JP2007120455A - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料添加装置から内燃機関の排気系に添加された燃料の一部が排気再循環による排気とともに内燃機関の吸気系に搬送された場合においても、内燃機関の運転状態に不具合が発生することを抑制する技術を提供する。
【解決手段】燃料添加弁２８から内燃機関１の排気枝管１８内に添加された燃料の一部がＥＧＲ通路２５を流通して排気枝管８に搬送されたことが検出された場合、搬送された添加燃料の量に応じて筒内噴射量を減量制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。

内燃機関から大気中に放出される窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」という）の量を低減する技術として、排気再循環（以下、「ＥＧＲ」という）装置及び吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」という）を備えた排気浄化システムが知られている。

このような排気浄化システムでは、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元浄化するために内燃機関の排気枝管に添加された燃料などの還元剤（以下、「添加燃料」という）の一部が、ＥＧＲによる排気（以下、「ＥＧＲガス」という）とともに内燃機関の吸気系に搬送されることがある。

その場合、内燃機関の気筒に対して余分の燃料が供給されることになり、トルク変動や過早着火などの不具合が発生する可能性がある。

それに対して、排気枝管における燃料添加装置、ＥＧＲ用の排気取り出し口、及び気筒の位置関係に着目し、複数の気筒のうち排気行程中に排出された排気が排気取り出し口方向に流れる可能性がある場所に位置する気筒において排気行程が行われた時は、燃料添加装置による燃料添加を禁止することにより、添加燃料がＥＧＲガスとともに吸気系へ搬送されることを抑制することを目的とした排気浄化システムが本願出願人により開発されている（特許文献１参照）。
特開２００５−１６４９５号公報 特開２０００−３８９５０号公報 特開平７−２７９７１８号公報

上記の排気浄化システムにおいて燃料添加装置や排気取り出し口の設置形態、排気枝管の形状などを適切に設計することにより、添加燃料の吸気系への搬送量を極力低減することが望ましいが、搭載などの制約から添加燃料が吸気系へ搬送されることを完全に防止することは難しい場合もあり得る。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気系へ添加された燃料がＥＧＲガスとともに内燃機関の吸気系に搬送された場合においても、内燃機関の運転状態に不具合が発生することを抑制する技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、内燃機関の排気系へ添加された燃料がＥＧＲガスとともに内燃機関の吸気系に搬送された場合には、搬送された燃料量に応じて内燃機関の燃料噴射量を減量することを最大の特徴とする。

より詳しくは、本発明の内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の気筒へ燃料を供給する燃料供給装置と、
前記内燃機関の排気枝管内に燃料を添加する燃料添加装置と、
前記排気枝管内を流れる排気の一部を前記内燃機関の吸気系に再循環させる排気再循環装置と、
前記燃料添加装置から添加された燃料が前記排気再循環装置によって排気とともに前記吸気系に搬送されたことを検出する検出手段と、
前記排気再循環装置によって排気とともに前記吸気系に搬送された燃料の量を推定する推定手段と、
前記推定手段の推定量に応じて前記燃料供給装置から供給される燃料を減量制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。

燃料添加装置と排気再循環装置とを備えた排気浄化システムでは、燃料添加装置から内燃機関の排気系へ添加された燃料がＥＧＲガスとともに内燃機関の吸気系に搬送されてしまうことがある。

そこで、本発明の排気浄化システムでは、添加燃料が排気再循環装置によって吸気系に搬送された場合は、搬送された添加燃料量に応じて燃料供給装置による燃料供給量を減量制御するようにした。

これにより、気筒に供給される燃料の総量が過剰になることが抑制され、空燃比の乱れやトルク変動の発生を抑制することが可能になる。その結果、添加燃料が排気再循環装置によって内燃機関の吸気系に搬送された場合においても、内燃機関の運転状態に不具合が発生することを抑制できる。

本発明の排気浄化システムでは、排気再循環装置による添加燃料の搬送量を推定手段によって推定するようにしている。添加燃料の搬送量を推定する方法としては、ＥＧＲ率及び燃料添加量に基づいて推定する方法を例示することができる。これは、燃料添加装置から添加された燃料のうち吸気系に搬送される燃料の割合がＥＧＲ率と正の相関関係を有するからである。ここでいうＥＧＲ率は、内燃機関の吸気系に再循環する排気の量（以下、「ＥＧＲガス量」という）と吸入空気量との和に対するＥＧＲガス量の比率を表す。

本発明の排気浄化システムでは、排気再循環装置による添加燃料の搬送が検出された場合にのみ減量制御が行われるようにしている。これは、燃料添加装置によって燃料が添加されている場合であっても添加燃料が吸気系へ搬送されない場合もあり得るからである。本発明の排気浄化システムでは、そのような場合には減量制御が行われないので、気筒への燃料供給量が過少になることが抑制される。

添加燃料の吸気系への搬送を検出する方法としては、ＥＧＲガスに含まれる燃料の量が通常の場合より多い場合や、排気枝管より下流の排気に含まれる燃料の量が通常の場合より少ない場合に、添加燃料の一部が排気再循環装置によって吸気系へ搬送されていると判定する方法を例示することができる。

また、排気枝管における燃料添加装置、ＥＧＲ用の排気取り出し口、及び排気行程中の気筒の位置関係から添加燃料が吸気系に搬送されるか否かを判別するようにしてもよい。その際、何れの気筒が排気行程となる時に燃料が吸気系へ搬送されるかを予め実験的に求めておくようにしても良い。

ところで、ＥＧＲガスが排気枝管から吸気系に到達するまでにはある程度の時間を要するため、燃料添加装置の添加燃料が内燃機関の吸気系に到達するまでにも同程度の時間がかかることになる。

従って、減量制御が実行される時期は、燃料添加装置による燃料添加が開始されてから添加燃料が吸気系に到達するまでに要する時間を考慮して定められることが好ましい。

そこで、本発明の排気浄化システムでは、ＥＧＲガスの流量に応じて減量制御が行われる時期が定められるようにしてもよい。これは、ＥＧＲガスの流量と添加燃料が吸気系に到達するまでに要する時間とは負の相関関係を有するからである。

これにより、気筒に供給される燃料が実際に増加し始めるタイミングと同期して減量制御を行うことができる。その結果、気筒に対する燃料供給量の変動をより確実に抑制することが可能になる。

燃料添加装置からの燃料添加が開始された直後の添加燃料は排気枝管内に局所的に偏在するため、ＥＧＲガスとともに内燃機関の吸気系へ搬送される添加燃料は徐々に増加する。それに応じて気筒に流入する添加燃料量も急激に増加するのではなく、徐々に増加する。また、燃料添加装置からの燃料添加が停止された場合も、気筒に吸入される添加燃料量は徐々に減少して通常時の燃料供給量に戻る。

そこで、本発明の排気浄化システムでは、減量制御の開始時及び終了時に筒内噴射量を徐々に増減させるようにしてもよい。これにより、気筒に供給される燃料量の添加燃料の搬送による変動をより確実に抑制することができる。その結果、添加燃料が搬送された場合であっても、内燃機関の運転状態に不具合が発生することを抑制することが可能になる。

本発明により、燃料添加装置から内燃機関の排気系に添加された燃料の一部がＥＧＲガスとともに内燃機関の吸気系に搬送された場合においても、内燃機関の運転状態に不具合が発生することを抑制することが可能になる。

以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムを実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

図１は本発明を適用する内燃機関の一実施形態を模式的に示したものである。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有するディーゼル機関である。内燃機関１は、各気筒２の燃焼室（図示省略）に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。

内燃機関１には、吸気枝管８が接続されており、吸気枝管８の各枝管は各気筒２の燃焼室と吸気ポート（図示省略）を介して連通している。吸気枝管８に接続された吸気管９の途中には、排気のエネルギーを駆動源として作動するターボチャージャ１５のコンプレッサハウジング１５ａが設けられている。コンプレッサハウジング１５ａの上流にはエアフローメータ１１が設けられている。

内燃機関１には、排気枝管１８が接続されており、排気枝管１８と吸気枝管８とは、排気枝管１８内を流通する排気の一部を吸気枝管８へ再循環させるＥＧＲ通路２５を介して連通されている。このＥＧＲ通路２５は、排気枝管１８内に形成された排気取り出し口２５ａによって排気枝管１８と接続されている。

このＥＧＲ通路２５の途中には、電磁弁などで構成され、印加電圧の大きさに応じてＥＧＲ通路２５を流通する排気（以下、「ＥＧＲガス」という）の流量を変更するＥＧＲ流量調整弁２６が設けられている。ＥＧＲ流量調整弁２６より上流には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２７が設けられている。ＥＧＲクーラ２７の上流にはＥＧＲガスを浄化するＥＧＲクーラ前触媒２９が設けられている。ＥＧＲクーラ前触媒２９の上流にはＥＧ
Ｒガスの空燃比を検出する空燃比センサ４が設けられている。

このように構成されたＥＧＲ装置では、ＥＧＲ流量調整弁２６が開弁されると、ＥＧＲ通路２５が導通状態となり、排気枝管１８内を流通する排気の一部が排気取り出し口２５ａからＥＧＲ通路２５へ流入し、ＥＧＲクーラ前触媒２９、ＥＧＲクーラ２７を経て吸気枝管８へ導かれる。

吸気枝管８へ再循環したＥＧＲガスは、吸気枝管８の上流から流れてきた新気と混合され、各気筒２の燃焼室へ導かれる。

排気枝管１８の各枝管は各気筒２の燃焼室と排気ポートを介して連通している。排気枝管１８は集合部１６を介してターボチャージャ１５のタービンハウジング１５ｂと接続されている。タービンハウジング１５ｂは排気管１９と接続され、排気管１９は下流にて大気と通じている。

排気管１９の途中には吸蔵還元型ＮＯｘ触媒２０（以下、「ＮＯｘ触媒」という）が設けられている。

ＮＯｘ触媒２０は、流入する排気の酸素濃度が高い時は排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下した時は吸蔵しているＮＯｘを放出する。その際、排気中に燃料などの還元成分が存在していれば、放出されたＮＯｘが還元・浄化される。

排気枝管１８には、排気枝管１８内に噴孔が臨むように燃料添加弁２８が設けられている。燃料添加弁２８から排気枝管１８内に添加された還元剤としての燃料は、排気枝管１８内を流れる排気の酸素濃度を低下させるとともに、排気管１９を経由してＮＯｘ触媒２０に到達する。これにより、ＮＯｘ触媒２０に吸蔵されたＮＯｘを適宜ＮＯｘ触媒２０から放出・還元させることができる。

内燃機関１にはクランクシャフトの回転位置に応じた電気信号を出力するクランクポジションセンサ３３が設けられている。

燃料噴射弁３、ＥＧＲ流量調整弁２６、燃料添加弁２８はそれぞれＥＣＵ３５と電気的に接続され、ＥＣＵ３５から出力される制御信号によって制御される。また、空燃比センサ４、エアフローメータ１１、クランクポジションセンサ３３はそれぞれＥＣＵ３５と電気的に接続され、その出力信号がＥＣＵ３５に入力される。ＥＣＵ３５は各センサから入力された信号に基づいて内燃機関１の運転状態を制御するとともに、本発明の本旨となる燃料噴射量の減量制御を行う。

以上のように構成された排気浄化システムにおいては、ＥＧＲ流量調整弁２６が開弁されてＥＧＲが行われている時は、排気枝管１８内には排気取り出し口２５ａに流入する排気の流れが形成される。

この時燃料添加弁２８から燃料が添加されると、添加燃料の一部が排気取り出し口２５ａに流入する排気とともにＥＧＲ通路２５を流通し吸気枝管８に搬送される場合がある。

その場合、想定されていない余分な燃料が気筒２に供給されることになるため、燃料噴射弁３から気筒２に通常の量の燃料が噴射されると、気筒２に供給される燃料の総量（以下、「筒内燃料供給量」という）が過剰となり、トルク変動や過早燃焼を発生させる可能性がある。

それに対し、本実施例では、添加燃料の一部がＥＧＲガスとともに吸気枝管８に搬送されたことが検出された場合、吸気枝管８に搬送された燃料の量（以下、「搬送量」という）を推定し、その推定量に応じて燃料噴射弁３から気筒２に噴射される燃料の量（以下、「筒内噴射量」という）を減量制御するようにしている。

以下、ＥＣＵ３５により行われる筒内噴射量の減量制御について、図２のフローチャートに基づいて説明する。図２のフローチャートは筒内噴射量の減量制御を行うためのルーチンを示すフローチャートであり、このルーチンはＥＣＵ３５によって所定期間毎に繰り返し実行される。

まず、ステップＳ２０１において、ＥＣＵ３５は、ＮＯｘ触媒２０のＮＯｘ吸蔵量Ｍが所定の基準吸蔵量Ｍ０より多いか否かを判定する。すなわち、ＥＣＵ３５は、燃料添加弁２８によってＮＯｘ触媒２０に燃料を添加すべきか否かを判定する。

基準吸蔵量Ｍ０はＮＯｘ触媒２０のＮＯｘ吸蔵能力が飽和しないＮＯｘ吸蔵量の上限量に基づいて定めらる。ＮＯｘ吸蔵量Ｍを推定又は検出する方法としては、ＥＣＵ３５に記憶されている内燃機関１の運転状態の履歴に基づいて推定する方法を例示することができる。

ステップＳ２０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ３５は、燃料添加を実施すべくステップＳ２０２以降の処理を実行する。一方、前記ステップＳ２０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ３５は、燃料添加を実施する必要はないと判定し、本ルーチンの実行を終了する。

燃料添加は、ＮＯｘ触媒２０の周囲雰囲気を還元雰囲気にするとともに、ＮＯｘ触媒周囲の排気中に還元剤としての燃料を供給するために実施されるものである。ＮＯｘ触媒２０を流れる排気の空燃比は内燃機関１の運転状態に依存して変化するため、ＮＯｘ触媒２０の周囲雰囲気を還元雰囲気にするために添加される燃料の量は、内燃機関１の運転状態に応じて定められることが好ましい。

そこで、本実施例では、ステップＳ２０２〜Ｓ２０３において、内燃機関１の運転状態として機関回転数Ｎｅ及び筒内噴射量Ｑｆを検出し、機関回転数Ｎｅ及び筒内噴射量Ｑｆをパラメータとして燃料添加弁２８の燃料添加量Ｑａｄを算出するようにしている。

具体的には、ＥＣＵ３５は、まずステップＳ２０２においてクランクポジションセンサ３３による検出信号を機関回転数Ｎｅとして記憶するとともに、燃料噴射弁３に対する制御信号から筒内噴射量Ｑｆを読み込む。続いてステップＳ２０３において、ＥＣＵ３５は、機関回転数Ｎｅ及び筒内噴射量Ｑｆをパラメータとする関数又はマップに基づいて燃料添加量Ｑａｄを算出する。この関数又はマップは予め実験により求められ、ＥＣＵ３５のＲＯＭに記憶されている。

ステップＳ２０４では、ＥＣＵ３５は、燃料添加弁２８に対して、前記ステップＳ２０３で算出した燃料添加量Ｑａｄで燃料添加を実施すべく制御信号を出力し、燃料添加を開始する。

ステップＳ２０５では、ＥＣＵ３５は、前記ステップＳ２０４で燃料添加が開始されてからの経過時間をカウントするタイマーカウンタｔを開始させる。

ステップＳ２０６では、ＥＣＵ３５は、燃料添加弁２８によって排気枝管１８内に添加された燃料が、ＥＧＲガスとともにＥＧＲ通路２５を流通して吸気枝管８に搬送されたか
否かを判定する。具体的には、ＥＧＲ通路２５に設けられた空燃比センサ４の検出値Ａ／Ｆが所定の基準空燃比Ａ／Ｆ０より低い場合に、添加燃料が吸気枝管８に搬送されていると判定するようにしている。

これは、添加燃料が吸気枝管８に搬送されている場合は、ＥＧＲガスの空燃比は内燃機関１から排出される排気の空燃比と略等しいのに対して、添加燃料が吸気枝管８に搬送されている時は、ＥＧＲガス中に含まれる燃料の量が増加しているため、ＥＧＲガスの空燃比が低くなるからである。

基準空燃比Ａ／Ｆ０は固定値であっても良いが、内燃機関１の運転状態に応じて変更される可変値としてもよい。これは、添加燃料が吸気枝管８に搬送されていない場合のＥＧＲガスの空燃比は内燃機関１から排出される排気の空燃比と略等しく、内燃機関１の排気の空燃比は内燃機関１の運転状態に応じて変化するからである。

ステップＳ２０６で肯定判定された場合は、ＥＣＵ３５は、ステップＳ２０７以降の筒内噴射量の減量制御を実行する。一方、ステップＳ２０６で否定判定された場合は、ＥＣＵ３５は、ステップＳ２１８に進み、タイマーカウンタｔを停止するとともにタイマーカウンタｔを０にリセットし、本ルーチンの実行を終了する。

ステップＳ２０７〜Ｓ２１０において、ＥＣＵ３５は、内燃機関１の吸気枝管８に搬送された添加燃料の量を推定し、筒内噴射量の減量制御量を算出する。

まずステップＳ２０７及びＳ２０８では、ＥＣＵ３５は、ＥＧＲ率Ｒを算出する。具体的には、ＥＣＵ３５は、エアフローメータ１１により吸入空気量Ｇａを検出し、この検出値に基づいてＥＧＲガス流量Ｇｅ及びＥＧＲ率Ｒを算出する。ＥＧＲガス流量Ｇｅは排気圧力と吸気圧力の差圧に基づいて推定するようにしてもよい。ＥＧＲ率ＲはＧｅ／（Ｇｅ＋Ｇａ）を演算することによって算出する。

ステップＳ２０９では、ＥＣＵ３５は、添加燃料の搬送率ｋを算出する。添加燃料の搬送率ｋは、燃料添加弁２８によって添加された燃料のうち、ＥＧＲガスとともにＥＧＲ通路２５を流通して吸気枝管８に搬送される燃料の割合を表す。

添加燃料の搬送率ｋはＥＧＲ率Ｒに依存する。図３はＥＧＲ率Ｒと添加燃料の搬送率ｋの関係を示す図である。図３中の横軸はＥＧＲ率Ｒを表し、縦軸は添加燃料の搬送率ｋを表す。図３に示されるように、ＥＧＲ率Ｒが大きくなるほど添加燃料の搬送率ｋは大きくなる。

これは、添加燃料は排気枝管１８内に形成されるＥＧＲガスの流れによって排気取り出し口２５ａに流入し、ＥＧＲガスとともに吸気枝管８に搬送されるため、ＥＧＲガス流量Ｇｅが多くなるほど添加燃料の搬送率ｋは高くなる傾向があるからである。

ＥＧＲ率Ｒと添加燃料の搬送率ｋとの関係は予め実験により求められ、マップ又は関数としてＥＣＵ３５のＲＯＭに記録されている。ステップＳ２０９では、ＥＣＵ３５は、このマップ又は関数に基づいて、前記ステップＳ２０８において算出されたＥＧＲ率Ｒに応じた添加燃料の搬送率ｋを算出する。

ステップＳ２１０では、ＥＣＵ３５は、筒内噴射量に対する減量制御量Ｑｋを算出する。具体的には、前記ステップＳ２０３において算出した燃料添加量Ｑａｄと前記ステップＳ２０９において算出した添加燃料の搬送率ｋとの積を演算することによって添加燃料の搬送量Ｑｋを推定し、これを減量制御量とする。

添加燃料が吸気枝管８に搬送されることによる筒内燃料供給量の増加量は添加燃料の搬送量Ｑｋとほぼ等しいので、筒内噴射量から添加燃料の搬送量Ｑｋに相当する量を減量することで、筒内燃料供給量を当初の筒内噴射量Ｑｆと略等しくすることができる。

これにより、添加燃料が搬送された場合でも、筒内燃料供給量が過剰になることが抑制され、内燃機関１の運転状態に不具合が発生することを抑制できる。

ステップＳ２１１では、ＥＣＵ３５は、筒内噴射量に対する減量制御を開始する時期を決定する。具体的には、ＥＣＵ３５は、燃料添加が開始されてから実際に筒内燃料供給量が増加し始めるまでの遅延時間Ｔｄを算出する。

遅延時間Ｔｄは添加燃料がＥＧＲ通路２５を流通して吸気枝管８に到達するまでに要する時間である。添加燃料はＥＧＲガスとともに吸気枝管８に搬送されるので、遅延時間ＴｄはＥＧＲガスがＥＧＲ通路２５を流通して排気枝管８に到達するために要する時間とほぼ等しく、ＥＧＲガス流量Ｇｅに依存して変化する。

図４はＥＧＲガス流量Ｇｅと遅延時間Ｔｄの関係を示す図である。図４中の横軸はＥＧＲガス流量Ｇｅを表し、縦軸は遅延時間Ｔｄを表す。図４に示されるように、ＥＧＲガス流量Ｇｅと遅延時間Ｔｄとは負の相関関係を有する。

これは、ＥＧＲガス流量Ｇｅが多いほどＥＧＲガスが排気枝管１８から吸気枝管８に到達するのに要する時間が短くなるため、ＥＧＲガスとともに吸気枝管８に搬送される添加燃料も短時間で吸気枝管８に到達するようになるからである。

ＥＧＲガス流量Ｇｅと遅延時間Ｔｄの関係は予め実験により求められ、ＥＧＲガス流量Ｇｅをパラメータとする関数又はマップとしてＥＣＵ３５のＲＯＭに記憶されている。ステップＳ２１１では、ＥＣＵ３５は、この関数又はマップに基づいて前記ステップＳ２０７において検出したＥＧＲガス流量Ｇｅに応じた遅延時間Ｔｄを算出する。

ステップＳ２１２では、ＥＣＵ３５は、燃料添加を開始してからの経過時間が前記ステップＳ２１１で求めた遅延時間Ｔｄを超えたか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ３５は、タイマーカウンタｔの現時点の値が遅延時間Ｔｄより大きいか否かを判定する。ＥＣＵ３５は、肯定判定されるまでステップＳ２１２を繰り返し実行する。

ステップＳ２１２において肯定判定されると、ＥＣＵ３５は、ステップＳ２１３に進み、筒内噴射量に対する減量制御を開始する。具体的には、ＥＣＵ３５は、前記ステップＳ２０２において検出した当初の筒内噴射量Ｑｆから、前記ステップＳ２１０において算出した筒内噴射量に対する減量制御量Ｑｋを減算し、補正筒内噴射量Ｑｆ’（＝Ｑｆ−Ｑｋ）を算出する。そして、ＥＣＵ３５は燃料噴射弁３を制御して筒内噴射量を当初の筒内噴射量Ｑｆから補正筒内噴射量Ｑｆ’に減量する。

この時、ＥＣＵ３５は、筒内噴射量を当初の筒内噴射量Ｑｆから補正筒内噴射量Ｑｆ’まで所定の時間間隔ΔＴかけて減量制御する。これは、ＥＧＲガスとともに吸気枝管８に搬送される添加燃料は徐々に増加するので、筒内燃料供給量も徐々に増加するからである。それに応じて、筒内噴射量の減量制御を徐々に減量することによって、筒内燃料供給量が過剰になることをより確実に抑制することができる。時間間隔ΔＴは予め実験により求められている。

ステップＳ２１４において、ＥＣＵ３５は、燃料添加を停止すべきか否かを判定する。
具体的には、タイマーカウンタｔの現時点の値が燃料添加時間Ｔｇより大きいか否かを判定する。燃料添加時間Ｔｇは、ＮＯｘ触媒２０に吸蔵されたＮＯｘを放出・還元すべく燃料添加を開始してから、ＮＯｘ吸蔵能力が十分回復するまでに要する時間であり、予め実験により求められている。

ＥＣＵ３５は、肯定判定されるまでステップＳ２１４を繰り返し実行する。ステップＳ２１４において肯定判定されると、ＥＣＵ３５は、ステップＳ２１５に進み、燃料添加を停止すべく燃料添加弁２８に対して制御信号を出力する。

続いて、ステップＳ２１６では、ＥＣＵ３５は、前記ステップＳ２１３において開始された筒内噴射量に対する減量制御を停止すべきか否かを判定する。具体的には、タイマーカウンタｔの現時点の値が遅延時間Ｔｄと燃料添加時間Ｔｇとの和Ｔｄ＋Ｔｇより大きいか否かを判定する。

これは、燃料添加が開始されてから実際に筒内燃料供給量が増加し始めるまでに時間的なずれが生じたのと同様の機序によって、燃料添加が停止されてから実際に筒内燃料供給量が当初の量に戻り始めるまでにも時間的なずれが生じるからである。

燃料添加が停止されてから吸気枝管８への添加燃料の搬送量がほぼ無視できる量になるまでの遅延時間としては、前記ステップＳ２１１において算出した遅延時間Ｔｄで代用しても良い。

ＥＣＵ３５は、肯定判定されるまでステップＳ２１６を繰り返し実行する。

ステップＳ２１６において肯定判定されると、ＥＣＵ３５は、ステップＳ２１７に進み、筒内噴射量に対する減量制御を停止する。具体的には、ＥＣＵ３５は、燃料噴射弁３を制御して筒内噴射量を補正筒内噴射量Ｑｆ’から当初の筒内噴射量Ｑｆに増量する。

この時、ＥＣＵ３５は、前記ステップＳ２１３において実行した制御と同様に、所定の時間間隔ΔＴかけて筒内噴射量に対する増量制御を行う。

ステップＳ２１８では、ＥＣＵ３５は、タイマーカウンタｔをストップするとともにタイマーカウンタｔを０にリセットし、本ルーチンの実行を終了する。

図５は、ＥＣＵ３５によって上記のような筒内噴射量に対する減量制御ルーチンが実行された時の、燃料添加量、筒内噴射量、添加燃料の搬送量、及び筒内燃料供給量の時間変化を示す図である。図５中、図I〜図IVの横軸は時間を表し、図Iの縦軸は燃料添加量、図IIの縦軸は筒内噴射量、図IIIの縦軸は添加燃料の搬送量、図IVの縦軸は筒内燃料供給量
を表す。

図５では、燃料添加弁２８による燃料添加が開始された時点が時間ｔの原点として設定されている（図I、Ａ）。従って、図５の横軸で表される時間ｔは上記のルーチンにおけ
るタイマーカウンタｔの値と等しい。

燃料添加が開始されてから（図I、Ａ）遅延時間Ｔｄ経過後（ｔ＝Ｔｄ）、添加燃料が
実際に内燃機関の吸気枝管８に搬送され始め（図III、Ｂ１）、それに応じて筒内噴射量
に対する減量制御が開始される（図II、Ｂ２）。その後、添加燃料の搬送量は徐々に増加してＱｋに達し（図III、Ｃ１）、それに応じて筒内噴射量がＱｆからＱｆ’に徐々に減
量制御される（図II、Ｃ２）。

燃料添加が開始されてから燃料添加時間Ｔｇ経過後（ｔ＝Ｔｇ）、燃料添加が停止される（図I、Ｄ）。燃料添加が停止されてから遅延時間Ｔｄ経過後（ｔ＝Ｔｄ＋Ｔｇ）、吸
気枝管８に搬送される添加燃料の量が減少し始め（図III、Ｅ１）、それに応じて筒内噴
射量に対する減量制御が停止される（図II，Ｅ２）。その後、添加燃料の搬送量は徐々に減少して０になり（図III、Ｆ１）、それに応じて筒内噴射量がＱｆ’からＱｆに徐々に
増量制御される（図II、Ｆ２）。

このように、添加燃料の搬送量に応じて筒内噴射量が減量制御されるため、筒内燃料供給量は当初のＱｆのまま維持される（図IV）。

上記のようにＥＣＵ３５が筒内噴射量に対する減量制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る検出手段、推定手段、及び制御手段が実現されることになる。その結果、添加燃料の一部が内燃機関１の吸気系に搬送された場合においても、内燃機関１の運転状態に不具合が発生することを抑制することが可能になる。

なお、以上述べた実施の形態は本発明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上記の実施形態には種々の変更を加え得る。例えば、図５のＣ２及びＦ２においては筒内噴射量の変化が滑らかになるように減量制御が行われているが、筒内噴射量が階段状に徐々に変化するように減量制御を行うようにしても上記のような本発明に特有の諸効果は失われない。

本発明の実施例における内燃機関の概略構成を示す図である。 本発明の実施例における減量制御ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施例におけるＥＧＲ率と添加燃料の搬送率との関係を示す図である。 本発明の実施例におけるＥＧＲガス流量と遅延時間との関係を示す図である。 本発明の実施例における減量制御ルーチンが実行された場合の燃料添加量、筒内噴射量、添加燃料の搬送量、及び筒内燃料供給量の時間変化を示す図である。

符号の説明

１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・燃料噴射弁
４・・・空燃比センサ
８・・・吸気枝管
９・・・吸気管
１１・・・エアフローメータ
１５・・・ターボチャージャ
１５ａ・・・コンプレッサハウジング
１５ｂ・・・タービンハウジング
１６・・・集合部
１８・・・排気枝管
１９・・・排気管
２０・・・ＮＯｘ触媒
２５・・・ＥＧＲ通路
２５ａ・・・排気取り出し口
２６・・・ＥＧＲ流量調整弁
２７・・・ＥＧＲクーラ
２８・・・燃料添加弁
２９・・・ＥＧＲクーラ前触媒
３３・・・クランクポジションセンサ
３５・・・ＥＣＵ

Claims (3)

1. 内燃機関の気筒へ燃料を供給する燃料供給装置と、
   前記内燃機関の排気枝管内に燃料を添加する燃料添加装置と、
   前記排気枝管内を流れる排気の一部を前記内燃機関の吸気系に再循環させる排気再循環装置と、
   前記燃料添加装置から添加された燃料が前記排気再循環装置によって排気とともに前記吸気系に搬送されたことを検出する検出手段と、
   前記排気再循環装置によって排気とともに前記吸気系に搬送された燃料の量を推定する推定手段と、
   前記推定手段の推定量に応じて前記燃料供給装置から供給される燃料を減量制御する制御手段と、
   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。
2. 請求項１において、前記制御手段は、前記排気再循環装置により前記吸気系に再循環する排気の流量に応じて前記減量制御の実行時期を定めることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
3. 請求項１又は２において、前記制御手段は、前記減量制御の開始時及び終了時に前記燃料供給装置から供給される燃料を徐々に増減させ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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