることにより、ターボチャージャ１１に流入する排気の流速が速くなって排気の動圧が高まるようになるため、低負荷低回転の機関運転領域においても十分な過給圧が得られるようになる。一方、高負荷高回転の機関運転領域では、基本的にノズルベーン１１ｖの開度は大きくされることにより、排気流量が多い機関運転領域において、ノズルベーン１１ｖによる背圧の増大が抑制される。なお、本実施形態において「背圧」とは、内燃機関の排気ポートからノズルベーン１１ｖの配設部位までの間の排気系内の圧力のことをいう。
【００２８】
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。
【００２９】
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及びフィルタ３２が配設されている。
【００３０】
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、フィルタ３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。
【００３１】
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ことも可能である。
【００３２】
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に達すると酸化され、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
エンジン１には、アンモニア成分を含む還元剤である尿素水を排気に添加する添加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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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ＳＣＲ触媒４１に到達すると同ＳＣＲ触媒４１に吸着される。そして、ＳＣＲ触媒４１に吸着されたアンモニアを利用してＮＯｘが還元浄化される。
【００４０】
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、排気の一部を吸気通路３に戻すことで気筒内の燃焼温度を低下させ、これによりエンジン１から発生するＮＯｘの量を低減させる装置である。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、ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲ通路１３の途中に設けられたＥＧＲクーラ１４等により構成されている。機関運転状態に応じて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に戻される排気の量であるＥＧＲ量が調整される。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。
【００４１】
図３に示すように、上記ＥＧＲ量の基本値である基本ＥＧＲ量Ｒｂは、機関負荷の指標値となる燃料噴射量Ｑと機関回転速度ＮＥとに基づいて設定される。より詳細には、燃料噴射量Ｑが多く機関負荷が高いときほど、基本ＥＧＲ量Ｒｂは少なくされる。また、機関回転速度ＮＥが高いときほど、基本ＥＧＲ量Ｒｂは少なくされる。そして、この基本ＥＧＲ量Ｒｂが各種の補正値で補正されることにより目標ＥＧＲ量Ｒｐが設定される。こうして目標ＥＧＲ量Ｒｐが設定されると、実際のＥＧＲ量と目標ＥＧＲ量Ｒｐとが一致するようにＥＧＲ弁１５の開度が調整される。
【００４２】
高負荷高回転の機関運転領域では、基本的にＥＧＲ量を少なくすることにより、気筒内に導入される新気の量を十分に確保するようにしている。一方、低回転低負荷の機関運転領域では、基本的にＥＧＲ量を多くすることにより、排気再循環によるＮＯｘの低減効果をできる限り高めるようにしている。
【００４３】
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。クランク角センサ２１は機関回転速度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。
【００４４】
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の上流側の排気圧と下流側の排気圧との圧力差ΔＰを検出する。
【００４５】
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。この第２排気温度ＴＨ２は、ＳＣＲ触媒４１の温度に相関する温度として、上記第１排気温度ＴＨ１よりも適している。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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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の燃料噴射量制御や噴射時期制御、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、ノズルベーン１１ｖの開度制御等、エンジン１の各種制御が行われる。
【００４９】
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に相当する量の尿素水が尿素添加弁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。また、この添加制御では、ＳＣＲ触媒４１に吸着させるアンモニアの目標量が設定される。そして、ＳＣＲ触媒４１に吸着されているアンモニアの量と目標量とが一致するように上記尿素添加量ＱＥは補正される。なお、ＳＣＲ触媒４１に吸着されているアンモニアの量は、適宜の態様で推定可能である。例えば、尿素水の添加量、排気温度、排気流量などといったアンモニアの吸着量に相関する各種パラメータに基づき、アンモニア吸着量は推定することができる。
【００５０】
ところで、排気温度が高くなるにつれてＳＣＲ触媒４１の温度であるＳＣＲ床温ＳＴも高くなる。そして、図４に示すように、ＳＣＲ床温ＳＴが高くなるほど、ＳＣＲ触媒４１が吸着可能なアンモニアの最大吸着量ＮＨｍａｘは少なくなっていく。また、ＳＣＲ触媒４１に吸着されているアンモニアの量が最大吸着量ＮＨｍａｘを超えると、その超過分に相当するアンモニア量がＳＣＲ触媒４１から脱離するようになり、いわゆるアンモニアスリップが発生する。
【００５１】
そこで、上述した尿素水の添加制御では、ＳＣＲ触媒４１におけるアンモニアの目標吸着量ＮＨｐが設定されるのであるが、アンモニアスリップの発生を抑えるために、目標吸着量ＮＨｐは、排気温度が高いときほど少ない量になるように可変設定されるとともに、最大吸着量ＮＨｍａｘに対して所定量だけ少ない量に設定される。
【００５２】
ここで、先の図４に示すように、ＳＣＲ床温ＳＴがある温度ＳＴ１であり、この温度ＳＴ１に対応した目標吸着量ＮＨｐが所定の吸着量ＮＨ１である場合には、ＳＣＲ触媒４１において吸着量ＮＨ１分のアンモニアが保持される。この状態から、車両の加速等により排気温度が大きく上昇すると、ＳＣＲ床温ＳＴは、上記温度ＳＴ１よりも高い温度ＳＴ２になる。この温度ＳＴ２に対応した最大吸着量ＮＨｍａｘ（図４に示すＮＨｍａｘ２）が上記吸着量ＮＨ１よりも少ない量の場合には、吸着量ＮＨ１から最大吸着量ＮＨｍａｘ２を減じた量のアンモニアがＳＣＲ触媒４１から脱離して、アンモニアスリップが発生する。なお、このときのアンモニアのスリップ量ＮＨＳは、吸着量ＮＨ１から最大吸着量ＮＨｍａｘ２を減じた量、つまりＳＣＲ触媒４１に吸着されているアンモニア量からアンモニアの最大吸着量を減じた量とほぼ等しい。
【００５３】
以上説明したように、アンモニアの目標吸着量ＮＨｐを適切に設定しても、排気温度が高温側に大きく変化する場合には、アンモニアスリップが起きやすくなる。そこで、本実施形態の制御装置８０は、吸気通路３に戻すＥＧＲ量を減らすことによりエンジン１の燃焼室で発生するＮＯｘの量を増大させ、その増大させたＮＯｘとＳＣＲ触媒４１から脱離したアンモニアとを反応させることにより、アンモニアスリップの発生を抑えるＥＧＲ減量処理を実行する。
【００５４】
ここで、ＥＧＲ量を減少させると排気流量が増大するため、排気がＳＣＲ触媒４１を通過する時間（排気がＳＣＲ触媒４１に入ってから出るまでの時間）は短くなる。従って、ＳＣＲ触媒４１においてＮＯｘとアンモニアとが反応する時間も短くなるため、増量されたＮＯｘとＳＣＲ触媒４１から脱離したアンモニアとの反応が間に合わない状態になる可能性があり、依然としてアンモニアスリップが発生するおそれがある。
【００５５】
そこで、本実施形態では、アンモニアスリップを抑制する処理を行うに際して、ＥＧＲ減量処理による排気流量の増大を抑えるために排気減量処理も併せて行うようにしている。
【００５６】
図５に、本実施形態におけるアンモニアスリップ抑制処理の処理手順を示す。なお、このアンモニアスリップ抑制処理は、制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行される。
【００５７】
本処理が開始されると、まず、アンモニアスリップ判定フラグＦが「ＯＮ」であるか否かが判定される（Ｓ１００）。
このアンモニアスリップ判定フラグＦは、ＳＣＲ触媒４１においてアンモニアスリップの発生条件が成立すると「ＯＮ」に設定されるフラグであり、初期値は「ＯＦＦ」である。本実施形態では、アンモニアスリップの発生条件として、ＳＣＲ触媒４１から脱離するアンモニアのスリップ量ＮＨＳが所定の閾値α以上であることという条件が設定されており、閾値αには、実用上許容できないスリップ量ＮＨＳの最小値が設定されている。スリップ量ＮＨＳがこの閾値α以上になると、アンモニアスリップ判定フラグＦは「ＯＮ」に設定される。また、スリップ量ＮＨＳが上記閾値αよりも十分に小さい閾値β以下になると、アンモニアスリップ判定フラグＦは「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に変更される。なお、スリップ量ＮＨＳが閾値β以下になったか否かは、ＥＧＲ減量処理の実行によって減少していくスリップ量ＮＨＳを順次算出し、その算出されたスリップ量ＮＨＳと閾値βとを比較することによって判断することができる。また、ＥＧＲ減量処理の実行時間が所定の時間に達した時点で、スリップ量ＮＨＳが閾値β以下になっているとみなすこともできる。
【００５８】
スリップ量ＮＨＳは、上述したように、ＳＣＲ触媒４１に吸着されているアンモニア量から、排気温度に基づき設定されるアンモニアの最大吸着量ＮＨｍａｘを減じることにより算出される。なお、ＳＣＲ触媒４１に吸着されているアンモニアの量は、尿素水の添加量及び第２排気温度ＴＨ２及び排気流量に基づいて推定値が算出される。また、最大吸着量ＮＨｍａｘは第２排気温度ＴＨ２が高いときほど少ない量となるように、同第２排気温度ＴＨ２に基づき設定される。ちなみに、本処理とは別の処理として、スリップ量ＮＨＳを算出する処理や、算出されたスリップ量ＮＨＳと閾値αとを比較してアンモニアスリップ判定フラグＦの値を設定する処理が、制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行されている。
【００５９】
ステップＳ１００にて、アンモニアスリップ判定フラグＦが「ＯＮ」ではないと判定されるときには（Ｓ１００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、ステップＳ１００にて、アンモニアスリップ判定フラグＦが「ＯＮ」であると判定されるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ステップＳ１１０、ステップＳ１２０、及びステップＳ１３０の処理を行うことにより、ＥＧＲ減量処理が実行される。
【００６０】
ステップＳ１１０では、ＳＣＲ触媒４１から脱離したアンモニアを浄化するために必要なＮＯｘの量であるＮＯｘ増大量ＮＯＭが現在のスリップ量ＮＨＳに基づいて算出される。
【００６１】
図６に示すように、アンモニアのスリップ量ＮＨＳが多いときほど、ＮＯｘ増大量ＮＯＭは多い量となるように設定される。こうした設定理由は、アンモニアのスリップ量ＮＨＳが多いときほど、ＳＣＲ触媒４１から脱離したアンモニアを浄化するために必要なＮＯｘの量は多くなるからである。
【００６２】
次に、ステップＳ１２０では、気筒内で発生するＮＯｘ量をＮＯｘ増大量ＮＯＭの分だけ増やすために必要なＥＧＲ量の減少量であって、基本ＥＧＲ量Ｒｂの補正値であるＥＧＲ補正量ＲｃがＮＯｘ増大量ＮＯＭに基づいて算出される。
【００６３】
図７に示すように、ＮＯｘ増大量ＮＯＭが多いときほど、ＥＧＲ補正量Ｒｃは多い量となるように設定される。こうした設定理由は、ＥＧＲ量が少なくなるほど、つまりＥＧＲ量の減少量が多くなるほど、燃焼室で発生するＮＯｘの量は多くなるからである。
【００６４】
次に、ステップＳ１３０では、現在の基本ＥＧＲ量ＲｂをＥＧＲ補正量Ｒｃで減量補正することにより目標ＥＧＲ量Ｒｐが設定される。このステップＳ１３０では、基本ＥＧＲ量ＲｂからＥＧＲ補正量Ｒｃを減じた値が目標ＥＧＲ量Ｒｐに設定される。なお、ＥＧＲ量に関してＥＧＲ補正量Ｒｃ以外の各種補正量も別途算出されている場合には、目標ＥＧＲ量Ｒｐの設定に際してそうした各種補正量による補正も併せて行われる。
【００６５】
このようにして目標ＥＧＲ量Ｒｐが設定されることにより、吸気通路３に戻されるＥＧＲ量は、ＥＧＲ減量処理の非実行時と比較してＥＧＲ補正量Ｒｃの分だけ減量される。
次に、ステップＳ１４０及びステップＳ１５０の処理を行うことにより、上述した排気減量処理が実行される。
【００６６】
ステップＳ１４０では、ステップＳ１２０で算出されたＥＧＲ補正量Ｒｃに基づいてベーン開度補正量ＶＮｃが算出される。このベーン開度補正量ＶＮｃは、ＥＧＲ減量処理の実行による排気流量の増大を抑えるために基本ベーン開度ＶＮｂを減少補正する補正値である。
【００６７】
図８に示すように、ＥＧＲ補正量Ｒｃが多いときほど、ベーン開度補正量ＶＮｃは多い値となるように設定される。こうした設定理由は以下による。すなわち、ＥＧＲ補正量Ｒｃが多くＥＧＲ量の減少量が多くなるときほど、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量は多くなるため、そうした排気流量の増大を抑えるには、ＥＧＲ補正量Ｒｃが多いときほどノズルベーン１１ｖの開度をより小さくして排気流量の減少量を多くする必要があるからである。
【００６８】
次に、ステップＳ１５０では、現在の基本ベーン開度ＶＮｂをベーン開度補正量ＶＮｃで減少補正することにより目標ベーン開度ＶＮｐが設定される。このステップＳ１５０では、基本ベーン開度ＶＮｂからベーン開度補正量ＶＮｃを減じた値が目標ベーン開度ＶＮｐに設定される。なお、ベーン開度に関してベーン開度補正量ＶＮｃ以外の各種補正量も別途算出されている場合には、目標ベーン開度ＶＮｐの設定に際してそうした各種補正量による補正も併せて行われる。
【００６９】
このようにして目標ベーン開度ＶＮｐが設定されることにより、実際のベーン開度は、排気減量処理の非実行時と比較してベーン開度補正量ＶＮｃの分だけ小さくされる。そのため、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量は、排気減量処理の非実行時と比較してベーン開度補正量ＶＮｃの分だけ減量される。
【００７０】
図９に、ノズルベーン１１ｖの開度を変化させたときの排気流量及び過給圧及び背圧の変化を示す。なお、図９に示すベーン開度ＶＮ１は、排気減量処理の実行時におけるノズルベーン１１ｖの開度であり、これを以下では、補正後ベーン開度ＶＮ１という。また、図９に示すベーン開度ＶＮ２は、排気減量処理の非実行時におけるノズルベーン１１ｖの開度であり、これを以下では、補正前ベーン開度ＶＮ２という。従って、補正後ベーン開度ＶＮ１は、ベーン開度補正量ＶＮｃの分だけ補正前ベーン開度ＶＮ２よりも小さい開度になっている。また、ノズルベーン１１ｖの開度が補正前ベーン開度ＶＮ２にされているときの過給圧ＣＰを過給圧ＣＰ２とする。また、ノズルベーン１１ｖの開度がベーン開度ＶＮ２にされているときの排気流量ＥＮを排気流量ＥＮ２とする。
【００７１】
この図９に示すように、一定の機関運転状態のもとでは、ベーン開度ＶＮが大きくなるにつれて背圧は低下していく。また、ベーン開度ＶＮが大きくなるにつれて過給圧ＣＰは増大していくのであるが、そうした過給圧ＣＰの増大にはピークがあり、過給圧ＣＰは、ピーク値に達するとそれ以降、ベーン開度ＶＮが大きくなるにつれて低下していく傾向がある。また、ベーン開度ＶＮが大きくなるにつれて排気流量ＥＮは増大していくのであるが、そうした排気流量ＥＮの増大にもピークがあり、排気流量ＥＮは、ピーク値に達するとそれ以降、ベーン開度ＶＮが大きくなるにつれて低下していく傾向がある。なお、排気流量ＥＮがピーク値に達するベーン開度と、過給圧ＣＰがピーク値に達するベーン開度とは、ほぼ同じであり、以下では、排気流量ＥＮや過給圧ＣＰがピーク値に達するベーン開度をピーク開度ＶＮｍという。また、ベーン開度ＶＮがピーク開度ＶＮｍよりも小さくなると、背圧の増大によって機関出力が低下する。そのため、通常設定されるベーン開度ＶＮは、ピーク開度ＶＮｍ以上の領域の開度になっている。
【００７２】
排気減量処理の実行によって、ノズルベーン１１ｖの開度が、補正前ベーン開度ＶＮ２よりも小さい補正後ベーン開度ＶＮ１に変更されると、こうしたベーン開度ＶＮの減少により、排気流量ＥＮは上記排気流量ＥＮ２よりも少ない排気流量ＥＮ１にまで減少する。こうしたベーン開度ＶＮの変更による排気流量ＥＮの減少により、ＥＧＲ減量処理の実行に伴う排気流量ＥＮの増大が相殺される。
【００７３】
ここで、通常、補正前ベーン開度ＶＮ２は、ピーク開度ＶＮｍ以上の開度に設定されるため、ベーン開度ＶＮを増大補正しても排気流量ＥＮは減少するようになる。ただし、こうしたベーン開度ＶＮの増大補正により排気流量ＥＮを減少させる場合には、ピーク開度ＶＮｍ以上の領域においてベーン開度ＶＮを増大させることになるため、ベーン開度ＶＮの増大に伴って過給圧ＣＰが低下する方向にのみ変化する開度領域を使用することになる。そのため、ベーン開度ＶＮを補正すると、補正前と比較して過給圧ＣＰが低下してしまう。
【００７４】
そこで本実施形態では、ベーン開度ＶＮを減少補正することにより排気流量ＥＮを減少させるようにしており、特に、ステップＳ１４０で算出されるベーン開度補正量ＶＮｃは、補正後ベーン開度ＶＮ１が、ピーク開度ＶＮｍよりも小さい開度領域内の開度となるように設定している。そのため、補正後ベーン開度ＶＮ１は、ベーン開度ＶＮの減少に伴って過給圧ＣＰが一旦増大した後に低下する開度領域内の開度になる。従って、ベーン開度ＶＮを増大補正することにより過給圧ＣＰが低下する方向にのみ変化する開度領域を使用する場合と比較して、ベーン開度ＶＮを補正した後の過給圧ＣＰの低下を抑えることができる。
【００７５】
次に、ステップＳ１６０及びステップＳ１７０の処理を行うことにより、燃料噴射量の増量補正処理が実行される。
ステップＳ１６０では、ステップＳ１４０で算出されたベーン開度補正量ＶＮｃに基づいて燃料補正量Ｑｃが算出される。この燃料補正量Ｑｃは、機関回転速度ＮＥ及びアクセル操作量ＡＣＣＰ等といった機関運転状態に基づいて設定されるエンジン１の基本燃料噴射量Ｑｂを増量補正するための補正値である。
【００７６】
図１０に示すように、ベーン開度補正量ＶＮｃが多いときほど、燃料補正量Ｑｃは多い量となるように設定される。こうした設定理由は、以下による。
すなわち、上述したように、ノズルベーン１１ｖの開度を小さくすることにより排気流量を減少させる上記排気減量処理の実行中は、背圧が増加する。そのため燃焼室からの排気の抜け等が悪くなり、エンジン１の出力トルクが低下するおそれがある。また、そうした背圧増加による出力トルクの低下量は、ベーン開度の減少量が多いときほど大きくなる。そこで、出力トルクの低下を抑えるために燃料噴射量の増量補正処理を実行する。そして、こうした燃料噴射量の増量補正を行う場合には、排気減量処理によるベーン開度の減少量が多いほど、燃料噴射量を増量補正するための補正量を多くすることにより、背圧増加による出力トルクの低下量に見合った最適な量の増量補正量を設定することが可能になる。従って、ステップＳ１６０では、ベーン開度補正量ＶＮｃが多く、排気減量処理によるベーン開度の減少量が多いときほど、燃料補正量Ｑｃは多い量となるように同燃料補正量Ｑｃは設定される。
【００７７】
次に、ステップＳ１７０では、現在の基本燃料噴射量Ｑｂを燃料補正量Ｑｃで増量補正することにより目標燃料噴射量Ｑｐが設定される。このステップＳ１７０では、基本燃料噴射量Ｑｂに燃料補正量Ｑｃを足した値が目標燃料噴射量Ｑｐに設定される。なお、燃料噴射量に関して燃料補正量Ｑｃ以外の各種補正量も別途算出されている場合には、目標燃料噴射量Ｑｐの設定に際してそうした各種補正量による補正も併せて行われる。このようにして目標燃料噴射量Ｑｐが設定されることにより、エンジン１に供給される燃料量は、燃料噴射量の増量補正処理の非実行時と比較して燃料補正量Ｑｃの分だけ多くされる。そのため、エンジン１の出力トルクは燃料補正量Ｑｃの分だけ増大する。
【００７８】
ステップＳ１７０の処理を行った後は、本処理は一旦終了される。
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１）図５に示したステップＳ１００にて、ＳＣＲ触媒４１においてアンモニアスリップの発生条件が成立していると判定されるときには、ステップＳ１１０〜ステップＳ１３０の各処理を通じてＥＧＲ減量処理が実行される。このＥＧＲ減量処理の実行により、エンジン１で発生するＮＯｘの量が増やされ、この増量されたＮＯｘとの反応によって、ＳＣＲ触媒４１から脱離したアンモニアの量が減少する。
【００７９】
そして、このＥＧＲ減量処理の実行時には、図５に示したステップＳ１４０及びステップＳ１５０の各処理を通じて排気減量処理が実行されることにより、ＥＧＲ減量処理の非実行時と比較して排気流量は少なくされる。こうした排気減量処理の実行によって、ＥＧＲ減量処理の実行に伴う排気流量の増大が抑制される。そのため、排気がＳＣＲ触媒４１を通過する通過時間について、これがＥＧＲ減量処理の実行によって短くなることは抑えられるようになる。従って、ＳＣＲ触媒４１においてＮＯｘとアンモニアとが反応する時間は十分に確保されるようになり、ＳＣＲ触媒４１から脱離したアンモニアは適切に浄化される。そのため、ＥＧＲ量の減量を通じたアンモニアスリップの抑制を好適に行うことができるようになる。
【００８０】
（２）図５に示したステップＳ１４０では、ＥＧＲ補正量Ｒｃが多く、ＥＧＲ減量処理によるＥＧＲ量の減少量が多いときほど、ベーン開度補正量ＶＮｃは多い値となるように設定される。そのため、ＥＧＲ量の減少量が多く、ＥＧＲ減量処理の実行によって排気流量の増大が多くなるときほど、排気減量処理による排気流量の減少量は多くなるため、ＥＧＲ減量処理の実行による排気流量の増大を適切に抑えることができる。
【００８１】
（３）エンジン１は、ノズルベーン１１ｖ付きのターボチャージャ１１を備えている。そして、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量を調整する排気流量調整機構としてノズルベーン１１ｖを利用するようにしており、排気減量処理による排気流量の減少は、ノズルベーン１１ｖの開度を小さくすることにより行われる。そのため、排気流量調整機構を別途設けることなく、排気流量を減らすことができる。
【００８２】
（４）ノズルベーン１１ｖの開度を小さくすることにより排気流量を減少させる排気減量処理を実行する場合には、その排気減量処理の実行に併せて、先の図５に示したステップＳ１６０及びステップＳ１７０の処理を行うことにより、燃料噴射量の増量補正が実行される。従って、排気減量処理の実行による背圧の増加によって生じる出力トルクの低下を、そうした燃料噴射量の増量補正によって抑えることができる。
【００８３】
（５）ノズルベーン１１ｖの開度を小さくすることにより排気流量を減少させる排気減量処理を実行する場合には、ベーン開度の減少量が多いときほど、背圧増加による出力トルクの低下量は大きくなる。そこで、上述した燃料噴射量の増量補正を行うときには、図５に示したステップＳ１６０において、ベーン開度補正量ＶＮｃが多いときほど燃料補正量Ｑｃは多い量となるように設定される。そのため、排気減量処理によるベーン開度の減少量が多いほど、燃料噴射量を増量補正するための補正量を多くされることにより、背圧増加による出力トルクの低下量に応じた燃料噴射量の増量補正量を設定することができるようになる。従って、ＥＧＲ補正量Ｒｃの差異などにより、ノズルベーン１１ｖのベーン開度の減少量が異なる場合でも、背圧の増加による出力トルクの低下を適切に抑えることができる。
【００８４】
（６）アンモニアスリップの発生条件として、ＳＣＲ触媒４１から脱離するアンモニアのスリップ量ＮＨＳが上記閾値α以上であるとの条件を設定するようにしている。そのため、アンモニアスリップが発生する状態になっているのか否かを適切に判定することができるようになり、その結果、ＥＧＲ減量処理及び排気減量処理の実行が必要な状態なのか否かについても適切に判定することができるようになる。
【００８５】
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。
・上記ターボチャージャ１１付きのエンジン１では、過給圧の目標値が設定されることが多い。なお、そうした目標過給圧ＣＰｐは、機関回転速度や機関負荷といった機関運転状態に基づいて設定される基本過給圧ＣＰｂを各種補正値で補正することにより算出される。ここで、目標過給圧ＣＰｐが低いときほど実際の過給圧が低くなるように、ノズルベーン１１ｖの開度は目標過給圧ＣＰｐの低下に伴って小さくされる。従って、上記実施形態では、ＥＧＲ補正量Ｒｃに基づいてベーン開度補正量ＶＮｃを設定するようにしたが、これに代えて、ＥＧＲ補正量Ｒｃが多いときほど目標過給圧ＣＰｐが低くなるように、基本過給圧ＣＰｂを補正する値を設定するようにしても、ＥＧＲ減量処理による排気流量の増大を抑えることができる。
【００８６】
この変形例は、先の図５に示した一連の処理手順についてその一部を変更することにより実施することができる。
図１１に示すように、この変形例におけるアンモニアスリップ抑制処理では、先の図５に示したステップＳ１３０の処理が実行されると、次にステップＳ２００及びステップＳ２１０の処理を行うことにより、排気減量処理が実行される。
【００８７】
ステップＳ２００では、先の図５におけるステップＳ１２０で算出されたＥＧＲ補正量Ｒｃに基づいて過給圧補正量ＣＰｃが算出される。この過給圧補正量ＣＰｃは、ＥＧＲ減量処理の実行による排気流量の増大を抑えるために、上述した基本過給圧ＣＰｂを減少補正する補正値である。
【００８８】
図１２に示すように、ＥＧＲ補正量Ｒｃが多いときほど、過給圧補正量ＣＰｃは多い値となるように設定される。こうした設定理由は以下による。すなわち、ＥＧＲ補正量Ｒｃが多くＥＧＲ量の減少量が多くなるときほど、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量は多くなる。そのため、そうした排気流量の増大を抑えるには、ＥＧＲ補正量Ｒｃが多いときほど目標過給圧ＣＰｐが低くなるように補正して、ノズルベーン１１ｖの開度をより小さくすることにより、排気流量の減少量を多くする必要があるからである。
【００８９】
次に、ステップＳ２１０では、現在の基本過給圧ＣＰｂを過給圧補正量ＣＰｃで減少補正することにより目標過給圧ＣＰｐが設定される。このステップＳ２１０では、基本過給圧ＣＰｂから過給圧補正量ＣＰｃを減じた値が目標過給圧ＣＰｐに設定される。このようにして目標過給圧ＣＰｐが設定されると、過給圧補正量ＣＰｃの分だけ実際の過給圧が低くなるようにノズルベーン１１ｖの開度が小さくされる。つまり、ノズルベーン１１ｖのベーン開度は、排気減量処理の非実行時と比較して過給圧補正量ＣＰｃに見合う分だけ小さくされる。そのため、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の流量は、排気減量処理の非実行時と比較して減量される。
【００９０】
次に、ステップＳ２２０及び先の図５に示したステップＳ１７０の処理を行うことにより、燃料噴射量の増量補正処理が実行される。
ステップＳ２２０では、ステップＳ２００で算出された過給圧補正量ＣＰｃに基づいて燃料補正量Ｑｃが算出される。この燃料補正量Ｑｃも、機関運転状態に基づいて設定されるエンジン１の基本燃料噴射量Ｑｂを増量補正するための補正値である。
【００９１】
図１３に示すように、過給圧補正量ＣＰｃが多いときほど、燃料補正量Ｑｃは多い量となるように設定される。こうした設定理由は、以下による。
すなわち、上述したように、ノズルベーン１１ｖの開度を小さくすることにより排気流量を減少させる上記排気減量処理の実行中は背圧が増加するため、エンジン１の出力トルクが低下するおそれがある。また、そうした背圧増加による出力トルクの低下量は、ベーン開度の減少量が多いときほど大きくなる。そこで、出力トルクの低下を抑えるために、この変形例でも燃料噴射量の増量補正処理を実行する。そして、こうした燃料噴射量の増量補正を行う場合には、過給圧補正量ＣＰｃが多く目標過給圧ＣＰｐの低下量が大きいときほど、つまり排気減量処理によるベーン開度の減少量が多いほど、燃料噴射量を増量補正するための補正量を多くすることにより、背圧増加による出力トルクの低下量に見合った最適な量の増量補正量を設定することが可能になる。従って、ステップＳ２２０では、過給圧補正量ＣＰｃが多く、排気減量処理によるベーン開度の減少量が多いときほど、燃料補正量Ｑｃが多い量となるように同燃料補正量Ｑｃは設定される。
【００９２】
次に、ステップＳ１７０では、現在の基本燃料噴射量Ｑｂを燃料補正量Ｑｃで増量補正することにより目標燃料噴射量Ｑｐが設定される。このステップＳ１７０では、基本燃料噴射量Ｑｂに燃料補正量Ｑｃを足した値が目標燃料噴射量Ｑｐに設定される。なお、この変形例でも、燃料噴射量に関して燃料補正量Ｑｃ以外の各種補正量が別途算出されている場合には、目標燃料噴射量Ｑｐの設定に際して、そうした各種補正量による補正も併せて行われる。このようにして目標燃料噴射量Ｑｐが設定されることにより、エンジン１に供給される燃料量は、燃料噴射量の増量補正処理の非実行時と比較して燃料補正量Ｑｃの分だけ多くされる。そのため、エンジン１の出力トルクは燃料補正量Ｑｃの分だけ増大する。そして、ステップＳ１７０の処理を行った後は、本処理は一旦終了される。
【００９３】
こうした変形例でも、ＥＧＲ減量処理の実行時には、ＥＧＲ減量処理の非実行時と比較して排気流量は少なくされるため、上記実施形態と同様に、ＥＧＲ量の減量を通じたアンモニアスリップの抑制を好適に行うことができるようになる。また、ノズルベーン１１ｖの開度を小さくすることにより排気流量を減少させる排気減量処理を実行する場合には、その排気減量処理の実行に併せて燃料噴射量の増量補正が実行される。従って、上記実施形態と同様に、排気減量処理の実行による背圧の増加によって生じる出力トルクの低下を、燃料噴射量の増量補正によって抑えることができる。
【００９４】
・上記実施形態やその変形例では、排気減量処理による背圧増加に起因した出力トルクの低下を抑えるために燃料噴射量の増量補正を行うようにしたが、そうした燃料噴射量の増量補正を行わないようにしてもよい。この場合でも、上記（１）〜（３）に記載の作用効果を得ることができる。
【００９５】
・上記実施形態では、スリップ量ＮＨＳに基づいてＮＯｘ増大量ＮＯＭを算出し、ＮＯｘ増大量ＮＯＭに基づいてＥＧＲ補正量Ｒｃを算出するようにした。
この他、図１４に示すように、アンモニアのスリップ量ＮＨＳが多いときほどＥＧＲ補正量Ｒｃは多い量となるように、スリップ量ＮＨＳに基づいてＥＧＲ補正量Ｒｃを直接設定するようにしてもよい。この場合にも、アンモニアのスリップ量ＮＨＳが多く、ＳＣＲ触媒４１から脱離したアンモニアを浄化するために必要なＮＯｘの量が多く必要になるときほど、ＥＧＲ量の減少量は多くなるため、要求されるＮＯｘ量を上記実施形態と同様に確保することができる。
【００９６】
・上記実施形態では、スリップ量ＮＨＳに基づいてＮＯｘ増大量ＮＯＭを算出し、ＮＯｘ増大量ＮＯＭに基づいてＥＧＲ補正量Ｒｃを算出し、ＥＧＲ補正量Ｒｃに基づいてベーン開度補正量ＶＮｃを算出し、そのベーン開度補正量ＶＮｃで基本ベーン開度ＶＮｂを補正することにより、ＥＧＲ減量処理の実行による排気流量の増大を抑えるようにした。しかし、この他の態様で、ＥＧＲ減量処理の実行による排気流量の増大を抑えるようにしてもよい。
【００９７】
例えば、機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑといった機関運転状態に基づいて基本ベーン開度ＶＮｂを設定するマップであって、同一の機関運転状態において異なる基本ベーン開度ＶＮｂを設定するための第１マップ及び第２マップを用意する。
【００９８】
図１５に示すように、例えば第１マップは、先の図２に示した設定態様にて基本ベーン開度ＶＮｂを設定するマップとする。一方、第２マップによって設定される基本ベーン開度ＶＮｂは、同一の機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑの機関運転状態において第１マップにより設定される基本ベーン開度ＶＮｂよりも所定量Ａだけ小さくなるように、当該第２マップの設定値を決めておく。
【００９９】
そして、ＥＧＲ減量処理の非実行時には、第１マップを選択して当該第１マップに基づき基本ベーン開度ＶＮｂを設定する。一方、ＥＧＲ減量処理の実行時には、第２マップを選択して当該第２マップに基づき基本ベーン開度ＶＮｂを設定する。
【０１００】
こうした変形例でも、ＥＧＲ減量処理の実行時には、同ＥＧＲ減量処理の非実行時と比較して排気流量を減少させることが可能になる。なお、上述した所定量Ａを、機関回転速度領域毎に異ならせたり、燃料噴射量領域毎（つまり機関負荷領域毎）に異ならせたりしてもよい。
【０１０１】
ちなみに、同様の態様で、排気減量処理の実行時には、同排気減量処理の非実行時に比較して、燃料噴射量Ｑが多くなるようにしてもよい。例えば、機関運転状態に基づいて基本燃料噴射量Ｑｂを設定するマップであって、排気減量処理の非実行時に選択される第１マップと、排気減量処理の実行時に選択される第２マップとを予め用意しておく。そして、第２マップ選択時に設定される基本燃料噴射量Ｑｂは、同一の機関運転状態において第１マップ選択時に設定される基本燃料噴射量Ｑｂよりも所定量Ｂだけ多くなるように、第２マップを設定しておく。こうした変形例でも、排気減量処理の実行時には、同排気減量処理の非実行時に比較して、燃料噴射量を増やすことができる。なお、上述した所定量Ｂを機関運転領域毎に異ならせてもよい。
【０１０２】
・排気流量調整機構として、ターボチャージャ１１のノズルベーン１１ｖを利用するようにしたが、この他の機構を使用してもよい。例えば、吸気絞り弁１６の開度を小さくするほど排気流量は少なくなるため、そうした吸気絞り弁１６を排気流量調整機構として利用してもよい。また、ターボチャージャ１１よりも排気上流側の排気通路２６内に、排気流量を調整する排気絞り弁を設けてもよい。
【０１０３】
・アンモニアスリップの発生条件として、ＳＣＲ触媒４１から脱離するアンモニアのスリップ量ＮＨＳが上記閾値α以上であるとの条件を設定するようにしたが、その他の条件を設定するようにしてもよい。例えば、排気温度が高くなるにつれてアンモニアのスリップ量ＮＨＳは増大する傾向があるため、簡易的には、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の温度が予め定められた温度を超える可能性があるとき、あるいは予め定められた温度を実際に超えているときには、アンモニアスリップの発生条件が成立していると判断するようにしてもよい。
【０１０４】
・還元剤として尿素水を使用するようにしたが、この他のアンモニア成分を含む還元剤を使用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
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、１１ｖ…ノズルベーン、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、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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【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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【図１４】
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【図１５】
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