JP3632582B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希薄燃焼可能な内燃機関の排気系内であって、同排気系内に設けられた還元触媒上流に還元剤を供給し、排気中の有害成分の浄化を促す内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンや希薄燃焼を行うガソリンエンジンでは、高い空燃比（リーン雰囲気）の混合気を燃焼に供して機関運転を行う運転領域が、全運転領域の大部分を占める。この種のエンジン（内燃機関）では一般に、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元浄化する機能を酸素存在下で保持することのできる還元触媒（ＮＯｘ触媒）がその排気系に備えられる。このようなＮＯｘ触媒を排気系に備える内燃機関では、当該機関の運転時、排気系内におけるＮＯｘ触媒上流に還元剤（例えば燃料）を間欠的あるいは継続的に添加することにより、ＮＯｘ触媒を介した反応過程を通じて排気に含まれるＮＯｘの還元（浄化）を行う。
【０００３】
例えば、特許第２８４５０５６号公報に記載された装置では、内燃機関の排気通路に開閉制御の自在な噴射弁を設け、同噴射弁圧送供給される還元剤を、ＮＯｘ触媒へ流入する排気中に所望量ずつ噴射供給することにより、ＮＯｘ触媒の浄化機能を制御するようにしている。また、他の方法として、燃焼室内への燃料の噴射供給に関し、燃焼に供して出力を得るための燃料噴射（主噴射）とは別途に、これと異なるタイミングで副噴射を実行することで、排気（燃焼ガス）に燃料（還元剤）を添加する方法も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、排気還流（ＥＧＲ）を行うエンジンでは、排気系および吸気系間をバイパス通路（ＥＧＲ通路）によって連絡し、排気系内を流れるガス（排気）の一部を吸気系内に還流する。そして、当該ＥＧＲ通路の途中に設けた開閉弁（ＥＧＲ弁）の開弁量を調整することにより、同通路に流れ込む排気の流量を制御する。このとき、燃焼室から排出される全排気のうち、ＥＧＲ通路に流れ込む排気と排気系下流に向かう排気との分配比は、たとえＥＧＲ弁の開弁量が一定であっても、当該エンジンの回転数やトルクの大きさ等、運転状態の変化に応じて変動する。さらに複数の気筒を有するエンジンでは、このような運転状態に対応する排気の分配比は、各々の気筒に由来する排気について相違する。排気ポートからＥＧＲ通路までの流路長や流路形状が個々の気筒によって異なるためである。
【０００５】
こうした条件下では、各気筒から排出される排気について上記ＮＯｘ触媒の機能を活用すべく行う還元剤の添加が定量的に実施されても、どの気筒を起源とする排気について還元剤の添加が実施されたか、また当該エンジンがどのような運転状態にあるかにより、添加された還元剤によるＮＯｘ触媒への作用がばらつくこととなっていた。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、内燃機関の排気中に還元剤を添加供給してＮＯｘ触媒の機能調整を図る内燃機関の排気浄化装置において、排気還流の影響を受けることなく、個々の気筒に由来する排気に対し、所望量の還元剤を正確に供給することのできる装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の気筒を有する内燃機関の排気系に設けられ、当該排気系を通じて導入される排気中の窒素酸化物を還元成分の存在下で浄化するＮＯｘ触媒と、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気中に還元剤を供給する還元剤供給手段と、前記排気系の前記ＮＯｘ触媒上流から当該機関の吸気系に排気を還流させる排気還流通路と、前記還元剤供給手段の供給する還元剤の供給量を決定する還元剤供給量決定手段と、各気筒由来の排気について、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量と前記吸気系に還流される排気量との分配比を認識する分配比認識手段と、前記認識される分配比に基づいて、前記決定される還元剤の供給量を、前記吸気系に還流される排気量に対する前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量の比率が高い程、還元剤の供給量が少なくなるように補正する補正手段とを有してなることを要旨とする。
【０００８】
ここで、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量（便宜的に排気量Ａという）と、前記吸気系に還流される排気量（便宜的に排気量Ｂという）との分配比とは、両者間の量的な相対関係を広く意味する。従って、Ａ／Ｂ、Ｂ／Ａ、Ａ／（Ａ＋Ｂ）、或いはＢ／（Ａ＋Ｂ）等の他、（Ａ−Ｂ）、或いは（Ｂ−Ａ）等、両者間の如何なる量的な相対関係も、この分配比に相当する。また、各気筒由来の排気とは、何れかの気筒から排出される排気を意味する。また、上記還元供給手段による排気中への還元剤の供給は、排気中へ直接還元剤を供給する態様に限られず、例えば、排気の起源に相当する燃料、吸気、若しくは両者の混合気に還元剤を供給することで、間接的に排気中に含まれる還元剤の量を増量させる態様によるものであっても構わない。
【０００９】
上記構成によれば、内燃機関の運転中に、排気系下流のＮＯｘ触媒に直接流入する分量と、吸気系に還流する分量との分配比が、各気筒間から排出される排気について、相互に異なっていたり、さらにそれら異なる分配比が当該機関の運転状態に応じて変動する場合であれ、各気筒由来の排気に供給される還元剤の成分量の気筒間ばらつき、さらには運転状態の変動に起因するばらつきが共に最小化される。よって、排気系下流のＮＯｘ触媒に対し、所望量の還元剤（排気中の還元成分）が有効に、且つ安定して作用するようになる。
【００１０】
また、前記還元剤供給手段は、前記各気筒に由来する排気のうち、前記吸気系に還流される排気量に対して、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量の分配比が大きくなる気筒由来の排気中に、優先的な還元剤供給を行うのがよい。
【００１１】
各気筒由来の排気のうち、ＮＯｘ触媒に導入される排気量が、吸気系に還流される排気量に比して大きな排気に、還元剤を供給する方が、排気中に含まれることとなった還元剤がより高い比率でＮＯｘ触媒に到達することとなる。同構成よれば、供給される還元剤がより高い比率でＮＯｘ触媒に到達する排気を、各気筒由来の排気から選択し、選択された排気に対し優先的に還元剤を供給することとなるため、供給される還元剤がより有効に活用されるばかりでなく、必要量の還元成分を定量的にＮＯｘ触媒へ到達、若しくは作用させる制御を実施する上で、当該制御にかかる精度や安定性も向上するようになる。
【００１２】
なお、このように、特定の気筒に由来する排気中の優先的な還元剤供給を実施するにあたっては、特に、前記吸気系に還流される排気量に対して、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量の分配比が最も大きくなる気筒或いは気筒群を選択し、当該選択された気筒或いは気筒群にのみ還元剤供給を行うといった制御態様を適用するのが好ましい。
【００１３】
また、前記補正される還元剤の供給量を所定の上限量以下に制限する制限手段をさらに備えるのがよい。
【００１４】
同構成によれば、排気に含まれる還元剤のうち、前記排気還流通路に流入する流入量が的確に把握され、且つ当該流入した還元剤由来の物質が通路内に堆積するに至らしめる量に達することを好適に抑制することができるようになる。よって、排気系に供給された還元剤、又は還元剤を起源とする成分が、排気還流通路に回り込み、当該通路内に滞留することで、同通路を詰まらせたり、通路面積を小さくすることもない。従って、当該内燃機関にとって、ＮＯｘ触媒の機能保持と、排気還流の機能保持とが好適に両立されるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を、ディーゼルエンジンシステムに適用した第１の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１において、内燃機関（以下、エンジンという）１は、燃料供給系１０、燃焼室２０、吸気系３０及び排気系４０等を主要部として構成される直列４気筒のディーゼルエンジンシステムである。
【００１７】
先ず、燃料供給系１０は、サプライポンプ１１、コモンレール１２、燃料噴射弁１３及び機関燃料通路Ｐ１等を備えて構成される。
【００１８】
サプライポンプ１１は、燃料タンク（図示略）から汲み上げた燃料を高圧にし、機関燃料通路Ｐ１を介してコモンレール１２に供給する。コモンレール１２は、サプライポンプ１１から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を４本の燃料噴射弁１３に分配する。燃料噴射弁１３はその内部に電磁ソレノイド（図示略）を備えた電磁弁であり、気筒＃１，＃２，＃３，＃４に形成された４つの燃焼室２０に対応して設けられる。各燃料噴射弁１３は、適宜開弁することにより、各々が対応する燃焼室２０内に燃料を噴射供給する。
【００１９】
吸気系３０は、各燃焼室２０内に供給される吸入空気の通路（吸気通路）を形成する。他方、排気系４０は、上流から下流にかけ、排気ポート４０ａ、排気マニホールド４０ｂ、触媒上流側通路４０ｃ、触媒下流側通路４０ｄといった各種通路部材が順次接続されて構成され、各燃焼室２０から排出される排気ガスの通路（排気通路）を形成する。
【００２０】
また、このエンジン１００には、周知の過給機（ターボチャージャ）５０が設けられている。ターボチャージャ５０は、シャフト５１を介して連結された２つのタービンホイール５２，５３を備える。一方のタービンホイール（吸気側タービンホイール）５２は、吸気系３０内の吸気に晒され、他方のタービンホイール（排気側タービンホイール）５３は排気系４０内の排気に晒される。このような構成を有するターボチャージャ５０は、排気側タービンホイール５２が受ける排気流（排気圧）を利用して吸気側タービンホイール５３を回転させ、吸気圧を高めるといったいわゆる過給を行う。
【００２１】
吸気系３０において、ターボチャージャ５０に設けられたインタークーラ３１は、過給によって昇温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ３１よりもさらに下流に設けられたスロットル弁３２は、その開度を無段階に調節することができる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、同吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有する。
【００２２】
また、エンジン１００には、燃焼室２０の上流（吸気系３０）及び下流（排気系４０）をバイパスする排気還流通路（ＥＧＲ通路）６０が形成されている。このＥＧＲ通路６０は、排気の一部を適宜吸気系３０に戻す機能を有する。ＥＧＲ通路６０には、電子制御を通じて無段階に開閉調節され、同通路６０を流れる排気流量を自在に変更することができるＥＧＲ弁６１と、ＥＧＲ通路６０を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ６２とが設けられている。
【００２３】
また、排気系４０において、同排気系４０及びＥＧＲ通路６０の連絡部位の下流には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単に触媒という）４１を収容した触媒ケーシング４２が設けられている。触媒ケーシング４２に収容された触媒４１は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を担体とし、この担体上に例えばカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）のような希土類と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されることによって構成される。
【００２４】
この触媒４１は、排気中に多量の酸素が存在している状態においてはＮＯｘを吸収し、排気中の酸素濃度が低く還元成分（例えば燃料の未燃成分（ＨＣ））が十分量存在している状態においてはＮＯｘをＮＯ２若しくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ２やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに反応することによってさらに還元されてＮ２となる。ちなみにＨＣやＣＯは、ＮＯ２やＮＯを還元することで、自身は酸化されてＨ２ＯやＣＯ２となる。すなわち、触媒ケーシング４２（触媒４１）に導入される排気中の酸素濃度やＨＣ成分を適宜調整すれば、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化することができることになる。
【００２５】
また、エンジン１００の各部位には、当該部位の環境条件やエンジン１００の運転状態に関する信号を出力する各種センサが取り付けられている。
【００２６】
すなわち、レール圧センサ７０は、コモンレール１２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。エアフロメータ７２は、吸気系３０内のスロットル弁３２下流において吸入空気の流量（吸気量）Ｇａに応じた検出信号を出力する。排気温センサ７４ａは、排気系４０の触媒ケーシング４２上流における排気温度ＴｅｘＵに応じた検出信号を出力する。排気温センサ７４ｂは、排気系４０の触媒ケーシング４２（触媒４１）下流における排気温度ＴｅｘＬに応じた検出信号を出力する。空燃比（Ａ／Ｆ）センサ７３は、排気系４０の触媒ケーシング４２（触媒４１）下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。また、アクセル開度センサ７５はエンジン１００のアクセルペダル（図示略）に取り付けられ、同ペダルへの踏み込み量Ａｃｃに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ７６は、エンジン１００の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力する。これら各センサ７０〜７６は、電子制御装置（ＥＣＵ）８０と電気的に接続されている。
【００２７】
ＥＣＵ８０は、中央処理装置（ＣＰＵ）８１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）８２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３及びバックアップＲＡＭ８４、タイマーカウンタ８５等を備え、これら各部８１〜８５と、Ａ／Ｄ変換器を含む外部入力回路８６と、外部出力回路８７とが双方向性バス８８により接続されて構成される論理演算回路を備える。
【００２８】
このように構成されたＥＣＵ８０は、上記各種センサの検出信号を外部入力回路を介して入力し、これら信号に基づいて、エンジン１００の燃料噴射に関する燃料噴射制御や、ＥＧＲ弁の開閉弁操作に関するＥＧＲ制御等、エンジン１００の運転状態を決定づける各種制御を実施する。
【００２９】
また、燃料噴射弁１３を通じて各気筒に燃料を供給する機能を備えた燃料供給系１０、排気系４０に備えられた触媒４１、およびこれら燃料供給系１０や触媒４１の機能を制御するＥＣＵ８０等は、併せて本実施の形態にかかるエンジン１００の排気浄化装置を構成する。
【００３０】
次に、本実施の形態にかかる燃料噴射制御についてその概要を説明する。
【００３１】
ＥＣＵ８０は、各種センサの検出信号から把握されるエンジン１００の運転状態に基づき燃料噴射制御を実施する。本実施の形態において燃料噴射制御とは、各燃料噴射弁１３を通じて気筒＃１〜＃４の各燃焼室２０内へ燃料噴射の実施に関し、燃料の噴射量（噴射時間）、噴射時期、噴射パターンといったパラメータを設定し、これら設定されたパラメータに基づいて個々の燃料噴射弁１３の開閉弁操作を実行する一連の処理をいう。
【００３２】
ＥＣＵ８０は、このような一連の処理を、エンジン１００の運転中所定時間毎に繰り返し行う。燃料の噴射量及び噴射時期は、基本的にはアクセルペダルへの踏み込み量Ａｃｃおよびエンジン回転数Ｎｅに基づき、予め設定されたマップ（図示略）を参照して決定する。
【００３３】
また、燃料の噴射パターンの設定に関し、ＥＣＵ８０は、圧縮上死点近傍での燃料噴射を主噴射として各気筒について行うことで機関出力を得る他、主噴射に後続する燃料噴射（以下、後行程噴射という）を副噴射として、適宜選択された時期、選択された気筒について行う。
【００３４】
後行程噴射によって燃焼室２０内に供給される燃料は、燃焼ガス中で軽質なＨＣに改質され、排気系４０に排出される。すなわち、還元剤として機能する軽質なＨＣが、後行程噴射を通じて排気系４０の触媒４１上流に添加され、触媒４１に流入する排気中の還元成分濃度を高めることとなる。
【００３５】
一般に、ディーゼルエンジンでは、燃焼室内で燃焼に供される燃料及び空気の混合気が、ほとんどの運転領域で高酸素濃度状態（リーン雰囲気の状態）にある。
【００３６】
燃焼に供される混合気の酸素濃度は、燃焼に供された酸素を差し引いてそのまま排気中の酸素濃度に反映されるのが通常であり、混合気中の酸素濃度（空燃比）が高ければ、排気中の酸素濃度（空燃比）も基本的には同様に高くなる。一方、上述したように、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は排気中の酸素濃度が高ければＮＯｘを吸収し、低ければＮＯｘをＮＯ２若しくはＮＯに還元して放出する特性を有するため、排気中の酸素が高濃度状態にある限りＮＯｘを吸収し、これを保持（吸蔵）することとなる。ただし、当該触媒のＮＯｘ吸蔵量には限界量が存在し、同触媒が限界量のＮＯｘを吸蔵した状態では、もはや排気中のＮＯｘが同触媒に吸収されず触媒ケーシング４２内を素通りすることとなる。
【００３７】
そこで、エンジン１００では、適宜のタイミング、適宜の気筒について後行程噴射を実行することにより、一時的に排気中の空燃比を低下（リッチ化）させる。すると触媒４１は、これまでに吸収したＮＯｘをＮＯ２若しくはＮＯに還元して放出し、自身のＮＯｘ吸収能力を回復（再生）するようになる。放出されたＮＯ２やＮＯが、ＨＣやＣＯと反応して速やかにＮ２に還元されることは上述した通りである。
【００３８】
次に、本実施の形態にかかるＥＧＲ制御についてその概要を説明する。
【００３９】
ＥＣＵ８０は、各種センサの検出信号から把握されるエンジン１００の運転状態に基づきＥＧＲ制御を実施する。本実施の形態においてＥＧＲ制御とは、ＥＧＲ通路に設けられた電子制御式の開閉弁（ＥＧＲ弁）６１を操作して、ＥＧＲ通路を通過するガスの流量、言い換えれば排気系４０から吸気系３０に還流される排気の流量調整を行う処理をいう。
【００４０】
目標となるＥＧＲ弁６１の開弁量（以下、目標開弁量）は、基本的にはエンジン１００の負荷や回転数ＮＥ等の運転状態に基づき、予め設定されたマップ（図示略）を参照して決定される。ＥＣＵ８０は、この目標開弁量をエンジン１００の運転中所定時間毎に更新し、逐次、ＥＧＲ弁６１の実際の開弁量が更新された目標開弁量に合致するよう同ＥＧＲ弁６１の駆動回路に指令信号を出力する。
【００４１】
こうした一連の処理により排気の一部が吸気系３０に還流されると、その還流量に応じてエンジン１００の燃焼温度が低下し、結果として排気中のＮＯｘ生成が抑制されるようになる。
【００４２】
ところで、エンジン１００の各気筒＃１〜＃４から排出される排気は、各気筒に対応する排気ポート４０ａ通じて排気マニホールド４０ｂに流入する。排気マニホールドに流入した排気流は、排気系４０のさらに下流に配設されたターボチャージャ５０に向かう他、ＥＧＲ弁６１が開弁している場合には、ＥＧＲ通路６０を介してその一部が吸気系３０に還流することとなる。
【００４３】
このとき、各気筒＃１〜＃４の燃焼室２０から排出される全排気のうち、ＥＧＲ通路６０に流れ込む排気（以下、ＥＧＲ回り込みガスという）と、排気系４０下流（ターボチャージャ５０）に向かい、未燃ＨＣ（還元成分）を含んだままの状態で触媒４１に達する排気（以下、浄化寄与ガスという）との分配比は、たとえＥＧＲ弁６１の開弁量が一定であっても、エンジン１００の回転数やトルクの大きさ等、運転状態の変化に応じて変動する。さらに、排気ポート４０ａからＥＧＲ通路６０までの流路長や流路形状等が個々の気筒によって異なるため、上記エンジン１００の運転状態に対応する排気の分配比は、各々の気筒に由来する排気について相違する。
【００４４】
そこで、本実施の形態に係るエンジン１００の排気浄化装置を構成するＥＣＵ８０は、ＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比を、エンジン１００の運転状態に関するパラメータを独立変数とする関数、若しくはエンジン１００の運転状態に対応するマップ上のデータとして各気筒について記憶しておく。そして、後行程噴射の実施に先立ち、当該後行程噴射を実施する気筒について記憶された関数若しくはマップ上のデータに基づいて求めた補正係数を、後行程噴射に供される燃料（還元剤）の噴射量に反映させる制御を行う。
【００４５】
次に、上記後行程噴射に供される燃料（還元剤）の噴射量の算出に関し、ＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比に関連する補正係数の反映も含めたＥＣＵ８０によるその具体的な制御手順についてフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
図２は、燃料噴射制御の一環として、個々の気筒について後行程噴射に供される燃料（還元剤）の噴射量を算出するための「後行程噴射量算出ルーチン」を示すフローチャートである。
【００４７】
同ルーチンは、ＥＣＵ８０を通じてエンジン１００の始動と同時にその実行が開始され、エンジン１００の運転期間中、所定周期で繰り返し実行される。
【００４８】
同ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ８０は先ずステップＳ１０１において、還元剤添加（後行程噴射）の要求があるか否かを判断する。後行程噴射は、例えば以下の条件（１）〜（３）が全て成立したときに行う。
（１）ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収量が所定量を上回っていること。ＮＯｘ触媒によるＮＯｘ吸収量がその限界値にある程度まで近づいたことを意味する。この吸収量は、前回の燃料添加終了からの経過時間や、排気空燃比Ａ／Ｆ及び排気温度Ｔｅｘの履歴等に基づいて推定すればよい。
（２）エンジン回転数Ｎｅ及びアクセルの踏み込み量Ａｃｃの関係等からエンジン１００の運転状態が後行程噴射に適していると判断される。これは、エンジン１００の運転状態が、後行程噴射を実行してもトルク変動等の不具合が生じない領域にある条件にあたる。
（３）触媒４１の床温が所定の温度範囲（例えば２５０〜４００℃）にあること。これは、触媒が十分に活性化し、且つ好適に機能する条件にあたる。触媒４１の床温は、触媒４１上流の排気温度ＴｅｘＵと同触媒４１下流の排気温度ＴｅｘＬとに基づいて推定する。
すなわち、上記条件（１）〜（３）が全て成立していれば、ＥＣＵ８０は「後行程噴射の要求あり。」と判断し、その処理をステップＳ１０２に移行する。一方、上記条件（１）〜（３）のうち何れか１つでも成立していなければ、ＥＣＵ８０は「後行程噴射の要求なし。」と判断し、本ルーチンを一旦抜ける。
【００４９】
ステップＳ１０２においてＥＣＵ８０は、要求ＨＣ量Ｑｈｃを算出する。要求ＨＣ量Ｑｈｃは、後行程噴射を通じて排気系４０に添加供給する還元成分（ＨＣ）量の目標値であり、触媒４１を通過する排気流量Ｇｅｘと触媒４１上流における排気温度ＴｅｘＵとに基づき、予め設定されたマップ等を参照して求める。触媒４１を通過する排気流量Ｇｅｘは吸気量Ｇａ等に基づいて推定し、触媒４１上流における排気温度ＴｅｘＵは排気温センサ７４ａからの検出信号に基づいて把握すればよい。
【００５０】
図３は、要求ＨＣ量、触媒４１を通過する排気流量Ｇｅｘ、および触媒４１上流の排気温度ＴｅｘＵについて、予め設定されるマップ上における関係を概略的に示す関係図である。なお、図中に示す曲線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、各々が要求ＨＣ量Ｑｈｃの等量線に相当する。ちなみに、等量線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４上の要求ＨＣ量Ｑｈｃ１，Ｑｈｃ２，Ｑｈｃ３，Ｑｈｃ４は、相互間で、Ｑｈｃ１＞Ｑｈｃ２＞Ｑｈｃ３＞Ｑｈｃ４なる関係を有する。
【００５１】
同図３に示すように、触媒４１を通過する排気流量Ｇｅｘが大きくなるほど要求ＨＣ量Ｑｈｃは小さくなる傾向にマップを設定することで、触媒４１の浄化効率が好適に保持されることが発明者によって確認されている。こうした傾向は、触媒４１を通過する排気流量Ｇｅｘが大きくなると添加されたＨＣ（還元剤）が排気中で広範囲に分散しより効率的に触媒４１に作用するようになること、また、要求ＨＣ量Ｑｈｃを小さくすれば触媒４１を吹き抜けるＨＣ（還元剤）の量が減少することに起因すると考えられる。一方、触媒４１上流の排気温度ＴｅｘＵが高くなるほど要求ＨＣ量Ｑｈｃは大きくなる傾向にマップを設定することで、触媒４１の浄化効率が好適に保持されることが同じく発明者によって確認されている。触媒４１が十分に活性化している温度条件の下、同触媒４１に流入する排気の温度（排気温度ＴｅｘＵ）が高くなると、触媒４１に吸蔵された状態にあり、本来は、ＨＣ（還元成分）存在下で同触媒４１から放出されつつＮ２に還元されるはずのＮＯｘが、Ｎ２に還元されることなく触媒４１下流に流出する傾向が増大するためと考えられる。
【００５２】
上記ステップＳ１０２にて要求ＨＣ量Ｑｈｃを求めた後、続くステップＳ１０３においてＥＣＵ８０は、今回の後行程噴射で４本の燃料噴射弁１３が噴射供給する燃料の総量（以下、後行程噴射総量という）ｑｈｃｔｏｔａｌを、吸気量Ｇａ及び要求ＨＣ量Ｑｈｃに基づいて算出し、さらにこの後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌを、今回の後行程噴射で個々の気筒＃ｎ（ただし、ｎ＝１，２，３，または４）に対応する燃料噴射弁１３が噴射供給する燃料量（以下、気筒別後行程噴射量という）ｑｈｃ（ｎ）に換算する。なお、本実施の形態では、触媒４１に流入する各気筒＃１〜＃４由来の還元成分（ＨＣ）の供給量が、等量となるように調整を行う。このため、各気筒＃１〜＃４についての気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（１）〜ｑｈｃ（４）は、一律、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌの４分の１の量に相当する。
【００５３】
続くステップＳ１０４においては、ＥＧＲ弁６１が全閉状態であるか否かを判断する。ＥＧＲ弁６１が全閉状態である場合、ＥＣＵ８０は排気還流が行われていないと認識し、先のステップＳ１０３で求めた個々の気筒についての気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（１），ｑｈｃ（２），ｑｈｃ（３），ｑｈｃ（４）を、各々最終値ｑｈｃｆｉｎ（１），ｑｈｃｆｉｎ（２），ｑｈｃｆｉｎ（３），ｑｈｃｆｉｎ（４）として記憶した上で、本ルーチンにおける処理を一旦終了する。
【００５４】
一方、ＥＧＲ弁６１が全閉状態でない場合、ＥＣＵ８０は排気還流が行われていると認識し、その処理をステップＳ１０５に移行する。ステップＳ１０５においては、気筒＃１，＃２，＃３，＃４各々に対応する気筒別排気寄与率なる補正係数Ｋｅｘ（１），Ｋｅｘ（２），Ｋｅｘ（３），Ｋｅｘ（４）を求める。ここで気筒別排気寄与率とは、触媒４１に流入する各気筒＃１〜＃４由来の排気について、個々の気筒について、当該気筒から排出された排気のうち、浄化寄与ガス（ＥＧＲ通路６０に回り込まずに触媒４１に達する排気の割合に相当する。
【００５５】
すなわち、任意の気筒＃ｎに関し、後行程噴射によって供給される燃料の量（気筒別後行程噴射量）の最終値ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）と、触媒４１への到達量ｑｈｃａｃｔ（ｎ）との関係は、次式（ｉ）によって表される。
ｑｈｃａｃｔ（ｎ）＝ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）×Ｋｅｘ（ｎ） …（ｉ）
従って、先のステップＳ１０３で求めた個々の気筒についての気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（ｎ）を、次式（ｉｉ）に従って補正することで最終値ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）として採用すれば、補正前の気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（ｎ）と等量の還元成分（ＨＣ）が触媒４１に到達するようになる。
ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）＝ｑｈｃ（ｎ）／Ｋｅｘ（ｎ） …（ｉｉ）
上記演算式（ｉｉ）に従い個々の気筒＃１〜＃４について気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（１）〜ｑｈｃ（４）を、次式（ｉｉ）に従って補正することで最終値ｑｈｃｆｉｎ（１）〜ｑｈｃｆｉｎ（４）を求めた後、ＥＣＵ８０は本ルーチンでの処理を一旦終了する。
【００５６】
ここで、個々の気筒に関する気筒別排気寄与率Ｋｅｘ（ｎ）は、主噴射にかかる噴射量Ｑｍａｉｎと、エンジン回転数Ｎｅとに基づき、予め設定されるマップを参照して求める。
【００５７】
図４は、任意の気筒＃ｎについて予め設定されるマップ上での気筒別排気寄与率Ｋｅｘ（ｎ）、主噴射にかかる燃料噴射量Ｑｍａｉｎ、およびエンジン回転数Ｎｅ相互間の関係を概略的に示す関係図である。なお、図中に示す曲線Ｌ１０，Ｌ２０，Ｌ３０，Ｌ４０は、各々が気筒別排気寄与率Ｋｅｘの等量線に相当する。ちなみに、等量線Ｌ１０，Ｌ２０，Ｌ３０，Ｌ４０上の気筒別排気寄与率Ｋｅｘ１０，Ｋｅｘ２０，Ｋｅｘ３０，Ｋｅｘ４０は、相互間で、Ｋｅｘ１０＞Ｋｅｘ２０＞Ｋｅｘ３０＞Ｋｅｘ４０なる関係を有する。また、斜線部は、排気還流を行わない領域、言い換えるとＥＧＲ弁６１が全閉状態にある領域に相当する。
【００５８】
エンジンの各種運転状態に対応する気筒別排気寄与率Ｋｅｘの特性は、当該エンジン、とくに排気系やＥＧＲ通路の内部構造、或いは各気筒の配置等によって異なる。しかしながら、エンジンの回転数や出力が高まり各気筒から排出される排気の流量が大きくなると、概して、ＥＧＲ通路に回り込む排気の量が全排気量に対し相対的に減少することとなる。
【００５９】
同図４に示すように、本実施の形態のエンジン１００において、実験等で予め設定される気筒別排気寄与率Ｋｅｘは、主噴射にかかる燃料噴射量Ｑｍａｉｎが大きくなるほど、またエンジン回転数Ｎｅが高くなるほど、大きくなる傾向にある。
【００６０】
上記処理手順に基づき、本ルーチンでは、還元剤添加の要求に応じて適宜気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）を算出する。ＥＣＵ８０は、ここで算出された気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）を採用し、各気筒への後行程噴射を別途ルーチン（図示略）に従い実行することとなる。上述したように、各気筒への後行程噴射によって触媒４１に到達する還元成分（ＨＣ）は後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌの４分の１の量に相当するため、気筒＃１〜＃４全てに一回ずつ後行程噴射が実行されることで、触媒４１にとって、吸蔵されているＮＯｘの放出及び還元浄化と、自身のＮＯｘ吸収能力の再生とに今回必要とされる還元剤（燃料）の添加供給が完了する。
【００６１】
ここで、従来の排気浄化装置では、各気筒の燃焼室から排出される全排気のうち、ＥＧＲ通路に流れ込む排気と排気系下流に向かう排気との分配比が、各気筒への後行程噴射に適用される燃料噴射量、言い換えると、各気筒由来の排気に対する還元剤の添加量に反映されていなかった。このため、各気筒から排出される排気について上記ＮＯｘ触媒の機能を活用すべく行う還元剤の添加（後行程噴射）が定量的に実施されても、どの気筒を起源とする排気について還元剤の添加（後行程噴射）が実施されたかにより、また、トルクやエンジン回転数等、エンジンの運転状態の変動に起因し、ＮＯｘ触媒に対する還元成分（ＨＣ）の到達量にばらつきが生じていた。
【００６２】
この点、本実施の形態にかかるエンジン１００の排気浄化装置では、当該エンジン１００の運転中に、排気系下流のＮＯｘ触媒に直接流入する排気と、ＥＧＲ通路６０を通じて吸気系に回り込む排気との分配比を、気筒毎に、また運転状態に応じて変動するパラメータとして記憶し、各気筒への後行程噴射に適用される燃料噴射量に反映させる制御を実施する。
【００６３】
従って、上記分配率が、各気筒間から排出される排気について相互に異なっていたり、さらにそれら異なる分配比がエンジン１００の運転状態に応じて変動する場合であれ、各気筒由来の排気に供給される還元成分（ＨＣ）量の気筒間ばらつき、さらにはエンジン１００の運転状態の変動に起因するばらつきが共に低減される。よって、排気系４０下流の触媒４１に対し、所望量の還元剤（排気中の還元成分）が有効に、且つ安定して作用するようになる。
【００６４】
結果として、触媒４１に、安定した浄化機能が保証されるようになる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンシステムに適用した第２の実施の形態について、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００６５】
なお、当該第２の実施の形態にあって、適用対象とするエンジンの構成や、ＥＣＵ及びその周辺の電気的構成（図１参照）は先の第１の実施の形態と同一である。このため、同等の機能および構造を有する部材やハードウエア構成等については同一の符号を用い、ここでの重複する説明は割愛することとする。
【００６６】
先の第１の実施の形態の排気浄化装置では、エンジン１００の気筒＃１〜＃４各々について、気筒別排気寄与率Ｋｅｘを求め、触媒４１に流入する各気筒＃１〜＃４由来の還元成分（ＨＣ）の供給量が、等量（後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌの４分の１の量）となるように調整を行うこととした。
【００６７】
このような制御態様に替え、第２の実施の形態の排気浄化装置では、特定の気筒を選定し、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌ相当の燃料を、当該選定された気筒のみを介して触媒４１に供給する。
【００６８】
図５は、本実施の形態における「後行程噴射量算出ルーチン」を示すフローチャートである。同ルーチンは、先の第１の実施の形態で説明した「後行程噴射量算出ルーチン」（図２参照）のうち、ステップＳ１０５〜Ｓ１０８の処理内容を、図５中において破線で囲ったステップＳ２０５〜Ｓ２０７の処理内容に変更したものである。
【００６９】
すなわち、本ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ８０は先ず、先の第１の実施の形態の「後行程噴射量算出ルーチン」におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同等の処理手順に従い、還元剤添加の要求の有無の確認（ステップＳ１０１）、要求ＨＣ量の算出（ステップＳ１０２）、後行程噴射総量および気筒別後行程噴射量の算出（ステップＳ１０３）、並びにＥＧＲが全閉状態にあるか否かの判断（ステップＳ１０４）を順次行う。
【００７０】
そして、上記ステップＳ１０４においてＥＧＲ弁６１が全閉状態であると判断した場合、第１の実施の形態と同じくＥＣＵ８０は、ステップＳ１０３で求めた個々の気筒についての気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（ｎ）を各々最終値ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）として記憶した上で、本ルーチンにおける処理を一旦終了する。この場合ＥＣＵ８０は、上記処理手順に基づき算出された気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）を採用し、別途ルーチン（図示略）に従って気筒＃１〜＃４全てに１回ずつ後行程噴射を実施する。
【００７１】
一方、上記ステップＳ１０４においてＥＧＲ弁６１が全閉状態でないと判断した場合、ＥＣＵ８０はその処理をステップＳ２０５に移行する。ステップＳ２０５においては、各気筒＃１〜＃４について、気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（ｎ）およびエンジン回転数Ｎｅに基づき気筒別排気寄与率Ｋｅｘ（ｎ）を算出し、気筒別排気寄与率Ｋｅｘ（ｎ）が最も大きな気筒を、後行程噴射を実行する特定気筒として選定する。
【００７２】
続くステップＳ２０６において、ＥＣＵ８０は、上記ステップ２０５で選定した特定気筒についての気筒別後行程噴射量ｑｈｃを、第１の実施の形態で説明した演算式（ｉｉ）に従って補正し、その最終値ｑｈｃｆｉｎを得る。ステップＳ２０６での処理を経た後、ＥＣＵ８０は、本ルーチンでの処理を一旦終了する。
【００７３】
本ルーチンにおいて、上記一連の処理手順（ステップＳ２０５及びＳ２０６）を通じ特定気筒についての気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎが得られた場合、ＥＣＵ８０は、別途ルーチン（図示略）に従い当該特定気筒についてのみ後行程噴射を実施する。このとき、気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）の後行程噴射を一気筒（特定気筒）に実施することによって触媒４１へ到達する還元成分（ＨＣ）の到達量ｑｈｃａｃｔ（ｎ）（演算式（ｉ），（ｉｉ）参照）は、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌの４分の１の量にあたる。従って、特定気筒に対し、気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎの後行程噴射が４回実行されることで、触媒４１にとって、吸蔵されているＮＯｘの放出及び還元浄化と、自身のＮＯｘ吸収能力の再生とに今回必要とされる還元剤（燃料）の添加供給が完了することになる。
【００７４】
以上、説明したように、本実施の形態にかかるエンジン１００の排気浄化装置によれば、気筒別排気寄与率Ｋｅｘ（ｎ）が最も大きな気筒を、後行程噴射を実行する特定気筒として選定する（優先的に適用する）ことにより、後行程噴射量の補正が最小となる。また、補正を行う対象も、選定された特定気筒に対する後行程噴射量に限られるため、補正結果として得られるデータの再現性も高まる。
【００７５】
よって、各気筒由来の排気に供給される還元成分（ＨＣ）量の気筒間ばらつき、さらにはエンジン１００の運転状態の変動に起因するばらつきが、より低減されるようになる。
【００７６】
すなわち、排気系４０下流の触媒４１に対し、所望量の還元剤（排気中の還元成分）が有効に、且つ安定して作用し、同触媒４１にとって、一層安定した浄化機能が保証されるようになる。
【００７７】
なお、本実施の形態においては、エンジン１００に搭載された４本の気筒のうち、１気筒のみを、後行程噴射を実行する特定気筒として選定する（優先的に適用する）こととした。これに対し、気筒別排気寄与率Ｋｅｘの比較的高い２本若しくは３本の気筒を特定気筒群として選定し、本実施の形態にかかる「後行程噴射量算出ルーチン」と同様の制御ロジックを適用してもよい。
（第３の実施の形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンシステムに適用した第３の実施の形態について、第１及び第２の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００７８】
なお、当該第３の実施の形態にあっても、適用対象とするエンジンの構成や、ＥＣＵ及びその周辺の電気的構成（図１参照）は先の第１及び第２の実施の形態と同一である。このため、同等の機能および構造を有する部材やハードウエア構成等については同一の符号を用い、ここでの重複する説明は割愛することとする。
【００７９】
エンジン１００のＥＧＲ通路６０を通過（還流）する排気中のＨＣ量が増加すると、当該通路６０の内壁に煤等が堆積し易くなる。ＥＧＲ通路６０の通路内壁は、ＥＧＲクーラ６２による強制冷却が行われるため、排気中に含まれるガス状の未燃燃料や浮遊粒子等が煤等として堆積し易く、また一旦堆積した煤等が付着し易い条件下にある。また、その通路面積が比較的小さいため、煤等が堆積或いは付着することで、当該通路６０内における排気の流れが滞る状態や、同通路６０が閉塞する状態が発生し易い。
【００８０】
そこで、第３の実施の形態の排気浄化装置では、特定の気筒を選定し、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌ相当の燃料を当該選定された気筒のみを介して触媒４１に供給する上記第２の実施の形態同様の制御と、一回毎の後行程噴射量について上限を設定し、ＥＧＲ通路６０内壁への煤の堆積等を抑制する制御とを併せ行う。
【００８１】
図６は、本実施の形態における「後行程噴射量算出ルーチン」を示すフローチャートである。同ルーチンは、先の第２の実施の形態で説明した「後行程噴射量算出ルーチン」（図５参照）における処理内容のうち、ステップＳ２０６の後に、図６中において破線で囲ったステップＳ３０７，Ｓ３０８およびＳ３０９を付加したものである。
【００８２】
すなわち、本ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ８０は先ず、先の第２の実施の形態の「後行程噴射量算出ルーチン」におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４、並びにステップＳ２０５及びＳ２０６と同等の処理手順に従い、還元剤添加の要求の有無の確認（ステップＳ１０１）、要求ＨＣ量の算出（ステップＳ１０２）、後行程噴射総量および気筒別後行程噴射量の算出（ステップＳ１０３）、ＥＧＲが全閉状態にあるか否かの判断（ステップＳ１０４）、特定気筒の選定（ステップＳ２０５）、並びに当該特定気筒に関する気筒別後行程噴射量の補正（ステップＳ２０６）を順次行う。
【００８３】
ステップＳ２０６を経た後、続くステップＳ３０７においてＥＣＵ８０は、特定気筒に対し上記ステップＳ２０６で求めた気筒別噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎを採用して後行程噴射を行う場合、１回の後行程噴射によってＥＧＲ通路に回り込むと推定される還元成分（ＨＣ）の量（以下、ＥＧＲ回り込みＨＣ量）Ｑｈｃｅｇｒを算出する。ＥＧＲ回り込みＨＣ量Ｑｈｃｅｇｒは、以下の手順に従って求める。
【００８４】
先ず、排気系４０に流れ込むＨＣ全量ＨｃｔｏｔａｌとＥＧＲ通路６０に回り込むＨＣ量Ｈｃｅｇｒとの比率（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ；以下、ＨＣ増加量比率という）を、主噴射にかかる燃料噴射量Ｑｍａｉｎと、エンジン回転数Ｎｅとに基づき予め設定されたマップを参照して求める。
【００８５】
図７は、マップ上におけるＨＣ増加量比率（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ）、主噴射にかかる燃料噴射量Ｑｍａｉｎ、及びエンジン回転数Ｎｅ相互間の関係を概略的に示す関係図である。
【００８６】
エンジンの各種運転状態に対応するＨＣ増加量比率（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ）の特性は、当該エンジン、とくに排気系やＥＧＲ通路の内部構造、或いは各気筒の配置等によって異なる。しかしながら、エンジンの回転数や出力が高まり各気筒から排出される排気の流量が大きくなると、概して、ＥＧＲ通路に回り込む排気の量が全排気量に対し相対的に減少することとなり、排気中に含まれるＨＣ全量に対し、ＥＧＲ通路６０に回り込むＨＣ量の比率も減少することとなる。
【００８７】
すなわち、同図７に示すように、本実施の形態のエンジン１００において、主噴射にかかる燃料噴射量Ｑｍａｉｎが高くなるほど、また、エンジン回転数Ｎｅが高くなるほどＨＣ増加量比率（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ）は低くなる傾向にある。ＨＣ増加量比率（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ）の示すこのような特性は、図４を併せ参照して明らかなように、ＥＧＲ通路６０に回り込まない排気の分配率を反映する気筒別排気寄与率Ｋｅｘのようなパラメータの特性とは、概ね相反するものになる。
【００８８】
次に、このようにして求めたＨＣ増加量比率（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ）と気筒別噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎとに基づき、ＥＧＲ回り込みＨＣ量Ｑｈｃｅｇｒを、例えば次式（ｉｉｉ）に従って算出する。
Ｑｈｃｅｇｒ＝ｑｈｃｆｉｎ×（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ）…（ｉｉｉ）
こうしてＥＧＲ回り込みＨＣ量Ｑｈｃｅｇｒを得た後、ＥＣＵ８０はその処理をステップＳ３０８に移行する。
【００８９】
ステップＳ３０８では、上記ステップＳ３０７で算出したＥＧＲ回り込みＨＣ量ＱｈｃｅｇｒがＨＣ限度量Ｌｉｍｈｃ以下であるか否かを判断する。ＨＣ限度量Ｌｉｍｈｃは、一回の後行程噴射によってＥＧＲ通路６０内に流入するＨＣにとって、同通路６０内壁に煤等の堆積を生じさせないための限度量に相当する。ＨＣ限度量Ｌｉｍｈｃは、触媒４１上流の排気温度ＴｅｘＵと、ＥＧＲ通路６０内のガス流量（排気還流量）Ｇｅｇｒとに基づき予め設定されたマップを参照して求める。なお、排気還流量Ｇｅｇｒは、吸気量Ｇａ及びＥＧＲ弁６１の開弁量等に基づいて推定する。
【００９０】
図８は、マップ上におけるＨＣ限度量Ｌｉｍｈｃ、触媒４１上流の排気温度ＴｅｘＵ、及び排気還流量Ｇｅｇｒ相互間の関係を概略的に示す関係図である。
【００９１】
同図８に示すように、触媒４１上流の排気温度ＴｅｘＵが高いほど、また排気還流量Ｇｅｇｒが大きいほど、ＨＣ限度量Ｌｉｍｈｃも高い数値に設定される。同等のＨＣを含むガスであっても、温度が高く、また、その流速が大きくなるほどＨＣを堆積させにくいためである。
【００９２】
そこでＥＣＵ８０は、ＥＧＲ回り込みＨＣ量ＱｈｃｅｇｒがＨＣ限度量Ｌｉｍｈを上回っていると判断した場合には、Ｓ２０６で求めた気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎを、ＥＧＲ回り込みＨＣ量がＨＣ限度量を上回らないようにを再補正する。この場合、後行程噴射により噴射される燃料の総量（本実施の形態ではＳ２０６で求めた気筒別後行程噴射量ｑｈｃｆｉｎの４倍）は不変として、特定気筒について各回の後行程噴射で採用される気筒別後行程噴射量ｑｈｃｆｉｎを減量する一方、後行程噴射の回数を増加させる制御を行えばよい。
【００９３】
一方、ＥＧＲ回り込みＨＣ量ＱｈｃｅｇｒがＨＣ限度量Ｌｉｍｈ以下であると判断した場合には、Ｓ２０６で求めた気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎや後行程噴射の回数を再補正することなく本ルーチンでの処理を一旦終了する。
【００９４】
以上、説明したように、本実施の形態にかかるエンジン１００の排気浄化装置によれば、後行程噴射を実施した結果、排気に含まれこととなる排気中の還元成分（ＨＣ）のうち、ＥＧＲ通路６０に流入するＨＣの流入量が的確に把握され、且つ当該流入したＨＣが煤等としてＥＧＲ通路６０内に堆積するに至らしめる量に達することを好適に抑制することができるようになる。
【００９５】
よって、排気系４０に供給された燃料、又は燃料を起源とする還元成分（ＨＣ）が、ＥＧＲ通路６０に回り込み、同通路内に滞留することで、同通路を詰まらせたり、通路面積を小さくすることもない。
【００９６】
従って、触媒４１の機能保持と、ＥＧＲ通路６０の機能保持とが好適に両立されるようになる。
（他の実施の形態）
なお、上記第１〜第３の実施の形態において説明した制御構造、すなわち後行程噴射算出手順と同等の制御手順を用いてＮＯｘ触媒へ還元剤を供給する制御構造を、図１におけるエンジン１００とは異なる構成を有するエンジンシステムに適用することもできる。
【００９７】
図９に示すように、エンジン１００’は、上記第１〜第３の実施の形態にかかるエンジン１００の基本構成に、気筒＃１の排気ポート４０ａに取り付けられた燃料添加ノズル１７や、同燃料添加ノズル１７に燃料を移送する添加燃料通路Ｐ２等を付加したディーゼルエンジンシステムである。
【００９８】
エンジン１００’において、サプライポンプ１１は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を添加燃料通路Ｐ２を介して燃料添加ノズル（還元剤噴射ノズル）１７に供給する。添加燃料通路Ｐ２の通路途中には、サプライポンプ１１から燃料添加ノズル１７に向かって遮断弁１４及び調量弁１６が順次配設されている。遮断弁１４は、緊急時において添加燃料通路Ｐ２を遮断し、燃料供給を停止する。調量弁１６は、燃料添加ノズル１７に供給する燃料の圧力（燃圧）を制御する。燃料添加ノズル１７は所定圧以上の燃圧（例えば０．２ＭＰａ）が付与されると開弁し、排気系４０（排気ポート４０ａ）内に燃料を噴射供給する機械式の開閉弁である。すなわち調量弁１６により燃料添加ノズル１７上流の燃圧が制御されることにより、所望の燃料が適宜のタイミングで燃料添加ノズル１７より噴射供給（添加）される。
【００９９】
このように構成されたエンジン１００’では、燃料添加ノズル１７を通じて排気系４０の触媒４１上流に添加される燃料の添加量や添加タイミングがＥＣＵ８０を通じて制御されることにより、触媒４１に導入される排気中の酸素濃度やＨＣ成分が調整される。
【０１００】
当該他の実施の形態においては、排気系４０に設けられた触媒４１、触媒４１に導入される排気中の成分を調整する燃料添加装置１０ａ、さらに燃料添加装置１０ａに燃料を圧送供給する燃料供給系１０等が、ＥＣＵ８０と併せて、エンジン１００’の排気浄化装置としての機能を担う。
【０１０１】
すなわち、エンジン１００’のＥＣＵ８０は、燃料添加装置１０ａを通じ、適宜のタイミングで気筒＃１の排気ポート４０ａ内に燃料を噴射供給することで、各気筒への後行程噴射と同様に、排気中へ還元成分（ＨＣ）を添加する制御を実施する。
【０１０２】
具体的な制御手順に関しては、上記第１〜第３の実施の形態において説明した「後行程噴射量算出ルーチン」（図２、図５、及び図６参照）とほぼ同様の処理手順に従い、燃料添加装置１０ａを通じた排気ポート４０ａへの燃料噴射に供される燃料量を算出し、調量弁１６の開閉弁制御を通じて定量的に燃料噴射を実施する。
【０１０３】
燃料噴射の実施は、予め設定されたマップ（図示略）に従い、例えば気筒＃１が圧縮上死点後α°ＣＡといった態様で、エンジン１００’のクランクシャフトの回転位相に同期した所定のタイミングを選択して行う。
【０１０４】
なお、燃料添加装置１０ａを適用する燃料添加の実施態様では、還元剤添加の要求が有るか否かの判断（図２、図５、及び図６中のステップＳ１０１を参照）に関し、還元剤添加に伴うトルク変動等を生じさせないといった観点から設定される実施条件は、後行程噴射よりも緩和されることとなる。
【０１０５】
また、上記各実施の形態において適用することとした後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌ（図２、図５、及び図６中のステップＳ１０３を参照）は、燃料添加装置１０ａを通じて排気中に添加される還元成分（ＨＣ）の総量に置き換えればよい。
【０１０６】
なお、燃料添加装置１０ａを適用する燃料添加の実施態様では、１回の燃料噴射で添加することのできる燃料量が比較的多いため、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌを１回の燃料噴射によって完了することのできる機会も多い。
【０１０７】
ただし、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌに相当する量の燃料を複数回に分割して噴射する場合には、エンジン１００’のクランクシャフトの回転位相に同期する複数のタイミングを選択し、各タイミングで実施する燃料噴射に採用される燃料噴射量を、上記各実施の形態において適用することとした気筒別後行程噴射量ｑｈｃやその最終値ｑｈｃｆｉｎ（図２、図５、及び図６中のステップＳ１０３等を参照）に置き換えて適用すればよい。
【０１０８】
また、排気系４０におけるＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比は、圧縮、燃焼、膨張、及び排気の各行程を順次繰り返す各気筒＃１〜＃４の動作タイミングによって特定することができる。従って、燃料添加装置１０ａを通じた燃料添加の実施タイミングを、エンジン１００’のクランクシャフトの回転位相、言い換えれば、各気筒＃１〜＃４の動作タイミングと同期させることにより、燃料添加実施時のＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比を、予め設定されたマップ等を参照して把握する。
【０１０９】
そして、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌに相当する量の燃料を１回で噴射する場合であれ、複数回に分割して噴射する場合であれ、上記ＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比に基づいて補正すれば、所望量の還元成分（ＨＣ）を、適宜触媒４１に流入させることができる。
【０１１０】
このように、排気系４０におけるＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比を還元剤の添加量に反映させる制御構造を、各気筒から排出された排気に直接還元剤を添加供給して触媒４１の機能保持を図るエンジンシステムの排気浄化装置に適用しても、上記第１〜第３の実施の形態と同様、各気筒由来の排気に供給される還元成分（ＨＣ）量の気筒間ばらつき、さらには運転状態の変動に起因するばらつきを共に低減することができるようになる。
【０１１１】
当該他の実施の形態によっても、排気系４０下流の触媒４１にとって、所望量の還元剤（排気中の還元成分）が有効に、且つ安定して作用するようになり、結果として、同触媒４１に、安定した浄化機能が保証されるようになる。
【０１１２】
なお、上記他の実施の形態において、触媒４１への還元成分（ＨＣ）の供給にあたり、燃料添加装置１０ａによる排気ポート４０ａへの燃料噴射と、各気筒＃１〜＃４内での後行程噴射とを併用してもよい。後行程噴射の実行により、間接的に排気中へ還元成分（ＨＣ）を供給する態様では、当該後行程噴射により気筒内に噴射された燃料が高温条件に晒されて軽質化し、触媒４１に対してより有効に作用するが、エンジンの運転状態（トルクや出力）に影響を及ぼしやすい傾向があるため、エンジンの運転状態が比較的安定しているとき（或いは運転領域）において適用されるのが好ましい。一方、燃料添加装置１０ａによるように、排気系４０における触媒４１上流に直接還元成分（ＨＣ）を添加供給する態様では、当該添加供給によるエンジンの運転状態への影響は小さく、１回の添加で大量の還元成分（ＨＣ）を触媒４１に供給することができ、それが適用可能な運転領域も広い。そこで、後行程噴射と、燃料添加装置とを通じた還元成分の供給を、各々の特性に応じて適宜使い分けるように制御ロジックを構成し、両者について、ＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比が反映される還元剤噴射量の算出方法（制御手順）を適用することとしてもよい。
【０１１３】
また、上記他の実施の形態における燃料添加装置１０ａのように、内燃機関の排気系に還元剤を直接添加する装置構成を適用する場合、還元剤としてディーゼルエンジンの燃料（軽油）を適用する他、ガス中の還元成分としてＮＯｘを還元する機能を有するものであれば、他の還元剤、例えばガソリン、灯油等を用いても構わない。
【０１１４】
また、上記他の実施の形態においては、燃料タンクからコモンレール１２へ燃料を供給するサプライポンプ１１を用いて、サプライポンプ１１の汲み上げた燃料の一部を排気系４０内に添加供給する装置構成を適用することとした。しかし、こうした装置構成に限らず、例えば添加燃料を燃料タンク、或いは他の燃料（還元剤）供給源から供給する独立した供給系を備える装置構成を適用してもよい。
【０１１５】
また、上記他の実施の形態において、燃料の排気系への添加にあたり、添加燃料通路Ｐ２を介して供給される燃料の圧力を調量弁１６によって制御し、その圧力制御によって燃料添加ノズル１７の開閉弁動作を制御する構成を適用している。これに対し、例えば燃料噴射弁１３のように、ＥＣＵ８０による通電を通じて直接開閉弁動作を制御される電磁弁等を燃料添加を行う噴射弁として適用してもよい。
【０１１６】
また、上記各実施の形態においては、本発明の排気浄化装置を内燃機関としての直列４気筒のディーゼルエンジンに適用することとしたが、希薄燃焼を行うガソリンエンジンにも好適に本発明を適用することができる。また、直列４気筒の内燃機関に限らず、搭載気筒数の異なる内燃機関にも本発明を適用することはできる。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内燃機関の運転中に、排気系下流のＮＯｘ触媒に直接流入する分量と、吸気系に還流する分量との分配比が、各気筒間から排出される排気について、相互に異なっていたり、さらにそれら異なる分配比が当該機関の運転状態に応じて変動する場合であれ、各気筒由来の排気に供給される還元剤の成分量のばらつきが最小化される。よって、排気系下流のＮＯｘ触媒に対し、所望量の還元剤（排気中の還元成分）が有効に、且つ安定して作用するようになる。
【０１１８】
また、供給される還元剤がより高い比率でＮＯｘ触媒に到達する排気を、各気筒由来の排気から選択し、選択された排気に対し優先的に還元剤を供給することとなるため、供給される還元剤がより有効に活用されるばかりでなく、必要量の還元成分を定量的にＮＯｘ触媒へ到達、若しくは作用させる制御を実施する上で、当該制御にかかる精度や安定性も向上するようになる。
【０１１９】
また、排気系に供給された還元剤、又は還元剤を起源とする成分が、排気還流通路に回り込み、当該通路内に滞留することで、同通路を詰まらせたり、通路面積を小さくすることもなくなる。従って、当該内燃機関にとって、ＮＯｘ触媒の機能保持と、排気還流の機能保持とが好適に両立されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】同実施の形態における後行程噴射量算出手順を示すフローチャート。
【図３】要求ＨＣ量、触媒を通過する排気流量、及び触媒上流の排気温度について、マップ上における相互間の関係を概略的に示す関係図。
【図４】気筒別排気寄与率、主噴射にかかる燃料噴射量、及びエンジン回転数について、マップ上における相互間の関係を概略的に示す関係図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における後行程噴射量算出手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の第３の実施の形態における後行程噴射量算出手順を示すフローチャート。
【図７】ＨＣ増加量比率、主噴射にかかる燃料噴射量、及びエンジン回転数について、マップ上における相互間の関係を概略的に示す関係図。
【図８】ＨＣ限度量、触媒上流の排気温度、及び排気還流量について、マップ上における相互間の関係を概略的に示す関係図。
【図９】本発明の他の実施の形態にかかるディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図。
【符号の説明】
１０ 燃料供給系
１１ サプライポンプ
１２ コモンレール
１３ 燃料噴射弁
２０ 燃焼室
３０ 吸気系
３１ インタークーラ
３２ スロットル弁
４０ 排気系
４１ 吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（還元触媒）
４２ 触媒ケーシング
５０ ターボチャージャ
５１ シャフト
５２ 排気側タービンホイール
５３ 吸気側タービンホイール
６０ ＥＧＲ通路
６１ ＥＧＲ弁
６２ ＥＧＲクーラ
７０ レール圧センサ
７１ 燃圧センサ
７２ エアフロメータ
７３ 空燃比センサ
７４ａ，７４ｂ 排気温センサ
７５ アクセル開度センサ
７６ クランク角センサ
８０ 電子制御装置（ＥＣＵ；還元剤供給量決定手段、分配比認識手段、補正手段、制限手段等を構成）
８１ 中央処理装置（ＣＰＵ）
８２ 読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）
８６ 外部入力回路
８７ 外部出力回路
８８ 双方向性バス
１００ エンジン（内燃機関）
Ｐ１ 機関燃料通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、希薄燃焼可能な内燃機関の排気系内であって、同排気系内に設けられた還元触媒上流に還元剤を供給し、排気中の有害成分の浄化を促す内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンや希薄燃焼を行うガソリンエンジンでは、高い空燃比（リーン雰囲気）の混合気を燃焼に供して機関運転を行う運転領域が、全運転領域の大部分を占める。この種のエンジン（内燃機関）では一般に、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元浄化する機能を酸素存在下で保持することのできる還元触媒（ＮＯｘ触媒）がその排気系に備えられる。このようなＮＯｘ触媒を排気系に備える内燃機関では、当該機関の運転時、排気系内におけるＮＯｘ触媒上流に還元剤（例えば燃料）を間欠的あるいは継続的に添加することにより、ＮＯｘ触媒を介した反応過程を通じて排気に含まれるＮＯｘの還元（浄化）を行う。
【０００３】
例えば、特許第２８４５０５６号公報に記載された装置では、内燃機関の排気通路に開閉制御の自在な噴射弁を設け、同噴射弁圧送供給される還元剤を、ＮＯｘ触媒へ流入する排気中に所望量ずつ噴射供給することにより、ＮＯｘ触媒の浄化機能を制御するようにしている。また、他の方法として、燃焼室内への燃料の噴射供給に関し、燃焼に供して出力を得るための燃料噴射（主噴射）とは別途に、これと異なるタイミングで副噴射を実行することで、排気（燃焼ガス）に燃料（還元剤）を添加する方法も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、排気還流（ＥＧＲ）を行うエンジンでは、排気系および吸気系間をバイパス通路（ＥＧＲ通路）によって連絡し、排気系内を流れるガス（排気）の一部を吸気系内に還流する。そして、当該ＥＧＲ通路の途中に設けた開閉弁（ＥＧＲ弁）の開弁量を調整することにより、同通路に流れ込む排気の流量を制御する。このとき、燃焼室から排出される全排気のうち、ＥＧＲ通路に流れ込む排気と排気系下流に向かう排気との分配比は、たとえＥＧＲ弁の開弁量が一定であっても、当該エンジンの回転数やトルクの大きさ等、運転状態の変化に応じて変動する。さらに複数の気筒を有するエンジンでは、このような運転状態に対応する排気の分配比は、各々の気筒に由来する排気について相違する。排気ポートからＥＧＲ通路までの流路長や流路形状が個々の気筒によって異なるためである。
【０００５】
こうした条件下では、各気筒から排出される排気について上記ＮＯｘ触媒の機能を活用すべく行う還元剤の添加が定量的に実施されても、どの気筒を起源とする排気について還元剤の添加が実施されたか、また当該エンジンがどのような運転状態にあるかにより、添加された還元剤によるＮＯｘ触媒への作用がばらつくこととなっていた。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、内燃機関の排気中に還元剤を添加供給してＮＯｘ触媒の機能調整を図る内燃機関の排気浄化装置において、排気還流の影響を受けることなく、個々の気筒に由来する排気に対し、所望量の還元剤を正確に供給することのできる装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の気筒を有する内燃機関の排気系に設けられ、当該排気系を通じて導入される排気中の窒素酸化物を還元成分の存在下で浄化するＮＯｘ触媒と、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気中に還元剤を供給する還元剤供給手段と、前記排気系の前記ＮＯｘ触媒上流から当該機関の吸気系に排気を還流させる排気還流通路と、前記還元剤供給手段の供給する還元剤の供給量を決定する還元剤供給量決定手段と、各気筒由来の排気について、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量と前記吸気系に還流される排気量との分配比を認識する分配比認識手段と、前記認識される分配比に基づいて、前記決定される還元剤の供給量を、前記吸気系に還流される排気量に対する前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量の比率が高い程、還元剤の供給量が少なくなるように補正する補正手段とを有してなることを要旨とする。
【０００８】
ここで、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量（便宜的に排気量Ａという）と、前記吸気系に還流される排気量（便宜的に排気量Ｂという）との分配比とは、両者間の量的な相対関係を広く意味する。従って、Ａ／Ｂ、Ｂ／Ａ、Ａ／（Ａ＋Ｂ）、或いはＢ／（Ａ＋Ｂ）等の他、（Ａ−Ｂ）、或いは（Ｂ−Ａ）等、両者間の如何なる量的な相対関係も、この分配比に相当する。また、各気筒由来の排気とは、何れかの気筒から排出される排気を意味する。また、上記還元供給手段による排気中への還元剤の供給は、排気中へ直接還元剤を供給する態様に限られず、例えば、排気の起源に相当する燃料、吸気、若しくは両者の混合気に還元剤を供給することで、間接的に排気中に含まれる還元剤の量を増量させる態様によるものであっても構わない。
【０００９】
上記構成によれば、内燃機関の運転中に、排気系下流のＮＯｘ触媒に直接流入する分量と、吸気系に還流する分量との分配比が、各気筒間から排出される排気について、相互に異なっていたり、さらにそれら異なる分配比が当該機関の運転状態に応じて変動する場合であれ、各気筒由来の排気に供給される還元剤の成分量の気筒間ばらつき、さらには運転状態の変動に起因するばらつきが共に最小化される。よって、排気系下流のＮＯｘ触媒に対し、所望量の還元剤（排気中の還元成分）が有効に、且つ安定して作用するようになる。
【００１０】
また、前記還元剤供給手段は、前記各気筒に由来する排気のうち、前記吸気系に還流される排気量に対して、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量の分配比が大きくなる気筒由来の排気中に、優先的な還元剤供給を行うのがよい。
【００１１】
各気筒由来の排気のうち、ＮＯｘ触媒に導入される排気量が、吸気系に還流される排気量に比して大きな排気に、還元剤を供給する方が、排気中に含まれることとなった還元剤がより高い比率でＮＯｘ触媒に到達することとなる。同構成よれば、供給される還元剤がより高い比率でＮＯｘ触媒に到達する排気を、各気筒由来の排気から選択し、選択された排気に対し優先的に還元剤を供給することとなるため、供給される還元剤がより有効に活用されるばかりでなく、必要量の還元成分を定量的にＮＯｘ触媒へ到達、若しくは作用させる制御を実施する上で、当該制御にかかる精度や安定性も向上するようになる。
【００１２】
なお、このように、特定の気筒に由来する排気中の優先的な還元剤供給を実施するにあたっては、特に、前記吸気系に還流される排気量に対して、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量の分配比が最も大きくなる気筒或いは気筒群を選択し、当該選択された気筒或いは気筒群にのみ還元剤供給を行うといった制御態様を適用するのが好ましい。
【００１３】
また、前記補正される還元剤の供給量を所定の上限量以下に制限する制限手段をさらに備えるのがよい。
【００１４】
同構成によれば、排気に含まれる還元剤のうち、前記排気還流通路に流入する流入量が的確に把握され、且つ当該流入した還元剤由来の物質が通路内に堆積するに至らしめる量に達することを好適に抑制することができるようになる。よって、排気系に供給された還元剤、又は還元剤を起源とする成分が、排気還流通路に回り込み、当該通路内に滞留することで、同通路を詰まらせたり、通路面積を小さくすることもない。従って、当該内燃機関にとって、ＮＯｘ触媒の機能保持と、排気還流の機能保持とが好適に両立されるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を、ディーゼルエンジンシステムに適用した第１の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１において、内燃機関（以下、エンジンという）１は、燃料供給系１０、燃焼室２０、吸気系３０及び排気系４０等を主要部として構成される直列４気筒のディーゼルエンジンシステムである。
【００１７】
先ず、燃料供給系１０は、サプライポンプ１１、コモンレール１２、燃料噴射弁１３及び機関燃料通路Ｐ１等を備えて構成される。
【００１８】
サプライポンプ１１は、燃料タンク（図示略）から汲み上げた燃料を高圧にし、機関燃料通路Ｐ１を介してコモンレール１２に供給する。コモンレール１２は、サプライポンプ１１から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を４本の燃料噴射弁１３に分配する。燃料噴射弁１３はその内部に電磁ソレノイド（図示略）を備えた電磁弁であり、気筒＃１，＃２，＃３，＃４に形成された４つの燃焼室２０に対応して設けられる。各燃料噴射弁１３は、適宜開弁することにより、各々が対応する燃焼室２０内に燃料を噴射供給する。
【００１９】
吸気系３０は、各燃焼室２０内に供給される吸入空気の通路（吸気通路）を形成する。他方、排気系４０は、上流から下流にかけ、排気ポート４０ａ、排気マニホールド４０ｂ、触媒上流側通路４０ｃ、触媒下流側通路４０ｄといった各種通路部材が順次接続されて構成され、各燃焼室２０から排出される排気ガスの通路（排気通路）を形成する。
【００２０】
また、このエンジン１００には、周知の過給機（ターボチャージャ）５０が設けられている。ターボチャージャ５０は、シャフト５１を介して連結された２つのタービンホイール５２，５３を備える。一方のタービンホイール（吸気側タービンホイール）５２は、吸気系３０内の吸気に晒され、他方のタービンホイール（排気側タービンホイール）５３は排気系４０内の排気に晒される。このような構成を有するターボチャージャ５０は、排気側タービンホイール５２が受ける排気流（排気圧）を利用して吸気側タービンホイール５３を回転させ、吸気圧を高めるといったいわゆる過給を行う。
【００２１】
吸気系３０において、ターボチャージャ５０に設けられたインタークーラ３１は、過給によって昇温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ３１よりもさらに下流に設けられたスロットル弁３２は、その開度を無段階に調節することができる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、同吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有する。
【００２２】
また、エンジン１００には、燃焼室２０の上流（吸気系３０）及び下流（排気系４０）をバイパスする排気還流通路（ＥＧＲ通路）６０が形成されている。このＥＧＲ通路６０は、排気の一部を適宜吸気系３０に戻す機能を有する。ＥＧＲ通路６０には、電子制御を通じて無段階に開閉調節され、同通路６０を流れる排気流量を自在に変更することができるＥＧＲ弁６１と、ＥＧＲ通路６０を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ６２とが設けられている。
【００２３】
また、排気系４０において、同排気系４０及びＥＧＲ通路６０の連絡部位の下流には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単に触媒という）４１を収容した触媒ケーシング４２が設けられている。触媒ケーシング４２に収容された触媒４１は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を担体とし、この担体上に例えばカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）のような希土類と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されることによって構成される。
【００２４】
この触媒４１は、排気中に多量の酸素が存在している状態においてはＮＯｘを吸収し、排気中の酸素濃度が低く還元成分（例えば燃料の未燃成分（ＨＣ））が十分量存在している状態においてはＮＯｘをＮＯ２若しくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ２やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに反応することによってさらに還元されてＮ２となる。ちなみにＨＣやＣＯは、ＮＯ２やＮＯを還元することで、自身は酸化されてＨ２ＯやＣＯ２となる。すなわち、触媒ケーシング４２（触媒４１）に導入される排気中の酸素濃度やＨＣ成分を適宜調整すれば、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化することができることになる。
【００２５】
また、エンジン１００の各部位には、当該部位の環境条件やエンジン１００の運転状態に関する信号を出力する各種センサが取り付けられている。
【００２６】
すなわち、レール圧センサ７０は、コモンレール１２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。エアフロメータ７２は、吸気系３０内のスロットル弁３２下流において吸入空気の流量（吸気量）Ｇａに応じた検出信号を出力する。排気温センサ７４ａは、排気系４０の触媒ケーシング４２上流における排気温度ＴｅｘＵに応じた検出信号を出力する。排気温センサ７４ｂは、排気系４０の触媒ケーシング４２（触媒４１）下流における排気温度ＴｅｘＬに応じた検出信号を出力する。空燃比（Ａ／Ｆ）センサ７３は、排気系４０の触媒ケーシング４２（触媒４１）下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。また、アクセル開度センサ７５はエンジン１００のアクセルペダル（図示略）に取り付けられ、同ペダルへの踏み込み量Ａｃｃに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ７６は、エンジン１００の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力する。これら各センサ７０〜７６は、電子制御装置（ＥＣＵ）８０と電気的に接続されている。
【００２７】
ＥＣＵ８０は、中央処理装置（ＣＰＵ）８１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）８２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３及びバックアップＲＡＭ８４、タイマーカウンタ８５等を備え、これら各部８１〜８５と、Ａ／Ｄ変換器を含む外部入力回路８６と、外部出力回路８７とが双方向性バス８８により接続されて構成される論理演算回路を備える。
【００２８】
このように構成されたＥＣＵ８０は、上記各種センサの検出信号を外部入力回路を介して入力し、これら信号に基づいて、エンジン１００の燃料噴射に関する燃料噴射制御や、ＥＧＲ弁の開閉弁操作に関するＥＧＲ制御等、エンジン１００の運転状態を決定づける各種制御を実施する。
【００２９】
また、燃料噴射弁１３を通じて各気筒に燃料を供給する機能を備えた燃料供給系１０、排気系４０に備えられた触媒４１、およびこれら燃料供給系１０や触媒４１の機能を制御するＥＣＵ８０等は、併せて本実施の形態にかかるエンジン１００の排気浄化装置を構成する。
【００３０】
次に、本実施の形態にかかる燃料噴射制御についてその概要を説明する。
【００３１】
ＥＣＵ８０は、各種センサの検出信号から把握されるエンジン１００の運転状態に基づき燃料噴射制御を実施する。本実施の形態において燃料噴射制御とは、各燃料噴射弁１３を通じて気筒＃１〜＃４の各燃焼室２０内へ燃料噴射の実施に関し、燃料の噴射量（噴射時間）、噴射時期、噴射パターンといったパラメータを設定し、これら設定されたパラメータに基づいて個々の燃料噴射弁１３の開閉弁操作を実行する一連の処理をいう。
【００３２】
ＥＣＵ８０は、このような一連の処理を、エンジン１００の運転中所定時間毎に繰り返し行う。燃料の噴射量及び噴射時期は、基本的にはアクセルペダルへの踏み込み量Ａｃｃおよびエンジン回転数Ｎｅに基づき、予め設定されたマップ（図示略）を参照して決定する。
【００３３】
また、燃料の噴射パターンの設定に関し、ＥＣＵ８０は、圧縮上死点近傍での燃料噴射を主噴射として各気筒について行うことで機関出力を得る他、主噴射に後続する燃料噴射（以下、後行程噴射という）を副噴射として、適宜選択された時期、選択された気筒について行う。
【００３４】
後行程噴射によって燃焼室２０内に供給される燃料は、燃焼ガス中で軽質なＨＣに改質され、排気系４０に排出される。すなわち、還元剤として機能する軽質なＨＣが、後行程噴射を通じて排気系４０の触媒４１上流に添加され、触媒４１に流入する排気中の還元成分濃度を高めることとなる。
【００３５】
一般に、ディーゼルエンジンでは、燃焼室内で燃焼に供される燃料及び空気の混合気が、ほとんどの運転領域で高酸素濃度状態（リーン雰囲気の状態）にある。
【００３６】
燃焼に供される混合気の酸素濃度は、燃焼に供された酸素を差し引いてそのまま排気中の酸素濃度に反映されるのが通常であり、混合気中の酸素濃度（空燃比）が高ければ、排気中の酸素濃度（空燃比）も基本的には同様に高くなる。一方、上述したように、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は排気中の酸素濃度が高ければＮＯｘを吸収し、低ければＮＯｘをＮＯ２若しくはＮＯに還元して放出する特性を有するため、排気中の酸素が高濃度状態にある限りＮＯｘを吸収し、これを保持（吸蔵）することとなる。ただし、当該触媒のＮＯｘ吸蔵量には限界量が存在し、同触媒が限界量のＮＯｘを吸蔵した状態では、もはや排気中のＮＯｘが同触媒に吸収されず触媒ケーシング４２内を素通りすることとなる。
【００３７】
そこで、エンジン１００では、適宜のタイミング、適宜の気筒について後行程噴射を実行することにより、一時的に排気中の空燃比を低下（リッチ化）させる。すると触媒４１は、これまでに吸収したＮＯｘをＮＯ２若しくはＮＯに還元して放出し、自身のＮＯｘ吸収能力を回復（再生）するようになる。放出されたＮＯ２やＮＯが、ＨＣやＣＯと反応して速やかにＮ２に還元されることは上述した通りである。
【００３８】
次に、本実施の形態にかかるＥＧＲ制御についてその概要を説明する。
【００３９】
ＥＣＵ８０は、各種センサの検出信号から把握されるエンジン１００の運転状態に基づきＥＧＲ制御を実施する。本実施の形態においてＥＧＲ制御とは、ＥＧＲ通路に設けられた電子制御式の開閉弁（ＥＧＲ弁）６１を操作して、ＥＧＲ通路を通過するガスの流量、言い換えれば排気系４０から吸気系３０に還流される排気の流量調整を行う処理をいう。
【００４０】
目標となるＥＧＲ弁６１の開弁量（以下、目標開弁量）は、基本的にはエンジン１００の負荷や回転数ＮＥ等の運転状態に基づき、予め設定されたマップ（図示略）を参照して決定される。ＥＣＵ８０は、この目標開弁量をエンジン１００の運転中所定時間毎に更新し、逐次、ＥＧＲ弁６１の実際の開弁量が更新された目標開弁量に合致するよう同ＥＧＲ弁６１の駆動回路に指令信号を出力する。
【００４１】
こうした一連の処理により排気の一部が吸気系３０に還流されると、その還流量に応じてエンジン１００の燃焼温度が低下し、結果として排気中のＮＯｘ生成が抑制されるようになる。
【００４２】
ところで、エンジン１００の各気筒＃１〜＃４から排出される排気は、各気筒に対応する排気ポート４０ａ通じて排気マニホールド４０ｂに流入する。排気マニホールドに流入した排気流は、排気系４０のさらに下流に配設されたターボチャージャ５０に向かう他、ＥＧＲ弁６１が開弁している場合には、ＥＧＲ通路６０を介してその一部が吸気系３０に還流することとなる。
【００４３】
このとき、各気筒＃１〜＃４の燃焼室２０から排出される全排気のうち、ＥＧＲ通路６０に流れ込む排気（以下、ＥＧＲ回り込みガスという）と、排気系４０下流（ターボチャージャ５０）に向かい、未燃ＨＣ（還元成分）を含んだままの状態で触媒４１に達する排気（以下、浄化寄与ガスという）との分配比は、たとえＥＧＲ弁６１の開弁量が一定であっても、エンジン１００の回転数やトルクの大きさ等、運転状態の変化に応じて変動する。さらに、排気ポート４０ａからＥＧＲ通路６０までの流路長や流路形状等が個々の気筒によって異なるため、上記エンジン１００の運転状態に対応する排気の分配比は、各々の気筒に由来する排気について相違する。
【００４４】
そこで、本実施の形態に係るエンジン１００の排気浄化装置を構成するＥＣＵ８０は、ＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比を、エンジン１００の運転状態に関するパラメータを独立変数とする関数、若しくはエンジン１００の運転状態に対応するマップ上のデータとして各気筒について記憶しておく。そして、後行程噴射の実施に先立ち、当該後行程噴射を実施する気筒について記憶された関数若しくはマップ上のデータに基づいて求めた補正係数を、後行程噴射に供される燃料（還元剤）の噴射量に反映させる制御を行う。
【００４５】
次に、上記後行程噴射に供される燃料（還元剤）の噴射量の算出に関し、ＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比に関連する補正係数の反映も含めたＥＣＵ８０によるその具体的な制御手順についてフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
図２は、燃料噴射制御の一環として、個々の気筒について後行程噴射に供される燃料（還元剤）の噴射量を算出するための「後行程噴射量算出ルーチン」を示すフローチャートである。
【００４７】
同ルーチンは、ＥＣＵ８０を通じてエンジン１００の始動と同時にその実行が開始され、エンジン１００の運転期間中、所定周期で繰り返し実行される。
【００４８】
同ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ８０は先ずステップＳ１０１において、還元剤添加（後行程噴射）の要求があるか否かを判断する。後行程噴射は、例えば以下の条件（１）〜（３）が全て成立したときに行う。
（１）ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収量が所定量を上回っていること。ＮＯｘ触媒によるＮＯｘ吸収量がその限界値にある程度まで近づいたことを意味する。この吸収量は、前回の燃料添加終了からの経過時間や、排気空燃比Ａ／Ｆ及び排気温度Ｔｅｘの履歴等に基づいて推定すればよい。
（２）エンジン回転数Ｎｅ及びアクセルの踏み込み量Ａｃｃの関係等からエンジン１００の運転状態が後行程噴射に適していると判断される。これは、エンジン１００の運転状態が、後行程噴射を実行してもトルク変動等の不具合が生じない領域にある条件にあたる。
（３）触媒４１の床温が所定の温度範囲（例えば２５０〜４００℃）にあること。これは、触媒が十分に活性化し、且つ好適に機能する条件にあたる。触媒４１の床温は、触媒４１上流の排気温度ＴｅｘＵと同触媒４１下流の排気温度ＴｅｘＬとに基づいて推定する。
すなわち、上記条件（１）〜（３）が全て成立していれば、ＥＣＵ８０は「後行程噴射の要求あり。」と判断し、その処理をステップＳ１０２に移行する。一方、上記条件（１）〜（３）のうち何れか１つでも成立していなければ、ＥＣＵ８０は「後行程噴射の要求なし。」と判断し、本ルーチンを一旦抜ける。
【００４９】
ステップＳ１０２においてＥＣＵ８０は、要求ＨＣ量Ｑｈｃを算出する。要求ＨＣ量Ｑｈｃは、後行程噴射を通じて排気系４０に添加供給する還元成分（ＨＣ）量の目標値であり、触媒４１を通過する排気流量Ｇｅｘと触媒４１上流における排気温度ＴｅｘＵとに基づき、予め設定されたマップ等を参照して求める。触媒４１を通過する排気流量Ｇｅｘは吸気量Ｇａ等に基づいて推定し、触媒４１上流における排気温度ＴｅｘＵは排気温センサ７４ａからの検出信号に基づいて把握すればよい。
【００５０】
図３は、要求ＨＣ量、触媒４１を通過する排気流量Ｇｅｘ、および触媒４１上流の排気温度ＴｅｘＵについて、予め設定されるマップ上における関係を概略的に示す関係図である。なお、図中に示す曲線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、各々が要求ＨＣ量Ｑｈｃの等量線に相当する。ちなみに、等量線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４上の要求ＨＣ量Ｑｈｃ１，Ｑｈｃ２，Ｑｈｃ３，Ｑｈｃ４は、相互間で、Ｑｈｃ１＞Ｑｈｃ２＞Ｑｈｃ３＞Ｑｈｃ４なる関係を有する。
【００５１】
同図３に示すように、触媒４１を通過する排気流量Ｇｅｘが大きくなるほど要求ＨＣ量Ｑｈｃは小さくなる傾向にマップを設定することで、触媒４１の浄化効率が好適に保持されることが発明者によって確認されている。こうした傾向は、触媒４１を通過する排気流量Ｇｅｘが大きくなると添加されたＨＣ（還元剤）が排気中で広範囲に分散しより効率的に触媒４１に作用するようになること、また、要求ＨＣ量Ｑｈｃを小さくすれば触媒４１を吹き抜けるＨＣ（還元剤）の量が減少することに起因すると考えられる。一方、触媒４１上流の排気温度ＴｅｘＵが高くなるほど要求ＨＣ量Ｑｈｃは大きくなる傾向にマップを設定することで、触媒４１の浄化効率が好適に保持されることが同じく発明者によって確認されている。触媒４１が十分に活性化している温度条件の下、同触媒４１に流入する排気の温度（排気温度ＴｅｘＵ）が高くなると、触媒４１に吸蔵された状態にあり、本来は、ＨＣ（還元成分）存在下で同触媒４１から放出されつつＮ２に還元されるはずのＮＯｘが、Ｎ２に還元されることなく触媒４１下流に流出する傾向が増大するためと考えられる。
【００５２】
上記ステップＳ１０２にて要求ＨＣ量Ｑｈｃを求めた後、続くステップＳ１０３においてＥＣＵ８０は、今回の後行程噴射で４本の燃料噴射弁１３が噴射供給する燃料の総量（以下、後行程噴射総量という）ｑｈｃｔｏｔａｌを、吸気量Ｇａ及び要求ＨＣ量Ｑｈｃに基づいて算出し、さらにこの後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌを、今回の後行程噴射で個々の気筒＃ｎ（ただし、ｎ＝１，２，３，または４）に対応する燃料噴射弁１３が噴射供給する燃料量（以下、気筒別後行程噴射量という）ｑｈｃ（ｎ）に換算する。なお、本実施の形態では、触媒４１に流入する各気筒＃１〜＃４由来の還元成分（ＨＣ）の供給量が、等量となるように調整を行う。このため、各気筒＃１〜＃４についての気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（１）〜ｑｈｃ（４）は、一律、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌの４分の１の量に相当する。
【００５３】
続くステップＳ１０４においては、ＥＧＲ弁６１が全閉状態であるか否かを判断する。ＥＧＲ弁６１が全閉状態である場合、ＥＣＵ８０は排気還流が行われていないと認識し、先のステップＳ１０３で求めた個々の気筒についての気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（１），ｑｈｃ（２），ｑｈｃ（３），ｑｈｃ（４）を、各々最終値ｑｈｃｆｉｎ（１），ｑｈｃｆｉｎ（２），ｑｈｃｆｉｎ（３），ｑｈｃｆｉｎ（４）として記憶した上で、本ルーチンにおける処理を一旦終了する。
【００５４】
一方、ＥＧＲ弁６１が全閉状態でない場合、ＥＣＵ８０は排気還流が行われていると認識し、その処理をステップＳ１０５に移行する。ステップＳ１０５においては、気筒＃１，＃２，＃３，＃４各々に対応する気筒別排気寄与率なる補正係数Ｋｅｘ（１），Ｋｅｘ（２），Ｋｅｘ（３），Ｋｅｘ（４）を求める。ここで気筒別排気寄与率とは、触媒４１に流入する各気筒＃１〜＃４由来の排気について、個々の気筒について、当該気筒から排出された排気のうち、浄化寄与ガス（ＥＧＲ通路６０に回り込まずに触媒４１に達する排気の割合に相当する。
【００５５】
すなわち、任意の気筒＃ｎに関し、後行程噴射によって供給される燃料の量（気筒別後行程噴射量）の最終値ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）と、触媒４１への到達量ｑｈｃａｃｔ（ｎ）との関係は、次式（ｉ）によって表される。
ｑｈｃａｃｔ（ｎ）＝ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）×Ｋｅｘ（ｎ） …（ｉ）
従って、先のステップＳ１０３で求めた個々の気筒についての気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（ｎ）を、次式（ｉｉ）に従って補正することで最終値ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）として採用すれば、補正前の気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（ｎ）と等量の還元成分（ＨＣ）が触媒４１に到達するようになる。
ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）＝ｑｈｃ（ｎ）／Ｋｅｘ（ｎ） …（ｉｉ）
上記演算式（ｉｉ）に従い個々の気筒＃１〜＃４について気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（１）〜ｑｈｃ（４）を、次式（ｉｉ）に従って補正することで最終値ｑｈｃｆｉｎ（１）〜ｑｈｃｆｉｎ（４）を求めた後、ＥＣＵ８０は本ルーチンでの処理を一旦終了する。
【００５６】
ここで、個々の気筒に関する気筒別排気寄与率Ｋｅｘ（ｎ）は、主噴射にかかる噴射量Ｑｍａｉｎと、エンジン回転数Ｎｅとに基づき、予め設定されるマップを参照して求める。
【００５７】
図４は、任意の気筒＃ｎについて予め設定されるマップ上での気筒別排気寄与率Ｋｅｘ（ｎ）、主噴射にかかる燃料噴射量Ｑｍａｉｎ、およびエンジン回転数Ｎｅ相互間の関係を概略的に示す関係図である。なお、図中に示す曲線Ｌ１０，Ｌ２０，Ｌ３０，Ｌ４０は、各々が気筒別排気寄与率Ｋｅｘの等量線に相当する。ちなみに、等量線Ｌ１０，Ｌ２０，Ｌ３０，Ｌ４０上の気筒別排気寄与率Ｋｅｘ１０，Ｋｅｘ２０，Ｋｅｘ３０，Ｋｅｘ４０は、相互間で、Ｋｅｘ１０＞Ｋｅｘ２０＞Ｋｅｘ３０＞Ｋｅｘ４０なる関係を有する。また、斜線部は、排気還流を行わない領域、言い換えるとＥＧＲ弁６１が全閉状態にある領域に相当する。
【００５８】
エンジンの各種運転状態に対応する気筒別排気寄与率Ｋｅｘの特性は、当該エンジン、とくに排気系やＥＧＲ通路の内部構造、或いは各気筒の配置等によって異なる。しかしながら、エンジンの回転数や出力が高まり各気筒から排出される排気の流量が大きくなると、概して、ＥＧＲ通路に回り込む排気の量が全排気量に対し相対的に減少することとなる。
【００５９】
同図４に示すように、本実施の形態のエンジン１００において、実験等で予め設定される気筒別排気寄与率Ｋｅｘは、主噴射にかかる燃料噴射量Ｑｍａｉｎが大きくなるほど、またエンジン回転数Ｎｅが高くなるほど、大きくなる傾向にある。
【００６０】
上記処理手順に基づき、本ルーチンでは、還元剤添加の要求に応じて適宜気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）を算出する。ＥＣＵ８０は、ここで算出された気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）を採用し、各気筒への後行程噴射を別途ルーチン（図示略）に従い実行することとなる。上述したように、各気筒への後行程噴射によって触媒４１に到達する還元成分（ＨＣ）は後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌの４分の１の量に相当するため、気筒＃１〜＃４全てに一回ずつ後行程噴射が実行されることで、触媒４１にとって、吸蔵されているＮＯｘの放出及び還元浄化と、自身のＮＯｘ吸収能力の再生とに今回必要とされる還元剤（燃料）の添加供給が完了する。
【００６１】
ここで、従来の排気浄化装置では、各気筒の燃焼室から排出される全排気のうち、ＥＧＲ通路に流れ込む排気と排気系下流に向かう排気との分配比が、各気筒への後行程噴射に適用される燃料噴射量、言い換えると、各気筒由来の排気に対する還元剤の添加量に反映されていなかった。このため、各気筒から排出される排気について上記ＮＯｘ触媒の機能を活用すべく行う還元剤の添加（後行程噴射）が定量的に実施されても、どの気筒を起源とする排気について還元剤の添加（後行程噴射）が実施されたかにより、また、トルクやエンジン回転数等、エンジンの運転状態の変動に起因し、ＮＯｘ触媒に対する還元成分（ＨＣ）の到達量にばらつきが生じていた。
【００６２】
この点、本実施の形態にかかるエンジン１００の排気浄化装置では、当該エンジン１００の運転中に、排気系下流のＮＯｘ触媒に直接流入する排気と、ＥＧＲ通路６０を通じて吸気系に回り込む排気との分配比を、気筒毎に、また運転状態に応じて変動するパラメータとして記憶し、各気筒への後行程噴射に適用される燃料噴射量に反映させる制御を実施する。
【００６３】
従って、上記分配率が、各気筒間から排出される排気について相互に異なっていたり、さらにそれら異なる分配比がエンジン１００の運転状態に応じて変動する場合であれ、各気筒由来の排気に供給される還元成分（ＨＣ）量の気筒間ばらつき、さらにはエンジン１００の運転状態の変動に起因するばらつきが共に低減される。よって、排気系４０下流の触媒４１に対し、所望量の還元剤（排気中の還元成分）が有効に、且つ安定して作用するようになる。
【００６４】
結果として、触媒４１に、安定した浄化機能が保証されるようになる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンシステムに適用した第２の実施の形態について、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００６５】
なお、当該第２の実施の形態にあって、適用対象とするエンジンの構成や、ＥＣＵ及びその周辺の電気的構成（図１参照）は先の第１の実施の形態と同一である。このため、同等の機能および構造を有する部材やハードウエア構成等については同一の符号を用い、ここでの重複する説明は割愛することとする。
【００６６】
先の第１の実施の形態の排気浄化装置では、エンジン１００の気筒＃１〜＃４各々について、気筒別排気寄与率Ｋｅｘを求め、触媒４１に流入する各気筒＃１〜＃４由来の還元成分（ＨＣ）の供給量が、等量（後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌの４分の１の量）となるように調整を行うこととした。
【００６７】
このような制御態様に替え、第２の実施の形態の排気浄化装置では、特定の気筒を選定し、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌ相当の燃料を、当該選定された気筒のみを介して触媒４１に供給する。
【００６８】
図５は、本実施の形態における「後行程噴射量算出ルーチン」を示すフローチャートである。同ルーチンは、先の第１の実施の形態で説明した「後行程噴射量算出ルーチン」（図２参照）のうち、ステップＳ１０５〜Ｓ１０８の処理内容を、図５中において破線で囲ったステップＳ２０５〜Ｓ２０７の処理内容に変更したものである。
【００６９】
すなわち、本ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ８０は先ず、先の第１の実施の形態の「後行程噴射量算出ルーチン」におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同等の処理手順に従い、還元剤添加の要求の有無の確認（ステップＳ１０１）、要求ＨＣ量の算出（ステップＳ１０２）、後行程噴射総量および気筒別後行程噴射量の算出（ステップＳ１０３）、並びにＥＧＲが全閉状態にあるか否かの判断（ステップＳ１０４）を順次行う。
【００７０】
そして、上記ステップＳ１０４においてＥＧＲ弁６１が全閉状態であると判断した場合、第１の実施の形態と同じくＥＣＵ８０は、ステップＳ１０３で求めた個々の気筒についての気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（ｎ）を各々最終値ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）として記憶した上で、本ルーチンにおける処理を一旦終了する。この場合ＥＣＵ８０は、上記処理手順に基づき算出された気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）を採用し、別途ルーチン（図示略）に従って気筒＃１〜＃４全てに１回ずつ後行程噴射を実施する。
【００７１】
一方、上記ステップＳ１０４においてＥＧＲ弁６１が全閉状態でないと判断した場合、ＥＣＵ８０はその処理をステップＳ２０５に移行する。ステップＳ２０５においては、各気筒＃１〜＃４について、気筒別後行程噴射量ｑｈｃ（ｎ）およびエンジン回転数Ｎｅに基づき気筒別排気寄与率Ｋｅｘ（ｎ）を算出し、気筒別排気寄与率Ｋｅｘ（ｎ）が最も大きな気筒を、後行程噴射を実行する特定気筒として選定する。
【００７２】
続くステップＳ２０６において、ＥＣＵ８０は、上記ステップ２０５で選定した特定気筒についての気筒別後行程噴射量ｑｈｃを、第１の実施の形態で説明した演算式（ｉｉ）に従って補正し、その最終値ｑｈｃｆｉｎを得る。ステップＳ２０６での処理を経た後、ＥＣＵ８０は、本ルーチンでの処理を一旦終了する。
【００７３】
本ルーチンにおいて、上記一連の処理手順（ステップＳ２０５及びＳ２０６）を通じ特定気筒についての気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎが得られた場合、ＥＣＵ８０は、別途ルーチン（図示略）に従い当該特定気筒についてのみ後行程噴射を実施する。このとき、気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎ（ｎ）の後行程噴射を一気筒（特定気筒）に実施することによって触媒４１へ到達する還元成分（ＨＣ）の到達量ｑｈｃａｃｔ（ｎ）（演算式（ｉ），（ｉｉ）参照）は、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌの４分の１の量にあたる。従って、特定気筒に対し、気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎの後行程噴射が４回実行されることで、触媒４１にとって、吸蔵されているＮＯｘの放出及び還元浄化と、自身のＮＯｘ吸収能力の再生とに今回必要とされる還元剤（燃料）の添加供給が完了することになる。
【００７４】
以上、説明したように、本実施の形態にかかるエンジン１００の排気浄化装置によれば、気筒別排気寄与率Ｋｅｘ（ｎ）が最も大きな気筒を、後行程噴射を実行する特定気筒として選定する（優先的に適用する）ことにより、後行程噴射量の補正が最小となる。また、補正を行う対象も、選定された特定気筒に対する後行程噴射量に限られるため、補正結果として得られるデータの再現性も高まる。
【００７５】
よって、各気筒由来の排気に供給される還元成分（ＨＣ）量の気筒間ばらつき、さらにはエンジン１００の運転状態の変動に起因するばらつきが、より低減されるようになる。
【００７６】
すなわち、排気系４０下流の触媒４１に対し、所望量の還元剤（排気中の還元成分）が有効に、且つ安定して作用し、同触媒４１にとって、一層安定した浄化機能が保証されるようになる。
【００７７】
なお、本実施の形態においては、エンジン１００に搭載された４本の気筒のうち、１気筒のみを、後行程噴射を実行する特定気筒として選定する（優先的に適用する）こととした。これに対し、気筒別排気寄与率Ｋｅｘの比較的高い２本若しくは３本の気筒を特定気筒群として選定し、本実施の形態にかかる「後行程噴射量算出ルーチン」と同様の制御ロジックを適用してもよい。
（第３の実施の形態）
次に、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンシステムに適用した第３の実施の形態について、第１及び第２の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００７８】
なお、当該第３の実施の形態にあっても、適用対象とするエンジンの構成や、ＥＣＵ及びその周辺の電気的構成（図１参照）は先の第１及び第２の実施の形態と同一である。このため、同等の機能および構造を有する部材やハードウエア構成等については同一の符号を用い、ここでの重複する説明は割愛することとする。
【００７９】
エンジン１００のＥＧＲ通路６０を通過（還流）する排気中のＨＣ量が増加すると、当該通路６０の内壁に煤等が堆積し易くなる。ＥＧＲ通路６０の通路内壁は、ＥＧＲクーラ６２による強制冷却が行われるため、排気中に含まれるガス状の未燃燃料や浮遊粒子等が煤等として堆積し易く、また一旦堆積した煤等が付着し易い条件下にある。また、その通路面積が比較的小さいため、煤等が堆積或いは付着することで、当該通路６０内における排気の流れが滞る状態や、同通路６０が閉塞する状態が発生し易い。
【００８０】
そこで、第３の実施の形態の排気浄化装置では、特定の気筒を選定し、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌ相当の燃料を当該選定された気筒のみを介して触媒４１に供給する上記第２の実施の形態同様の制御と、一回毎の後行程噴射量について上限を設定し、ＥＧＲ通路６０内壁への煤の堆積等を抑制する制御とを併せ行う。
【００８１】
図６は、本実施の形態における「後行程噴射量算出ルーチン」を示すフローチャートである。同ルーチンは、先の第２の実施の形態で説明した「後行程噴射量算出ルーチン」（図５参照）における処理内容のうち、ステップＳ２０６の後に、図６中において破線で囲ったステップＳ３０７，Ｓ３０８およびＳ３０９を付加したものである。
【００８２】
すなわち、本ルーチンに処理が移行すると、ＥＣＵ８０は先ず、先の第２の実施の形態の「後行程噴射量算出ルーチン」におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４、並びにステップＳ２０５及びＳ２０６と同等の処理手順に従い、還元剤添加の要求の有無の確認（ステップＳ１０１）、要求ＨＣ量の算出（ステップＳ１０２）、後行程噴射総量および気筒別後行程噴射量の算出（ステップＳ１０３）、ＥＧＲが全閉状態にあるか否かの判断（ステップＳ１０４）、特定気筒の選定（ステップＳ２０５）、並びに当該特定気筒に関する気筒別後行程噴射量の補正（ステップＳ２０６）を順次行う。
【００８３】
ステップＳ２０６を経た後、続くステップＳ３０７においてＥＣＵ８０は、特定気筒に対し上記ステップＳ２０６で求めた気筒別噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎを採用して後行程噴射を行う場合、１回の後行程噴射によってＥＧＲ通路に回り込むと推定される還元成分（ＨＣ）の量（以下、ＥＧＲ回り込みＨＣ量）Ｑｈｃｅｇｒを算出する。ＥＧＲ回り込みＨＣ量Ｑｈｃｅｇｒは、以下の手順に従って求める。
【００８４】
先ず、排気系４０に流れ込むＨＣ全量ＨｃｔｏｔａｌとＥＧＲ通路６０に回り込むＨＣ量Ｈｃｅｇｒとの比率（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ；以下、ＨＣ増加量比率という）を、主噴射にかかる燃料噴射量Ｑｍａｉｎと、エンジン回転数Ｎｅとに基づき予め設定されたマップを参照して求める。
【００８５】
図７は、マップ上におけるＨＣ増加量比率（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ）、主噴射にかかる燃料噴射量Ｑｍａｉｎ、及びエンジン回転数Ｎｅ相互間の関係を概略的に示す関係図である。
【００８６】
エンジンの各種運転状態に対応するＨＣ増加量比率（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ）の特性は、当該エンジン、とくに排気系やＥＧＲ通路の内部構造、或いは各気筒の配置等によって異なる。しかしながら、エンジンの回転数や出力が高まり各気筒から排出される排気の流量が大きくなると、概して、ＥＧＲ通路に回り込む排気の量が全排気量に対し相対的に減少することとなり、排気中に含まれるＨＣ全量に対し、ＥＧＲ通路６０に回り込むＨＣ量の比率も減少することとなる。
【００８７】
すなわち、同図７に示すように、本実施の形態のエンジン１００において、主噴射にかかる燃料噴射量Ｑｍａｉｎが高くなるほど、また、エンジン回転数Ｎｅが高くなるほどＨＣ増加量比率（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ）は低くなる傾向にある。ＨＣ増加量比率（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ）の示すこのような特性は、図４を併せ参照して明らかなように、ＥＧＲ通路６０に回り込まない排気の分配率を反映する気筒別排気寄与率Ｋｅｘのようなパラメータの特性とは、概ね相反するものになる。
【００８８】
次に、このようにして求めたＨＣ増加量比率（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ）と気筒別噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎとに基づき、ＥＧＲ回り込みＨＣ量Ｑｈｃｅｇｒを、例えば次式（ｉｉｉ）に従って算出する。
Ｑｈｃｅｇｒ＝ｑｈｃｆｉｎ×（Ｈｃｅｇｒ／Ｈｃｔｏｔａｌ）…（ｉｉｉ）
こうしてＥＧＲ回り込みＨＣ量Ｑｈｃｅｇｒを得た後、ＥＣＵ８０はその処理をステップＳ３０８に移行する。
【００８９】
ステップＳ３０８では、上記ステップＳ３０７で算出したＥＧＲ回り込みＨＣ量ＱｈｃｅｇｒがＨＣ限度量Ｌｉｍｈｃ以下であるか否かを判断する。ＨＣ限度量Ｌｉｍｈｃは、一回の後行程噴射によってＥＧＲ通路６０内に流入するＨＣにとって、同通路６０内壁に煤等の堆積を生じさせないための限度量に相当する。ＨＣ限度量Ｌｉｍｈｃは、触媒４１上流の排気温度ＴｅｘＵと、ＥＧＲ通路６０内のガス流量（排気還流量）Ｇｅｇｒとに基づき予め設定されたマップを参照して求める。なお、排気還流量Ｇｅｇｒは、吸気量Ｇａ及びＥＧＲ弁６１の開弁量等に基づいて推定する。
【００９０】
図８は、マップ上におけるＨＣ限度量Ｌｉｍｈｃ、触媒４１上流の排気温度ＴｅｘＵ、及び排気還流量Ｇｅｇｒ相互間の関係を概略的に示す関係図である。
【００９１】
同図８に示すように、触媒４１上流の排気温度ＴｅｘＵが高いほど、また排気還流量Ｇｅｇｒが大きいほど、ＨＣ限度量Ｌｉｍｈｃも高い数値に設定される。同等のＨＣを含むガスであっても、温度が高く、また、その流速が大きくなるほどＨＣを堆積させにくいためである。
【００９２】
そこでＥＣＵ８０は、ＥＧＲ回り込みＨＣ量ＱｈｃｅｇｒがＨＣ限度量Ｌｉｍｈを上回っていると判断した場合には、Ｓ２０６で求めた気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎを、ＥＧＲ回り込みＨＣ量がＨＣ限度量を上回らないようにを再補正する。この場合、後行程噴射により噴射される燃料の総量（本実施の形態ではＳ２０６で求めた気筒別後行程噴射量ｑｈｃｆｉｎの４倍）は不変として、特定気筒について各回の後行程噴射で採用される気筒別後行程噴射量ｑｈｃｆｉｎを減量する一方、後行程噴射の回数を増加させる制御を行えばよい。
【００９３】
一方、ＥＧＲ回り込みＨＣ量ＱｈｃｅｇｒがＨＣ限度量Ｌｉｍｈ以下であると判断した場合には、Ｓ２０６で求めた気筒別後行程噴射量（最終値）ｑｈｃｆｉｎや後行程噴射の回数を再補正することなく本ルーチンでの処理を一旦終了する。
【００９４】
以上、説明したように、本実施の形態にかかるエンジン１００の排気浄化装置によれば、後行程噴射を実施した結果、排気に含まれこととなる排気中の還元成分（ＨＣ）のうち、ＥＧＲ通路６０に流入するＨＣの流入量が的確に把握され、且つ当該流入したＨＣが煤等としてＥＧＲ通路６０内に堆積するに至らしめる量に達することを好適に抑制することができるようになる。
【００９５】
よって、排気系４０に供給された燃料、又は燃料を起源とする還元成分（ＨＣ）が、ＥＧＲ通路６０に回り込み、同通路内に滞留することで、同通路を詰まらせたり、通路面積を小さくすることもない。
【００９６】
従って、触媒４１の機能保持と、ＥＧＲ通路６０の機能保持とが好適に両立されるようになる。
（他の実施の形態）
なお、上記第１〜第３の実施の形態において説明した制御構造、すなわち後行程噴射算出手順と同等の制御手順を用いてＮＯｘ触媒へ還元剤を供給する制御構造を、図１におけるエンジン１００とは異なる構成を有するエンジンシステムに適用することもできる。
【００９７】
図９に示すように、エンジン１００’は、上記第１〜第３の実施の形態にかかるエンジン１００の基本構成に、気筒＃１の排気ポート４０ａに取り付けられた燃料添加ノズル１７や、同燃料添加ノズル１７に燃料を移送する添加燃料通路Ｐ２等を付加したディーゼルエンジンシステムである。
【００９８】
エンジン１００’において、サプライポンプ１１は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を添加燃料通路Ｐ２を介して燃料添加ノズル（還元剤噴射ノズル）１７に供給する。添加燃料通路Ｐ２の通路途中には、サプライポンプ１１から燃料添加ノズル１７に向かって遮断弁１４及び調量弁１６が順次配設されている。遮断弁１４は、緊急時において添加燃料通路Ｐ２を遮断し、燃料供給を停止する。調量弁１６は、燃料添加ノズル１７に供給する燃料の圧力（燃圧）を制御する。燃料添加ノズル１７は所定圧以上の燃圧（例えば０．２ＭＰａ）が付与されると開弁し、排気系４０（排気ポート４０ａ）内に燃料を噴射供給する機械式の開閉弁である。すなわち調量弁１６により燃料添加ノズル１７上流の燃圧が制御されることにより、所望の燃料が適宜のタイミングで燃料添加ノズル１７より噴射供給（添加）される。
【００９９】
このように構成されたエンジン１００’では、燃料添加ノズル１７を通じて排気系４０の触媒４１上流に添加される燃料の添加量や添加タイミングがＥＣＵ８０を通じて制御されることにより、触媒４１に導入される排気中の酸素濃度やＨＣ成分が調整される。
【０１００】
当該他の実施の形態においては、排気系４０に設けられた触媒４１、触媒４１に導入される排気中の成分を調整する燃料添加装置１０ａ、さらに燃料添加装置１０ａに燃料を圧送供給する燃料供給系１０等が、ＥＣＵ８０と併せて、エンジン１００’の排気浄化装置としての機能を担う。
【０１０１】
すなわち、エンジン１００’のＥＣＵ８０は、燃料添加装置１０ａを通じ、適宜のタイミングで気筒＃１の排気ポート４０ａ内に燃料を噴射供給することで、各気筒への後行程噴射と同様に、排気中へ還元成分（ＨＣ）を添加する制御を実施する。
【０１０２】
具体的な制御手順に関しては、上記第１〜第３の実施の形態において説明した「後行程噴射量算出ルーチン」（図２、図５、及び図６参照）とほぼ同様の処理手順に従い、燃料添加装置１０ａを通じた排気ポート４０ａへの燃料噴射に供される燃料量を算出し、調量弁１６の開閉弁制御を通じて定量的に燃料噴射を実施する。
【０１０３】
燃料噴射の実施は、予め設定されたマップ（図示略）に従い、例えば気筒＃１が圧縮上死点後α°ＣＡといった態様で、エンジン１００’のクランクシャフトの回転位相に同期した所定のタイミングを選択して行う。
【０１０４】
なお、燃料添加装置１０ａを適用する燃料添加の実施態様では、還元剤添加の要求が有るか否かの判断（図２、図５、及び図６中のステップＳ１０１を参照）に関し、還元剤添加に伴うトルク変動等を生じさせないといった観点から設定される実施条件は、後行程噴射よりも緩和されることとなる。
【０１０５】
また、上記各実施の形態において適用することとした後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌ（図２、図５、及び図６中のステップＳ１０３を参照）は、燃料添加装置１０ａを通じて排気中に添加される還元成分（ＨＣ）の総量に置き換えればよい。
【０１０６】
なお、燃料添加装置１０ａを適用する燃料添加の実施態様では、１回の燃料噴射で添加することのできる燃料量が比較的多いため、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌを１回の燃料噴射によって完了することのできる機会も多い。
【０１０７】
ただし、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌに相当する量の燃料を複数回に分割して噴射する場合には、エンジン１００’のクランクシャフトの回転位相に同期する複数のタイミングを選択し、各タイミングで実施する燃料噴射に採用される燃料噴射量を、上記各実施の形態において適用することとした気筒別後行程噴射量ｑｈｃやその最終値ｑｈｃｆｉｎ（図２、図５、及び図６中のステップＳ１０３等を参照）に置き換えて適用すればよい。
【０１０８】
また、排気系４０におけるＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比は、圧縮、燃焼、膨張、及び排気の各行程を順次繰り返す各気筒＃１〜＃４の動作タイミングによって特定することができる。従って、燃料添加装置１０ａを通じた燃料添加の実施タイミングを、エンジン１００’のクランクシャフトの回転位相、言い換えれば、各気筒＃１〜＃４の動作タイミングと同期させることにより、燃料添加実施時のＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比を、予め設定されたマップ等を参照して把握する。
【０１０９】
そして、後行程噴射総量ｑｈｃｔｏｔａｌに相当する量の燃料を１回で噴射する場合であれ、複数回に分割して噴射する場合であれ、上記ＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比に基づいて補正すれば、所望量の還元成分（ＨＣ）を、適宜触媒４１に流入させることができる。
【０１１０】
このように、排気系４０におけるＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比を還元剤の添加量に反映させる制御構造を、各気筒から排出された排気に直接還元剤を添加供給して触媒４１の機能保持を図るエンジンシステムの排気浄化装置に適用しても、上記第１〜第３の実施の形態と同様、各気筒由来の排気に供給される還元成分（ＨＣ）量の気筒間ばらつき、さらには運転状態の変動に起因するばらつきを共に低減することができるようになる。
【０１１１】
当該他の実施の形態によっても、排気系４０下流の触媒４１にとって、所望量の還元剤（排気中の還元成分）が有効に、且つ安定して作用するようになり、結果として、同触媒４１に、安定した浄化機能が保証されるようになる。
【０１１２】
なお、上記他の実施の形態において、触媒４１への還元成分（ＨＣ）の供給にあたり、燃料添加装置１０ａによる排気ポート４０ａへの燃料噴射と、各気筒＃１〜＃４内での後行程噴射とを併用してもよい。後行程噴射の実行により、間接的に排気中へ還元成分（ＨＣ）を供給する態様では、当該後行程噴射により気筒内に噴射された燃料が高温条件に晒されて軽質化し、触媒４１に対してより有効に作用するが、エンジンの運転状態（トルクや出力）に影響を及ぼしやすい傾向があるため、エンジンの運転状態が比較的安定しているとき（或いは運転領域）において適用されるのが好ましい。一方、燃料添加装置１０ａによるように、排気系４０における触媒４１上流に直接還元成分（ＨＣ）を添加供給する態様では、当該添加供給によるエンジンの運転状態への影響は小さく、１回の添加で大量の還元成分（ＨＣ）を触媒４１に供給することができ、それが適用可能な運転領域も広い。そこで、後行程噴射と、燃料添加装置とを通じた還元成分の供給を、各々の特性に応じて適宜使い分けるように制御ロジックを構成し、両者について、ＥＧＲ回り込みガス及び浄化寄与ガスの分配比が反映される還元剤噴射量の算出方法（制御手順）を適用することとしてもよい。
【０１１３】
また、上記他の実施の形態における燃料添加装置１０ａのように、内燃機関の排気系に還元剤を直接添加する装置構成を適用する場合、還元剤としてディーゼルエンジンの燃料（軽油）を適用する他、ガス中の還元成分としてＮＯｘを還元する機能を有するものであれば、他の還元剤、例えばガソリン、灯油等を用いても構わない。
【０１１４】
また、上記他の実施の形態においては、燃料タンクからコモンレール１２へ燃料を供給するサプライポンプ１１を用いて、サプライポンプ１１の汲み上げた燃料の一部を排気系４０内に添加供給する装置構成を適用することとした。しかし、こうした装置構成に限らず、例えば添加燃料を燃料タンク、或いは他の燃料（還元剤）供給源から供給する独立した供給系を備える装置構成を適用してもよい。
【０１１５】
また、上記他の実施の形態において、燃料の排気系への添加にあたり、添加燃料通路Ｐ２を介して供給される燃料の圧力を調量弁１６によって制御し、その圧力制御によって燃料添加ノズル１７の開閉弁動作を制御する構成を適用している。これに対し、例えば燃料噴射弁１３のように、ＥＣＵ８０による通電を通じて直接開閉弁動作を制御される電磁弁等を燃料添加を行う噴射弁として適用してもよい。
【０１１６】
また、上記各実施の形態においては、本発明の排気浄化装置を内燃機関としての直列４気筒のディーゼルエンジンに適用することとしたが、希薄燃焼を行うガソリンエンジンにも好適に本発明を適用することができる。また、直列４気筒の内燃機関に限らず、搭載気筒数の異なる内燃機関にも本発明を適用することはできる。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内燃機関の運転中に、排気系下流のＮＯｘ触媒に直接流入する分量と、吸気系に還流する分量との分配比が、各気筒間から排出される排気について、相互に異なっていたり、さらにそれら異なる分配比が当該機関の運転状態に応じて変動する場合であれ、各気筒由来の排気に供給される還元剤の成分量のばらつきが最小化される。よって、排気系下流のＮＯｘ触媒に対し、所望量の還元剤（排気中の還元成分）が有効に、且つ安定して作用するようになる。
【０１１８】
また、供給される還元剤がより高い比率でＮＯｘ触媒に到達する排気を、各気筒由来の排気から選択し、選択された排気に対し優先的に還元剤を供給することとなるため、供給される還元剤がより有効に活用されるばかりでなく、必要量の還元成分を定量的にＮＯｘ触媒へ到達、若しくは作用させる制御を実施する上で、当該制御にかかる精度や安定性も向上するようになる。
【０１１９】
また、排気系に供給された還元剤、又は還元剤を起源とする成分が、排気還流通路に回り込み、当該通路内に滞留することで、同通路を詰まらせたり、通路面積を小さくすることもなくなる。従って、当該内燃機関にとって、ＮＯｘ触媒の機能保持と、排気還流の機能保持とが好適に両立されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】同実施の形態における後行程噴射量算出手順を示すフローチャート。
【図３】要求ＨＣ量、触媒を通過する排気流量、及び触媒上流の排気温度について、マップ上における相互間の関係を概略的に示す関係図。
【図４】気筒別排気寄与率、主噴射にかかる燃料噴射量、及びエンジン回転数について、マップ上における相互間の関係を概略的に示す関係図。
【図５】本発明の第２の実施の形態における後行程噴射量算出手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の第３の実施の形態における後行程噴射量算出手順を示すフローチャート。
【図７】ＨＣ増加量比率、主噴射にかかる燃料噴射量、及びエンジン回転数について、マップ上における相互間の関係を概略的に示す関係図。
【図８】ＨＣ限度量、触媒上流の排気温度、及び排気還流量について、マップ上における相互間の関係を概略的に示す関係図。
【図９】本発明の他の実施の形態にかかるディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図。
【符号の説明】
１０ 燃料供給系
１１ サプライポンプ
１２ コモンレール
１３ 燃料噴射弁
２０ 燃焼室
３０ 吸気系
３１ インタークーラ
３２ スロットル弁
４０ 排気系
４１ 吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（還元触媒）
４２ 触媒ケーシング
５０ ターボチャージャ
５１ シャフト
５２ 排気側タービンホイール
５３ 吸気側タービンホイール
６０ ＥＧＲ通路
６１ ＥＧＲ弁
６２ ＥＧＲクーラ
７０ レール圧センサ
７１ 燃圧センサ
７２ エアフロメータ
７３ 空燃比センサ
７４ａ，７４ｂ 排気温センサ
７５ アクセル開度センサ
７６ クランク角センサ
８０ 電子制御装置（ＥＣＵ；還元剤供給量決定手段、分配比認識手段、補正手段、制限手段等を構成）
８１ 中央処理装置（ＣＰＵ）
８２ 読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）
８６ 外部入力回路
８７ 外部出力回路
８８ 双方向性バス
１００ エンジン（内燃機関）
Ｐ１ 機関燃料通路
Claims (3)
- 複数の気筒を有する内燃機関の排気系に設けられ、当該排気系を通じて導入される排気中の窒素酸化物を還元成分の存在下で浄化するＮＯｘ触媒と、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気中に還元剤を供給する還元剤供給手段と、前記排気系の前記ＮＯｘ触媒上流から当該機関の吸気系に排気を還流させる排気還流通路と、前記還元剤供給手段の供給する還元剤の供給量を決定する還元剤供給量決定手段と、各気筒由来の排気について、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量と前記吸気系に還流される排気量との分配比を認識する分配比認識手段と、前記認識される分配比に基づいて、前記決定される還元剤の供給量を、前記吸気系に還流される排気量に対する前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量の比率が高い程、還元剤の供給量が少なくなるように補正する補正手段とを有してなることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 複数の気筒を有する内燃機関の排気系に設けられ、当該排気系を通じて導入される排気中の窒素酸化物を還元成分の存在下で浄化するＮＯｘ触媒と、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気中に還元剤を供給する還元剤供給手段と、前記排気系の前記ＮＯｘ触媒上流から当該機関の吸気系に排気を還流させる排気還流通路と、前記還元剤供給手段の供給する還元剤の供給量を決定する還元剤供給量決定手段と、各気筒由来の排気について、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量と前記吸気系に還流される排気量との分配比を認識する分配比認識手段と、前記認識される分配比に基づいて、前記決定される還元剤の供給量を補正する補正手段と、を有し、前記還元剤供給手段は、前記各気筒に由来する排気のうち、前記吸気系に還流される排気量に対して、前記ＮＯｘ触媒に導入される排気量の分配比が大きくなる気筒由来の排気中に、優先的な還元剤供給を行うことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 前記補正される還元剤の供給量を所定の上限量以下に制限する制限手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の排気浄化装置。
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