JP2008291671A - 内燃機関の排気再循環制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気再循環ガス量を目標量に維持する。
【解決手段】排気管２３と吸気導入管８とを低圧ＥＧＲ通路４２により互いに連結し、低圧ＥＧＲ通路４２内に低圧ＥＧＲ制御弁４３を配置する。低圧ＥＧＲ通路４２の流入端４４下流の排気通路内にＮＯｘ選択還元触媒２７が配置され、ＮＯｘ選択還元触媒２７上流の排気通路内に供給制御弁３０が配置される。供給制御弁３０から尿素水溶液が供給される。供給制御弁３０から尿素水溶液が供給されるときには尿素水溶液が供給されないときに比べて低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度を減少補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関の排気再循環制御装置に関する。

機関排気通路例えば排気ターボチャージャのタービンの出口と機関吸気通路例えば排気ターボチャージャのコンプレッサの入口とを排気再循環（以下、ＥＧＲとも称する。）通路により互いに連結すると共に排気再循環通路内に排気再循環制御弁を配置した内燃機関が公知である（特許文献１の図４等参照）。この場合、吸気通路に供給される排気再循環ガス量が目標となる量に一致するように排気再循環制御弁の開度を制御することができる。

一方、例えば酸素過剰のもとでアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒を排気通路内に配置すると共に尿素供給弁を触媒上流の排気通路内に配置し、尿素供給弁から尿素水溶液を触媒に供給して排気ガス中のＮＯｘを還元するようにした排気浄化装置も公知である。ここで、この排気浄化装置を上述の内燃機関に適用した場合を考えると、例えばタービン出口下流の排気通路内に尿素供給弁及び触媒が配置することができる。

特許第２７５９３７５号公報

しかしながら、尿素水溶液が供給されるときの触媒の温度は通常、尿素水溶液の沸点よりもかなり高くなっており、したがってこのとき尿素水溶液が触媒に供給されると尿素水溶液が一気に蒸発し、その結果触媒周りの排気通路内の圧力、例えば排気再循環通路の流入端周りの圧力が大幅に上昇するおそれがある。この場合、排気再循環通路の流入端と流出端間の圧力差が大幅に増大し、斯くして排気再循環ガス量が目標となる量よりも多くなるおそれがあるという問題点がある。この問題点は触媒に軽油などの炭化水素が供給されるときにも同じように生じうる。

前記課題を解決するために本発明によれば、機関排気通路と機関吸気通路とを排気再循環通路により互いに連結すると共に該排気再循環通路内に排気再循環制御弁を配置した内燃機関の排気再循環制御装置において、排気通路内に触媒が配置されると共に該触媒上流の排気通路内に供給制御弁が配置されて該供給制御弁から液体が該触媒上流の排気通路内に供給されるようになっており、供給制御弁から液体が供給されるときには液体が供給されないときに比べて排気再循環制御弁の開度を減少補正するようにしている。

排気再循環ガス量を目標量に維持することができる。

図１は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。なお、本発明はガソリン機関にも適用することができる。

図１を参照すると、１は機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内にそれぞれ燃料を噴射するための電磁制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドをそれぞれ示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結され、コンプレッサ７ａの入口は吸気導入管８を介してエアフローメータ９及びエアクリーナ１０に順次連結される。吸気ダクト６内及び吸気導入管８内には電気制御式スロットル弁１１ｄ，１１ｕがそれぞれ配置され、更に吸気ダクト６周りには吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１２が配置される。一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｂの入口に連結され、排気タービン７ｂの出口は排気後処理装置２０に連結される。

各燃料噴射弁３は燃料供給管１３を介してコモンレール１４に連結され、このコモンレール１４は電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１５を介して燃料タンク１６に連結される。燃料タンク１６内の燃料は燃料ポンプ１５によってコモンレール１４内に供給され、コモンレール１４内に供給された燃料は各燃料供給管１３を介して燃料噴射弁３に供給される。なお、コモンレール１４にはコモンレール１４内の燃料圧を検出する燃料圧センサ（図示しない）が取り付けられており、燃料圧センサからの信号に基づきコモンレール１４内の燃料圧が目標圧に一致するように燃料ポンプ１５の燃料吐出量が制御される。

排気後処理装置２０は排気タービン７ｂの出口に連結された排気管２１を具備し、この排気管２１の出口は上流側触媒コンバータ２２の入口に連結される。上流側触媒コンバータ２２の出口は排気管２３を介して下流側触媒コンバータ２４の入口に連結され、下流側触媒コンバータ２４の出口には排気管２５が連結される。上流側触媒コンバータ２２内には上流側から順に酸化機能を有する触媒２６ａ及び排気ガス中の微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタ２６ｂが配置され、下流側触媒コンバータ２４内にはアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適したＮＯｘ選択還元触媒２７が配置される。本発明による実施例では、ＮＯｘ選択還元触媒２７は酸素過剰のもとでアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒から構成される。ＮＯｘ選択還元触媒２７にはＮＯｘ選択還元触媒２７の温度を検出する温度センサ２８が取り付けられる。また、排気管２３内には電気制御式排気絞り弁２９が配置され、排気絞り弁２９下流の排気管２３内には電磁制御式供給制御弁３０が配置される。一方、アンモニアを発生するアンモニア発生化合物を含む液体がタンク３１内に貯えられており、タンク３１内に貯えられているアンモニア発生化合物を含む液体は供給ポンプ３２を介して供給制御弁３０に供給され、供給制御弁３０により排気管２３内に供給される。なお、この場合、アンモニア発生化合物を含む液体は供給制御弁３０から連続パルスの形で供給される。

図１に示されるように、排気ターボチャージャ７のタービン７ｂの入口上流の排気マニホルド５と、排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口下流の吸気マニホルド４とは高圧ＥＧＲ通路４０を介して互いに連結され、高圧ＥＧＲ通路４０内には電気制御式高圧ＥＧＲ制御弁４１が配置される。また、タービン７ｂの出口下流の排気管２３と、コンプレッサ７ａの入口上流の吸気導入管８とは低圧ＥＧＲ通路４２を介して互いに連結され、低圧ＥＧＲ通路４２内には電気制御式低圧ＥＧＲ制御弁４３が配置される。この場合、低圧ＥＧＲ通路４２の流入端４４は排気絞り弁２９下流でかつ供給制御弁３０上流の排気管２３に接続され、低圧ＥＧＲ通路４２の流出端４５はスロットル弁１１ｕ下流の吸気導入管８に接続される。さらに、低圧ＥＧＲ通路４２周りには低圧ＥＧＲ通路４２内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置４６が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置４６内に導かれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。

電子制御ユニット５０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス５１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）５４、入力ポート５５及び出力ポート５６を具備する。エアフローメータ９は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、温度センサ２８はＮＯｘ選択還元触媒２７の温度Ｔｃに比例した出力電圧を発生し、これらの出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入力される。また、アクセルペダル５９にはアクセルペダル５９の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ６０が接続され、負荷センサ６０の出力電圧は対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に入力される。さらに、入力ポート５５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ６１が接続される。一方、出力ポート５６は対応する駆動回路５８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁１１ｕの駆動装置、スロットル弁１１ｄの駆動装置、燃料ポンプ１５、排気絞り弁２９の駆動装置、供給制御弁３０、供給ポンプ３２、高圧ＥＧＲ制御弁４１、及び低圧ＥＧＲ制御弁４３に接続される。

図１に示される内燃機関では、ＥＧＲガスを機関に高圧ＥＧＲ通路４０を介して供給することもできるし、低圧ＥＧＲ通路４２を介して供給することもできる。本発明による実施例では、例えば機関負荷率ＫＬ及び機関回転数Ｎｅにより定まる機関運転状態に応じてＥＧＲガスを供給するＥＧＲ通路を選択的に切り換えるようにしている。ここで、機関負荷率ＫＬは全負荷に対する機関負荷の割合をいう。

すなわち、図２に示されるように機関負荷率ＫＬが予め定められた第１の設定負荷率ＫＬＸよりも低くしたがって機関運転状態が領域Ｉ内にあるときには、高圧ＥＧＲ通路４０のみを介してＥＧＲガスが供給される。このようにすると、良好な応答性を確保することができ、機関に供給されるＥＧＲガスの量を精密に制御することができる。これに対し、機関負荷率ＫＬが第１の設定負荷率ＫＬＸよりも高くかつあらかじめ定められた第２の設定負荷率ＫＬＹよりも低くしたがって機関運転状態が領域ＩＩ内にあるときには、低圧ＥＧＲ通路４２のみを介してＥＧＲガスが供給される。このようにすると、機関負荷率ＫＬが高いときにもＥＧＲガスを確実に機関に供給することが可能になる。さらに、機関負荷率ＫＬが第２の設定負荷率ＫＬＹよりも高くしたがって機関運転状態が領域ＩＩＩ内にあるときには、ＥＧＲガスの供給が禁止される。

具体的に説明すると、機関運転状態が領域Ｉ内にあるときには、低圧ＥＧＲ制御弁４３が閉弁され高圧ＥＧＲ制御弁４１が開弁され、機関運転状態領域ＩＩ内にあるときには高圧ＥＧＲ制御弁４１が閉弁され低圧ＥＧＲ制御弁４３が開弁され、機関運転状態が領域ＩＩＩ内にあるときには高圧ＥＧＲ制御弁４１及び低圧ＥＧＲ制御弁４３が閉弁される。

機関運転状態が領域Ｉ内にあるときの高圧ＥＧＲ制御弁４１の開度ＤＨは実際のＥＧＲ率（＝ＥＧＲガス量／筒内ガス量）を目標ＥＧＲ率に一致させるのに必要な開度に制御される。この高圧ＥＧＲ制御弁４１の開度ＤＨは機関負荷率ＫＬ及び機関回転数Ｎｅの関数として図３に示されるマップの形で予めＲＯＭ５２内に記憶されている。

一方、機関運転状態が領域ＩＩ内にあるときの低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬは次式に基づいて算出される。

ＤＬ＝ＤＬ０・ｋ
ここで、ＤＬ０は基本開度、ｋは補正係数をそれぞれ表している。

基本開度ＤＬ０は供給制御弁３０から尿素水溶液が供給されないときに実際のＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に一致させるのに必要な開度であって、機関負荷率ＫＬ及び機関回転数Ｎｅの関数として図４に示されるマップの形で予めＲＯＭ５２内に記憶されている。

一方、補正係数ｋ（０＜ｋ≦１．０）は供給制御弁３０からアンモニア発生化合物を含む液体が供給されたときに基本開度ＤＬ０を減少補正するためのものであり、補正する必要がないときには１．０に保持される。

なお、図３及び図４において黒丸で示される各格子点は開度ＤＨ，ＤＬ０がそれぞれ設定されている点を表しており、格子点間については補間によって開度ＤＨ，ＤＬ０がそれぞれ算出される。また、開度ＤＨ，ＤＬ０を、機関に実際に供給されるＥＧＲガス量を目標量に一致させるのに必要な開度に設定するようにしてもよい。

前述したように、ＮＯｘ選択還元触媒２７上流の排気管２３内にはアンモニア発生化合物を含む液体が供給される。アンモニアを発生しうるアンモニア発生化合物については種々の化合物が存在し、したがってアンモニア発生化合物として種々の化合物を用いることができる。本発明による実施例ではアンモニア発生化合物として尿素を用いており、アンモニア発生化合物を含む液体として尿素水溶液を用いている。したがって以下、ＮＯｘ選択還元触媒２７上流の排気管２３内に尿素水溶液を供給する場合を例にとって本発明を説明する。

一方、図１に示す実施例ではこのＮＯｘ選択還元触媒２７としてチタニアを担体とし、この担体上に酸化バナジウムを担持した触媒Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２（以下、バナジウム・チタニア触媒という。）、又はゼオライトを担体とし、この担体上に銅を担持した触媒Ｃｕ／ＺＳＭ５（以下、銅ゼオライト触媒という。）が用いられている。

過剰酸素を含んでいる排気ガス中に尿素水溶液を供給すると排気ガス中に含まれるＮＯはＮＯｘ選択還元触媒２７上において尿素ＣＯ（ＮＨ_２）_２から発生するアンモニアＮＨ_３により還元される（例えば２ＮＨ_３＋２ＮＯ＋１／２Ｏ_２→２Ｎ_２＋３Ｈ_２Ｏ）。

すなわち、供給された尿素水溶液中の尿素はまずＮＯｘ選択還元触媒２７上に付着する。このときＮＯｘ選択還元触媒２７の温度が例えばほぼ３５０℃以上のように高ければ尿素が一気に熱分解してアンモニアが発生される。

一方、ＮＯｘ選択還元触媒２７の温度がほぼ１３２℃からほぼ３５０℃までのときには尿素がＮＯｘ選択還元触媒２７内にいったん貯蔵され、次いでＮＯｘ選択還元触媒２７内に貯蔵されている尿素からアンモニアが少しずつ発生され放出される。この場合のアンモニア発生はＮＯｘ選択還元触媒２７上において尿素が形態変化するためであると考えられている。すなわち、尿素はほぼ１３２℃においてビウレットに変化し、ビウレットはほぼ１９０℃においてシアヌル酸に変化し、シアヌル酸はほぼ３６０℃においてシアン酸又はイソシアン酸に変化する。あるいは、ＮＯｘ選択還元触媒２７内に貯蔵されてからの経過時間が長くなるにつれて尿素はビウレットに変化し、ビウレットはシアヌル酸に変化し、シアヌル酸はシアン酸又はイソシアン酸に変化する。このような形態変化の過程で少しずつアンモニアが発生するものと考えられている。

ＮＯｘ選択還元触媒２７の温度が尿素の熱分解温度であるほぼ１３２℃以下のときにＮＯｘ選択還元触媒２７に尿素水溶液を供給すると尿素水溶液中の尿素はＮＯｘ選択還元触媒２７内に貯蔵され、このとき貯蔵された尿素からはアンモニアはほとんど発生しない。

本発明による実施例では、ＮＯｘ選択還元触媒２７のＮＯｘ浄化率が許容下限よりも高くなる還元温度範囲（例えば約２００℃から約５００℃）内にＮＯｘ選択還元触媒２７の温度があるときには供給制御弁３０から尿素水溶液が排気管２３内に供給され、ＮＯｘ選択還元触媒２７の温度がこの還元温度範囲外にあるときには尿素水溶液の供給が停止される。また、ＮＯｘ選択還元触媒２７の温度が還元温度範囲外にあるときでもＮＯｘ選択還元触媒２７内に貯蔵された尿素量が許容下限よりも少ないときには尿素水溶液の供給が行われる。

しかしながら、例えばＮＯｘ選択還元触媒２７の温度が高いときに尿素水溶液がＮＯｘ選択還元触媒２７に供給されると、尿素水溶液はＮＯｘ選択還元触媒２７に接触して一気に気化し、その結果ＮＯｘ選択還元触媒２７周りの排気通路内圧力、例えば触媒コンバータ２２，２４間にある排気管２３内の圧力が大幅に上昇するおそれがある。この場合、低圧ＥＧＲ通路４２の流入端４４周りの圧力も大幅に上昇し、しかしながら低圧ＥＧＲ通路４２の流出端４５周りの圧力は変化せず、したがって低圧ＥＧＲ通路４２の流入端４４と流出端４５間の圧力差が大幅に増大する。したがって、このときＥＧＲガスが低圧ＥＧＲ通路４２を介し機関に供給されていると、多量のＥＧＲガスが機関に供給されて実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも高くなるおそれがある。

すなわち、図５に概略的に示されるように、尿素水溶液の供給が行われると排気管２３内の圧力ＰＥが、尿素水溶液が供給されていない場合の排気管圧力ＰＥ０に比べて大幅に上昇する。この場合、低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬが基本開度ＤＬ０に設定されていると、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも高くなってしまう。

そこで本発明による実施例では、低圧ＥＧＲ通路４２を介しＥＧＲガスが供給されるときに尿素水溶液が供給されるときには、基本開度ＤＬ０を補正係数ｋでもって減少補正するようにしている。その結果、多量のＥＧＲガスが機関に供給されるのが阻止される。

さらに本発明による実施例では、基本開度ＤＬ０は実際の目標ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に維持されるように補正係数ｋでもって減少補正される。この場合の補正係数ｋは例えばＮＯｘ選択還元触媒２７の温度Ｔｃ及び尿素水溶液供給量Ｑｕの関数として図６に示されるマップの形であらかじめＲＯＭ５２内に記憶されている。尿素水溶液の供給が行われたときに生ずる排気管圧力ＰＥの上昇幅ΔＰＥ（図５）はＮＯｘ選択還元触媒２７の温度Ｔｃ及び単位時間当たりＮＯｘ選択還元触媒２７に供給された尿素水溶液の量Ｑｕに依存し、したがって目標ＥＧＲ率からの実際のＥＧＲ率の偏差はこれら触媒温度Ｔｃ及び尿素水溶液供給量Ｑｕに依存するからである。

なお、高圧ＥＧＲ通路４０を介しＥＧＲガスが供給されているときには、尿素水溶液が供給されてもＥＧＲ率又はＥＧＲ量は変動せず、このときには高圧ＥＧＲ制御弁４１の開度ＤＨの補正は行われない。

図７は本発明による実施例のＥＧＲ制御ルーチンを示している。このルーチンはあらかじめ定められた設定時間ごとの割り込みによって実行される。

図７を参照すると、まずステップ１００では機関運転状態が領域Ｉ（図２）内にあるか否かが判別される。機関運転状態が領域Ｉ内にあるときには次いでステップ１０１に進み、図３のマップから高圧ＥＧＲ制御弁４１の開度ＤＨが算出される。続くステップ１０２では低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬがゼロに設定される。次いでステップ１１２に進む。

一方、機関運転状態が領域Ｉ外にあるときにはステップ１００からステップ１０３に進み、機関運転状態が領域ＩＩ（図２）内にあるか否かが判別される。機関運転状態が領域ＩＩ内にあるときには次いでステップ１０４に進み、高圧ＥＧＲ制御弁４１の開度ＤＨがゼロに設定される。続くステップ１０５では図４のマップから低圧ＥＧＲ制御弁４３の基本開度ＤＬ０が算出される。続くステップ１０６では尿素水溶液が現在供給されているか否かが判別される。尿素水溶液が現在供給されているときには次いでステップ１０７に進み、図６のマップから補正係数ｋが算出される。続くステップ１０８では低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬが算出される（ＤＬ＝ＤＬ０・ｋ）。次いでステップ１１２に進む。これに対し、尿素水溶液が現在供給されていないときにはステップ１０６からステップ１０９に進んで補正係数ｋを１．０に設定した後に、ステップ１０８に進んで低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬが算出される。次いでステップ１１２に進む。

一方、機関運転状態が領域ＩＩ外にあるときすなわち領域ＩＩＩ内にあるときにはステップ１０３からステップ１１０に進み、高圧ＥＧＲ制御弁４１の開度ＤＨがゼロに設定される。続くステップ１１１では低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬがゼロに設定される。次いでステップ１１２に進む。

ステップ１１２では開度がそれぞれＤＨ，ＤＬになるように高圧ＥＧＲ制御弁４１及び低圧ＥＧＲ制御弁４３がそれぞれ駆動される。

図８は本発明による別の実施例を示している。図８に示される実施例は、低圧ＥＧＲ通路４２の流入端４４が接続されている排気管２３から排気ガスを排気管２３外へ逃がす逃がし通路３５が設けられると共に、この逃がし通路３５内に電気制御式逃がし制御弁３６が配置されている点で、図１に示される実施例と構成を異にしている。図８に示される例ではこの逃がし通路３５はＮＯｘ選択還元触媒２７下流の排気管２５に連結される。また、逃がし制御弁３６は通常は閉弁されている。

一般に、弁の開度がかなり小さくなると弁を通過するガス量を精度よく制御することが困難となる。そこで、本発明による別の実施例では、低圧ＥＧＲ通路４２を介しＥＧＲガスを供給すべきときには低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬが許容下限ＤＬｍよりも小さくならないようにしている。

本発明による別の実施例においても、尿素水溶液の供給が行われると排気管２３内の圧力ＰＥが上昇し、このとき低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬが減少補正される。この場合、排気管圧力ＰＥの上昇幅ΔＰＥが大きくなるほど低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬは小さくされる。

したがって、排気管圧力の上昇幅ΔＰＥがかなり大きい場合には、低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬを許容下限ＤＬｍを越えて減少する必要がある場合もあり、にもかかわらず、低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬはせいぜい許容下限ＤＬｍまでしか減少補正されない。この場合、実際のＥＧＲ率は目標ＥＧＲ率よりも高くなっている。

一方、逃がし制御弁３６を開弁すれば、排気管２３内の圧力ＰＥを低下させることができ、したがって実際のＥＧＲ量ないしＥＧＲ率を低下させることができる。

そこで本発明による別の実施例では、低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬを許容下限ＤＬｍを越えて減少補正すべきときには低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬを許容下限ＤＬｍに設定すると共に逃がし制御弁３６を開弁するようにしている。この場合の逃がし制御弁３６の開度ＤＥはＮＯｘ選択還元触媒２７の温度Ｔｃ及び尿素水溶液供給量Ｑｕの関数として図９に示されるマップの形であらかじめＲＯＭ５２内に記憶されている。

すなわち、図１０に示されるように、排気管２３内の圧力の上昇幅ΔＰＥが大きくなるにつれて、低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬが減少補正され、低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬが許容下限ＤＬｍに達すると許容下限ＤＬｍに維持されつつ逃がし制御弁３６の開度ＤＥが増大される。

図１１は本発明による別の実施例のＥＧＲ制御ルーチンを示している。このルーチンはあらかじめ定められた設定時間ごとの割り込みによって実行される。

図１１を参照すると、まずステップ２００では機関運転状態が領域Ｉ（図２）内にあるか否かが判別される。機関運転状態が領域Ｉ内にあるときには次いでステップ２０１に進み、図３のマップから高圧ＥＧＲ制御弁４１の開度ＤＨが算出される。続くステップ２０２では低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬがゼロに設定される。続くステップ２０３では逃がし制御弁３６の開度ＤＥがゼロに設定される。次いでステップ２１８に進む。

一方、機関運転状態が領域Ｉ外にあるときにはステップ２００からステップ２０４に進み、機関運転状態が領域ＩＩ（図２）内にあるか否かが判別される。機関運転状態が領域ＩＩ内にあるときには次いでステップ２０５に進み、高圧ＥＧＲ制御弁４１の開度ＤＨがゼロに設定される。続くステップ２０６では図４のマップから低圧ＥＧＲ制御弁４３の基本開度ＤＬ０が算出される。続くステップ２０７では尿素水溶液が現在供給されているか否かが判別される。尿素水溶液が現在供給されているときには次いでステップ２０８に進み、図６のマップから補正係数ｋが算出される。続くステップ２０９では低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬが算出される（ＤＬ＝ＤＬ０・ｋ）。次いでステップ２１１に進む。これに対し、尿素水溶液が現在供給されていないときにはステップ２０７からステップ２１０に進んで補正係数ｋを１．０に設定した後に、ステップ２０９に進んで低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬが算出される。次いでステップ２１１に進む。ステップ２１１ではステップ２０９で算出された低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬが許容下限ＤＬｍよりも小さいか否かが判別される。ＤＬ≧ＤＬｍのときにはステップ２１２に進んで逃がし制御弁３６の開度ＤＥがゼロに設定される。次いでステップ２１８に進む。これに対し、ＤＬ＜ＤＬｍのときにはステップ２１１からステップ２１３に進んで低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬが許容下限ＤＬｍに設定される。続くステップ２１４では図１０のマップから逃がし制御弁３６の開度ＤＥが算出される。次いでステップ２１８に進む。

一方、機関運転状態が領域ＩＩ外にあるときすなわち領域ＩＩＩ内にあるときにはステップ２０４からステップ２１５に進み、高圧ＥＧＲ制御弁４１の開度ＤＨがゼロに設定される。続くステップ２１６では低圧ＥＧＲ制御弁４３の開度ＤＬがゼロに設定される。続くステップ２１７では逃がし制御弁３６の開度ＤＥがゼロに設定される。次いでステップ２１８に進む。

ステップ２１８では開度がそれぞれＤＨ，ＤＬ，ＤＥになるように高圧ＥＧＲ制御弁４１、低圧ＥＧＲ制御弁４３及び逃がし制御弁３６がそれぞれ駆動される。

これまでは、ＮＯｘ選択還元触媒に尿素水溶液を供給しこの尿素水溶液から発生するアンモニアでもってＮＯｘを還元する場合を例にとって本発明を説明してきた。しかしながら、他の触媒に他の液体還元剤を供給する場合や、触媒に液体燃料を供給して触媒及び触媒担体の温度を上昇させる場合にも本発明を適用することができる。なお、この触媒担体にはパティキュレートフィルタを用いることができる。

また、低圧ＥＧＲ通路４２の流入端４４を、液体が供給される触媒下流の排気管に接続することもできる。

内燃機関の全体図である。 領域Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩを示す線図である。 高圧ＥＧＲ制御弁の開度ＤＨを示すマップである。 低圧ＥＧＲ制御弁の基本開度ＤＬを示すマップである。 本発明による実施例を説明するためのタイムチャートである。 補正係数ｋを示すマップである。 ＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明による別の実施例を示す内燃機関の全体図である。 逃がし制御弁の開度ＤＥを示すマップである。 本発明による別の実施例における低圧ＥＧＲ制御弁及び逃がし制御弁の開度を示す線図である。 本発明による別の実施例のＥＧＲ制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 機関本体
４ 吸気マニホルド
５ 排気マニホルド
２７ ＮＯｘ選択還元触媒
３０ 供給制御弁
４２ 低圧ＥＧＲ通路
４３ 低圧ＥＧＲ制御弁

Claims (8)

1. 機関排気通路と機関吸気通路とを排気再循環通路により互いに連結すると共に該排気再循環通路内に排気再循環制御弁を配置した内燃機関の排気再循環制御装置において、排気通路内に触媒が配置されると共に該触媒上流の排気通路内に供給制御弁が配置されて該供給制御弁から液体が該触媒上流の排気通路内に供給されるようになっており、供給制御弁から液体が供給されるときには液体が供給されないときに比べて排気再循環制御弁の開度を減少補正するようにした再循環制御装置。
2. 前記排気再循環通路の流入端よりも下流の排気通路内に前記触媒及び供給制御弁が配置されている請求項１に記載の内燃機関の排気再循環制御装置。
3. 排気ターボチャージャのタービンの出口下流の排気通路と排気ターボチャージャのコンプレッサの入口上流の吸気通路とを前記排気再循環通路により互いに連結した請求項１に記載の内燃機関の排気再循環制御装置。
4. 前記触媒がアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒から構成され、前記液体が尿素水溶液から構成されている請求項１に記載の内燃機関の排気再循環制御装置。
5. 前記供給制御弁から液体が供給されるときには排気再循環ガス量又はＥＧＲ率が目標値に維持されるように前記排気再循環制御弁の開度を補正するようにした請求項１に記載の内燃機関の排気再循環制御装置。
6. 前記供給制御弁から液体が供給されるときには前記触媒の温度に応じて排気再循環制御弁の開度を補正するようにした請求項１に記載の内燃機関の排気再循環制御装置。
7. 前記供給制御弁から液体が供給されるときには前記供給制御弁から供給される液体の量に応じて排気再循環制御弁の開度を補正するようにした請求項１に記載の内燃機関の排気再循環制御装置。
8. 前記触媒周りの排気通路から排気ガスを逃がす逃がし通路を具備すると共に該逃がし通路内に逃がし制御弁を配置し、前記排気再循環制御弁の開度を許容下限を越えて減少補正すべきときには排気再循環制御弁の開度を該許容下限に設定すると共に該逃がし制御弁の開度を増大するようにした請求項１に記載の内燃機関の排気再循環制御装置。

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