JP2009185621A - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の還元剤噴射弁から噴射孔の詰まりを抑制するために還元剤を噴射させる詰まり防止制御が行われる内燃機関の排気浄化システムにおいて、各噴射弁における噴射孔の詰まり易さを考慮した詰まり防止制御を実施できる技術を提供する。
【解決手段】エンジン１の排気管２に設けられたＮＳＲ３と、ＮＳＲ３よりも下流の排気管２に設けられたＳＣＲ４と、ＮＳＲ３より上流の排気管２内に臨んだ噴射孔３４から還元剤を噴射する上流側噴射弁１１と、ＮＳＲ３及びＳＣＲ４の間の排気管２内に臨んだ噴射孔４４から還元剤を噴射する下流側噴射弁２１と、を備え、詰まり防止制御が行われる排気浄化システムであって、各噴射弁から基準期間Δｔｍにおいて噴射される還元剤の総噴射量が下流側噴射弁２１よりも上流側噴射弁１１の方が多くなるように、各噴射弁の詰まり防止制御に係る還元剤の噴射量を調節する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。

内燃機関に適用される排気浄化システムとして、排気通路内に臨むように噴射孔の形成された還元剤噴射弁を具備し、この噴射孔から還元剤を排気中に噴射することで排気浄化装置に還元剤を供給する技術が公知である。また、排気通路に直列に二つの排気浄化装置（上流側から、「上流側排気浄化装置」、「下流側排気浄化装置」という）を配置する場合、上流側排気浄化装置よりも上流側の部分と各排気浄化装置の間の部分との夫々に還元剤噴射弁（上流側から、「上流側噴射弁」、「下流側噴射弁」という）を設置することがある。

ところで、内燃機関の排気通路を流れる排気には、燃料の未燃成分（ＨＣ）、微粒子物質（ＰＭ：Particulate Matter）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等、多様な種類の成分（物質）が含まれる。これら各成分が排気通路内に臨んだ還元剤噴射弁の噴射孔に侵入すると、ＨＣ、ＰＭ、硝酸塩、硫酸塩、或いはこれらの複合物（これらを総称して、以下「堆積物」という）が噴射孔に堆積してしまい、この噴射孔が詰まる虞がある。本明細書において、噴射孔の「詰まり」とは噴射孔の一部又は全部が堆積物によって塞がれることを意味する。

特許文献１には、排気通路に設けられるＮＯｘ触媒と、当該ＮＯｘ触媒に還元剤を供給する還元剤供給装置とを備える内燃機関において、還元剤供給装置の噴射孔の詰まりを抑制する技術が提案されている。この従来技術では、還元剤供給装置の噴射孔の詰まる時期を推定し、推定された時期よりも前に還元剤供給装置に還元剤を噴射させることで、噴射孔の詰まりの抑制を図っている。
特開２００３−２２２０１９号公報 特開平６−１２３２１８号公報 特開平１０−５４２２３号公報 特開平１１−３４３８３４号公報 特開平６−２６３２９号公報 特開平８−４９５３３号公報

ここで、上記したような上流側噴射弁、下流側噴射弁等、複数の還元剤噴射弁を備える排気浄化システムでは、各還元剤噴射弁における噴射孔の詰まり易さが相違する場合がある。しかしながら、上記特許文献には、複数の還元剤噴射弁における噴射孔の詰まり易さの違いを考慮した噴射孔の詰まり抑制に係る技術については何等開示されていないのが実情である。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の還元剤噴射弁を具備し、各噴射弁の噴射孔の詰まりを抑制するために各噴射弁から還元剤を噴射させる詰まり防止制御が行われる内燃機関の排気浄化システムにおいて、各噴射弁における噴射孔の詰まり易さを考慮した詰まり防止制御を実施することの可能な技術を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、以下の手段を採用する。
すなわち、内燃機関の排気通路に設けられた上流側排気浄化装置と、
前記上流側排気浄化装置よりも下流の排気通路に設けられた下流側排気浄化装置と、
前記上流側排気浄化装置より上流の排気通路内に臨んだ噴射孔から排気中に還元剤を噴射する上流側噴射弁と、
前記上流側排気浄化装置及び前記下流側排気浄化装置の間の排気通路内に臨んだ噴射孔から排気中に還元剤を噴射する下流側噴射弁と、
を備え、
前記上流側噴射弁および下流側噴射弁の噴射孔の詰まりを抑制するために、各噴射弁から還元剤を噴射させる詰まり防止制御が行われる内燃機関の排気浄化システムであって、
各噴射弁から所定期間において噴射される還元剤の総噴射量が前記下流側噴射弁よりも前記上流側噴射弁の方が多くなるように、各噴射弁の詰まり防止制御に係る還元剤の噴射量を調節することを特徴とする。

上記構成の排気浄化システムでは、詰まり防止制御に係る還元剤が各噴射弁から噴射されると、各噴射弁の噴射孔に堆積した堆積物（ＨＣ、ＰＭ、硝酸塩、硫酸塩、アンモニウム塩等）が各噴射孔から吹き飛ばされたり、洗い流されたりすることで、各噴射孔の詰まりが抑制される。

ここで、上流側噴射弁の噴射孔と下流側噴射弁の噴射孔とにおける詰まり易さの違いについて考える。噴射孔の詰まり易さは、噴射孔周辺を流れる排気の成分分布によって相違する。例えば、上記堆積物を形成或いは生成する成分（以下、単に「堆積成分」という）の濃度が高いほど、詰まり易いと考えられる。この堆積成分としては、排気中のＨＣ、ＰＭ、ＮＯｘ、ＳＯｘ、アンモニア等や、上記噴射弁から噴射される還元剤自体等が例示される。

本発明において排気中の堆積成分の一部は、上流側排気浄化装置を通過する際に保持（吸蔵、吸着、吸収等）されたり、浄化（酸化、還元等）される。すなわち、上流側排気浄化装置が例えば吸蔵還元型ＮＯｘ触媒である場合には、同触媒に排気中のＮＯｘ、ＳＯｘが吸蔵され、吸着触媒である場合には排気中のＨＣが吸着される。また、パティキュレートフィルタであれば排気中のＰＭが捕集されることになる。

そうすると、上流側浄化装置から流出した排気に含まれる堆積成分の濃度は、同装置に流入する前に比べて低下する。言い換えると、上流側排気浄化装置を基準に上流側を流れる排気と下流側を流れる排気とを比較すると、後者よりも前者における堆積成分の濃度が高いといえる。その結果、上流側噴射弁の噴射孔は下流側噴射弁の噴射孔に比べてより詰まり易くなる。

そこで、本発明では、所定期間において各噴射弁から噴射される還元剤の総噴射量（以下、単に「還元剤総噴射量」という）が下流側噴射弁よりも上流側噴射弁の方が多くなるように、各噴射弁の詰まり防止制御に係る還元剤の噴射量を調節することとした。所定期間とは、同一期間において、上流側噴射弁と下流側噴射弁から噴射される総噴射量を比較するための基準となる期間である。

また、本明細書中において、還元剤総噴射量には、詰まり防止制御以外の用途で噴射された還元剤の量も含まれる。詰まり防止制御以外の用途とは、排気浄化装置の昇温制御や排気中の有害物質を浄化させる制御、或いは排気浄化装置の排気浄化機能を回復させる制御等が例示できる。

ここで、還元剤総噴射量と噴射孔の詰まり難さとの関係は、還元剤総噴射量が増加するほど噴射孔に堆積成分をより多く除去できるので、噴射孔を詰まり難くすることができる。本発明では、詰まりの生じ易い上流側噴射弁に対しては、噴射孔の詰まりを確実に抑制し、噴射孔の詰まり難い下流側噴射弁に対しては、噴射孔の詰まりを抑制しつつ詰まり防止制御に係る還元剤の消費量を少なくすることができる。つまり、各還元剤噴射弁における噴射孔の詰まり易さを考慮した詰まり防止制御を実施することができる。

ここで、上流側排気浄化装置から流出する排気に含まれる堆積成分の濃度が上昇する場合がある。その場合には、下流側噴射弁の噴射孔が通常よりも詰まり易くなる。そこで、本発明においては、上流側排気浄化装置から流出する排気に含まれる堆積成分の濃度が上昇する条件が成立した場合に、下流側噴射弁の詰まり防止制御に係る還元剤の噴射量を当該条件が成立しない場合に比べて増加させると、好適である。例えば、下流側噴射弁に対する１回の詰まり防止制御にかかる還元剤の噴射量を増加させても良い。

これによれば、下流側噴射弁の噴射孔が通常よりも詰まり易くなる状況下においても、当該噴射孔からより多くの堆積物を除去し、あるいは堆積物が堆積することを抑制できるので、下流側噴射弁の噴射孔が詰まることを確実に抑制することができる。

また、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に設けられた上流側排気浄化装置と、
前記上流側排気浄化装置よりも下流の排気通路に設けられた下流側排気浄化装置と、
前記上流側排気浄化装置より上流の排気通路内に臨んだ噴射孔から排気中に還元剤を噴射する上流側噴射弁と、
前記上流側排気浄化装置及び前記下流側排気浄化装置の間の排気通路内に臨んだ噴射孔から排気中に還元剤を噴射する下流側噴射弁と、
を備え、
前記上流側噴射弁および下流側噴射弁の噴射孔の詰まりを抑制するために、各噴射弁から還元剤を噴射させる詰まり防止制御が行われる内燃機関の排気浄化システムであって、
詰まり防止制御において、前記下流側噴射弁に比べて前記上流側噴射弁に噴射させる還元剤の噴射圧、噴射率、粘度のうち少なくとも何れかを大きくすることを特徴としても良い。

各噴射弁から噴射される還元剤の噴射圧が高まると、詰まり防止制御に係る還元剤の噴射速度をより高め、噴霧の貫徹力をより大きくすることができる。ここで、還元剤の噴射圧、噴射速度、噴霧の貫徹力の夫々は大きくなるほど、還元剤が噴射されるときの勢いによって堆積物の除去を効率的に行うことができる。つまり、より少ない量の還元剤でより多くの堆積物を除去することができる。従って、詰まり防止制御において、下流側噴射弁に比べて上流側噴射弁に噴射させる還元剤の噴射圧を大きくすることによって、下流側噴射弁に比べて上流側噴射弁の噴射孔に堆積した堆積物をより多く除去することができる。

ここで、還元剤の噴射率とは、各噴射弁の噴射孔から単位時間当たりに噴射される還元剤の量である。つまり、噴射率が高いほど単位時間当たりに除去できる堆積物の量が増量する。詰まり防止制御において、下流側噴射弁に比べて上流側噴射弁に噴射させる還元剤の噴射率を大きくすることによって、下流側噴射弁に比べて上流側噴射弁の噴射孔に堆積した堆積物をより多く除去することができる。

また、各噴射弁から詰まり防止制御において噴射される還元剤の粘度について着目すると、還元剤の粘度が低い場合に比べて高い方が還元剤の粘性を利用して容易に堆積物を噴射孔外部へと洗い流すことができる。そこで、詰まり防止制御において、下流側噴射弁に比べて上流側噴射弁に噴射させる還元剤の粘度を大きくすることによって、下流側噴射弁
に比べて上流側噴射弁の噴射孔に堆積した堆積物をより多く除去することができる。

以上のように、本発明によれば、上流側噴射弁の噴射孔が詰まり易く、下流側噴射弁の噴射孔が詰まり難いという実情に応じて、各噴射弁に対する詰まり防止制御を適切に行うことができる。その結果、詰まりの生じ易い上流側噴射弁の噴射孔が詰まることを確実に防止することができる。

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。

本発明にあっては、複数の還元剤噴射弁を具備し、各噴射弁の噴射孔の詰まりを抑制するために各噴射弁から還元剤を噴射させる詰まり防止制御が行われる内燃機関の排気浄化システムにおいて、各噴射弁における噴射孔の詰まり易さを考慮した詰まり防止制御を実施することの可能な技術を提供することができる。

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。

（第一の実施形態）
本発明における第一の実施形態について説明する。図１は本実施形態に係るエンジン１と、その排気系の概略構成を示した図である。図１に示すエンジン１は、４サイクル・ディーゼルエンジンである。

エンジン１には排気管２（排気通路）が接続されており、この排気管２は図示しないマフラーに接続されている。排気管２の途中には、上流側から吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単に「ＮＳＲ」という）３、選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＳＣＲ」という）４が、これらの順に直列に配設されている。本実施形態においてはＮＳＲ３が本発明における上流側排気浄化装置に相当し、ＳＣＲ４が下流側排気浄化装置に相当する。

ＮＳＲ３は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤（例えば、燃料等）が存在するときは吸蔵しているＮＯｘを還元する機能を有する。また、ＳＣＲ４は、還元剤としてのアンモニア由来の化合物が存在するときにＮＯｘを選択還元する機能を有する触媒である。アンモニア由来の化合物とは例えば、尿素水、アンモニア水等が例示できる。

ＮＳＲ３よりも上流の排気管２には、ＮＳＲ３に還元剤としての燃料（ＨＣ）を供給するべく排気中にＨＣを噴射する上流側噴射弁１１が設置されている。また、ＮＳＲ３よりも下流且つＳＣＲ４よりも上流の排気管２には、当該ＳＣＲ４に還元剤としての尿素水を供給するべく排気中に尿素水を噴射する下流側噴射弁２１が設置されている。上流側噴射弁１１と下流側噴射弁２１との夫々は、還元剤を噴射する噴射孔を具備する。上流側噴射弁１１の噴射孔はＮＳＲ３よりも上流の排気管２内に臨み、下流側噴射弁２１の噴射孔はＮＳＲ３とＳＣＲ４との間の排気管２内に臨んでいる。

上流側噴射弁１１に燃料（ＨＣ）を供給するＨＣ供給系統と、下流側噴射弁２１に尿素水を供給する尿素供給系統の概略構成について説明する。まず、ＨＣ供給系統の概略構成について説明する。エンジン１の燃料タンク１２は、ＨＣ吸引管１３を介してＨＣ吐出ポ
ンプ１４が接続されている。ＨＣ吐出ポンプ１４は、更にＨＣ供給管１５を介して上流側噴射弁１１に接続されている。また、ＨＣ供給管１５の途中には、ＨＣ供給管１５内の圧力が第一規定圧力より高くなると自動的に開弁され、ＨＣ供給管１５内の圧力が第一規定圧力以下になると自動的に閉弁される第一プレッシャレギュレータ（以下、「第一レギュレータ」という）１６が設けられている。第一レギュレータ１６は、第一リターン管１７を介して燃料タンク１２と接続されている。

上記構成のＨＣ供給系統では、ＨＣ吐出ポンプ１４がＨＣ吸入管１３を介して燃料タンク１２に貯留されている燃料（ＨＣ）を吸入し、ＨＣ供給管１５へと吐出する。そして、ＨＣ供給管１５の圧力が第一規定圧力より高くなると第一レギュレータ１６が開弁してＨＣがリターン管１７を介して燃料タンク１２に戻される。このようにして、燃料供給管１５内の圧力を第一規定圧力に保持することができる。

次に、尿素供給系統の概略構成について説明する。エンジン１には、尿素水が貯留されている尿素タンク２２が併設されている。この尿素タンク２２は、尿素吸引管２３を介して尿素吐出ポンプ２４が接続されている。尿素吐出ポンプ２４は、更に尿素供給管２５を介して下流側噴射弁２１に接続されている。また、尿素供給管２５の途中には、尿素供給管２５内の圧力が第二規定圧力より高くなると自動的に開弁され、尿素供給管２５内の圧力が該第二規定圧力以下になると自動的に閉弁される第二プレッシャレギュレータ（以下、「第二レギュレータ」という）２６が設けられている。第二レギュレータ２６は、第二リターン管２７を介して尿素タンク２２と接続されている。

上記構成の尿素供給系統では、尿素吐出ポンプ２４が尿素吸入管２３を介して尿素タンク２２に貯留されている尿素水を吸入し、尿素供給管２５へと吐出する。そして、尿素供給管２５の圧力が第二規定圧力より高くなると第二レギュレータ２６が開弁して尿素水が第二リターン管２７を介して尿素タンク２２に戻される。このようにして、尿素供給管２５内の圧力は第二規定圧力に保持される。

図２は、上流側噴射弁１１および下流側噴射弁２１の概略構成を示した図である。なお、下流側噴射弁２１を構成する各部の符号を括弧内に示す。上流側噴射弁１１（下流側噴射弁２１）は、円柱状の収容孔３１（４１）を有するノズルボディ３２（４２）と、収容孔３１（４１）に軸方向へ摺動自在に収容されるニードル弁３３（４３）とを備えている。

ノズルボディ３２（４２）の先端部には噴射孔３４（４４）が形成され、噴射孔３４（４４）はノズルボディ３２（４２）の先端部近傍に形成された溜まり部３５（４５）と連通している。溜まり部３５（４５）の内壁面において噴射孔３４（４４）の近傍には弁座３６（４６）が設けられており、この弁座３６（４６）にニードル弁３３（４３）が着座／離座することにより噴射孔３４（４４）と溜まり部３５（４５）の遮断／連通、言い換えれば噴射孔３４（４４）の閉弁／開弁が切り換えられる。

収容孔３１（４１）と溜まり部３５（４５）との間において、ノズルボディ３２（４２）の内径は、ニードル弁３３（４３）の外径より大きくなっている。そして、ノズルボディ３２（４２）内壁面とニードル弁３３（４３）外壁面とにより形成される隙間によってＨＣ（尿素水）を溜まり部３５（４５）へと供給するための供給路３７（４７）が形成される。この供給路３７（４７）は、上述したＨＣ供給管１５（尿素供給管２５）に接続されている。なお、上流側噴射弁１１の噴射孔３４と下流側噴射弁２１の噴射孔４４とにおいて、その形状、開口断面積等は特記しない限り等しいものとする。

また、ノズルボディ３２（４２）基端側には、ニードル弁３３（４３）を進退駆動させ
る駆動機構３８（４８）が取り付けられている。この駆動機構３８（４８）としては、例えば、ニードル弁３３（４３）を先端方向（噴射孔３４（４４）方向）へ付勢するスプリングと、ニードル弁３３（４３）を基端方向へ吸引する電磁力を発生するソレノイドとを備えた機構を例示できる。

エンジン１には、エンジン１の運転条件や運転者の要求に応じて運転状態を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ（Electronic Control Unit）９が併設されている。
このＥＣＵ９は、エンジン１の制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成される。

ＥＣＵ９には、機関回転数を検出するＮＥセンサ（図示略）や、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ（図示略）、吸入空気量を検出するエアフローメータ（図示略）等が電気配線を介して接続され、これらの出力信号がＥＣＵ９に入力される。また、ＥＣＵ９には、エンジン１の燃焼に供される燃料をエンジン１に供給する燃料噴射弁（図示略）、ＨＣ吐出ポンプ１４、第一レギュレータ１６、上流側噴射弁１１の駆動機構３８、尿素吐出ポンプ２４、第二レギュレータ２６、下流側噴射弁２１の駆動機構４８等が電気配線を介して接続され、これらがＥＣＵ９によって制御される。

次に、ＥＣＵ９により実行される上流側噴射弁１１および下流側噴射弁２１に関する基本制御について説明する。ＮＳＲ３におけるＮＯｘ吸蔵能には限りがあるため、当該吸蔵能が飽和する前にＮＳＲ３に吸蔵されているＮＯｘを還元させるＮＯｘ還元制御が行われる。ＮＯｘ還元制御では、上流側噴射弁１１から還元剤としての燃料（ＨＣ）を排気中に噴射することにより、ＮＳＲ３に流入する排気空燃比を低下させ且つ上記還元剤としてのＨＣを供給してＮＯｘを還元させる。

また、ＮＳＲ３には、ＮＯｘの他、排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）が吸蔵される。ＮＳＲ３に吸蔵されたＳＯｘはＮＯｘよりも放出され難く、ＮＳＲ３に蓄積される。その結果、ＳＯｘが吸蔵されている分だけＮＯｘの吸蔵能が低下する硫黄被毒（ＳＯｘ被毒）が起こる。そこで、本実施形態では、上流側噴射弁１１から還元剤としてのＨＣを排気中に噴射させる。そして、ＮＳＲ３を高温（例えば６００乃至６５０℃程度）まで昇温すると共に排気空燃比を低下させることで、ＮＳＲ３に吸蔵されているＳＯｘを放出させるＳＯｘ被毒回復制御が行われる。

本実施形態では、ＮＳＲ３に対するＮＯｘ還元制御およびＳＯｘ被毒回復制御を合わせて回復制御と称する。回復制御はＥＣＵ９によって実行される。ＥＣＵ９はエンジン１の運転履歴、すなわち燃料噴射量や吸入空気量等のパラメータに基づいてＮＳＲ３に吸蔵されているＮＯｘ吸蔵量、ＳＯｘ吸蔵量を推定し、これらの推定値が夫々の閾値に到達した場合に回復制御が実行される。回復制御を実行する際に、ＥＣＵ９は、機関回転数、アクセル開度、吸入空気量を検出し、これらをパラメータとしてＥＣＵ９のＲＯＭに予め記憶しているＨＣ添加量マップへとアクセスし、回復制御に係る目標ＨＣ噴射量を算出する。そして、ＥＣＵ９は、目標ＨＣ噴射量だけのＨＣが上流側噴射弁１１の噴射孔３４から噴射されるように当該上流側噴射弁１１の開弁時間を算出する。そして、ＥＣＵ９は、上流側噴射弁１１の駆動機構３８に指令を出すことで上流側噴射弁１１を開弁させ、その後、算出された開弁時間が経過した時点で上流側噴射弁１１を閉弁させる。

次に、ＳＣＲ４において排気中のＮＯｘを還元させるＮＯｘ選択還元制御について説明する。ＮＯｘ選択還元制御では下流側噴射弁２１から排気中に還元剤としての尿素水が噴射される。噴射された尿素水は排気中で加水分解されることでアンモニアが生成し、このアンモニアがＳＣＲ４に供給されることでＮＯｘを還元することができる。なお、ＮＯｘ
選択還元制御に係る尿素水の噴射が実行される周期は、予め実験的に求めておくことができる。

ＮＯｘ選択還元制御を実行する際、ＥＣＵ９は機関回転数、アクセル開度、吸入空気量を検出し、これらをパラメータとしてＥＣＵ９のＲＯＭに予め記憶している尿素噴射量マップにアクセスし、目標尿素噴射量を算出する。そして、ＥＣＵ９は、目標尿素噴射量だけの尿素水が下流側噴射弁２１の噴射孔４４から噴射されるように当該下流側噴射弁２１の開弁時間を算出する。そして、ＥＣＵ９は、下流側噴射弁２１の駆動機構４８に指令を出し下流側噴射弁２１を開弁させ、その後、算出された開弁時間が経過した時点で下流側噴射弁２１を閉弁させる。

ところで、エンジン１から排出された排気中には、燃料の未燃成分（ＨＣ）、ＰＭ、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の各成分が含まれる。これらの成分が上流側噴射弁１１の噴射孔３４や下流側噴射弁２１の噴射孔４４に侵入すると、ＨＣ、ＰＭ、硝酸塩、硫酸塩、或いはこれらの複合物（これらを総称して、以下「堆積物」という）が各噴射孔３４，４４に堆積し、各噴射孔３４，４４が詰まり易くなる。ここで、本実施形態における「詰まり」とは、各噴射孔３４，４４の一部又は全部が堆積物によって塞がれることによって、噴射量の減少が生じ、あるいは噴射自体が行われなくなってしまうことを意味する。つまり、各噴射孔３４，４４の一部又は全部が堆積物によって塞がれると、ＮＳＲ３へのＨＣの供給、あるいはＳＣＲ４への尿素水の供給を狙い通りに行うことが困難となってしまう。

そこで、本実施形態では、上流側噴射弁１１における噴射孔３４の詰まりを抑制するために、ＮＳＲ３に対する回復制御とは別にＨＣを噴射孔３４から噴射させる制御（以下、「上流側詰まり防止制御」という）が行われる。同様に、下流側噴射弁２１における噴射孔４４の詰まりを抑制するために、ＳＣＲ４に対するＮＯｘ選択還元制御とは別に尿素水を噴射孔４４から噴射させる制御（以下、「下流側詰まり防止制御」という）が行われる。

上記制御では、各噴射孔３４，４４に堆積した堆積物を還元剤（ＨＣ、尿素水）が噴射される勢いによって吹き飛ばしたり、洗い流す等によって各噴射孔３４，４４が詰まることを抑制する。なお、上流側詰まり防止制御および下流側詰まり防止制御は同時期に行われる必要性はなく、本実施形態においても適宜独立したタイミングで行われる。本実施形態における上流側詰まり防止制御と下流側詰まり防止制御とは、本発明における詰まり防止制御に相当する。

次に、噴射孔３４，４４の詰まり易さの違いについて説明する。本実施形態では、上流側噴射弁１１はＮＳＲ３に対して上流側に配置され、下流側噴射弁２１はＮＳＲ３に対して下流側に配置されている。エンジン１から排出された排気中のＮＯｘ、ＳＯｘはＮＳＲ３に吸蔵されるため、ＮＳＲ３の上流側よりも下流側を流れる排気の方が、排気のＮＯｘ濃度、ＳＯｘ濃度が低くなる。すなわち、上記堆積物を形成、或いは生成する成分（以下、単に「堆積成分」という）の濃度が低くなる。

各噴射孔３４，４４は、これら周辺の排気に含まれる堆積成分の濃度が高いほど詰まり易い。従って、噴射孔３４と噴射孔４４との詰まり易さを相対的に比較すると、上流側噴射弁１１の噴射孔３４は詰まり易く、下流側噴射弁２１の噴射孔４４は詰まり難いといえる。

そこで、本実施形態では、各噴射孔３４，４４の詰まり易さを考慮して、上流側詰まり防止制御および下流側詰まり防止制御を実施する。ここで、上流側詰まり防止制御１回当たりに噴射されるＨＣ噴射量を「ワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓ」と称し、前回の上流側
詰まり防止制御に係るＨＣの噴射が終了してから次回の同制御に係るＨＣの噴射が開始されるまでの期間を「上流側インターバルＩＶｕｐ」と称する。同様に、下流側詰まり防止制御１回当たりに噴射される尿素噴射量を「ワンタイム尿素噴射量Ｑｎｈｓ」と称し、前回の下流側詰まり防止制御に係る尿素水の噴射が終了してから次回の同制御に係る尿素水の噴射が開始されるまでの期間を「下流側インターバルＩＶｄｗ」と称する。本実施形態において、上流側インターバルＩＶｕｐ、ワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓ、下流側インターバルＩＶｄｗ、ワンタイム尿素噴射量Ｑｎｈｓの各目標値は予め実験的に求められ、各目標値に基づいて上流側詰まり防止制御と下流側詰まり防止制御との夫々が実行される。

本実施形態では、上流側詰まり防止制御と下流側詰まり防止制御との夫々を実行する際、上流側詰まり防止制御に係るＨＣの噴射圧を、下流側詰まり防止制御に係る尿素水の噴射圧に比べて高くし、当該ＨＣの噴射率を尿素水の噴射率に比して大きくすることを特徴とする。

具体的には、上流側詰まり防止制御の実施時における第一規定圧力の設定値を、下流側詰まり防止制御の実施時における第二規定圧力の設定値よりも大きく設定する。第一規定圧力は第一レギュレータ１６の開弁圧力であり、第二規定圧力は第二レギュレータ２６の開弁圧力である。上記のように、第一規定圧力および第二規定圧力の大小関係を決定することで、下流側詰まり防止制御の実行時における下流側噴射弁２１の供給路４７内の圧力に比べて、上流側詰まり防止制御の実行時における上流側噴射弁１１の供給路３７内の圧力が高まる。その結果、上流側詰まり防止制御に係るＨＣの噴射圧を、下流側詰まり防止制御に係る尿素水の噴射圧に比べて増圧することができる。これは、下流側詰まり防止制御と比較して、上流側詰まり防止制御に係る燃料の噴射速度をより高め、噴霧の貫徹力をより大きくすることができると、言い換えることもできる。

ここで、噴射圧、噴射速度、噴霧の貫徹力が大きいほど堆積物を除去するときの除去効率が高くなる。除去効率とは、単位量当たりの還元剤によって除去できる堆積物の質量によって定義することができ、堆積物の除去効率が高いほどより少ない還元剤でより多くの堆積物を除去できる。上記のように、本実施形態の上流側詰まり防止制御では、下流側詰まり防止制御に比して噴射圧、噴射速度、噴霧の貫徹力が大きくなるので、下流側詰まり防止制御と比較して堆積物の除去効率を向上することができる。

ここで、上流側詰まり防止制御に係るＨＣの噴射率と、下流側詰まり防止制御に係る尿素水の噴射率について考える。夫々の噴射率は、噴射孔３４、噴射孔４４から単位時間当たりに噴射されるＨＣ、尿素水の流量によって定義され、噴射率が高いほど単位時間当たりに除去できる堆積物の量が増加する。本実施形態では、第一規定圧力が第二規定圧力よりも大きく設定されるので、上流側詰まり防止制御に係るＨＣの噴射率を下流側詰まり防止制御に係る尿素水の噴射率に比して大きくすることができる。これによれば、上流側詰まり防止制御において単位時間当たりに除去できる堆積物の量を、下流側詰まり防止制御と比較して、より多くすることができる。

更に、ＨＣの粘度と尿素水の粘度とを比較すると、ＨＣの粘度は尿素水の粘度よりも高い。ここで、還元剤の粘度が低い場合と高い場合を比べると、後者の方が還元剤の粘性を利用して容易に堆積物を外部（排気管２）へと流すことができる。本実施形態では、上流側詰まり防止制御において上流側噴射弁１１から尿素水に比して粘度の高いＨＣを噴射させることで、上流側噴射弁１１の噴射孔３４に堆積している堆積物を、より容易に除去することができる。

以上のように、本実施形態によれば、上流側噴射弁１１の噴射孔３４が詰まり易く、下流側噴射弁２１の噴射孔４４が詰まり難いという実情を考慮して、上流側詰まり防止制御
と下流側詰まり防止制御を適切に行うことができる。その結果、詰まりの生じ易い上流側噴射弁１１の噴射孔３４が詰まることを確実に防止することができる。

なお、本実施形態では、上流側噴射弁１１の噴射孔３４と下流側噴射弁２１の噴射孔４４とにおいて開口断面積が等しい場合を例に説明したが、これらが変更されるとＨＣの噴射率、尿素水の噴射率も変化することになる。従って、例えばＨＣの噴射率を尿素水の噴射率に比べて増大させるべく、噴射孔４４の開口断面積よりも噴射孔３４の開口断面積を大きくする実施形態を採用しても良い。その方法としては、ノズルボディ３２，４２のハードウェアの基本構成として、予め噴射孔３４の開口断面積を噴射孔４４の開口断面積よりも大きくしておいても良い。また、噴射孔３４および噴射孔４４のうち少なくとも何れかの開口断面積を変更可能な機構を具備し、上流側詰まり防止制御の実施時における噴射孔３４の開口断面積を、下流側詰まり防止制御の実施時における噴射孔４４の開口断面積よりも大きくしても良い。

また、本実施形態では、下流側噴射弁２１に比べて上流側噴射弁１１に噴射させる還元剤の噴射圧、噴射率、粘度の全てを大きくしているが、これらのうち少なくとも何れかを大きくするだけでも、下流側噴射弁２１に比べて上流側噴射弁１１の噴射孔３４に堆積する堆積物をより多く除去できるという作用効果を奏する。

（第二の実施形態）
次に、本発明における第二の実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、適用対象となるエンジン１や、その他ハードウェアの基本構成については、第一の実施形態と共通であり、その説明を割愛する。

本実施形態では、基準期間Δｔｍにおいて、上流側噴射弁１１から噴射されるＨＣの総噴射量（以下、「ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃ」という）と、下流側噴射弁２１による尿素水の総噴射量（以下、「尿素総噴射量ΣＱｎｈ」という）とに着目する。基準期間Δｔｍとは、ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃと尿素総噴射量ΣＱｎｈとを対比するための基準となる期間であり、本発明における所定期間に相当する。この基準期間Δｔｍは予め実験的に求めておくことができる。

また、基準期間Δｔｍにおける上流側詰まり防止制御に係るＨＣの総噴射量を「詰まり用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｐｖ」と称し、その他の制御（ＮＳＲ３に対する回復制御等）に係るＨＣの総噴射量を「通常制御用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｎｍ」と称する。さらに、基準期間Δｔｍにおける下流側詰まり防止制御に係る尿素水の総噴射量を「詰まり用尿素総噴射量ΣＱｎｈｐｖ」と称し、その他の制御（ＳＣＲ４に対するＮＯｘ選択還元制御等）に係る尿素水の総噴射量を「通常制御用尿素総噴射量ΣＱｎｈｎｍ」と称する。

図３は、詰まり用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｐｖ、通常制御用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｎｍ、詰まり用尿素総噴射量ΣＱｎｈｐｖ、通常制御用尿素総噴射量ΣＱｎｈｎｍの関係を例示した図である。図示のように、ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｐは、詰まり用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｐｖと通常制御用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｎｍとの和に相当する。また、下流側噴射量ΣＱｄｗは、詰まり用尿素総噴射量ΣＱｎｈｐｖと通常制御用尿素総噴射量ΣＱｎｈｎｍとの和に相当する。

ここで、ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃと噴射孔３４における堆積物の除去量との関係を説明すると、ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃが多いほど噴射孔３４に堆積した堆積物の除去量を増加させることができる。同様に、尿素総噴射量ΣＱｎｈが多いほど噴射孔４４に体積した堆積物の除去量を増加させることができる。ここで、単にＨＣ総噴射量ΣＱｈｃと尿素総噴射量ΣＱｎｈとを増やすだけでは、還元剤の消費量が多くなって好ましくない。例えば、下流
側噴射弁２１の噴射孔４４は詰まり難いにも関わらず、尿素総噴射量ΣＱｎｈをＨＣ総噴射量ΣＱｈｃと同等にすると、下流側詰まり防止制御が必要以上に行われてしまい、尿素水の消費量が増大する虞がある。上流側噴射弁１１の噴射孔３４が詰まり易く、下流側噴射弁２１の噴射孔４４が詰まり難いという実情を考慮して、上流側詰まり防止制御と下流側詰まり防止制御を適切に行う必要がある。

そこで、本実施形態では、図示のように、ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃが尿素総噴射量ΣＱｎｈよりも多くなるように、詰まり用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｐｖおよび詰まり用尿素総噴射量ΣＱｎｈｐｖを調節することとした。例えば、図３で示した例示においては、通常制御用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｎｍよりも通常制御用尿素総噴射量ΣＱｎｈｎｍの方が多くなるものの、ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃを尿素総噴射量ΣＱｎｈよりも多くように、詰まり用尿素総噴射量ΣＱｎｈｐｖと詰まり用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｐｖとの各量を調節している。

ここで、詰まり用尿素総噴射量ΣＱｎｈｐｖおよび詰まり用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｐｖの具体的な調節方法を説明する。本実施形態では、通常制御用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｎｍと通常制御用尿素総噴射量ΣＱｎｈｎｍとの関係を予め実験的に求めておき、これらに基づいてＨＣ総噴射量ΣＱｈｃ＞尿素総噴射量ΣＱｎｈの関係が成立するように、詰まり用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｐｖの目標値（ΣＱｈｃｐｖｔ）と詰まり用尿素総噴射量ΣＱｎｈｐｖの目標値（ΣＱｎｈｐｖｔ）とを、実験的に求めておく。

ＥＣＵ９は、詰まり用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｐが目標値ΣＱｈｃｐｖｔに一致するように、上流側インターバルＩＶｕｐとワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓの夫々の目標値を設定する。ここで、詰まり用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｐが目標値ΣＱｈｃｐｖｔに一致させるための、上流側インターバルＩＶｕｐとワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓの組合せは数多く考え得る。そこで、本実施形態では、上記条件を満足する組合せのうち何れかの組合せをもって、上記夫々の目標値とすれば良い。例えば、上流側インターバルＩＶｕｐを短めに設定する代わりにワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓを少なめに設定することもできるし、上流側インターバルＩＶｕｐを長めに設定する代わりにワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓを多めに設定することもできる。

そして、ＥＣＵ９は、前回の上流側詰まり防止制御に係るＨＣの噴射が終了してからの経過期間が上流側インターバルＩＶｕｐの目標値に到達した時点で、ＨＣを上流側噴射弁１１からワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓの目標値だけ噴射させる。具体的には、ＥＣＵ９は、ワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓの目標値に基づいて上流側噴射弁１１の開弁時間を算出する。その際、第一レギュレータ１６に設定される第一規定圧力を考慮して当該開弁時間が算出される。すなわち、第一規定圧力が高いほど、上流側詰まり防止制御にかかるＨＣの噴射率が大きくなるため、上記算出される開弁時間は短くなる。そして、ＥＣＵ９は、上流側噴射弁１１の駆動機構３８に指令を出し上流側噴射弁１１を開弁させる。その後、算出された開弁時間が経過した時点で、再び駆動機構３８に指令を出し、上流側噴射弁１１を閉弁させる。

なお、基準期間Δｔｍ中において、上流側インターバルＩＶｕｐの目標値とワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓの目標値とは一定としておく必要はなく、上流側詰まり防止制御毎に変更することもできる。例えば、ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃが尿素総噴射量ΣＱｎｈよりも多くなるように、上流側詰まり防止制御を数回実行する度に、或いは一定期間毎にワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓを通常よりも増加させる制御を行うこともできる。これによれば、上流側噴射弁１１の噴射孔に溜まった堆積物をまとめて吹き飛ばしたり、洗い流したりする作用効果を奏する。

次に、下流側詰まり防止制御について説明すると、ＥＣＵ９は、詰まり用尿素総噴射量
ΣＱｎｈｐｖが目標値ΣＱｎｈｐｖｔに一致するような、下流側インターバルＩＶｄｗとワンタイム尿素噴射量Ｑｎｈｓの夫々の目標値を設定する。ここにおいても上記同様に、夫々の目標値は詰まり用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｐｖを目標値ΣＱｈｃｐｖｔに一致させることのできる組合せのうち、何れかより選択することができる。

そして、ＥＣＵ９は、前回の下流側詰まり防止制御に係る尿素水の噴射が終了してからの経過期間が下流側インターバルＩＶｄｗの目標値に到達した時点で、尿素水を下流側噴射弁２１からワンタイム尿素噴射量Ｑｎｈｓの目標値だけ噴射させる。具体的には、ＥＣＵ９は、ワンタイム尿素噴射量Ｑｎｈｓの目標値に基づいて下流側噴射弁２１の開弁時間を算出する。その際、第二レギュレータ２６に設定される第二規定圧力を考慮して当該開弁時間が算出される。すなわち、第二規定圧力が高いほど、下流側詰まり防止制御にかかる尿素水の噴射率が大きくなるため、上記算出される開弁時間は短くなる。そして、ＥＣＵ９は、下流側噴射弁２１の駆動機構４８に指令を出し下流側噴射弁２１を開弁させる。その後、算出された開弁時間が経過した時点で、再び駆動機構４８に指令を出し、下流側噴射弁２１を閉弁させる。

以上のように、本実施形態では、ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃを尿素総噴射量ΣＱｎｈよりも多くすることができる。その結果、基準期間Δｔｍにおいて、下流側噴射弁２１の噴射孔４４よりも、上流側噴射弁１１の噴射孔３４に堆積した堆積物をより多く除去することが可能となる。従って、詰まりの生じ易い上流側噴射弁１１の噴射孔３４が詰まることを確実に防止することができる。なお、基準期間Δｔｍ中において、下流側インターバルＩＶｄｗの目標値およびワンタイム尿素噴射量Ｑｎｈｓの目標値は一定とする必要はなく、適宜変更することができる。

（第三の実施形態）
次に、本発明における第三の実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、適用対象となるエンジン１や、その他ハードウェアの基本構成については、第一および二の実施形態と共通であるので、その説明を割愛する。

本実施の形態では、基準期間Δｔｍが開始されてからの、上流側噴射弁１１から噴射されたＨＣの総噴射量（以下、「第二ＨＣ総噴射量」という）ΣＱｈｃ２、および下流側噴射弁２１から噴射された尿素水の総噴射量（以下、「第二尿素総噴射量」という）ΣＱｎｈ２をカウントする。そして、基準期間Δｔｍに対して比較的、短期間に設定される第二基準期間Δｔｍ２毎に、第二ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃ２および第二尿素総噴射量ΣＱｎｈ２を比較し、その結果に基づいてワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓの目標値を調節することを特徴とする。

図４は、ＥＣＵ９が実行する第一の制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンはエンジン１の稼働時において第二基準期間Δｔｍ２毎に実行される。本ルーチンが実行されると、まずステップＳ１０１では、上述した第二ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃ２および第二尿素総噴射量ΣＱｎｈ２のカウント値が読み込まれる。

ステップＳ１０２では、第二ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃ２が第二尿素総噴射量ΣＱｎｈ２以下であるか否かが判定される。肯定判定された場合（ΣＱｈｃ２≦ΣＱｎｈ２）には、ステップＳ１０３に進む。一方、否定判定された場合（ΣＱｈｃ２＞ΣＱｎｈ２）には、本ルーチンを一旦終了する。

上記ステップＳ１０２において肯定判定された場合には、基準期間Δｔｍの経過時にＨＣ総噴射量ΣＱｈｃが尿素総噴射量ΣＱｎｈ以下となる虞がある。そこで、本ルーチンにおけるステップＳ１０３では、ワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓの目標値を増量補正するこ
ととした。ここで、ワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓの目標値を増量補正する際に、上流側インターバルＩＶｕｐの目標値の延長は行わない。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。なお、上記の補正量は予め実験的に求めておくことができる。

本制御によれば、基準期間Δｔｍの途中でＨＣ総噴射量ΣＱｈｃが尿素総噴射量ΣＱｎｈ以下となる場合には、ワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓの目標値を増量補正することで、ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃを確実に尿素総噴射量ΣＱｎｈよりも多くすることができる。なお、本制御では、ワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓの目標値を増量補正しているが、その代わりにワンタイム尿素噴射量Ｑｎｈｓの目標値を減量補正しても、同様の作用効果を奏する。

また、本ルーチンの変形例として、ステップＳ１０３において、第二ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃ２から第二尿素総噴射量ΣＱｎｈ２を減算した値が所定値Ｑｂ以上であるか否かを判定しても良い。ここで、所定値Ｑｂは、第二ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃ２が第二尿素総噴射量ΣＱｎｈ２に対して過度に多くなりすぎると判断できる値であり、実験的に求めておくことができる。そして、上記判定において肯定判定（ΣＱｈｃ２−ΣＱｎｈ２≧Ｑｂ）された場合には第二ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃ２を減量補正しても良い。一方、否定判定（ΣＱｈｃ２−ΣＱｎｈ２＜Ｑｂ）された場合には、第二ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃ２と第二尿素総噴射量ΣＱｎｈ２との関係が適切であると判断し、本ルーチンをそのまま抜けると好適である。本制御によれば、所定値Ｑｂを適切に設定することで、ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃが尿素総噴射量ΣＱｎｈに比べて、極端に多くなり過ぎることが抑制される。

次に、図５を参照して、上記とは異なる内容の制御について説明する。図５は、ＥＣＵ９が実行する第二の制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンはエンジン１の稼働時において第二基準期間Δｔｍ２毎に実行される。本ルーチンにおいて、図４で説明した制御ルーチンを処理内容が同じステップは、同一符号を付すことで説明を割愛する。

本ルーチンにおいては、ステップＳ１０２において肯定判定された場合（ΣＱｈｃ２≦ΣＱｎｈ２）には、ステップＳ２０３に進む。一方、否定判定された場合（ΣＱｈｃ２＞ΣＱｎｈ２）には、本ルーチンを一旦終了する。ステップＳ２０３では、基準期間Δｔｍの経過時にＨＣ総噴射量ΣＱｈｃが尿素総噴射量ΣＱｎｈ以下となる虞があるため、上流側インターバルＩＶｕｐの目標値を短縮補正する。すなわち、上流側インターバルＩＶｕｐが短くなるように、その目標値を補正する。なお、上流側インターバルＩＶｕｐの目標値を補正する際に、ワンタイムＨＣ噴射量Ｑｈｃｓの目標値の減量補正は行わない。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。なお、上記の補正量は予め実験的に求めておくことができる。

本制御によれば、基準期間Δｔｍの途中でＨＣ総噴射量ΣＱｈｃが尿素総噴射量ΣＱｎｈ以下となる場合には、上流側インターバルＩＶｕｐが短縮されるようにその目標値を補正することで、ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃを確実に尿素総噴射量ΣＱｎｈよりも多くすることができる。なお、本制御では、上流側インターバルＩＶｕｐが短縮されるようにその目標値を補正しているが、その代わりに下流側インターバルＩＶｄｗが長くなるようにその目標値を延長方向に補正しても、同様の作用効果を奏する。

また、図４および図５で説明した制御の変形例として、第一の制御ルーチンにおけるステップＳ１０３の処理と、第二の制御ルーチンにおけるステップＳ２０３の処理とを組み合わせて実施しても良い。すなわち、ステップＳ１０２において第二ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃ２が第二尿素総噴射量ΣＱｎｈ２以下であると判定された場合に、ワンタイムＨＣ噴射
量Ｑｈｃｓの目標値を増量補正し、且つ上流側インターバルＩＶｕｐの目標値を短縮方向に補正する。なお、この場合において、夫々の補正量は予め実験的に求めておくことができる。当該制御を行うことにより、ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃを確実に尿素総噴射量ΣＱｎｈよりも多くすることができる。

（第四の実施形態）
次に、本発明における第四の実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、適用対象となるエンジン１や、その他ハードウェアの基本構成については、第一乃至三の実施形態と共通であるので、その説明を割愛する。

本実施形態では、上流側噴射弁１１から流出する排気中における堆積成分の濃度が上昇する条件（以下、「堆積成分増加条件」という）が成立する場合に、堆積成分増加条件が成立しない場合に比べてワンタイム尿素噴射量Ｑｎｈｓ増加させることを特徴とする。

すなわち、ＮＳＲ３に対してＳＯｘ被毒回復制御が行われると、ＮＳＲ３に吸蔵されていたＳＯｘがＮＳＲ３から流出する。また、ＮＳＲ３からのＳＯｘの流出は、ＳＯｘ被毒回復制御が行われるときに限られず、例えばＮＳＲ３が高温状態に維持された場合でも、当該ＮＳＲ３からＳＯｘが染み出してくる場合がある。

また、ＮＳＲ３に吸蔵されているＮＯｘを還元するＮＯｘ還元制御が行われる。ＮＯｘ還元制御が行われると、ＮＳＲ３に吸蔵されていたＮＯｘが放出され、周囲に存在する還元成分（ＨＣ）によって還元される。しかしながら、放出された全てのＮＯｘが窒素（Ｎ_２）に変化するとは限らない。また、ＮＯｘの還元過程において水素（Ｈ_２）等と結びつき、アンモニアが生成される場合がある。

このように、ＮＳＲ３に対する回復制御等が行われる場合には、当該ＮＳＲ３から流出する排気中の堆積成分の濃度が、回復制御等が行われる前に比べて増加する。つまり、下流側噴射弁２１の噴射孔４４に堆積物が堆積し易くなり、堆積物の堆積量が増加してしまう。

そこで、上記不具合を抑制するための制御について図６に基づいて説明する。図６は、ＥＣＵ９が実行する第三の制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンが実行されると、まずステップＳ３０１において、堆積成分増加条件が成立しているか否かを判定する。上記堆積成分増加条件の成立時としては、上記のように、ＮＳＲ３に対する回復制御（ＳＯｘ被毒回復制御、ＮＯｘ還元制御）の実行時のほか、ＮＳＲ３が高温状態に維持される場合等が例示できる。

ステップＳ３０１において肯定判定された場合にはステップＳ３０２に進み、否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。ステップＳ３０２では、上記堆積成分増加条件が成立しない場合、すなわちＳＯｘ被毒回復制御、ＮＯｘ還元制御等が実行される前に比べて、ワンタイム尿素噴射量Ｑｎｈｓを増加させる。本ルーチンにおいては、ワンタイム尿素噴射量Ｑｎｈｓの目標値を増量補正させることとした。なお、この補正量は予め実験的に求めておくことができる。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。

以上のように、本制御によれば、ＮＳＲ３から流出する排気中の堆積成分の濃度が増加する状況下においても、下流側噴射弁２１の噴射孔４４からより多くの堆積物を除去し、あるいは堆積物が堆積することを抑制できるので、下流側噴射弁２１の噴射孔４４が詰まることを抑制することができる。

（第五の実施形態）
次に、本実施形態では、第四の実施形態に係る制御を第一乃至第四の実施形態とは異なるハードウェア構成に対して適用する場合を説明する。図７は、本実施形態に係るエンジン１と、その排気系の概略構成を示した図である。ここで、図１に示した構成と同等の構成については、同一符号を付すことで説明を割愛する。図７に示した排気浄化システムでは、排気管２の途中に、上流側からＳＣＲ４、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持され且つ排気中の微粒子物質（ＰＭ）を捕集するパティキュレートフィルタ（以下、単に「フィルタ」という）５０、これらの順に直列に配設されている。

上記構成において、上流側噴射弁１１には、尿素吸入管２３、尿素供給管２５を介して尿素タンク２２が接続されている。そして、上流側噴射弁１１が供給される尿素水を排気中に噴射することにより、ＳＣＲ４において排気中のＮＯｘを還元させるＮＯｘ選択還元制御が実行される。また、下流側噴射弁２１には、ＨＣ吸引管１３、ＨＣ供給管１５を介して燃料タンク１２が接続されており、下流側詰まり防止制御においても、下流側噴射弁２１の噴射孔４４からＨＣが噴射される。

上記構成において、ＳＣＲ４に対するＮＯｘ選択還元制御が実行されると、噴射された尿素水から生成されたアンモニアがＳＣＲ４に供給される。ここで、ＳＣＲ４において消費されなかったアンモニアが、排気と共にＳＣＲ４から流出すると、当該排気中におけるアンモニアの濃度が高くなる。すなわち、ＳＣＲ４から流出する排気中の堆積成分の濃度が増加してしまう。そうすると、上述したように下流側噴射弁２１の噴射孔４４が詰まり易くなってしまう。

そこで、本実施形態では、堆積成分増加条件の成立時として、ＳＣＲ４に対するＮＯｘ選択還元制御の実行時を採用した。そして、ＮＯｘ選択還元制御の実行時には、同制御が実行されない場合と比較して、１回の下流側詰まり防止制御にかかるＨＣの噴射量を増加させることとした。本制御によれば、ＳＣＲ４から流出する排気中の堆積成分の濃度が増加する状況下においても、下流側噴射弁２１の噴射孔４４からより多くの堆積物を除去し、あるいは堆積物が堆積することを抑制できるので、下流側噴射弁２１の噴射孔４４が詰まることを抑制することができる。

以上のように、本発明を実施するための形態として、第一〜第五の実施形態を例として説明したが、発明の本旨を逸脱しない範囲内で種々の変更、追加等を加え得る。例えば、排気管２に直列に配置される上流側および下流側の排気浄化装置の組合せを適宜変更しても良いし、上記例示した以外の種類の装置を採用しても良いのは勿論である。例えば、上記例示した以外の排気浄化装置としては、ＨＣ吸着触媒、パティキュレートフィルタ等が例示できる。

例えば、排気管２の上流側にＨＣ吸着触媒を配置した場合には、ＨＣ吸着触媒に排気中のＨＣが吸着される分だけ、同触媒から流出した排気に含まれる堆積成分（ＨＣ）の濃度が低下することになる。また、排気管２の上流側にパティキュレートフィルタを配置した場合には、同フィルタに排気中の微粒子物質（ＰＭ）が捕集される分だけ、堆積成分（ＰＭ）の濃度が低下することになる。その結果、上流側噴射弁１１と下流側噴射弁２１とでは、噴射孔の詰まり易さに差異が生じることになるため、本発明を適用すると好適である。

第一の実施形態に係るエンジンと、その排気系の概略構成を示した図である。 上流側噴射弁および下流側噴射弁の概略構成を示した図である。 詰まり用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｐｖ、通常制御用ＨＣ総噴射量ΣＱｈｃｎｍ、詰まり用尿素総噴射量ΣＱｎｈｐｖ、通常制御用尿素総噴射量ΣＱｎｈｎｍの関係を例示した図である。 第一の制御ルーチンを示したフローチャートである。 第二の制御ルーチンを示したフローチャートである。 第三の制御ルーチンを示したフローチャートである。 第五の実施形態に係るエンジンと、その排気系の概略構成を示した図である。

符号の説明

１・・・エンジン
２・・・排気管
３・・・吸蔵還元型ＮＯｘ触媒
４・・・選択還元型ＮＯｘ触媒
９・・・ＥＣＵ
１１・・上流側噴射弁
１２・・燃料タンク
１６・・第一プレッシャレギュレータ
２１・・下流側噴射弁
２２・・尿素タンク
２６・・第二プレッシャレギュレータ
３２・・ノズルボディ
３３・・ニードル弁
３４・・噴射孔
３７・・供給路

Claims (3)

1. 内燃機関の排気通路に設けられた上流側排気浄化装置と、
   前記上流側排気浄化装置よりも下流の排気通路に設けられた下流側排気浄化装置と、
   前記上流側排気浄化装置より上流の排気通路内に臨んだ噴射孔から排気中に還元剤を噴射する上流側噴射弁と、
   前記上流側排気浄化装置及び前記下流側排気浄化装置の間の排気通路内に臨んだ噴射孔から排気中に還元剤を噴射する下流側噴射弁と、
   を備え、
   前記上流側噴射弁および下流側噴射弁の噴射孔の詰まりを抑制するために、各噴射弁から還元剤を噴射させる詰まり防止制御が行われる内燃機関の排気浄化システムであって、
   各噴射弁から所定期間において噴射される還元剤の総噴射量が前記下流側噴射弁よりも前記上流側噴射弁の方が多くなるように、各噴射弁の詰まり防止制御に係る還元剤の噴射量を調節することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
2. 前記上流側排気浄化装置から流出する排気に含まれる堆積成分の濃度が上昇する条件が成立した場合に、前記下流側噴射弁の詰まり防止制御に係る還元剤の噴射量を当該条件が成立しない場合に比べて増加させることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化システム。
3. 内燃機関の排気通路に設けられた上流側排気浄化装置と、
   前記上流側排気浄化装置よりも下流の排気通路に設けられた下流側排気浄化装置と、
   前記上流側排気浄化装置より上流の排気通路内に臨んだ噴射孔から排気中に還元剤を噴射する上流側噴射弁と、
   前記上流側排気浄化装置及び前記下流側排気浄化装置の間の排気通路内に臨んだ噴射孔から排気中に還元剤を噴射する下流側噴射弁と、
   を備え、
   前記上流側噴射弁および下流側噴射弁の噴射孔の詰まりを抑制するために、各噴射弁から還元剤を噴射させる詰まり防止制御が行われる内燃機関の排気浄化システムであって、
   詰まり防止制御において、前記下流側噴射弁に比べて前記上流側噴射弁に噴射させる還元剤の噴射圧、噴射率、粘度のうち少なくとも何れかを大きくすることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。

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