(57)【要約】【課題】内燃機関からの排気の一部を吸気系に再循環させるＥＧＲ装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、内燃機関における燃焼の状態が不安定になることを抑制できる技術を提供する。【解決手段】ＮＯｘ触媒に対する燃料添加制御を実行する前に、燃料添加弁からの燃料が添加されていない排気を貯気槽に貯留しておく（Ｓ１０２〜Ｓ１０５）。そして、燃料添加制御を実行する時には、燃料が添加された排気がＥＧＲ装置により再循環されることを禁止するとともに、貯気槽に貯留された排気を吸気管に導入させる（Ｓ１０７〜Ｓ１１０）。【選択図】図２
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【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該排気通路を通過す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側において還元剤を排気に供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段に還元剤を排気に供給させて前記排気浄化装置に還元剤を供給し、前記排気浄化装置の浄化能力を再生する再生処理を行う再生手段と、
前記還元剤供給手段により還元剤が供給される位置より下流側の排気通路を通過する排気の一部を前記吸気通路に再循環させるＥＧＲ装置と、
前記内燃機関からの排気の一部を貯留する貯留部と、
前記再生処理が実施される前に予め前記還元剤が供給されていない排気を前記貯留部に貯留し、前記再生処理が実施されるときに前記還元剤が供給された排気の前記ＥＧＲ装置による再循環を禁止するとともに前記貯留部に貯留された排気を前記吸気通路に導入させる制御手段と、
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】
前記内燃機関の吸気通路に設けられるコンプレッサおよび前記内燃機関の排気通路における前記排気浄化装置よりも上流側に設けられるタービン、を有する過給機を更に備え、
前記ＥＧＲ装置は、前記タービンよりも下流側の前記排気通路と前記コンプレッサよりも上流側の前記吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を有し、前記タービンよりも下流側の前記排気通路を通過する排気を前記コンプレッサよりも上流側の前記吸気通路に再循環させ、
前記制御手段は、前記ＥＧＲ通路および前記貯留部を接続する第１連通路を有し、前記貯留部に貯留された排気を前記吸気通路に導入させるときに、前記タービンよりも下流側の前記排気通路を通過する排気の前記ＥＧＲ通路の通過を禁止し、前記第１連通路および前記ＥＧＲ通路を介して前記貯留部に貯留された排気を前記吸気通路に導入させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記ＥＧＲ通路における該ＥＧＲ通路および前記第１連通路の接続部の上流側と前記第１連通路とを少なくとも導通させる第１位置と、前記ＥＧＲ通路における前記接続部の上流側を該接続部の下流側および前記第１連通路の何れとも遮断させるとともに該第１連通路と該接続部の下流側とを導通させる第２位置とに、切り替え可能な第１切替装置を更に有し、
前記制御手段は、前記貯留部に排気を貯留するときに前記第１切替装置を前記第１位置に切り替え、前記再生処理が実施されるときに前記第１切替装置を前記第２位置に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記タービンよりも上流側の前記排気通路および前記貯留部を接続する第２連通路と、
前記タービンよりも上流側の前記排気通路と前記貯留部とを導通または遮断させる第２切替装置と、
前記ＥＧＲ通路における該ＥＧＲ通路および前記第１連通路の接続部の下流側を、該接続部の上流側又は前記第１連通路の何れか一方のみと導通させる第３切替装置と、
を更に有し、
前記制御手段は、前記貯留部に排気を貯留するときに、前記第２切替装置に前記タービンよりも上流側の前記排気通路と前記貯留部とを導通させるとともに前記第３切替装置に前記接続部の下流側を該接続部の上流側に導通させ、前記再生処理が実施されるときに、前記第２切替装置に前記タービンよりも上流側の前記排気通路と前記貯留部とを遮断させるとともに前記第３切替装置に前記接続部の下流側を前記第１連通路に導通させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項５】
前記還元剤供給手段は、前記排気通路における前記排気浄化装置の上流側に設けられ該排気通路を通過する排気に還元剤を添加する還元剤添加弁を含んで構成され、
前記制御手段は、
前記タービンおよび前記還元剤添加弁よりも上流側の前記排気通路と前記貯留部とを接続する第３連通路と、
前記ＥＧＲ通路における該ＥＧＲ通路および前記第１連通路の接続部の下流側を、該接続部の上流側又は前記第１連通路の何れか一方のみと導通させる第４切替装置と、
を更に有し、
前記制御手段は、前記貯留部に排気を貯留するときに前記第４切替装置に前記接続部の下流側を該接続部の上流側に導通させ、前記再生処理が実施されるときに前記第４切替装置に前記接続部の下流側を前記第１連通路に導通させることを特徴とする請求項２に記載の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（ＮＯｘ）の量を低減する技術として、排気再循環装置（以下、「ＥＧＲ装置」ともいう）や、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」ともいう）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】
ここで、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘやＳＯｘが増加すると、ＮＯｘ触媒の浄化能力が低下するため、ＮＯｘ触媒に流入する排気に還元剤（例えば、燃料等）を供給することによってＮＯｘ触媒の浄化能力を再生する再生処理（例えば、ＮＯｘ還元処理、ＳＯｘ被毒再生処理等）が行われる場合がある。
【０００４】
また、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。近年では、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も下流側の排気通路内を通過する排気の一部をターボチャージャのコンプレッサよりも上流側の吸気通路に再循環させる低圧ＥＧＲ装置を備えた排気浄化システムが知られている。
【０００５】
これに関連して、特許文献１には、燃料噴射弁からのポスト噴射によりフィルタに流入する排気を昇温しフィルタに捕集された微粒子物質（ＰＭ）を酸化除去するＰＭ再生処理を行う際、フィルタから流出した再生ガスをＥＧＲ装置によって吸気系に再循環させる技術が開示されている。この従来技術においては、多量の二酸化炭素を含む再生ガスをＥＧＲガスとして内燃機関に再循環することで燃焼温度の低下の促進を図っている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−６９２０７号公報
【特許文献２】特開２００６−２２０１１８号公報
【特許文献３】特開２００２−１４７２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のように排気浄化装置から流出した排気の一部を吸気系に再循環するＥＧＲ装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気浄化装置の浄化能力の再生のために供給された還元剤の一部や、空燃比の低い排気がＥＧＲ装置によって内燃機関の燃焼室に導入される場合があった。そうすると、内燃機関における燃焼の状態が不安定になる虞があった。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関からの排気の一部を吸気系に再循環させるＥＧＲ装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、内燃機関における燃焼の状態が不安定になることを抑制でき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】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明は、内燃機関からの排気の一部を吸気系に再循環させるＥＧＲ装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気浄化装置の浄化能力を再生する再生処理を行う前に予め還元剤供給手段により還元剤が供給されていない排気を
貯留部に貯留しておき、再生処理が実施されるときに還元剤が供給された排気の再循環を禁止するとともに貯留部に貯留された排気を吸気系に導入させることを最大の特徴とする。
【００１０】
より詳しくは、内燃機関の排気通路に設けられ該排気通路を通過す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側において還元剤を排気に供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段に還元剤を排気に供給させて前記排気浄化装置に還元剤を供給し、前記排気浄化装置の浄化能力を再生する再生処理を行う再生手段と、
前記還元剤供給手段により還元剤が供給される位置より下流側の排気通路を通過する排気の一部を前記吸気通路に再循環させるＥＧＲ装置と、
前記内燃機関からの排気の一部を貯留する貯留部と、
前記再生処理が実施される前に予め前記還元剤が供給されていない排気を前記貯留部に貯留し、前記再生処理が実施されるときに前記還元剤が供給された排気の前記ＥＧＲ装置による再循環を禁止するとともに前記貯留部に貯留された排気を前記吸気通路に導入させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、上記構成において排気浄化装置の再生処理が実施されると、還元剤が供給される位置より下流側の排気通路を通過する排気の空燃比が低下する。ここで、例えば、還元剤供給手段が排気通路に設けられ還元剤を排気に添加する還元剤添加弁を含んで構成される場合には、「還元剤が供給される位置より下流側の排気通路」とは、還元剤添加弁の位置よりも下流側の排気通路を意味する。また、還元剤供給手段が機関出力を得るための主噴射の後にポスト噴射を実行する燃料噴射弁を含んで構成される場合には、内燃機関の排気系全体が上記の「還元剤が供給される位置より下流側の排気通路」に該当することになる。
【００１２】
本発明に係る排気浄化システムでは、再生処理が実施される前に予め還元剤が供給されていない排気を貯留部に貯留する。ここで、貯留部に貯留される排気は、還元剤が供給されていない排気であればＥＧＲ通路や排気通路等、内燃機関の排気系における何れの部分を通過していても良い。
【００１３】
そして、再生処理が実施されるときに還元剤が供給された排気の再循環を禁止するとともに、貯留部に貯留され且つ還元剤を含まない排気を吸気通路に導入させることとした。これによれば、機関出力の低下や失火の発生を抑制することができ、ＥＧＲの作動状態に関わらずドライバビリティを良好に維持できる。
【００１４】
尚、貯留部に排気を貯留する時期として、再生処理が実施されない時を例示できるが、本発明ではこれに限られない。例えば、還元剤供給手段が上述した還元剤添加弁を含んで構成される場合には、還元剤添加弁の上流側を通過する排気の一部を貯留部に導く限り該貯留部に還元剤を含んだ排気が導かれてしまうおそれはない。このような場合には、再生手段が実行されているか否か、つまり還元剤供給手段による還元剤の供給がなされているか否かに関わらず、貯留部に還元剤が供給されていない排気を貯留することができる。
【００１５】
また、本発明が適用される内燃機関は、吸気通路に設けられるコンプレッサおよび内燃機関の排気通路における排気浄化装置よりも上流側に設けられるタービン、を有する過給機を更に備え、ＥＧＲ装置は、タービンよりも下流側の排気通路とコンプレッサよりも上流側の吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を有し、タービンよりも下流側の排気通路を通過する排気をコンプレッサよりも上流側の吸気通路に再循環させても良い。
【００１６】
そして、本発明における制御手段は、ＥＧＲ通路および貯留部を接続する第１連通路を有し、貯留部に貯留された排気を吸気通路に導入させるときに、タービンよりも下流側の排気通路を通過する排気のＥＧＲ通路の通過を禁止し、第１連通路およびＥＧＲ通路を介して貯留部に貯留された排気を吸気通路に導入させても良い。
【００１７】
上記構成によれば、ＥＧＲ通路内および該ＥＧＲ通路が接続されるコンプレッサよりも上流側の吸気通路内の圧力は比較的低いため、貯留部に貯留された排気を吸気通路に容易に導入させることができる。従って、上記構成の排気浄化システムに本発明を適用することで、再生処理の実施時において内燃機関の燃焼状態の悪化や機関出力の変動等を抑制する本発明の作用効果をより顕著に奏することができる。また、貯留部に貯留された排気を吸気通路に導入する際に、ＥＧＲ通路を経由させるので、排気浄化システムのコンパクト化およびコストの低減を実現できる。
【００１８】
また、本発明に係る排気浄化システムとしては、以下のような構成を例示することができる。すなわち、本発明における制御手段は、ＥＧＲ通路における該ＥＧＲ通路および第１連通路の接続部の上流側（以下、「上流側ＥＧＲ通路」ともいう）と第１連通路とを少なくとも導通させる第１位置と、上流側ＥＧＲ通路を上記接続部の下流側（以下、「下流側ＥＧＲ通路」ともいう）および前記第１連通路の何れとも遮断させるとともに該第１連通路と該接続部の下流側とを導通させる第２位置とに、切り替え可能な第１切替装置を更に有していても良い。ここで、ＥＧＲ通路における上流側、下流側とは、ＥＧＲ通路を通過する排気の流れ方向における上流側、下流側を意味する。
【００１９】
上記構成において、本発明における制御手段は、貯留部に排気を貯留するときに第１切替装置を第１位置に切り替え、再生処理が実施されるときに第１切替装置を第２位置に切り替えても良い。すなわち、貯留部に排気を貯留するときに第１切替装置を第１位置にすることで、少なくとも上流側ＥＧＲ通路と第１連通路とが導通状態になるため、排気通路から上流側ＥＧＲ通路に流入した排気に第１連通路を経由させて貯留部へと導くことができる。
【００２０】
本発明において、第１切替装置における第１位置は、少なくとも上流側ＥＧＲ通路と第１連通路とが導通状態となれば良く、上流側ＥＧＲ通路と下流側ＥＧＲ通路とが導通されていても遮断されていても良い。また、第１連通路と下流側ＥＧＲ通路とが導通されていても遮断されていても良い。ここで、第１連通路と下流側ＥＧＲ通路とが導通されていても、上流側ＥＧＲ通路から第１連通路に流入する排気の勢いによって、貯留された排気が貯留部から流出するとともに第１連通路を接続部側に流れることが抑制される。
【００２１】
例えば、上流側ＥＧＲ通路、第１連通路、および下流側ＥＧＲ通路の全てが導通状態となる場合、排気通路から上流側ＥＧＲ通路に流入した排気は上記接続部において第１連通路側と下流側ＥＧＲ通路側に分流する。その場合には、還元剤が供給されていない排気を貯留部に貯留させつつ、内燃機関における燃焼温度を低下させるために必要な再循環ガス（ＥＧＲガス）を該内燃機関に供給することができる。尚、内燃機関に再循環するＥＧＲガスには還元剤が含まれないため、内燃機関の燃焼状態あるいはエミッションが悪化する虞はない。
【００２２】
更に、上記構成において再生処理が実施されるときに、第１切替装置を第２位置に切り替えることで、上流側ＥＧＲ通路、下流側ＥＧＲ通路および第１連通路のうち第１連通路と下流側ＥＧＲ通路だけが導通状態となる。その結果、貯留部に貯留された排気を第１連通路および下流側ＥＧＲ通路を経由させて吸気通路に導入させることができる。また、還元剤が供給された後の、タービンから流出した排気は下流側ＥＧＲ通路に流入しないため、内燃機関の燃焼状態が悪化することを抑制できる。
【００２３】
また、本発明に係る排気浄化システムとしては、以下のような構成を例示することができる。すなわち、本発明における制御手段は、タービンよりも上流側の排気通路と貯留部とを接続する第２連通路と、タービンよりも上流側の排気通路および貯留部とを導通または遮断させる第２切替装置と、下流側ＥＧＲ通路を、上流側ＥＧＲ通路又は第１連通路の何れか一方のみと導通させる第３切替装置と、を更に有していても良い。
【００２４】
そして、制御手段は、貯留部に排気を貯留するときに、第２切替装置にタービンよりも上流側の排気通路（例えば、排気マニホールド等）と貯留部とを導通させるとともに第３切替装置に下流側ＥＧＲ通路を上流側ＥＧＲ通路に導通させても良い。これによれば、タービンから流出した後の圧力の低い排気ではなく、タービンに流入する前の圧力の高い排気が貯留部へ導かれる。
【００２５】
また、下流側ＥＧＲ通路と第１連通路とが遮断されているので、第２連通路から貯留部に導入された排気が第１連通路に流出することが抑制される。このように、高圧の排気を貯留部へと導くことによって貯留部により多くの排気を貯留できる。これにより、再生処理の実施が長期化した場合においても内燃機関に継続して貯留部に貯留された排気を供給することができる。
【００２６】
また、制御手段は、再生処理が実施されるときに、第２切替装置にタービンよりも上流側の排気通路と貯留部とを遮断させるとともに第３切替装置に下流側ＥＧＲ通路を第１連通路に導通させても良い。これにより、貯留部に貯留され且つ還元剤を含まない排気が第１連通路および下流側ＥＧＲ通路を介して吸気通路に導入される。
【００２７】
ここで、貯留部内の圧力は第１連通路およびＥＧＲ通路に比べて高く維持されている。ＥＧＲ通路がタービンよりも下流側の排気通路とコンプレッサよりも上流側の吸気通路を接続しているのに対し、第２連通路はタービンよりも上流側の排気通路と貯留部とを接続しているからである。従って、本発明によれば、貯留部に貯留された排気を上記の圧力差を利用してより好適に吸気通路へ導入させることができる。
【００２８】
また、再生処理が実施されるときには、第２切替装置がタービンよりも上流側の排気通路と貯留部とを遮断するので、還元剤供給手段による還元剤が貯留部に流入することも抑制できる。これにより、内燃機関の燃焼状態が不安定になることを抑制できる。
【００２９】
また、本発明に係る排気浄化システムとしては、以下のような構成を例示することができる。すなわち、本発明における還元剤供給手段は、排気通路における排気浄化装置の上流側に設けられ該排気通路を通過する排気に還元剤を添加する還元剤添加弁を含んで構成されても良い。そして、制御手段は、タービンおよび還元剤添加弁よりも上流側の排気通路と貯留部とを接続する第３連通路と、下流側ＥＧＲ通路を上流側ＥＧＲ通路又は第１連通路の何れか一方のみと導通させる第４切替装置と、を更に有していても良い。
【００３０】
上記構成の排気浄化システムでは、排気通路および第３連通路の接続部が還元剤添加弁よりも上流側に位置するため、還元剤添加弁によって還元剤が排気に添加される場合においても、還元剤を含んだ排気が第３連通路を経由して貯留部に導入されることはない。
【００３１】
そこで、本発明における制御手段は、貯留部に排気を貯留するときに第４切替装置に下流側ＥＧＲ通路を上流側ＥＧＲ通路に導通させても良い。この場合には、貯留部と接続されている第１連通路は第３切替装置によって下流側ＥＧＲ通路と遮断されることになる。その結果、タービンから流出した排気の一部はＥＧＲガスとして内燃機関に再循環されるとともに、タービンに流入する前であって、且つ還元剤添加弁を通過する前の排気の一部
が第３連通路を介して貯留部に貯留される。
【００３２】
また、本発明における制御手段は、再生処理が実施されるときに第４切替装置に下流側ＥＧＲ通路を第１連通路に導通させても良い。これにより、還元剤添加弁による還元剤を含んだ排気が上流側ＥＧＲ通路を介して内燃機関に再循環されることを抑制し、貯留部に貯留され且つ還元剤を含まない排気を内燃機関に供給することができる。
【００３３】
尚、上記構成の本発明においては、再生処理が実施されるときに、排気通路〜第３連通路〜貯留部〜下流側ＥＧＲ通路〜吸気通路が導通することになるが、排気通路における該排気通路と第３連通路との接続部は還元剤添加弁よりも上流側に位置するため、還元剤添加弁により添加された還元剤が第３連通路に流入するおそれは生じない。これにより、還元剤添加弁から還元剤が排気に添加されている最中であっても、継続して貯留部へ還元剤を含まない排気を導くことができる。
【００３４】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。
【発明の効果】
【００３５】
内燃機関からの排気の一部を吸気系に再循環させるＥＧＲ装置を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、内燃機関における燃焼の状態が不安定になることを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
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。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、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。
【実施例１】
【００３７】
図１は本発明を適用する内燃機関及び吸排気系、制御系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、＃１〜＃４の４つの気筒２を有するディーゼル機関である。各気筒２には燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。そして、気筒２に分配された吸気を酸化剤として燃料噴射弁３から噴射された燃料は燃焼する。
【００３８】
内燃機関１には、吸気マニホールド８が接続されており、吸気マニホールド８の各枝管は吸気ポートを介して各気筒２の燃焼室と連通されている。吸気マニホールド８と吸気管９との接続部近傍には、吸気管９の流路断面積を変更可能なスロットル弁１２が設けられている。スロットル弁１２は電気配線を介して後述するＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいてその弁開度が制御される。これによって、吸気管９を流れる吸気の流量を調節する事ができる。吸気管９におけるスロットル弁１２よりも上流側には、吸気管９を流れるガスを冷却するインタークーラ１４が設けられている。
【００３９】
吸気管９におけるインタークーラ１４より上流側には、排気のエネルギを駆動源として作動する、遠心過給機１０のコンプレッサが格納されたコンプレッサハウジング６が設けられている。そして、コンプレッサハウジング６の更に上流側には吸気管９の流路断面積を変更可能な第２スロットル弁１３が設けられている。第２スロットル弁１３もＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいて吸気管９を流れる吸気の流量を調節する。吸気管９における第２スロットル弁１３の更に上流側には、新気中に浮遊するゴミを除去するエアクリーナ１６が備えられている。ここで、吸気管９及び吸気マニホールド８は、本発明における吸気通路を構成する。
【００４０】
一方、内燃機関１には、排気マニホールド１８が接続されており、排気マニホールド１８の各枝管は排気ポートを介して各気筒２の燃焼室と連通されている。排気マニホールド１８には集合管４を介して遠心過給機１０のタービンが格納されたタービンハウジング７が接続されている。タービンハウジング７の排気が流出する開口部には排気管１９が接続されている。排気管１９には排気中のＮＯｘを浄化する排気浄化装置としての吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」という）２０が設けられている。
【００４１】
また、排気管１９におけるＮＯｘ触媒２０よりも下流側には、ＮＯｘ触媒２０から流出した排気の空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ２３が備えられている。Ａ／Ｆセンサ２３は電気配線を介してＥＣＵ２２に接続されており、Ａ／Ｆセンサ２３の検出信号がＥＣＵ２２に入力される。
【００４２】
排気マニホールド１８における集合管４との接続部近傍には、内燃機関１から排出された排気に還元剤としての燃料を添加する燃料添加弁２１が備えられている。この燃料添加弁２１は電気配線を介してＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの指令によって燃料を添加する。本実施例においては燃料添加弁２１が本発明における還元剤供給手段に相当する。排気管１９は下流側において図示しないマフラーに接続されている。ここで、排気マニホールド１８、集合管４及び排気管１９は、本発明における排気通路を構成する。
【００４３】
内燃機関１には、内燃機関１を制御する電子制御コンピュータであるＥＣＵ２２が併設されている。ＥＣＵ２２は図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、入力ポート、出力ポート等を備え、前記各種センサによって検出される内燃機関１の運転状態や運転者による要求に応じて、スロットル弁１２、第２スロットル弁１３に対して開度指令信号を出力する。また、燃料添加弁３に対して指令信号を出力し、燃料添加についての制御を行う。
【００４４】
上記の構成において、吸気管９に導入された空気は、エアクリーナ１６でゴミが除去されたあとエアフローメータ１５を通過し、コンプレッサハウジング６内のコンプレッサによって過給されるとともに、インタークーラ１４、吸気マニホールド８を経由して内燃機関１の各気筒２に導入される。また、各気筒２から排出された排気は排気マニホールド１８、集合管４を経由し、タービンハウジング７に流入してタービンを駆動する。そして、タービンハウジング７から流出した排気は排気管１９に流入する。そして、排気管１９を通過する排気はＮＯｘ触媒２０を通過する際に排気中のＮＯｘが吸蔵された後、最終的に大気中に放出される。
【００４５】
次に、本実施例におけるＥＧＲ装置３０について説明する。ここで、排気管１９におけるＮＯｘ触媒２０より下流側の部分と、吸気管９のコンプレッサハウジング６より上流側の部分とは、ＥＧＲ通路としてのＥＧＲ管３１によって連通されている。ＥＧＲ管３１には、該ＥＧＲ管３１の流路断面積を変更可能なＥＧＲ弁３２が設けられている。また、ＥＧＲ管３１におけるＥＧＲ弁３２よりも上流側には、ＥＧＲ管３１を流れる排気を冷却するＥＧＲクーラ３３が設けられている。
【００４６】
ＥＧＲ弁３２は電気配線を介してＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいてその弁開度が制御されることで、ＥＧＲ管３１を流れる排気の量が調節される。尚、排気管１９を通過する排気がＥＧＲ管３１を介して吸気管９に還流する際に、該ＥＧＲ管３１を通過する排気の流れ方向における上流側をＥＧＲ管３１における上流側と称し、排気の流れ方向における下流側をＥＧＲ管３１における下流側と称す。
【００４７】
ここで、ＥＧＲ弁３２が開弁されるとＥＧＲ管３１が導通状態となり、排気管１９を通
過する排気の一部がＥＧＲ管３１を経由して吸気管９に流入する。吸気管９に流入したＥＧＲガスはコンプレッサハウジング６内のコンプレッサによって過給され、吸気マニホールド８を経由して内燃機関１の気筒２に導入される。
【００４８】
このように、ＥＧＲ装置３０によって排気の一部を内燃機関１の気筒２に再循環させることによって、燃焼室内における混合気の燃焼温度が低下し、燃焼過程で発生するＮＯｘの量を低減させることができる。本実施例においては、ＥＧＲ管３１、ＥＧＲ弁３２、およびＥＧＲクーラ３３を含んで本発明におけるＥＧＲ装置が構成される。
【００４９】
ここで、ＮＯｘ触媒２０に対するＮＯｘ還元処理を実施する場合について考える。この場合は、燃料添加弁２１から還元剤としての燃料を排気中に添加する燃料添加制御が行われる。これにより、ＮＯｘ触媒２０に流入する排気の空燃比を低下させ、ＮＯｘ触媒２０に吸蔵されたＮＯｘを還元させる。ＮＯｘ還元処理に係る制御はＥＣＵ２２からの指令信号に基づいて実施される。従って、本実施例においてはＥＣＵ２２が本発明における再生手段に相当する。また、ＮＯｘ還元処理は再生処理の一例である。
【００５０】
上述したように、ＮＯｘ触媒２０に対してＮＯｘ還元処理を実施した場合、ＮＯｘ触媒２０から流出する排気の空燃比は低下する。また、ＮＯｘ触媒２０から流出した排気には、該ＮＯｘ触媒２０における触媒反応の結果として生じるＣＯ２などの不活性ガスや、ＮＯｘ触媒２０をすり抜けた燃料が含まれる。そして、この排気がＥＧＲ装置３０によって内燃機関１に再循環されると、内燃機関１における燃焼状態が不安定となり、機関出力が低下し、あるいは失火が生じる場合があった。
【００５１】
このような不都合に対し、本実施例ではＮＯｘ触媒２０に対するＮＯｘ還元処理を実施する前に、燃料添加弁２１による燃料が添加されていない排気を後述する貯気槽３５に貯留する制御（以下、この制御を「無添加排気貯留制御」という）を実施することとした。そして、ＮＯｘ還元処理を実施する時は、燃料添加弁２１により燃料が添加された排気の再循環を禁止する代わりに、貯気槽３５に貯留した排気を吸気管９に導入させる制御（以下、この制御を「無添加排気導入制御」という）を行うこととした。
【００５２】
ここで図１を参照して、無添加排気貯留制御および無添加排気導入制御に関連する本排気浄化システムの構成部材、および制御内容について説明する。本実施例におけるＥＧＲ装置３０には、ＥＧＲ管３１を通過する排気の一部を貯留するための貯気槽３５が併設されている。そして、ＥＧＲ管３１におけるＥＧＲクーラ３３よりも上流側の部分と貯気槽３５とは第１連通管３４により連通されている。
【００５３】
ここで、ＥＧＲ管３１における、該ＥＧＲ管３１と第１連通管３４との接続部３７の上流側の部分を上流側ＥＧＲ管３１ａと称し、該接続部の下流側の部分を下流側ＥＧＲ管３１ｂと称す。本実施例においては貯気槽３５が本発明における貯留部に相当する。また、第１連通管３４が本発明における第１連通路に相当する。
【００５４】
ＥＧＲ管３１と第１連通路３４との接続部３７には、上流側ＥＧＲ管３１ａ、下流側ＥＧＲ管３１ｂ、第１連通管３４の導通状態を切り替え可能な第１切替弁３６が設けられている。本実施例における第１切替弁３６は第１制御位置〜第３制御位置に切り替えることが可能である。この第１切替弁３６は電気配線を介してＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいて第１制御位置〜第３制御位置が切り替えられる。
【００５５】
ここで、第１切替弁３６が第１制御位置に切り替えられると、上流側ＥＧＲ管３１ａ、下流側ＥＧＲ管３１ｂ、および第１連通管３４の全てが導通される。また、第１切替弁３６が第２制御位置に切り替えられると、第１連通管３４および下流側ＥＧＲ管３１ｂのみ
が導通される。より詳しくは、上流側ＥＧＲ管３１ａが下流側ＥＧＲ管３１ｂと第１連通管３４の何れに対しても遮断され、第１連通管３４と下流側ＥＧＲ管３１ｂとが導通される。
【００５６】
また、第１切替弁３６が第３制御位置に切り替えられると、上流側ＥＧＲ管３１ａおよび下流側ＥＧＲ管３１ｂのみが導通される。より詳しくは、第１連通管３４が上流側ＥＧＲ管３１ａと下流側ＥＧＲ管３１ｂの何れに対しても遮断され、上流側ＥＧＲ管３１ａと下流側ＥＧＲ管３１ｂとが導通される。本実施例においては第１切替弁３６が本発明における第１切替装置に相当する。また、上記の第１制御位置と第２制御位置、それぞれ本発明における第１位置と第２位置に相当する。
【００５７】
ここで、ＮＯｘ触媒２０に対する燃料添加制御や無添加排気導入制御等、特別な制御が行われない通常運転時においては、第１切替弁３６が第３制御位置に切り替えられる。この場合には、ＮＯｘ触媒２０から流出した排気を内燃機関１に再循環させても内燃機関１の燃焼状態が悪化する虞がないからである。
【００５８】
一方、無添加排気貯留制御を実行する場合には、第１切替弁３６を第３制御位置から第１制御位置に切り替えることとした。そうすると、上流側ＥＧＲ管３１ａ、下流側ＥＧＲ管３１ｂ、および第１連通管３４の全てが導通状態となる。その結果、排気管１９から上流側ＥＧＲ管３１ａに流入した排気は、接続部３７において第１連通管３４と下流側ＥＧＲ管３１ｂとに分流する。これにより、ＥＧＲガスを内燃機関１に再循環させることに加え、燃料無添加排気を貯気槽３５に貯留させることができる。
【００５９】
そして、ＮＯｘ還元処理を実施する場合には、第１切替弁３６を第２制御位置に切り替えた上で、燃料添加制御を実施することとした。これにより、第１連通管３４と下流側ＥＧＲ管３１ｂだけが導通状態となり、貯気槽３５に貯留された燃料無添加排気が下流側ＥＧＲ管３１ｂを経由して吸気管９に導入される。そして、上流側ＥＧＲ管３１ａと下流側ＥＧＲ管３１ｂとが遮断され、燃料添加弁２１による燃料を含み、ＮＯｘ触媒２０から流出した排気の内燃機関１への再循環が禁止される。これにより、内燃機関１に燃料が回り込むことが抑制され、あるいは空燃比が低下した排気が内燃機関１に導入されることが抑制されるので、内燃機関１の燃焼状態が悪化することが抑制される。
【００６０】
ここで図２は、本実施例における制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ２２のＲＯＭに記憶されたプログラムであり、内燃機関１の稼働時において所定期間毎に実行されるルーチンである。尚、本ルーチンが実行される時には、第１切替弁３６が第３制御位置に制御され、ＥＧＲ装置３０によるＥＧＲが行われていることを前提に説明する。また、本実施例においては本ルーチンを実行するＥＣＵ２２が本発明における制御手段に相当する。
【００６１】
本ルーチンが実行されるとまず、ステップＳ１０１において、貯気槽３５への燃料無添加排気の貯留要求が出されているか否か判定される。すなわち、本ステップでは、貯気槽３５に燃料無添加排気を貯留する必要があるか否かが判断される。具体的には、後述するステップＳ１０２の処理によって燃料無添加排気を貯気槽３５に貯留した後、同じく後述するステップＳ１０５の処理によって燃料無添加排気を吸気管９に導入したか否かによって判断される。
【００６２】
本ステップにおいて肯定判定された場合は、燃料無添加排気を貯気槽３５に貯留する必要があると判断され、ステップＳ１０２に進む。一方、否定判定された場合には、貯気槽３５には燃料無添加排気が充分に貯留されていると判断され、ステップＳ１０６に進む。
【００６３】
ステップＳ１０２では、上述した無添加排気貯留制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ２２が第１切替弁３６を第３制御位置から第１制御位置に切り替える。これにより、燃料無添加排気が貯気槽３５に貯留される。ステップＳ１０３では、ＥＣＵ２２が第１切替弁３６を第１制御位置に切り替えてからの経過期間ｔが計測される。続くステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で計測された経過期間ｔが基準期間ｔｂ以上であるか否か判定される。
【００６４】
基準期間ｔｂとは、予め定められる基準貯留量の排気を貯気槽３５に貯留するのに要する期間である。また、基準貯留量とは、内燃機関１に対し、燃料添加制御が実施される間、継続して燃料無添加排気を供給するために充分であると判断できる量であり、予め定められる一定の量であっても良い。また、例えば燃料添加制御が開始されることによってＮＯｘ触媒２０から流出する排気の空燃比が一旦低下した後、元の空燃比まで回復するまでの期間を予め実験的に求めておいても良い。そして、少なくとも、燃料添加制御が開始されてから排気の空燃比が回復するまでの期間に亘り継続して貯気槽３５から排気を吸気管９に導入させることができるように基準貯留量を定めても良い。
【００６５】
ステップＳ１０４において肯定判定された場合には（ｔ≧ｔｂ）、ステップＳ１０５に進む。一方、否定判定された場合は（ｔ＜ｔｂ）、ステップＳ１０３に戻る。ステップＳ１０５では無添加排気貯留制御を終了させる。すなわち、ＥＣＵ２２が第１切替弁３６を第１制御位置から第３制御位置に切り替える。
【００６６】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ２２が内燃機関１の運転状態の履歴からＮＯｘ触媒２０に吸蔵されたＮＯｘ吸蔵量Ｑｎを推定し、ＮＯｘ吸蔵量Ｑｎが予め設定された閾値Ｑｎｂ以上であるか否か判定される。ここでの閾値とは、ＮＯｘ触媒２０が最大限に吸蔵可能なＮＯｘ量から所定のマージン分だけ減じた値であり、ＮＯｘ吸蔵量Ｑｎがこの値以上になった場合にＮＯｘ還元処理を実行すべきと判断できる値である。
【００６７】
本ステップにおいて、肯定判定された場合には（Ｑｎ≧Ｑｎｂ）、ＮＯｘ触媒２０にＮＯｘ還元要求が出されていると判断され、ステップＳ１０７に進む。一方、否定判定された場合には（Ｑｎ＜Ｑｎｂ）、ＮＯｘ触媒２０に対するＮＯｘ還元処理をまだ行う必要はないと判断され、本ルーチンを一旦終了する。
【００６８】
ステップＳ１０７では、無添加排気導入制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ２２が第１切替弁３６を第３制御位置から第２制御位置に切り替える。そして、ステップＳ１０８では燃料添加制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ２２が燃料添加弁２１に所定量の燃料を排気に添加させる。所定量とは、ステップＳ１０６において推定されたＮＯｘ吸蔵量ＱｎのＮＯｘを還元させるために必要な燃料であり、予め実験的に求めておく。ステップＳ１０７、ステップＳ１０８の処理によって、燃料添加弁２１から燃料が添加された排気の代わりに、貯気槽３５に貯留された燃料無添加排気を内燃機関１に再循環させることができる。
【００６９】
ステップＳ１０９では、ＥＣＵ２２がＮＯｘ触媒２０から流出した排気の空燃比ＡＦをＡ／Ｆセンサ２３の出力信号を読み込み、空燃比ＡＦが第２閾値ＡＦｂ以上であるか否かが判定される。ここで、第２閾値ＡＦｂは、内燃機関１が通常運転状態に戻ったと判断できる排気の空燃比である。また、空燃比ＡＦがこの値以上であれば、ＮＯｘ触媒２０から流出した排気をＥＧＲ装置３０によって内燃機関１に再循環させても燃焼状態が悪化しないと判断できる空燃比として、予め実験的に求めておいても良い。
【００７０】
本ステップにおいて、肯定判定された場合には（ＡＦ≧ＡＦｂ）、ステップＳ１１０に進む。一方、否定判定された場合には（ＡＦ＜ＡＦｂ）、ステップＳ１０９に戻る。すな
わち、再度Ａ／Ｆセンサ２３の出力信号が読み込まれ、空燃比ＡＦが第２閾値ＡＦｂ以上であると判定されるまでＳ１０９の処理が繰り返される。ステップＳ１１０では無添加排気導入制御が終了される。すなわち、ＥＣＵ２２が第１切替弁３６を第２制御位置から第３制御位置に切り替える。そして、本ステップの処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００７１】
以上のように、本制御によれば、ＮＯｘ触媒２０に対する燃料添加制御が実施されるときにおいても、ＮＯｘ触媒２０から流出した添加燃料や過度に空燃比の低下した排気がＥＧＲ装置３０によって内燃機関１に再循環することを抑制しつつ、燃料が添加されていない排気を該内燃機関１に供給できる。これにより、内燃機関１の機関出力の減少や失火を抑制するとともに、ＮＯｘの排出量を低減できる。
【００７２】
尚、本制御におけるステップＳ１０５の処理において、無添加排気導入制御を実行する前にステップＳ１０７と同様の処理を実行すると好適である。すなわち、ＮＯｘ触媒２０から流出した排気の空燃比ＡＦが第２閾値ＡＦｂ以上であるか否かを判定し、肯定判定された場合に無添加排気導入制御を実行しても良い。そうすれば、貯気槽３５に空燃比の低下した排気が貯留されてしまうことを確実に抑制できる。
【００７３】
また、本実施例における排気浄化システムは、貯気槽３５に貯留された燃料無添加排気に下流側ＥＧＲ管３１ｂを経由させる構成であるので、排気浄化システムのコンパクト化およびコストの低減を実現できる。
【実施例２】
【００７４】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図３は、本実施例における内燃機関１と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。ここで、図１に示す排気浄化システムと同一又は同等の構成部分については同一の参照番号を付して詳しい説明を省略する。図３に示す排気浄化システムが図１に示す排気浄化システムと異なる点を説明する。
【００７５】
図３に示す排気浄化システムでは、内燃機関１の第４気筒（＃４）側の排気マニホールド１８と貯気槽３５とを連通する第２連通管４０が設けられている。また、この第２連通管４０の途中には、排気マニホールド１８および貯気槽３５を導通または遮断させることを切替可能な第２切替弁４１と、酸化触媒が担持されたフィルタ４２が設けられている。更に、接続部３７には第１切替弁３６に代わり、下流側ＥＧＲ管３１ｂを上流側ＥＧＲ管３１ａ又は第１連通管３４の何れか一方のみと導通させることの可能な第３切替弁４３が設けられる点で図１に示す排気浄化システムと相違する。本実施例においては第２切替弁４１が本発明における第２切替装置に相当する。また、本実施例においては第３切替弁４３が本発明における第３切替装置に相当する。
【００７６】
第２切替弁４１および第３切替弁４３は、電気配線を介してＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいて制御される。上記構成の排気浄化システムでは、ＥＣＵ２２が第２切替弁４１を開弁すると排気マニホールド１８と貯気槽３５とが導通され、内燃機関１から排出された排気マニホールド１８内の排気の一部が第２連通管４０を介して貯気槽３５に導入される。尚、第２連通管４０を通過する排気に含まれるＨＣ、ＣＯはフィルタ４２に担持された酸化触媒によって酸化され、ＰＭはフィルタに捕集される。
【００７７】
また、第３切替弁４３が下流側ＥＧＲ管３１ｂおよび上流側ＥＧＲ管３１ａを導通させ、下流側ＥＧＲ管３１ｂおよび第１連通管３４を遮断させるときの切替位置を第４制御位置と称す。一方、第３切替弁４３が下流側ＥＧＲ管３１ｂおよび第１連通管３４を導通させ、下流側ＥＧＲ管３１ｂおよび上流側ＥＧＲ管３１ａを遮断させるときの切替位置を第
５制御位置と称す。
【００７８】
次に、本実施例における排気浄化システムにおける無添加排気貯留制御、無添加排気導入制御について、図４に基づいて説明する。図４は、本実施例における第２制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ２２のＲＯＭに記憶されたプログラムであり、内燃機関１の稼働時において所定期間毎に実行されるルーチンである。本実施例においては本ルーチンを実行するＥＣＵ２２が本発明における制御手段に相当する。尚、本ルーチンが実行される時には、第２切替弁４１が閉弁され、第３切替弁４３が第４制御位置に切り替えられていることを前提に説明する。
【００７９】
本ルーチンが実行されるとまず、ステップＳ２０１において、貯気槽３５への燃料無添加燃料の貯留要求が出されているか否か判定される。すなわち、本ステップでは、貯気槽３５に燃料無添加排気を貯留する必要があるか否かが判断される。具体的には、後述するステップＳ２０２の処理によって燃料無添加排気を貯気槽３５に貯留した後、同じく後述するステップＳ２０３の処理によって貯留された燃料無添加排気を吸気管９に導入したか否かによって判断される。
【００８０】
そして、肯定判定された場合は、燃料無添加排気を貯気槽３５に貯留する必要があると判断され、ステップＳ２０２に進む。一方、否定判定された場合には、貯気槽３５には燃料無添加排気が充分に貯留されていると判断され、ステップＳ１０６に進む。
【００８１】
ステップＳ２０２では無添加排気貯留制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ２２が第２切替弁４１を開弁する。そうすると、排気マニホールド１８と貯気槽３５とが導通され、排気マニホールド１８内の排気の一部が第２連通管４０を介して貯気槽３５に導入される。尚、本ステップの処理が行われるときには、第３切替弁４３によって下流側ＥＧＲ管３１ｂと第１連通管３４とは遮断されているため、第２連通管４０からの燃料無添加排気が貯気槽３５に貯留される。
【００８２】
そして、図２の制御ルーチンで説明したステップＳ１０３およびステップＳ１０４の処理を実行する。尚、ステップＳ１０３では、ＥＣＵ２２が第２切替弁４１を開弁してからの経過期間ｔが計測される。そして、ステップＳ１０４において肯定判定された場合には（ｔ≧ｔｂ）、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、無添加排気貯留制御を終了させる。すなわち、ＥＣＵ２２が第２切替弁４１を閉弁して、排気マニホールド１８と貯気槽３５とを遮断させる。
【００８３】
次に、図２の制御ルーチンで説明したステップＳ１０６の処理を実行する。ステップＳ１０６において肯定判定された場合には（Ｑｎ≧Ｑｎｂ）、ステップＳ２０４に進む。一方、否定判定された場合には（Ｑｎ＜Ｑｎｂ）、本ルーチンを一旦終了する。
【００８４】
ステップＳ２０４では無添加排気導入制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ２２が第３切替弁４３を第５制御位置に切り替える。その結果、貯気槽３５に貯留された燃料無添加排気が下流側ＥＧＲ管３１ｂに流入した後、吸気管９を介して内燃機関１に導入される。
【００８５】
次に、図２の制御ルーチンで説明したステップＳ１０８およびＳ１０９の処理を実行する。尚、ステップＳ１０８で燃料添加弁２１から燃料が排気に添加される際、下流側ＥＧＲ管３１ｂと上流側ＥＧＲ管３１ａとは遮断されるため、ＮＯｘ触媒２０から流出した排気が内燃機関１に再循環されるおそれはない。そして、ステップＳ１０９の処理において肯定判定（ＡＦ≧ＡＦｂ）された場合には、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では無添加排気導入制御を終了させる。すなわち、ＥＣＵ２２が第３切替弁４３を第４制御位置に切り替える。そして、本ステップの処理が終了すると、本ルーチンを一旦終了す
る。
【００８６】
以上のように、本実施例における無添加排気貯留制御によれば、タービンハウジング７から流出した後の圧力の低い排気ではなく、タービンハウジング７に流入する前の圧力の高い排気を貯気槽３５へと導くことができる。これにより、貯気槽３５により多くの排気を貯留できるので、より多くの燃料無添加排気を吸気管９に導入させることができる。従って、燃料添加弁２１による燃料添加が長期化した場合においても内燃機関１に継続して燃料無添加排気を供給し続けることができる。
【００８７】
また、本実施例におけるＥＧＲ管３１はタービンハウジング７よりも下流側の排気管１９とコンプレッサハウジング６よりも上流側の吸気管９を接続しているのに対し、第２連通管４０はタービンハウジング７よりも上流側の排気管１９と貯気槽３５とを接続する。従って、第１連通管３４および下流側ＥＧＲ管３１ｂに比べて貯気槽３５内の圧力を高く維持することができる。これにより、無添加排気導入制御の実行時において、貯気槽３５に貯留された燃料無添加排気を上記の圧力差を利用して吸気管９内へ導入させることができる。
【００８８】
尚、本実施例における第２連通管４０は集合管４と貯気槽３５とを接続していても良い。このように、燃料添加弁２１よりも下流側を通過する排気を貯気槽３５に導く構成においても、燃料添加弁２１の燃料添加時は第２切替弁４１が閉弁されるため、燃料の添加された排気が貯気槽３５に貯留されることは抑制される。
【実施例３】
【００８９】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。図５は、本実施例における内燃機関１と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。ここで、図３に示す排気浄化システムと同一又は同等の構成部分については同一の参照番号を付して詳しい説明を省略する。図５に示す排気浄化システムは、第２連通管４０に第２切替弁４１が設けられていない点で、図３に示す排気浄化システムと相違する。本実施例においては、第２連通管４０が本発明における第３連通路に相当し、第３切替弁４３が本発明における第４切替装置に相当する。
【００９０】
ここで、図６は、本実施例における第３制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ２２のＲＯＭに記憶されたプログラムであり、内燃機関１の稼働時において所定期間毎に実行されるルーチンである。本実施例においては本ルーチンを実行するＥＣＵ２２が本発明における制御手段に相当する。尚、本ルーチンが実行される時には、第３切替弁４３が第４制御位置に切り替えられていることを前提に説明する。
【００９１】
本ルーチンが実行されるとまず、ステップＳ３０１において、第３切替弁４３が第４制御位置に切り替えられてからの第２経過期間ｔ２が読み込まれる。ここで、図５に示す排気浄化システムでは、排気マニホールド１８および貯気槽３５が常に導通状態となっている。従って、第３切替弁４３が第４制御位置に切り替えられることにより下流側ＥＧＲ管３１ｂと第１連通管３４とが遮断されると、内燃機関１から排出された排気が第２連通管４０を介して貯気槽３５に貯留される。
【００９２】
続くステップＳ３０２では、第２経過期間ｔ２が上述した基準期間ｔｂ以上であるか否か判定される。本ステップでは、充分な量の燃料無添加排気が貯気槽３５に貯留されているか否かが判定される。そして、肯定判定された場合には（ｔ２≧ｔｂ）、ステップＳ３０２に進む。一方、否定判定された場合は（ｔ２＜ｔｂ）、ステップＳ３０１に戻る。
【００９３】
ステップＳ３０２では、図２の制御ルーチンで説明したステップＳ１０６の処理を実行
する。ステップＳ１０６において肯定判定された場合には（Ｑｎ≧Ｑｎｂ）、ステップＳ２０４に進む。一方、否定判定された場合には（Ｑｎ＜Ｑｎｂ）、本ルーチンを一旦終了する。
【００９４】
次に、図４の第２制御ルーチンで説明したステップＳ２０４の処理、つまり、無添加排気導入制御が実行される。すなわち、ＥＣＵ２２が第３切替弁４３を第５制御位置に切り替える。その結果、貯気槽３５に貯留された燃料無添加排気が下流側ＥＧＲ管３１ｂに流入するとともに、下流側ＥＧＲ管３１ｂから吸気管９に流入した後内燃機関１に導入される。
【００９５】
次に、図２の制御ルーチンで説明したステップＳ１０８およびＳ１０９の処理を実行する。そして、ステップＳ１０９の処理において肯定判定（ＡＦ≧ＡＦｂ）された場合には、図４の第２制御ルーチンで説明したステップＳ２０５の処理を実行する。すなわち、ステップＳ２０５ではＥＣＵ２２が第３切替弁４３を第４制御位置に切り替える。そして、本ステップの処理が終了すると、本ルーチンを一旦終了する。
【００９６】
以上のように、本実施例における排気浄化システムによれば、燃料添加弁２１に比べて上流側を通過する排気を貯気槽３５に導くことができるので、燃料添加弁２１が燃料を添加する時でも、排気マニホールド１８と貯気槽３５とを必ずしも遮断する必要はない。燃料の添加された排気が貯気槽３５に流入する虞がないからである。これにより、第２連通管４０における第２切替弁４１の設置を省略することが可能となり、コストの削減および制御の処理内容をより簡素化することができる。
【００９７】
また、燃料添加弁２１から燃料を添加する時でも、第２連通管４０を介して燃料無添加排気を貯気槽３５に導入できる。これにより、燃料添加制御が長期に及んだとしても内燃機関１に導入させる燃料無添加排気が不足してしまうことを抑制できる。また、第２連通管４０から貯気槽３５に導入される燃料無添加排気によって、第１連通管３４から下流側ＥＧＲ管３１ｂへの燃料無添加排気の流出を促すことができるので、燃料無添加排気を吸気管９に勢いよく導入させることができる。
【００９８】
以上のように説明した実施例１〜実施例３は、本発明の排気浄化システムに係る実施の形態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種々の変更を加え得る。上記の実施例では、貯気槽３５に流入した燃料無添加排気を下流側ＥＧＲ管３１ｂを介して吸気管９に導入させているが、これに限定されるものではない。例えば、第１連通管３４および下流側ＥＧＲ管３１ｂとは別に貯気槽３５とコンプレッサハウジング６よりも上流側の吸気管９とを接続する連通管が設けられる排気浄化システムに本発明を適用しても良い。その場合には、上記の連通管を介して貯気槽３５に貯留された燃料無添加排気を吸気管９に導入させれば良い。
【００９９】
また、上記の実施例においては、再生処理の例としてＮＯｘ触媒２０のＮＯｘ還元処理を挙げて説明したが、本発明における再生処理はＮＯｘ還元処理に限られない。ＮＯｘ触媒２０に対するＳＯｘ被毒回復処理や、また、ＮＯｘ触媒２０の他に微粒子物質を捕集するフィルタを備えている場合にはＰＭ再生処理を行う場合に、本発明を実施しても構わないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】実施例１における内燃機関と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１における制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図３】実施例２における内燃機関と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図４】実施例２における第２制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図５】実施例３における内燃機関と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図６】実施例３における第３制御ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０１】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・燃料噴射弁
４・・・集合管
６・・・コンプレッサハウジング
７・・・タービンハウジング
８・・・吸気マニホールド
９・・・吸気管
１０・・遠心過給機
１８・・排気マニホールド
１９・・排気管
２０・・ＮＯｘ触媒
２１・・燃料添加弁
２２・・ＥＣＵ
３０・・ＥＧＲ装置
３１・・ＥＧＲ管
３４・・第１連通管
３５・・貯気槽
３６・・第１切替弁
【図１】
2009052488.tif 000003
【図２】
2009052488.tif 000004
【図３】
2009052488.tif 000005
【図４】
2009052488.tif 000006
【図５】
2009052488.tif 000007
【図６】
2009052488.tif 000008