CN111852624B - 内燃机的排气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内燃机的排气净化装置。该排气净化装置包括：SCR催化剂，配置于排气通路；加热装置，直接地或间接地加热所述SCR催化剂；尿素水供给装置，向所述排气通路的比所述SCR催化剂靠上游处供给尿素水；控制装置，操作所述加热装置和所述尿素水供给装置；及至少一个传感器，取得与排气净化装置的状态相关的信息。所述控制装置执行：状态判定处理，基于来自所述至少一个传感器的信息，判定当前的所述排气净化装置的状态是否是无法使所述SCR催化剂吸附氨的预定的状态；及加热避免处理，在当前的所述排气净化装置的状态是所述预定的状态的情况下，与所述内燃机的运转状态无关地限制所述加热装置对所述SCR催化剂的加热。

Description

内燃机的排气净化装置

技术领域

本发明涉及内燃机的排气净化装置，尤其涉及将尿素水向排气添加来净化排气中的NOx的排气净化装置。

背景技术

例如如日本专利第6045034所公开那样，已知有利用添加到排气的还原剂来净化排气中的NOx(氮氧化物)的排气净化装置。作为还原剂，例如，使用通过尿素水水解而生成的氨(NH3)。通过排气中的NOx和吸附于SCR(selective catalytic reduction：选择性催化还原)催化剂的氨在SCR 催化剂中反应，NOx被还原而变换成氮。不过，SCR催化剂对NOx的净化率依赖于温度，在低温下无法得到高的净化率。在日本专利第6045034 所公开的排气净化装置中，在必须供给尿素水的状况下排气系统的预定位置处的排气温度比阈值温度低的情况下，利用加热器来加热SCR催化剂。

发明内容

为了在SCR催化剂中净化NOx，不仅需要SCR催化剂的温度达到了活性温度，也需要在SCR催化剂中吸附有充分的量的氨。在排气净化装置成为了无法使SCR催化剂吸附氨的状态的情况下，即使加热了SCR催化剂，也无法提高NOx的净化率。也就是说，若只是基于SCR催化剂的温度来判断是否加热SCR催化剂，则可能会使加热所需的能量成为浪费。

本发明提供能够抑制在难以进行使用了尿素水的NOx的净化的状况下为了SCR催化剂的加热而浪费能量的内燃机的排气净化装置。

本发明的第一方案的排气净化装置具备：SCR催化剂，配置于内燃机的排气通路；加热装置，直接地或间接地加热SCR催化剂；尿素水供给装置，向排气通路的比SCR催化剂靠上游处供给尿素水；控制装置，操作加热装置和尿素水供给装置；及至少一个传感器，取得与排气净化装置的状态相关的信息。

控制装置构成为执行状态判定处理和加热避免处理。状态判定处理是基于来自至少一个传感器的信息来判定当前的排气净化装置的状态是否是无法使SCR催化剂吸附氨的预定的状态的处理。加热避免处理是在当前的排气净化装置的状态是预定的状态的情况下与内燃机的运转状态无关地限制加热装置对SCR催化剂的加热的处理。限制加热包括不进行加热和与不是预定的状态时相比抑制加热所使用的能量。通过执行这些处理，能够抑制在难以进行使用了尿素水的NOx的净化的状况下为了SCR催化剂的加热而浪费能量。

在上述方案中，排气净化装置可以还具备在尿素水供给装置中尿素水发生了冻结的情况下将冻结的尿素水解冻的解冻装置。控制装置可以在因尿素水供给装置中的尿素水的冻结而产生了上述预定的状态的情况下，首先执行开始解冻装置对尿素水的解冻的解冻开始处理。并且，可以在解冻开始处理的执行后，结束加热避免处理，执行开始加热装置对SCR催化剂的加热的加热开始处理。通过执行这些处理，能够抑制在因冻结而无法供给尿素水的状况下因SCR催化剂的无用的加热而浪费能量。需要说明的是，从解冻开始处理的执行到加热开始处理的执行为止的时间可以基于来自上述至少一个传感器的信息而设定，也可以是固定的时间。

在上述方案中，控制装置可以在解冻开始处理的执行后，执行判定解冻装置对尿素水的解冻的完成的解冻完成判定处理。尿素水的解冻是否已完成能够基于来自上述的至少一个传感器的信息来判定。

在执行解冻完成判定处理的情况下，控制装置可以在加热开始处理的执行后且尿素水的解冻的完成后，执行开始尿素水供给装置对尿素水的供给的尿素水供给开始处理。加热开始处理可以在尿素水的解冻的完成后执行，也可以在尿素水的解冻的完成前执行。加热开始处理的执行后的定时也包括执行加热开始处理的定时，尿素水的解冻的完成后的定时也包括尿素水的解冻完成的定时。

在上述方案中，所述控制装置可以在所述解冻开始处理的执行后，执行判定所述解冻装置对尿素水的解冻的完成的解冻完成判定处理，可以在尿素水的解冻的完成后，执行开始所述尿素水供给装置对尿素水的供给的尿素水供给开始处理，可以在所述尿素水供给开始处理的执行后，执行所述加热开始处理。

在执行解冻完成判定处理的情况下，控制装置可以在尿素水的解冻的完成后，执行开始尿素水供给装置对尿素水的供给的尿素水供给开始处理，在尿素水供给开始处理的执行后执行加热开始处理。尿素水的解冻的完成后的定时也包括尿素水的解冻完成的定时，尿素水供给开始处理的执行后的定时也包括执行尿素水供给开始处理的定时。

在上述方案中，所述控制装置可以执行判定所述排气通路的预定位置处的温度是否上升至阈值温度以上的温度判定处理，可以在所述预定位置处的温度上升至所述阈值温度以上后，执行所述尿素水供给开始处理。

在上述方案中，控制装置可以执行判定排气通路的预定位置处的温度是否上升至阈值温度以上的温度判定处理。阈值温度可以与尿素水向氨的水解温度建立关联而设定。

在执行温度判定处理的情况下，控制装置可以在预定位置处的温度上升至阈值温度以上后执行尿素水供给开始处理。即使尿素水的冻结融化而变得能够向排气通路供给，若排气通路内的温度尤其是尿素水与排气混合的混合部处的温度未变得充分高，则供给到排气通路的尿素水也不被水解而会析出尿素。通过在排气通路内的温度变得充分高后开始尿素水的供给，能够在排气通路内抑制尿素水的尿素的析出。

在上述方案中，尿素水供给装置可以构成为向排气通路的比加热装置的加热部位靠上游处供给尿素水。控制装置可以在因从尿素水供给装置供给到排气通路的尿素水不被水解而产生了上述预定的状态的情况下，在排气通路的预定位置处的温度上升至阈值温度以上后，结束加热避免处理，开始加热装置对SCR催化剂的加热。阈值温度可以与尿素水向氨的水解温度建立关联而设定。通过执行这样的处理，能够抑制在即使向排气通路供给尿素水也不被水解成氨而会析出的状况下因SCR催化剂的无用的加热而浪费能量。

在上述结构中，控制装置可以在SCR催化剂中吸附有基准量以上的量的氨的期间，即使预定位置处的温度低于阈值温度也不执行加热避免处理，在SCR催化剂的氨的吸附量变得低于基准量后执行加热避免处理。通过执行这样的处理，能够将吸附于SCR催化剂的氨在NOx的净化中有效地利用。

在上述方案中，控制装置可以在因排气净化装置的异常而产生了上述预定的状态的情况下，将加热避免处理持续至排气净化装置的异常被消除为止。通过执行这样的处理，能够抑制在因排气净化装置的异常而无法使 SCR催化剂吸附氨的状况下因SCR催化剂的无用的加热而浪费能量。需要说明的是，排气净化装置的异常包括无法向SCR催化剂供给氨的异常和 SCR催化剂无法吸附氨的异常。

本发明的第二方案的排气净化装置包括：SCR催化剂，配置于内燃机的排气通路；加热装置，直接地或间接地加热所述SCR催化剂；尿素水供给装置，向所述排气通路的比所述SCR催化剂靠上游处供给尿素水；及控制装置，操作所述加热装置和所述尿素水供给装置。所述控制装置在当前的排气净化装置的状态是无法使所述SCR催化剂吸附氨的预定的状态的情况下，执行与所述内燃机的运转状态无关地限制所述加热装置对所述 SCR催化剂的加热的加热避免处理。

如以上所述，根据本发明的排气净化装置，在当前的排气净化装置的状态是无法使SCR催化剂吸附氨的预定的状态的情况下，与内燃机的运转状态无关地限制加热装置对SCR催化剂的加热。由此，能够抑制在难以进行使用了尿素水的NOx的净化的状况下为了SCR催化剂的加热而浪费能量。

附图说明

本发明的示例性实施例的特征、优点及技术上和工业上的意义将会在下面参照附图来描述，在这些附图中，同样的标号表示同样的要素，其中：

图1是示意性地示出本发明的实施方式的排气净化装置的结构的图。

图2是示出SCR催化剂的床温与NOx净化率的关系的图。

图3是示出SCR催化剂的氨吸附量与NOx净化率的关系的图。

图4是示出混合器温度与尿素水的可添加量的关系的图。

图5是说明在本发明的各实施方式中共通的技术思想的图。

图6是说明本发明的第1～第3实施方式的概要的图。

图7是示出本发明的第1实施方式的控制流程的流程图。

图8A是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的一个控制例的图。

图8B是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的一个控制例的图。

图8C是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的一个控制例的图。

图8D是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的一个控制例的图。

图8E是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的一个控制例的图。

图8F是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的一个控制例的图。

图8G是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的一个控制例的图。

图8H是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的一个控制例的图。

图8I是示出相对于本发明的第1实施方式的控制流程的比较例的图。

图8J是示出相对于本发明的第1实施方式的控制流程的比较例的图。

图9A是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的别的控制例的图。

图9B是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的别的控制例的图。

图9C是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的别的控制例的图。

图9D是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的别的控制例的图。

图9E是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的别的控制例的图。

图9F是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的别的控制例的图。

图9G是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的别的控制例的图。

图9H是示出基于本发明的第1实施方式的控制流程的别的控制例的图。

图10是示出本发明的第2实施方式的控制流程的流程图。

图11A是示出基于本发明的第2实施方式的控制流程的控制例的图。

图11B是示出基于本发明的第2实施方式的控制流程的控制例的图。

图11C是示出基于本发明的第2实施方式的控制流程的控制例的图。

图11D是示出基于本发明的第2实施方式的控制流程的控制例的图。

图11E是示出基于本发明的第2实施方式的控制流程的控制例的图。

图11F是示出基于本发明的第2实施方式的控制流程的控制例的图。

图11G是示出基于本发明的第2实施方式的控制流程的控制例的图。

图11H是示出基于本发明的第2实施方式的控制流程的控制例的图。

图12是示出本发明的第3实施方式的控制流程的流程图。

图13A是示出基于本发明的第3实施方式的控制流程的控制例的图。

图13B是示出基于本发明的第3实施方式的控制流程的控制例的图。

图13C是示出基于本发明的第3实施方式的控制流程的控制例的图。

图13D是示出基于本发明的第3实施方式的控制流程的控制例的图。

图13E是示出基于本发明的第3实施方式的控制流程的控制例的图。

图13F是示出基于本发明的第3实施方式的控制流程的控制例的图。

图13G是示出基于本发明的第3实施方式的控制流程的控制例的图。

图13H是示出基于本发明的第3实施方式的控制流程的控制例的图。

图13I是示出基于本发明的第3实施方式的控制流程的控制例的图。

图14是示意性地示出本发明的实施方式的排气净化装置的结构的其他例的图。

图15是示意性地示出本发明的实施方式的排气净化装置的结构的其他例的图。

图16是示意性地示出本发明的实施方式的排气净化装置的结构的其他例的图。

图17是示意性地示出本发明的实施方式的排气净化装置的结构的其他例的图。

图18是说明本发明的第4及第5实施方式的概要的图。

图19是说明本发明的第4实施方式的控制内容的图。

图20是说明本发明的第5实施方式的控制内容的图。

图21是说明排气净化装置的异常的分类的图。

图22是说明本发明的第6实施方式的概要的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。不过，在以下所示的实施方式中提及了各要素的个数、数量、量、范围等数字的情况下，除了特别明确说明的情况或在原理上明显确定为该数字的情况之外，本发明不限定于该提及的数字。另外，在以下所示的实施方式中说明的构造、步骤等除了特别明确说明的情况或明显在原理上确定为此的情况之外，对于本发明未必是必需的。

1.排气净化装置的结构

首先，使用图1对本发明的实施方式的排气净化装置的结构进行说明。在图1中示意性地描绘出内燃机2的排气系统的一部分。内燃机2例如是柴油发动机。在内燃机2的排气通路4设置有用于净化排气中包含的NOx 的排气净化装置10。排气净化装置10是利用添加到排气的尿素水来还原、净化排气中的NOx的尿素SCR系统。

排气净化装置10具备SCR催化剂20、加热装置22及尿素水供给装置30。SCR催化剂20使用吸附到的氨作为还原剂，将排气中的NOx转换成氮分子和水。在排气通路4中，除了SCR催化剂20之外还设置有DPF (柴油颗粒捕集器)、氧化催化剂等装置，但在图1中省略了它们。需要说明的是，SCR催化剂20也可以是DPF一体化的SCR捕集器。

加热装置22配置于排气通路4的比SCR催化剂20靠上游处。加热装置22通过加热在排气通路4中流动的排气来间接地加热位于其下游的 SCR催化剂20。加热装置22具体而言是电加热器。不过，也可以使用使气体燃料或液体燃料燃烧来加热排气的燃烧器作为加热装置22。

尿素水供给装置30具备安装于排气通路4的比SCR催化剂20靠上游处的尿素水添加阀32、蓄积有尿素水的尿素水箱34、将尿素水箱34与尿素水添加阀32连接的尿素水供给管33及将尿素水箱34内的尿素水向尿素水供给管33送出的电动的尿素水泵31。在尿素水添加阀32与SCR催化剂20之间设置有通过搅拌通过气体来促进尿素水与排气的混合的混合器23。不过，混合器23的设置不是必须的。尿素水添加阀32更详细而言配置于排气通路4的比加热装置22靠下游处。从加热装置22向排气提供的热能用于尿素水的水解。

尿素水供给装置30具备在低温环境下尿素水发生了冻结的情况下用于将冻结的尿素水解冻的解冻装置35。解冻装置35具体而言是电加热器。作为解冻装置35的电加热器为了将在尿素水箱34内冻结的尿素水解冻而安装于尿素水泵31，另外，为了将在尿素水供给管33内冻结的尿素水解冻而也安装于尿素水供给管33。

排气净化装置10具备用于取得与其自身的状态相关的信息、与排气的状态相关的信息的多个传感器。在排气通路4的比SCR催化剂20靠上游处设置有排气温度传感器41。由排气温度传感器41取得的温度信息作为用于判断是否执行尿素水添加阀32对尿素水的添加的信息而使用。另外，该温度信息也作为用于推定SCR催化剂20的温度的信息而使用。在图1 中，排气温度传感器41配置于比加热装置22靠上游处，但排气温度传感器41也可以配置于SCR催化剂20的入口附近，还可以配置于SCR催化剂20的出口附近。另外，也可以在SCR催化剂20的上游和下游分别配置排气温度传感器。

在排气通路4的比SCR催化剂20靠上游处设置有NOx传感器42。由NOx传感器42取得的NOx浓度信息作为用于判断是否执行尿素水添加阀32对尿素水的添加的信息而使用。在图1中，NOx传感器42配置于比加热装置22靠上游处，但NOx传感器42也可以配置于SCR催化剂20 的入口附近，还可以配置于SCR催化剂20的出口附近。

在尿素水箱34设置有尿素水温度传感器43。尿素水温度传感器43也能够内置于尿素水泵31。由尿素水温度传感器43取得的温度信息作为用于判断尿素水箱34内的尿素水是否处于冻结的信息而使用。需要说明的是，尿素水是否处于冻结也能够根据由外气温传感器44取得的温度信息来判断。也可以取代由尿素水温度传感器43取得的温度信息或与其一并将由外气温传感器44取得的温度信息用于尿素水的冻结的判定。

排气净化装置10还具备控制装置40。控制装置40从上述的各种传感器取入信息，并且对加热装置22、尿素水泵31、尿素水添加阀32等设备输出操作信号。控制装置40是具有至少1个处理器和至少1个存储器的 ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。存储器包括存储有控制用的至少一个程序(能够由计算机执行的程序)、数据的非易失性存储器和暂时存储处理器的运算结果、从各传感器取得的信息的易失性存储器。存储于存储器的程序通过由处理器执行而使处理器执行后述的各种各样的处理。

2.在各实施方式中共通的技术思想

以下，说明在本发明的各实施方式中共通的技术思想。

SCR催化剂20的NOx净化率依赖于SCR催化剂20的温度。图2示出了SCR催化剂20的床温与NOx净化率的关系。从该图可知，若SCR 催化剂20的温度未上升至活性温度，则SCR催化剂20无法发挥高的NOx 净化率。因而，在要求NOx的净化的状况下SCR催化剂20的温度未上升至活性温度的情况下，需要使加热装置22工作而发热，利用从加热装置 22提供给排气的热来间接地加热SCR催化剂20。

但是，SCR催化剂20的NOx净化率不仅依赖于SCR催化剂20的温度，也依赖于作为还原剂的氨的吸附量。图3示出了SCR催化剂20的氨的吸附量与NOx净化率的关系。从该图可知，为了在SCR催化剂20中净化NOx，需要充分的量的氨吸附于SCR催化剂20。若在SCR催化剂20 中未吸附氨，则即使将SCR催化剂20加热至活性温度，也无法净化NOx。因而，在排气净化装置10的状态是无法使SCR催化剂20吸附氨的状态的情况下，会因使加热装置22工作而产生能量的浪费。

无法使SCR催化剂20吸附氨的排气净化装置10的状态大致划分是以下的3个状态。第一个状态是无法供给氨的生成所需的尿素水的状态。排气净化装置10尤其在尿素水供给装置30或控制系统产生了某些异常的情况下会陷入这样的状态。另外，与异常无关，在低温环境下在尿素水供给装置30中尿素水发生了冻结的情况下，也会陷入这样的状态。

第二个状态是即使成功供给了尿素水也不生成氨的状态。为了从尿素水生成氨，需要被添加了尿素水的场所的温度为尿素水的水解温度以上。在比水解温度低的温度下，尿素水不水解而析出尿素，该尿素会成为沉积物而向排气通路4内(例如混合器23)堆积。图4示出了混合器温度与尿素水的可添加量(也就是说，不产生沉积物的上限添加量)的关系。

第三个状态是即使成功生成了氨SCR催化剂20也无法吸附氨的状态。排气净化装置10尤其在SCR催化剂20自身产生了某些异常的情况下会陷入这样的状态。

在排气净化装置10处于以上列举出的预定的状态的情况下，想要限制利用加热装置22加热SCR催化剂20。将该处理称作加热避免处理。加热避免处理与内燃机2的运转状态无关地执行。也就是说，与内燃机2的运转状态无关地限制利用加热装置22加热SCR催化剂20。限制加热包括完全不使加热装置22工作和与不是预定的状态时相比抑制向加热装置22供给的能量(例如以低电力进行预热)。

将以上的技术思想以控制流程表现出的是图5所示的流程图。存储于控制装置40的存储器的程序以使处理器执行将由该控制流程表现的技术思想具体化的处理的方式制作。

根据图5所示的流程图，首先，在步骤S1中，执行判定当前的排气净化装置10的状态是否是预定的状态的状态判定处理。预定的状态是无法使SCR催化剂20吸附氨的状态，在该状态判定中使用来自排气净化装置 10所具备的各种传感器中的至少一个传感器的信息。在当前的排气净化装置10的状态是上述的预定的状态的情况下，接着，在步骤S2中，执行与内燃机2的运转状态无关地限制加热装置22对SCR催化剂20的加热的加热避免处理。通过执行这些处理，能够抑制在难以进行使用了尿素水的 NOx的净化的状况下为了SCR催化剂20的加热而浪费能量。

3.第1～第3实施方式的概要

本发明的第1～第3实施方式具有在上述的上位概念的技术思想中包含的下位概念的共通的技术思想。在本发明的第1～第3实施方式中，无法使 SCR催化剂20吸附氨的预定的状态是前述的第一个状态，即无法供给氨的生成所需的尿素水的状态，尤其是其中的在尿素水供给装置30中尿素水发生了冻结的状态。尿素水冻结的场所可能是尿素水箱34中，也可能是尿素水供给管33中，还可能是尿素水泵31中。不管怎样，在尿素水发生了冻结的情况下，无法将尿素水向排气通路4供给。

冻结的尿素水能够通过利用解冻装置35加热而解冻。在尿素水供给装置30中尿素水发生了冻结的情况下，若使解冻装置35的解冻开始，则很快能够进行尿素水的供给，加热装置22对SCR催化剂20的加热变得有效。因而，能够将解冻装置35的解冻的开始作为必要条件来结束加热避免处理，开始加热装置22对SCR催化剂20的加热。

将在第1～第3实施方式中共通的技术思想以控制流程表示的是图6所示的流程图。在第1～第3实施方式中，存储于控制装置40的存储器的程序以使处理器执行将由该控制流程表现的技术思想具体化的处理的方式制作。

根据图6所示的流程图，首先，在步骤S11中，判定是否因尿素水供给装置30中的尿素水的冻结而执行着加热避免处理。若无法使SCR催化剂20吸附氨的状态是因尿素水的冻结而产生的，则在步骤S12中，执行开始解冻装置35对尿素水的解冻的解冻开始处理。解冻的开始意味着向作为电加热器的解冻装置35的通电的开始。并且，在解冻开始处理的执行后，在步骤S13中，结束加热避免处理，在步骤S14中，执行开始加热装置22 对SCR催化剂20的加热的加热开始处理。加热的开始意味着向作为电加热器的加热装置22的通电的开始。从执行解冻开始处理起到执行加热开始处理为止的时间可以基于来自传感器的信息来设定，也可以是固定的时间。另外，也可以与解冻开始处理的执行同时地执行加热开始处理。通过执行这些处理，能够抑制在因冻结而无法供给尿素水的状况下因SCR催化剂 20的无用的加热而浪费能量。

需要说明的是，附带地说，根据以下说明的第1～第3实施方式的公开，除了上述的技术思想之外，还能够得到“一种排气净化装置，具备：SCR 催化剂，配置于内燃机的排气通路；加热装置，直接地或间接地加热SCR 催化剂；尿素水供给装置，向排气通路的比SCR催化剂靠上游处供给尿素水；解冻装置，在尿素水供给装置中尿素水发生了冻结的情况下将冻结的尿素水解冻；控制装置，操作加热装置、尿素水供给装置及解冻装置；及至少一个传感器，取得与排气净化装置的状态相关的信息，其中，控制装置基于来自至少一个传感器的信息来判定在尿素水供给装置中是否发生了尿素水的冻结，在尿素水供给装置中发生了尿素水的冻结的情况下，开始解冻装置对尿素水的解冻，在解冻装置对尿素水的解冻开始后，开始加热装置对SCR催化剂的加热”这一与排气净化装置相关的共通的技术思想。

4.第1实施方式的详情

基于图7～图9H对本发明的第1实施方式进行详细说明。

图7是示出第1实施方式的控制流程的流程图。在第1实施方式中，存储于控制装置40的存储器的程序以使处理器执行该流程图所记载的各处理的方式制作。

根据图7的流程图，首先，在步骤S21中，判定在尿素水供给装置30 中尿素水是否处于冻结。在该判定中，使用来自排气净化装置10所具备的多个传感器中的至少一个传感器的信息。例如，能够使用来自设置于尿素水箱34内的尿素水温度传感器43、外气温传感器44的信息。

在使用尿素水温度传感器43的信息的情况下，可以根据由尿素水温度传感器43取得的尿素水温度是否为阈值以下来判定尿素水的冻结。阈值可以设定为尿素水的凝固点，也可以估计尿素水温度传感器43的测定误差而设定为比凝固点高一些的温度。在使用外气温传感器44的信息的情况下，在内燃机2的冷启动时，可以通过当前的外气温度与阈值的比较来判定尿素水的冻结。在内燃机2的停止后，可以基于在停止了内燃机2的运转时取得的外气温度和从停止内燃机2的运转起的经过时间来判定尿素水的冻结。

在判定为尿素水处于冻结的情况下，在步骤S22中执行解冻控制。在解冻控制中，从控制装置40向解冻装置35供给用于使电加热器发热的电力。供给的电力例如在不会引起热冲击的范围内设定为最大的电力。另外，供给的电力也可以根据由尿素水温度传感器43测定的尿素水温度或从供给电力量推定的尿素水温度而变化。

在解冻控制的执行中，在步骤S23中，判定尿素水供给装置30对尿素水的供给是否变得能够进行。也就是说，执行判定冻结的尿素水是否融化而尿素水泵31变得能够进行尿素水从尿素水箱34的泵出和泵出后的尿素水向尿素水添加阀32的送出的解冻完成判定处理。该判定例如可以基于解冻装置35的工作时间来进行。具体而言，可以基于解冻控制的即将执行前的尿素水温度来计算解冻所需的解冻装置35的工作时间，当工作时间达到所需工作时间后判定为变得能够进行尿素水的供给。

在步骤S23的判定中也可以使用尿素水温度传感器43的信息。具体而言，也可以根据由尿素水温度传感器43取得的尿素水温度是否变得比阈值高来判定尿素水的解冻。阈值可以设定为尿素水的融解点，也可以估计尿素水温度传感器43的测定误差而设定为比融解点高一些的温度。另外，在与解冻控制的开始一起或在解冻控制的执行中使尿素水泵31进行了工作的情况下，通过冻结的尿素水的解冻进行而尿素水泵31的转速上升，排出压力也上升。因而，也可以测定尿素水泵31的排出压力、转速，根据这些值的变化来判定尿素水的解冻。

直到变得能够进行尿素水的供给为止，反复进行步骤S22和步骤S23 的各处理。并且，在变得能够进行尿素水的供给的情况下，进行步骤S24 的判定。另外，在步骤S21中判定为尿素水未冻结的情况下，跳过解冻控制。在该情况下，直接进行步骤S24的判定。

在步骤S24中，判定SCR催化剂20的温度是否为目标温度以下。SCR 催化剂20的温度例如可以基于向SCR催化剂20进入的排气的温度来推定，也可以基于通过了SCR催化剂20的排气的温度来推定。另外，也可以直接测定SCR催化剂20的床温作为SCR催化剂20的温度。目标温度可以设定为SCR催化剂20的活性温度或其附近的温度。

在SCR催化剂20的温度为目标温度以下的情况下，在步骤S25中进行SCR催化剂20的加热。也就是说，通过从控制装置40向加热装置22 的通电来使加热装置22工作而发热，利用从加热装置22提供给排气的热来间接地加热SCR催化剂20。在SCR催化剂20的温度为目标温度以下的期间，向加热装置22的供给电力例如设定为加热装置22的额定电力。

在步骤S25的处理后，进行步骤S26的判定。在SCR催化剂20的温度比目标温度高的情况下，跳过步骤S25而进行步骤S26的判定。

在步骤S26中，判定是否能够由尿素水添加阀32进行尿素水的添加。详细而言，执行判定排气通路4内的预定位置的温度是否上升至在执行了从尿素水添加阀32向排气中的尿素水的添加的情况下添加的尿素水的尿素不会析出的阈值温度的温度判定处理。阈值温度例如与尿素水向氨的水解温度建立关联而设定。预定位置例如可以是排气温度传感器41的设置位置，也可以是混合器23的位置。混合器23的周边的温度能够基于从排气温度传感器41得到的温度信息来推定。

直到变得能够进行尿素水的添加为止，反复进行步骤S24、步骤S25 及步骤S26的各处理或步骤S24及步骤S26的各处理。并且，在变得能够进行尿素水的添加的情况下，在步骤S27中执行尿素水供给开始处理。即，使从尿素水添加阀32向排气中的尿素水的添加开始。通过这样等待成为尿素水被水解的温度后开始尿素水的添加，能够抑制排气通路4内的尿素水的尿素的析出。

接着，在步骤S28中，判定SCR催化剂20的温度是否为目标温度以上。直到SCR催化剂20的温度成为目标温度以上为止，反复进行步骤S28 的判定。并且，在SCR催化剂20的温度成为了目标温度以上的情况下，在步骤S29中使加热装置22对SCR催化剂20的加热停止。需要说明的是，这里所说的停止SCR催化剂20的加热是指抑制SCR催化剂20的温度的进一步上升这一含义，可以是完全停止向加热装置22的通电，也可以是使向加热装置22供给的电力下降。

接着，说明基于第1实施方式的控制流程的控制例。图8A～8J是示出基于第1实施方式的控制流程的一个控制例的图。图8A～8J共用时间轴。图8A的纵轴是发动机启动标志。该标志在内燃机2启动的情况下成为激活(ON)。图8B的纵轴是解冻控制标志。该标志在检测到尿素水的冻结而执行了解冻控制的情况下成为激活。另外，在该标志为激活时，步骤S21的判定结果成为肯定。

图8C的纵轴是解冻判定标志。该标志在通过解冻控制将尿素水解冻而变得能够进行尿素水的供给的情况下成为激活。另外，在该标志为激活时，步骤S23的判定结果成为肯定。图8D的纵轴是尿素水添加标志。该标志在通过尿素水添加阀32的工作而向排气中添加了尿素水的情况下成为激活。

图8E的纵轴是排气温度。在图8E中示出了可添加阈值温度，即能够不使尿素水的尿素析出而添加的排气通路4内的预定位置的阈值温度。图 8F的纵轴是可添加判定标志。该标志在排气温度成为了可添加阈值温度以上的情况下成为激活。另外，在该标志为激活时，步骤S26的判定结果成为肯定。

图8G和图8I的各纵轴是SCR催化剂20的温度。在图8G和图8I中示出了其目标温度。另外，由加热装置22进行了加热的情况下的SCR催化剂20的温度的变化由实线描绘，不进行加热的情况下的SCR催化剂20 的温度的变化由虚线描绘。图8H和图8J的各纵轴是向加热装置22供给的电力，即加热器输出。图8G及图8H示出了基于第1实施方式的控制流程的控制例，图8I及图8J示出了相对于该控制例的比较例。

在比较例中，在发动机启动的时刻t1下执行解冻控制，与此同时，加热装置22对SCR催化剂20的加热开始。因而，SCR催化剂20的温度提前上升至目标温度。但是，直到尿素水的解冻完成为止，无法进行尿素水向排气中的添加。在比较例中，在因冻结而无法供给尿素水的状况下SCR 催化剂20被无用地加热。

相对于此，根据基于第1实施方式的控制流程的控制例，在解冻控制的执行后，在冻结的尿素水被解冻的时刻t2下，使加热装置22对SCR催化剂20的加热开始。在与比较例相比的情况下，能够缩短因冻结而无法供给尿素水的状况下的无用的加热时间，因此能够抑制能量被浪费。需要说明的是，在该控制例中，在尿素水的解冻完成之前，排气温度成为了可添加氛围温度的阈值以上。因而，在尿素水的解冻完成的同时，尿素水向排气中的添加开始。

图9A～9H是示出基于第1实施方式的控制流程的别的控制例的图。图9A～9H共用时间轴。图9A～9H的纵轴与图8A～8H的坐标图的纵轴相同。在该控制例中，与刚才的控制例同样，不是在发动机启动的时刻t1下，而是在解冻控制的执行后冻结的尿素水被解冻的时刻t3下，使加热装置 22对SCR催化剂20的加热开始。不过，在该控制例中，排气温度成为可添加阈值温度以上的是比尿素水的解冻完成的时刻t3靠后的时刻t4。因而，在加热装置22对SCR催化剂20的加热开始后，在空出时间(一段时间间隔)后，使尿素水向排气中的添加开始。

5.第2实施方式的详情

基于图10及图11A～11H对本发明的第2实施方式进行详细说明。

图10是示出第2实施方式的控制流程的流程图。在前述的第1实施方式的控制流程中，在尿素水被解冻后，在尿素水供给开始处理的执行前开始SCR催化剂20的加热。相对于此，在第2实施方式的控制流程中，在尿素水被解冻且执行了尿素水供给开始处理后开始SCR催化剂20的加热。在第2实施方式中，存储于控制装置40的存储器的程序以使处理器执行该流程图所记载的各处理的方式制作。需要说明的是，在图10的流程图中，对与图7的流程图所记载的处理同一内容的处理标注有同一步骤编号。

根据图10的流程图，首先，在步骤S21中，判定在尿素水供给装置 30中尿素水是否处于冻结。在判定为尿素水处于冻结的情况下，在步骤 S22中执行解冻控制。在解冻控制的执行中，在步骤S23中执行解冻完成判定处理，判定尿素水供给装置30是否变得能够进行尿素水的供给。

直到变得能够进行尿素水的供给为止，反复进行步骤S22和步骤S23 的各处理。并且，在变得能够进行尿素水的供给的情况下，进行步骤S26 的判定。另外，在步骤S21中判定为尿素水未冻结的情况下，跳过解冻控制。在该情况下，直接进行步骤S26的判定。

在步骤S26中，执行温度判定处理，判定是否能够由尿素水添加阀32 进行尿素水的添加。直到变得能够进行尿素水的添加为止，反复进行步骤 S26的处理。并且，在变得能够进行尿素水的添加的情况下，在步骤S27 中执行尿素水供给开始处理，使从尿素水添加阀32向排气中的尿素水的添加开始。

接着，在步骤S24中，判定SCR催化剂20的温度是否为目标温度以下。在SCR催化剂20的温度为目标温度以下的情况下，在步骤S25中进行SCR催化剂20的加热。在步骤S25的处理之后，进行步骤S28的判定。在步骤S28中，判定SCR催化剂20的温度是否为目标温度以上。直到SCR 催化剂20的温度成为目标温度以上为止，反复进行步骤S28的判定。并且，在SCR催化剂20的温度成为了目标温度以上的情况下，在步骤S29 中使加热装置22对SCR催化剂20的加热停止。

接着，说明基于第2实施方式的控制流程的控制例。图11A～11H是示出基于第2实施方式的控制流程的一个控制例的图。图11A～11H共用时间轴。图11A～11H的纵轴与图8A～8H及图9A～9H的纵轴相同。

根据基于第2实施方式的控制流程的控制例，在解冻控制的执行后，在冻结的尿素水被解冻且之后排气温度成为了可添加阈值温度以上的时刻 t5下，使加热装置22对SCR催化剂20的加热开始。在与在发动机启动的时刻t1下开始加热的比较例(参照图8I及图8J)相比的情况下，能够缩短因冻结而无法供给尿素水的状况下的无用的加热时间，因此能够抑制能量被浪费。

需要说明的是，在该控制例中，在排气温度成为可添加氛围温度的阈值以上之前，尿素水的解冻完成。根据第2实施方式的控制流程，在尿素水的解冻完成之前排气温度成为了可添加氛围温度的阈值以上的情况下，在尿素水的解冻完成的时刻下使加热装置22对SCR催化剂20的加热开始。

6.第3实施方式的详情

基于图12及图13A～13I对本发明的第3实施方式进行详细说明。

图12是示出第3实施方式的控制流程的流程图。在前述的第1实施方式及第2实施方式的各控制流程中，在尿素水被解冻后开始SCR催化剂 20的加热。相对于此，在第3实施方式的控制流程中，在尿素水的解冻开始后，在尿素水被解冻之前开始SCR催化剂20的加热。在第3实施方式中，存储于控制装置40的存储器的程序以使处理器执行该流程图所记载的各处理的方式制作。需要说明的是，在图12的流程图中，对与图7或图 10的流程图所记载的处理同一内容的处理标注有同一步骤编号。

根据图12的流程图，首先，在步骤S21中，判定在尿素水供给装置30中尿素水是否处于冻结。在判定为尿素水处于冻结的情况下，在步骤 S22中执行解冻控制。在解冻控制的执行中，在步骤S30中判定从解冻开始起是否经过了预定时间。

在步骤S30的判定中使用的预定时间相当于将冻结的尿素水利用解冻装置35解冻所需的所需解冻时间与利用加热装置22使SCR催化剂20的温度上升至目标温度所需的所需加热时间的时间差。所需解冻时间例如依赖于向解冻装置35供给的总能量和解冻开始前的尿素水温度。所需加热时间例如依赖于向加热装置22供给的总能量和排气温度。在控制装置40的存储器中存储有将预定时间的值与尿素水温度和排气温度建立关联的映射。

直到从解冻开始起经过预定时间为止，反复进行步骤S22和步骤S30 的各处理。并且，在从解冻开始起经过了预定时间的情况下，进行步骤S24 的判定。另外，在步骤S21中判定为尿素水未冻结的情况下，跳过解冻控制。在该情况下，直接进行步骤S24的判定。

在步骤S24中，判定SCR催化剂20的温度是否为目标温度以下。在 SCR催化剂20的温度为目标温度以下的情况下，在步骤S25中进行SCR 催化剂20的加热。在步骤S25的处理之后，进行步骤S23的判定。另外，在步骤S24中判定为SCR催化剂20的温度比目标温度高的情况下，跳过 SCR催化剂20的加热。在该情况下，直接进行步骤S23的判定。

在步骤S23中，执行解冻完成判定处理，判定尿素水供给装置30是否变得能够进行尿素水的供给。直到变得能够进行尿素水的供给为止，反复进行步骤S22～步骤S23的处理。并且，在变得能够进行尿素水的供给的情况下，进行步骤S26的判定。

在步骤S26中，执行温度判定处理，判定是否能够由尿素水添加阀32 进行尿素水的添加。直到变得能够进行尿素水的添加为止，反复进行步骤 S24～步骤S26的处理。并且，在变得能够进行尿素水的添加的情况下，在步骤S27中执行尿素水供给开始处理，使从尿素水添加阀32向排气中的尿素水的添加开始。

接着，在步骤S28中，判定SCR催化剂20的温度是否为目标温度以上。直到SCR催化剂20的温度成为目标温度以上为止，反复进行步骤S28 的判定。并且，在SCR催化剂20的温度成为了目标温度以上的情况下，在步骤S29中使加热装置22对SCR催化剂20的加热停止。

接着，说明基于第3实施方式的控制流程的控制例。图13A～13G是示出基于第3实施方式的控制流程的一个控制例的图。图13A～13G共用时间轴。各坐标图的纵轴与图8A～9H、图9A～9H及图11A～11H的坐标图的纵轴相同。图13G的纵轴是从解冻控制的开始起的经过时间。在图13G 中示出了经过时间阈值。经过时间阈值是在步骤S30的判定中使用的预定时间。因而，在经过时间超过了经过时间阈值时，步骤S30的判定结果成为肯定。

根据基于第3实施方式的控制流程的控制例，在解冻控制的执行后，在从解冻控制的开始起的经过时间超过了经过时间阈值的时刻t6下，使加热装置22对SCR催化剂20的加热开始。之后，在排气温度成为可添加阈值温度以上且冻结的尿素水被解冻的时刻t7下，尿素水的添加开始。在与在发动机启动的时刻t1下开始加热的比较例(参照图8I及图8J)相比的情况下，能够缩短因冻结而无法供给尿素水的状况下的无用的加热时间，因此能够抑制能量被浪费。另外，通过在尿素水的解冻开始后在尿素水被解冻前开始SCR催化剂20的加热，能够正好在SCR催化剂20的温度达到目标温度时开始尿素水的添加。

需要说明的是，在本实施方式中，通过从解冻控制的开始起的经过时间来计测开始SCR催化剂20的加热的定时，但也可以在尿素水温度上升至预定温度的定时下开始SCR催化剂20的加热。另外，也可以在供给到解冻装置35的总能量达到了预定量的定时下开始SCR催化剂20的加热。

7.排气净化装置的结构的其他例

使用图14～图17对排气净化装置的结构的其他例进行说明。在各图中，对与图1所示的排气净化装置10相同的要素或相当的要素使用了同一标号。在以下的说明中，省略关于这些要素的重复的说明。

在图14所示的结构中，排气净化装置11在排气通路4的SCR催化剂 20的上游且加热装置22的下游具备氧化催化剂24。尿素水添加阀32设置于氧化催化剂24的下游。在该结构中，SCR催化剂20也可以是DPF一体化的SCR捕集器。另外，在该结构中，也可以取代氧化催化剂24而配置DPF，还可以与氧化催化剂24并列地配置DPF。

在图15所示的结构中，排气净化装置12取代作为电加热器的解冻装置35而具备在解冻中利用内燃机2的热的解冻装置50。解冻装置50具备将尿素水泵31和尿素水供给管33的周围包围的水套51、将水套51与内燃机2连接的冷却水管52、53及安装于冷却水管52的阀54。控制装置40 通过操作阀54来控制从内燃机2向水套51的冷却水的供给。根据该结构，利用由内燃机2发出的热加热后的高温的冷却水来进行处于冻结的尿素水的解冻。

在图16所示的结构中，排气净化装置13在混合器23与SCR催化剂 20之间具备加热装置22。因而，尿素水添加阀32在排气通路4的比加热装置22的加热部位靠上游处将尿素水向排气添加。图17所示的结构相当于图16所示的结构的变形例。排气净化装置14具备图16所示的结构的 SCR催化剂20和加热装置22一体化而成的加热催化剂28。图16及图17 所示的结构与其他结构不同，无法将加热装置的热用于尿素水的水解。

图14～图17所示的各结构能够作为前述的第1～第3实施方式的前提来使用。

8.第4及第5实施方式的概要

本发明的第4及第5实施方式具有在前述的上位概念的技术思想中包含的下位概念的共通的技术思想。在本发明的第4及第5实施方式中，无法使SCR催化剂20吸附氨的预定的状态是前述的第二个状态，即从尿素水供给装置30供给到排气通路4的尿素水不被水解的状态。不过，第4 及第5实施方式以图16或图17所示的结构为前提。在此，以图16所示的结构的排气净化装置13为例来对第4及第5实施方式的概要进行说明。

在图16所示的结构中，无法在添加到排气的尿素水的水解中利用加热装置22的热。因而，在内燃机2的冷启动时，即使使尿素水添加阀32进行了工作，添加到排气的尿素水也不水解而会析出尿素，该尿素在排气通路4内成为沉积物。在尿素水不被水解的状况下，无法生成氨，因此即使由加热装置22进行了SCR催化剂20的加热，也会成为能量的浪费。

于是，在排气通路4的预定位置处的温度比阈值温度低的情况下，通过执行加热避免处理来抑制能量的浪费。预定位置例如可以是由尿素水添加阀32将尿素水向排气添加的位置，也可以是由混合器23进行尿素水与排气的混合的位置，还可以是由排气温度传感器41计测排气温度的位置。阈值温度与尿素水的水解温度建立了关联。详细而言，以在预定位置的温度是阈值温度时比尿素水添加阀32对尿素水的添加位置靠下游处(例如混合器23对尿素水和排气的混合位置)的温度成为尿素水的水解温度的方式进行了阈值温度的设定。

通过内燃机2被预热而排气温度上升，很快能够进行基于排气的热的尿素水的水解。若尿素水被水解而生成氨，则加热装置22对SCR催化剂 20的加热成为有效。因而，能够将排气温度的上升作为必要条件来结束加热避免处理，开始加热装置22对SCR催化剂20的加热。

将在第4及第5实施方式中共通的技术思想以控制流程表示的是图18 所示的流程图。在第4及第5实施方式中，存储于控制装置40的存储器的程序以使处理器执行将由该控制流程表现的技术思想具体化的处理的方式制作。

根据图18所示的流程图，首先，在步骤S31中，判定是否因排气温度为低温而执行着加热避免处理。例如，在内燃机2的冷启动时，该判定结果成为肯定。在执行着加热避免处理的原因是由于排气温度是低温所以无法生成氨的情况下，在步骤S32中，判定排气通路4的预定位置处的温度是否成为了阈值温度以上。当通过排气温度的上升而该判定结果从否定变为肯定时，在步骤S33中，结束加热避免处理，在步骤S34中，执行开始加热装置22对SCR催化剂20的加热的加热开始处理。通过执行这些处理，能够抑制在由于是低温所以无法从尿素水生成氨的状况下因SCR催化剂20的无用的加热而浪费能量。

9.第4实施方式的详情

基于图19对本发明的第4实施方式进行详细说明。不过，第4实施方式以图16所示的结构的排气净化装置13为前提。图19是说明第4实施方式的控制内容的图。在图19中，从内燃机2的冷启动的即刻后起的尿素水添加阀32的周边的温度的变化、加热装置22的加热器输出的开启(ON) /关闭(OFF)的变化及SCR催化剂20的温度的变化由具有共用的时间轴的坐标图示出。尿素水添加阀32的周边的温度意味着前述的预定位置的温度。

如图19所示，在内燃机2的冷启动的即刻后，通过加热避免处理而加热装置22的加热器输出被设为关闭。在内燃机2的冷启动后，排气温度逐渐上升，很快在时刻t10下尿素水添加阀32的周边的温度成为阈值温度以上。响应于该情况，加热避免处理结束，执行加热开始处理。即，加热装置22的加热器输出从关闭切换为开启，使加热装置22对SCR催化剂20 的加热开始。当通过加热而SCR催化剂20的温度上升至活性温度时，执行尿素水供给开始处理而使尿素水添加阀32对尿素水的添加开始。

10.第5实施方式的详情

基于图20对本发明的第5实施方式进行详细说明。不过，第5实施方式以图16所示的结构的排气净化装置13为前提。图20是说明第5实施方式的控制内容的图。在图20中，从内燃机2的冷启动的即刻后起的尿素水添加阀32的周边的温度的变化、加热装置22的加热器输出的开启/关闭的变化、SCR催化剂20的温度的变化及SCR催化剂20的吸附氨量的变化由具有共用的时间轴的坐标图示出。

第5实施方式的在加热装置22对SCR催化剂20的加热的判断中使用 SCR催化剂20所吸附的氨的量作为判断材料这一点是一个特征。根据第4 实施方式，在无法从添加的尿素水生成氨的状况下，限制加热装置22对 SCR催化剂20的加热。但是，若SCR催化剂20吸附有一定量以上的氨，则通过利用加热装置22加热SCR催化剂20，能够使用吸附的氨来进行NOx的净化。

在图20所示的例中，内燃机2的冷启动的即刻后的SCR催化剂20 的吸附氨量超过了基准量。基准量是对于进行NOx的净化而言充分的吸附氨量，基于试验或模拟的结果而确定。吸附氨量例如能够根据内燃机2的运转履历来推定。在内燃机2的冷启动的即刻后，排气温度低，尿素水添加阀32的周边的温度低于阈值温度。但是，在第5实施方式中，在SCR 催化剂20中吸附有基准量以上的量的氨的期间，即使尿素水添加阀32的周边的温度低于阈值温度也不执行加热避免处理，加热装置22的加热器输出被设为开启。

吸附于SCR催化剂20的氨的量由于没有来自上游的氨的供给所以逐渐减少。并且，在吸附氨量变得小于基准量的时刻t11下，加热装置22的加热器输出暂且从开启切换为关闭，执行加热避免处理。

伴随于排气温度的上升，很快尿素水添加阀32的周边的温度成为阈值温度以上。响应于该情况，加热避免处理结束，执行加热开始处理。即，加热装置22的加热器输出再次从关闭切换为开启，使加热装置22对SCR 催化剂20的加热再次开始。当通过加热而SCR催化剂20的温度上升至活性温度时，使尿素水添加阀32对尿素水的添加开始。

11.排气净化装置的异常的分类和第6实施方式的技术思想

无法使SCR催化剂20吸附氨的预定的状态中的前述的第一个状态即无法供给氨的生成所需的尿素水的状态可能因排气净化装置的异常而引起。另外，前述的第三个状态即即使成功生成了氨SCR催化剂20也无法吸附氨的状态也可能因排气净化装置的异常而引起。

图21是将排气净化装置的异常针对其每个症状分类的图。如图21所示，由排气净化装置的异常引起的症状能够分类成无法供给氨和无法吸附氨。无法供给氨的原因包括尿素水的浓度不足、供给功能的异常及供给判断的不能这3个原因。供给功能的异常更具体而言是尿素水泵的故障或尿素水添加阀的故障。供给判断的不能更具体而言是NOx传感器的故障或排气温度传感器的故障。无法吸附氨的原因包括SCR催化剂的劣化和SCR 催化剂从排气通路的拆卸这2个原因。这些异常例如能够根据排气净化装置所具备的传感器的信号来直接检测，也可以通过基于由一个或多个传感器得到的信息的自诊断来检测。

12.第6实施方式的概要

本发明的第6实施方式具有在前述的上位概念的技术思想中包含的下位概念的技术思想。在本发明的第6实施方式中，无法使SCR催化剂吸附氨的预定的状态是因排气净化装置的异常而产生的前述的第一个或第三个状态。在排气净化装置的异常是原因而无法供给氨的生成所需的尿素水的情况下，将加热避免处理持续至异常被消除为止，当异常被消除后结束加热避免处理。由此，能够防止在排气净化装置产生了异常的状态下使加热装置无用地工作而浪费能量。

将第6实施方式的技术思想以控制流程表示的是图22所示的流程图。在第6实施方式中，存储于控制装置的存储器的程序以使处理器执行将由该控制流程表现的技术思想具体化的处理的方式制作。需要说明的是，成为第6实施方式的前提的排气净化装置的结构可以是图1、图14、图15、图16及图17所示的结构的任一个。在此，以图1所示的结构的排气净化装置10为例来对第6实施方式的概要进行说明。

根据图22所示的流程图，首先，在步骤S41中，判定是否以排气净化装置10的异常为理由而执行着加热避免处理。在以排气净化装置10的异常为理由而执行着加热避免处理的情况下，在步骤S42中，判定排气净化装置10的异常是否已被消除。若排气净化装置10的异常已被消除，则在步骤S43中结束加热避免处理。但是，若排气净化装置10的异常未被消除，则在步骤S44中继续加热避免处理。能够抑制在排气净化装置10 产生了异常的状况下因SCR催化剂20的无用的加热而浪费能量。

13.其他实施方式

在上述的各实施方式中，基于由传感器取得的信息来判定当前的排气净化装置的状态。但是，例如在内燃机的冷启动时，即使不使用传感器的信息，当前的排气净化装置的状态是无法使SCR催化剂吸附氨的预定的状态的概然性也高。在这样的情况下，也可以执行与内燃机的运转状态无关地限制加热装置对SCR催化剂的加热的加热避免处理。

根据上述的公开，能够得到“一种排气净化装置，具备：SCR催化剂，配置于内燃机的排气通路；加热装置，直接地或间接地加热SCR催化剂；尿素水供给装置，向排气通路的比SCR催化剂靠上游处供给尿素水；及控制装置，操作加热装置和尿素水供给装置，其中，控制装置在当前的排气净化装置的状态是无法使SCR催化剂吸附氨的预定的状态的情况下，执行与内燃机的运转状态无关地限制加热装置对SCR催化剂的加热的加热避免处理”这一技术思想。

Claims (9)

1.一种内燃机的排气净化装置，其特征在于，具备：

SCR催化剂，配置于内燃机的排气通路；

加热装置，直接地或间接地加热所述SCR催化剂；

尿素水供给装置，向所述排气通路的比所述SCR催化剂靠上游处供给尿素水；

控制装置，操作所述加热装置和所述尿素水供给装置；

至少一个传感器，取得与排气净化装置的状态相关的信息；及

在所述尿素水供给装置中尿素水发生了冻结的情况下将冻结的尿素水解冻的解冻装置，

其中，所述控制装置执行：状态判定处理，基于来自所述至少一个传感器的信息，判定当前的所述排气净化装置的状态是否是无法使所述SCR催化剂吸附氨的预定的状态；及加热避免处理，在当前的所述排气净化装置的状态是所述预定的状态的情况下，与所述内燃机的运转状态无关地限制所述加热装置对所述SCR催化剂的加热，

所述控制装置在因所述尿素水供给装置中的尿素水的冻结而产生了所述预定的状态的情况下，执行开始所述解冻装置对尿素水的解冻的解冻开始处理，在所述解冻开始处理的执行后，结束所述加热避免处理，执行开始所述加热装置对所述SCR催化剂的加热的加热开始处理。

2.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述控制装置在所述解冻开始处理的执行后，执行判定所述解冻装置对尿素水的解冻的完成的解冻完成判定处理，在所述加热开始处理的执行后且在尿素水的解冻的完成后，执行开始所述尿素水供给装置对尿素水的供给的尿素水供给开始处理。

3.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述控制装置在尿素水的解冻的完成后执行所述加热开始处理。

4.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述控制装置在尿素水的解冻的完成前执行所述加热开始处理。

5.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述控制装置在所述解冻开始处理的执行后，执行判定所述解冻装置对尿素水的解冻的完成的解冻完成判定处理，在尿素水的解冻的完成后，执行开始所述尿素水供给装置对尿素水的供给的尿素水供给开始处理，在所述尿素水供给开始处理的执行后，执行所述加热开始处理。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述控制装置执行判定所述排气通路的预定位置处的温度是否上升至阈值温度以上的温度判定处理，在所述预定位置处的温度上升至所述阈值温度以上后，执行所述尿素水供给开始处理。

7.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述尿素水供给装置构成为向所述排气通路的比所述加热装置的加热部位靠上游处供给尿素水，

所述控制装置在因从所述尿素水供给装置供给到所述排气通路的尿素水不被水解而产生了所述预定的状态的情况下，在所述排气通路的预定位置处的温度上升至阈值温度以上后，结束所述加热避免处理，开始所述加热装置对所述SCR催化剂的加热。

8.根据权利要求7所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述控制装置在所述SCR催化剂中吸附有基准量以上的量的氨的期间，即使所述预定位置处的温度低于所述阈值温度也不执行所述加热避免处理，在所述SCR催化剂的氨的吸附量变得低于所述基准量后执行所述加热避免处理。

9.根据权利要求1所述的内燃机的排气净化装置，其特征在于，

所述控制装置在因所述排气净化装置的异常而产生了所述预定的状态的情况下，将所述加热避免处理持续至所述排气净化装置的异常被消除为止。

Images