JP2003286828A - 内燃機関のＮＯｘ浄化装置 - Google Patents
内燃機関のＮＯｘ浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ＮＯｘ触媒温度が所定温度以下の
状態での運転（又はその運転累積時間）が所定時間以上
になった場合に、アンモニアスリップを防止できる内燃
機関のＮＯｘ浄化装置を提供することにある。 【解決手段】 エンジン１の排気系２に設けられアンモ
ニアを吸着して排気ガス中のＮＯｘを選択還元するＳＣ
Ｒ触媒（ＮＯｘ触媒）１７、ＳＣＲ触媒１７にアンモニ
ア又はユリア水を供給するユリア水供給装置（還元剤供
給手段）２９、ＳＣＲ触媒１７の触媒温度Ｔｇ又は触媒
温度に相関するパラメータを検出又は推定する触媒温度
検出手段２２、触媒温度検出又は推定結果に応じて、触
媒温度が所定温度ｔｇα以下の状態にある時間が所定時
間ｃｔα以上のとき、ＳＣＲ触媒１７に吸着されたアン
モニアの吸着量ＡＮＨ３を減少するよう制御する吸着量
減少促進手段Ａ１を備えた。
状態での運転（又はその運転累積時間）が所定時間以上
になった場合に、アンモニアスリップを防止できる内燃
機関のＮＯｘ浄化装置を提供することにある。 【解決手段】 エンジン１の排気系２に設けられアンモ
ニアを吸着して排気ガス中のＮＯｘを選択還元するＳＣ
Ｒ触媒（ＮＯｘ触媒）１７、ＳＣＲ触媒１７にアンモニ
ア又はユリア水を供給するユリア水供給装置（還元剤供
給手段）２９、ＳＣＲ触媒１７の触媒温度Ｔｇ又は触媒
温度に相関するパラメータを検出又は推定する触媒温度
検出手段２２、触媒温度検出又は推定結果に応じて、触
媒温度が所定温度ｔｇα以下の状態にある時間が所定時
間ｃｔα以上のとき、ＳＣＲ触媒１７に吸着されたアン
モニアの吸着量ＡＮＨ３を減少するよう制御する吸着量
減少促進手段Ａ１を備えた。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化装置、特に、排気系
に設けた還元触媒の上流側に排気ガス還元剤の供給装置
を配した内燃機関のＮＯｘ浄化装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】内燃機関が排出する排気ガス中のＮＯｘ
はＮＯｘ浄化装置により浄化されているが、特に、ディ
ーゼルエンジンで用いられるＮＯｘ浄化装置はその排気
系に選択還元型のＳＣＲ触媒を置き、その上流側にユリ
ア水を還元剤として供給し、酸素過剰雰囲気下において
ＮＯｘを浄化できるようにしている。このＮＯｘ浄化装
置におけるＮＯｘ浄化率はユリアＳＣＲ触媒の温度が約
３５０℃を上回る領域で高効率でＮＯｘを還元処理して
無害化できる。ここで、ユリア水は式（１）のように加
水分解及び熱分解して、ＮＨ３を放出する。 【０００３】 （ＮＨ２）２ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→２ＮＨ３＋ＣＯ２・・・・（１） また、ＳＣＲ触媒上でのＮＨ３と窒素酸化物との間の脱
硝反応は以下の（２）、（３）の反応がそれぞれ行われ
ることが知られている。 【０００４】 ４ＮＨ３＋４ＮＯ＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２０・・・・（２） ２ＮＨ３＋ＮＯ＋ＮＯ２→２Ｎ２＋３Ｈ２０・・・・（３） このようなユリア水（又はアンモニア）添加式のＳＣＲ
触媒は、例えば、図６に実線で示すように、触媒へのア
ンモニアの吸着量が多いほどＮＯｘ浄化率が高く、この
ため、低温域で高浄化率を得るにはアンモニア吸着量を
高く制御することが好ましい。一方、ＳＣＲ触媒に吸着
できるアンモニア吸着量には限界があり、例えば、図７
に示すように、限界値（実線ｎ）は触媒温度に依存す
る。ここで、ＮＯｘ還元剤であるアンモニアが過剰に投
入されると吸着量限界値（実線ｎ）を越える余剰アンモ
ニアが排出され、アンモニアスリップが生じる。環境を
配慮する上で、アンモニアスリップを防止するため、ア
ンモニア吸着量を限界内（実線ｎと破線との間の領域）
に保持するように制御する必要があり、特に、触媒温度
が急激に変化する車両用触媒においてはその必要性が高
い。 【０００５】このようなＮＯｘ浄化装置において、ＳＣ
Ｒ触媒中のアンモニア吸着量（ユリア水添加量）が適正
な範囲内となるように制御している。この場合、エンジ
ンからＮＯｘ排出量と、ＳＣＲ触媒の温度及びマップか
らのＮＯｘ浄化率とから触媒でのアンモニア消費量を計
算し、これと添加した還元剤量からアンモニア吸着量が
計算可能である。なお、排気ガス中の窒素酸化物の変換
を行う触媒において、有害物質が許容量を超えると触媒
に添加される還元剤量を増量し、下回れば還元剤量を低
下する排気系への還元剤の供給量の調量方法が特表平１
１−５１２７９９号公報に開示される。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、エンジンからのＮＯｘ排出量とマップからのＮＯｘ
浄化率から触媒でのアンモニア消費量を計算し、これと
添加した還元剤量からアンモニア吸着量を計算可能であ
るが、この演算はオープンループ制御であるため、誤差
が生じ易い。特に、触媒温度が所定値以下では、例え
ば、後述する図２に示すように、温度変化に対するＮＯ
ｘ浄化率の傾き（変化量）が大きいため、触媒温度差に
起因するＮＯｘ浄化率のずれを生じ易い。 【０００７】このため、エンジン運転状態が変化して排
気温度が増減すると、触媒温度が変化することになり、
ＮＯｘ浄化性能も変化する。また、後述する図３に示す
ように、触媒温度が所定値以下ではアンモニア吸着量限
界が高いため、より大きな吸着量計算誤差を許容してし
まう可能性がある。 【０００８】このため、アンモニア吸着量限界の高いＳ
ＣＲ触媒の温度が所定温度（例えば、３５０℃）以下の
状態での運転時間が所定時間以上に長くなると、アンモ
ニア消費量の演算誤差が積算され、アンモニア吸着量の
演算誤差が大きくなる。アンモニア吸着量の演算誤差が
大きくなるとアンモニア吸着量が吸着量の限界値を越え
て、アンモニアスリップが生じたり、或いはアンモニア
吸着量が少なくなり、初期のＮＯｘ浄化性能が得られな
いという不具合が生じる虞があった。 【０００９】本発明は、以上のような課題に基づき、Ｓ
ＣＲ触媒の温度が所定温度以下の状態での運転が所定時
間以上になった場合でもアンモニアスリップやＮＯｘ浄
化性能の低下を防止できる内燃機関のＮＯｘ浄化装置を
提供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内燃
機関の排気系に設けられアンモニアを吸着して排気ガス
中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒、前記ＮＯｘ触媒
にアンモニア又はユリア水を供給する還元剤供給手段、
前記ＮＯｘ触媒の触媒温度又は触媒温度に相関するパラ
メータを検出又は推定する触媒温度検出手段、前記触媒
温度検出手段の検出又は推定結果に応じて、前記ＮＯｘ
触媒温度が所定温度以下の状態にある時間が所定時間以
上のとき、前記ＮＯｘ触媒に吸着されたアンモニアの吸
着量を減少するよう制御する吸着量減少促進手段を備え
たことを特徴とする。ここでは、ＮＯｘ触媒温度が所定
温度以下の状態にある時間が所定時間以上になりアンモ
ニアの吸着量や消費量に誤差が生じる比率が増加する運
転が継続すると、ＮＯｘ触媒に吸着されているアンモニ
アを減少させるよう制御する。このように、アンモニア
の吸着量をゼロ側に戻し、更に、アンモニアの吸着量の
演算結果をリセットして、演算誤差を排除し、これ以後
の吸着量や消費量の演算に誤差が含まれないようにし、
アンモニアの添加量を求めるにあたり、アンモニアスリ
ップやＮＯｘ浄化性能の低下が継続して発生することが
ないよう未然に防止することができる。 【００１１】好ましくは、前記吸着量減少促進手段は、
前記還元剤供給手段による尿素水の添加量を減少するよ
う制御しても良い。この場合、尿素水供給装置による減
少処理を容易に制御でき、以後のアンモニアの吸着量の
演算誤差を確実に排除して、アンモニアスリップやＮＯ
ｘ浄化性能の低下を容易に防止できる。好ましくは、前
記吸着量減少促進手段は、前記ＮＯｘ触媒の温度を上昇
させるよう制御しても良い。この場合、エンジンへの燃
料量増や、燃料噴射時期の遅角処理等を行い排気ガス温
度を上昇させ、これにより、ＮＯｘ触媒の温度上昇を図
るので、アンモニアの吸着量を強制的に低減させ、この
後の吸着量の演算に誤差が含まれないようにし、アンモ
ニアスリップやＮＯｘ浄化性能の低下が継続して発生す
ることがないようにできる。 【００１２】好ましくは、前記吸着量減少促進手段は、
前記ＮＯｘ触媒に吸着されたアンモニアがゼロとなるよ
うに、前記還元剤供給手段による供給を停止するよう制
御してもよい。この場合、ＮＯｘ触媒のアンモニア吸着
量を一旦ゼロに戻し、更に、アンモニアの吸着量の演算
結果をリセットするので、以後のアンモニアの吸着量の
演算誤差を排除して、アンモニアスリップやＮＯｘ浄化
性能の低下を容易に防止できる。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態として
の内燃機関のＮＯｘ浄化装置を説明する。ここでの内燃
機関のＮＯｘ浄化装置（以後単にＮＯｘ浄化装置と記
す）は、図示しない車両に搭載されたディーゼルエンジ
ン（以後単にエンジンと記す）１の排気系２に装着され
る。エンジン１はエンジン制御装置（図には主要制御部
を成すエンジンＥＣＵ３０１を記す）３を備え、このエ
ンジン１の排気系にＮＯｘ浄化装置が配備される。な
お、エンジン制御装置のエンジンＥＣＵ１０と、ＮＯｘ
浄化装置の制御部を成す排気ガス制御装置（以後単に排
気系ＥＣＵ４と記す）とは制御系通信回線であるＣＡＮ
（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ）
相互通信システム（以後単にＣＡＮ通信回線と記す）５
によって相互通信可能に連結される。なお、ＣＡＮ通信
装置はエンジンＥＣＵ１０と排気系ＥＣＵ４の相互通信
を可能とし、特に、相互データ通信に用いる接続回線が
比較的簡素化されるという利点がある。 【００１４】図１において、ＮＯｘ浄化装置を装備した
エンジン１は図示しない燃焼室に吸気を導く吸気系と、
燃料噴射量、噴射圧力、噴射時期などを調整する燃料制
御系とを備える。エンジンＥＣＵ１０は要求出力が得ら
れるような燃料量及び噴射時期を設定する燃料噴射量設
定部１０ａと燃料噴射時期設定部１０ｂとを有する。 【００１５】エンジンＥＣＵ１０の入力側には、アクセ
ルペダル踏込量（アクセル踏込量）Ａｃｃを検出するア
クセル踏込量センサ１４、エンジン回転数Ｎｅを演算す
るためのクランク角センサ１５等の各種センサ類が接続
され、出力側には図示しない高圧燃料ポンプにより供給
される高圧燃料を貯留するコモンレール６と各気筒毎に
設けられた燃料噴射ノズル７との間を接続する燃料通路
６ａを開閉する開閉弁８を駆動する燃料噴射用ドライバ
９、図示しない高圧ポンプの燃料供給量を制御する調量
部等の各種デバイス類が接続されている。 【００１６】これにより、例えば、クランク角センサ１
５により検出されたクランク信号θｃに基き演算された
エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度センサ１４により検
出されたアクセルペダル踏込量Ａｃｃとに応じて演算さ
れた要求燃料噴射Ｑに基き、開閉弁の開弁時期、開弁期
間が燃料噴射用ドライバ９によって可変調整され、さら
に、高圧燃料ポンプの調量部がコモンレール６内の燃料
圧力に応じてフィードバック制御される。 【００１７】エンジン１の排気系に設けたＮＯｘ浄化装
置は排気管１６の途中に装着されたＮＯｘ触媒であるＳ
ＣＲ触媒１７と、その上流に配備されるユリア水の添加
ノズル１８と、添加ノズル１８の上流側のＮＯｘ濃度Ｓ
ｎｏｘｆを出力するＮＯｘセンサ１９とＳＣＲ触媒１７
の温度Ｔｇを出力する触媒温度センサ２２と、ＮＯｘ浄
化装置の制御部を成す排気系ＥＣＵ４とを備える。ここ
で、触媒温度センサ２２はＮＯｘ触媒の触媒温度を検出
する触媒温度検出手段を成しているが、これに代えて触
媒前後の排気温度から触媒温度を推定してもよい。更
に、触媒温度に相関するパラメータ、例えばエンジンの
運転状態（燃料量、エンジン回転数）、所定運転域毎の
運転時間や外気温度を考慮して触媒温度の推定値を演算
してもよい。エンジン１から流出した排気は排気多岐管
２５、ＮＯｘ触媒コンバータ２７を配備した排気管１６
を通過し、図示しないマフラーを介して大気放出され
る。 【００１８】ＮＯｘ触媒コンバータ２７はケーシング内
に図示しないハニカム構造のセラミック製触媒担体を備
え、同担体にＳＣＲ触媒１７として機能するための触媒
金属（例えば、バナジウム）が担持される。或いは、Ｎ
Ｏｘ触媒コンバータ２７はＳＣＲ触媒１７として機能す
るための触媒金属（例えば、バナジウム）などによって
ハニカム構造が形成され、ケーシングされても良い。Ｓ
ＣＲ触媒１７はアンモニア（ＮＨ３）により排気ガス中
のＮＯｘを選択還元可能である。ここでＳＣＲ触媒１７
は後述のアンモニア吸着状態において、上述した式
（２），（３）の反応を行い、ＮＨ３と窒素酸化物との
間の反応を促進することができる。なお、ＳＣＲ触媒１
７の触媒温度−目標浄化率特性を図２に、触媒温度−ア
ンモニア吸着量特性を図３に示した。 【００１９】ＳＣＲ触媒１７の上流の排気路２４中にユ
リア水を供給する還元剤供給手段としてのユリア水供給
装置２９が装着される。このユリア水供給装置２９は、
ＮＯｘ触媒コンバータ２７の上流開口側に向けてユリア
水を噴霧する添加ノズル１８と、添加ノズル１８に接続
された噴射管３１と、噴射管３１の上流端のエアタンク
３２と、同エアタンク近傍に設けた圧縮エア制御弁３３
と、圧縮エア制御弁３３より下流位置でユリア水を供給
するユリア水供給部３７とユリア水供給部３７の上流に
位置し、ユリア水を貯蔵するユリア水タンク３５と、こ
れらの制御手段を成す排気系ＥＣＵ４とを備える。 【００２０】排気系ＥＣＵ４はその入出力回路に多数の
ポートを有し、ＮＯｘセンサ１９と触媒温度センサ２２
等よりの検出信号を入力でき、圧縮エア制御弁３３、ユ
リア供給部３７に制御信号を送出する。しかも、ＣＡＮ
通信回線５を介しエンジンＥＣＵ１０とデータの送受を
可能としている。排気系ＥＣＵ４は入出力インターフェ
ース４０１、記憶部４０２、バッテリバックアップ用の
不揮発性メモリ４０３および中央処理部４０４を備え、
特に、ＮＯｘ浄化処理機能を備える。 【００２１】図１の排気系ＥＣＵ４は、基本的にユリア
水供給装置２９を駆動する添加制御手段Ａ０を備える。
特に、吸着量減少促進手段Ａ１として、触媒温度検出手
段（温度センサ２２）の検出又は推定結果に応じて、Ｓ
ＣＲ触媒温度Ｔｇが所定温度ｔｇα以下の状態にある時
間ＣＴ１が所定時間ｃｔα以上の時、ＳＣＲ触媒１７に
吸着されたアンモニアの吸着量ＡＮＨ３を減少するよ
う、即ち、添加量Ｄｕｒｅａを減少、例えばゼロに制御す
る。ここで、所定温度ｔｇα、例えば３５０℃としてい
るが、この値は触媒特性により変わる。所定時間ｃｔα
はアンモニアの吸着量の演算誤差による不具合が生じな
いよう、適正値が選択される。 【００２２】次に、図１のエンジンＥＣＵ１０及びＮＯ
ｘ浄化装置の添加制御処理を、図４、５のＮＯｘ浄化処
理ルーチン及び図２、図３の触媒特性マップを用いて説
明する。ここで、ＮＯｘ浄化装置を搭載した図示しない
車両のエンジン１の駆動時において、エンジンＥＣＵ１
０は複数の制御系、例えば、燃料制御系で適宜実行され
ている関連機器、センサ類が正常か否かの自己チェック
結果が正常であったか否かを確認し、正常（ＯＫ）では
上述の関連センサの各入力値に応じて燃料噴射用ドライ
バ９、調量部等に制御信号を送出し、制御を実行し、そ
の際得られたセンサ出力等を排気系ＥＣＵ４にも送信す
る。 【００２３】一方、排気系ＥＣＵ４は、エンジンキーの
オンと同時に図４、５のＮＯｘ浄化処理ルーチンのＮＯ
ｘ浄化処理制御を所定制御サイクル毎に繰り返す。ここ
で、ステップs１でキーオンを確認し、ステップs２に達
すると、ＳＣＲ触媒温度Ｔｇ、ＮＯｘ排出量Ｕｎｏｘ、
エンジンＥＣＵ１０からの燃料量Ｑｆ、エンジン回転速
度Ｎｅ、その他のデータを取込む。 【００２４】ステップs３に達すると、ＳＣＲ触媒温度Ｔ
ｇに基きＮＯｘ浄化率ηｂを算出し、ステップs４達す
る。ステップs４では、ＳＣＲ触媒温度Ｔｇより目標吸着
量ＡＮＨ３（ｎ）を演算し、ステップs５に達する。ステ
ップｓ５でＮＯｘ排出量ＵｎｏｘとＮＯｘ浄化率ηｂに
基づきアンモニアの消費量ＣＮＨ３を導出する。 【００２５】ステップｓ６に達すると、目標吸着量Ａ
ＮＨ３（ｎ）とアンモニアの消費量Ｃ ＮＨ３を採り込
み、この値及び前回の前回吸着量ＡＮＨ３（ｎ−１）を
用いて、下式（４）より、ＮＨ３添加量ＢＮＨ３を演算
する。 ＢＮＨ３＝ＡＮＨ３（ｎ）−ＡＮＨ３（ｎ−１）＋ＣＮＨ３・・・・・（４） ステップｓ７に達すると吸気量減少促進制御を実行中か
否か、即ち、実行フラグＦＲ＝１の場合は、ステップｓ
１４に、ＦＲ＝１でない場合には、ステップｓ８に進
む。次いでステップｓ８に達すると、ＳＣＲ触媒温度Ｔ
ｇが所定温度（例えば、３５０℃）を上回るか否か判断
し、上回る（Ｎｏ）とステップｓ９に進み、未満（Ｙｅ
ｓ）ではステップｓ１０に達する。 【００２６】所定温度（３５０℃）未満でステップｓ１
０に達すると、ここでは、この状態に入った時間をカウ
ンタＣＴ１により積算する。ステップｓ１１で積算時間
ＣＴ１（又は継続時間）が所定時間ｃｔα以上であるか
否か判断し、否の場合には、ステップs９、ステップs１
２の処理を行う。ステップs１１において、積算時間Ｃ
Ｔ１が所定時間ｃｔα以上であると判断されると、ステ
ップｓ１３では吸着量減少促進制御を実行中であること
を示すフラグＦＲ＝を１に設定し、更に、ステップｓ１
４において今回の添加量出力Ｄｕｒｅａをゼロに決定す
る。 【００２７】ステップｓ１５に達すると、添加量出力Ｄ
ｕｒｅａをゼロとした時間をカウンタＣＴ２により積算
する。ステップｓ１６に達すると、ユリア水添加量＝０
を維持する積算時間が所定時間ｃｔβ未満の場合は、ス
テップs１２に移り、ユリア水添加を停止するように、
ユリア水供給装置２９のユリア水供給部３７を制御す
る。また、積算時間ＣＴ２が所定時間（ｃｔβ）以上の
場合は、ステップs１７に移りＳＣＲ触媒のアンモニア
吸着量をゼロとするための動作が終了したと見做して、
カウンタ値ＣＴ２のクリアを実施し、更に、ステップｓ
１８において、実行フラグＦＲを０に設定する。 【００２８】またステップｓ８で所定温度（３５０℃）
を上回っている場合に、ステップｓ９に達するとＮＨ３
添加量ＢＮＨ３相当の今回のユリア水添加量出力Ｄｕｒ
ｅａを決定し、ステップｓ１２においてユリア水添加量
出力Ｄｕｒｅａでユリア水供給装置２９のユリア水供給
部３７を駆動し、今回の制御サイクルを終了する。これ
によりユリア水供給部３７はユリア水添加量出力Ｄｕｒ
ｅａに基きユリア水タンクからユリア水パイプ３４を経
由し、添加量Ｄｕｒｅａのユリア水を噴射管３１の圧縮
エアに載せ添加ノズル１８より排気路２４に供給する。
これにより、ＳＣＲ触媒１７は目標吸着量ＡＮＨ３を保
持し、ＮＯｘを効率よく無害化処理することとなる。 【００２９】このように、ＳＣＲ触媒温度Ｔｇが所定温
度以下の状態が所定時間ｃｔα以上となると、ユリア水
添加量出力Ｄｕｒｅａ＝０でユリア水供給を停止するこ
とで、ＳＣＲ触媒１７に吸着されているＮＨ３は時間経
過と共にＮＯｘ浄化に消費されＳＣＲ触媒１７の吸着量
ＡＮＨ３がゼロに強制的に戻される。このような処理の
結果、この後における、アンモニアの吸着量ＡＮＨ３が
確実にゼロよりスタートすることとなり、この値のリセ
ットが確実に成され、以後の演算に誤差が引き継がれる
ことを排除できる。即ち、この後の吸着量ＡＮＨ３の演
算に誤差が含まれないので、アンモニアスリップやＮＯ
ｘ浄化性能の低下が継続して発生するという事故に陥る
ことを未然に防止することができる。 【００３０】上述のところにおいて、所定温度（３５０
℃）以下の積算時間ＣＴ１が所定時間ｃｔα以上のと
き、添加量出力Ｄｕｒｅａをゼロに決定し、ＳＣＲ触媒
１７の吸着量ＡＮＨ３をゼロに強制的に戻して、以後の
吸着量ＡＮＨ３に誤差が含まれないようにしていた。こ
れに代えて、エンジンＥＣＵ１０の燃料制御によって排
気ガス温度を上昇させても良い。 【００３１】この場合、ＥＣＵ１０の燃料噴射量設定部
１０ａ、燃料噴射時期設定部１０ｂにおいて、排気ガス
温度を上昇すべく燃料噴射時期を遅角設定すると共に、
出力低下を回避するように、基本噴射量ＩＮＪｂに各種
補正量ＩＮＪαを加算して最新の噴射量Ｕｆを決定した
後に排気昇温指令の受信時には噴射量ＩＮＪの算出に当
たり、噴射量増量補正分（ΔＩＮＪ）を更に加算するよ
うに制御する。即ち、噴射量Ｕｆ（＝ＩＮＪｂ＋ＩＮＪ
α＋ΔＩＮＪ）を演算し、その噴射量ＩＮＪで燃料噴射
開始時期を遅角して駆動し、燃料噴射を実行することと
なる。 【００３２】この噴射時期遅角及び燃料増量は図３の触
媒特性マップからアンモニア吸着量が所定値となるよう
なＳＣＲ触媒１７の温度となるまで継続する。この間、
排気ガスは高温化し、ＳＣＲ触媒１７の触媒温度も除々
に上昇され、ＳＣＲ触媒１７の吸着量ＡＮＨ３を強制的
に減少することができる。このような処理をした場合
も、アンモニアの吸着量ＡＮＨ３の演算をリセットする
ことができ、アンモニアの吸着量の演算誤差を排除でき
る。 【００３３】更に、上述の噴射時期遅角及び燃料増量に
代えて、主燃料の噴射の後の膨張行程において、追加燃
料が燃焼室内で燃焼しうる時期（出力アップを生じない
時期）に追加噴射しても良い。この場合も。排気ガスを
高温化でき、ＳＣＲ触媒１７の吸着量ＡＮＨ３を強制的
に所定値まで減少することができる。このような追加燃
料噴射の処理をした場合もアンモニアの吸着量ＡＮＨ３
の演算をリセットすることができ、演算誤差を排除でき
る。 【００３４】 【発明の効果】以上のように、本発明は、ＳＣＲ触媒温
度が所定温度以下の状態にある時間が所定時間以上にな
りアンモニアの吸着量に誤差が生じる比率が増加する運
転域にあると、ＳＣＲ触媒に吸着されているアンモニア
を減少させるよう制御する。このように、アンモニアの
吸着量の演算をリセットして、演算誤差を排除し、この
後の吸着量の演算に誤差が含まれないようにし、アンモ
ニアの添加量を求めるにあたり、アンモニアスリップや
ＮＯｘ浄化性能の低下が継続して発生することがないよ
う未然に防止することができる。
ス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化装置、特に、排気系
に設けた還元触媒の上流側に排気ガス還元剤の供給装置
を配した内燃機関のＮＯｘ浄化装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】内燃機関が排出する排気ガス中のＮＯｘ
はＮＯｘ浄化装置により浄化されているが、特に、ディ
ーゼルエンジンで用いられるＮＯｘ浄化装置はその排気
系に選択還元型のＳＣＲ触媒を置き、その上流側にユリ
ア水を還元剤として供給し、酸素過剰雰囲気下において
ＮＯｘを浄化できるようにしている。このＮＯｘ浄化装
置におけるＮＯｘ浄化率はユリアＳＣＲ触媒の温度が約
３５０℃を上回る領域で高効率でＮＯｘを還元処理して
無害化できる。ここで、ユリア水は式（１）のように加
水分解及び熱分解して、ＮＨ３を放出する。 【０００３】 （ＮＨ２）２ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→２ＮＨ３＋ＣＯ２・・・・（１） また、ＳＣＲ触媒上でのＮＨ３と窒素酸化物との間の脱
硝反応は以下の（２）、（３）の反応がそれぞれ行われ
ることが知られている。 【０００４】 ４ＮＨ３＋４ＮＯ＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２０・・・・（２） ２ＮＨ３＋ＮＯ＋ＮＯ２→２Ｎ２＋３Ｈ２０・・・・（３） このようなユリア水（又はアンモニア）添加式のＳＣＲ
触媒は、例えば、図６に実線で示すように、触媒へのア
ンモニアの吸着量が多いほどＮＯｘ浄化率が高く、この
ため、低温域で高浄化率を得るにはアンモニア吸着量を
高く制御することが好ましい。一方、ＳＣＲ触媒に吸着
できるアンモニア吸着量には限界があり、例えば、図７
に示すように、限界値（実線ｎ）は触媒温度に依存す
る。ここで、ＮＯｘ還元剤であるアンモニアが過剰に投
入されると吸着量限界値（実線ｎ）を越える余剰アンモ
ニアが排出され、アンモニアスリップが生じる。環境を
配慮する上で、アンモニアスリップを防止するため、ア
ンモニア吸着量を限界内（実線ｎと破線との間の領域）
に保持するように制御する必要があり、特に、触媒温度
が急激に変化する車両用触媒においてはその必要性が高
い。 【０００５】このようなＮＯｘ浄化装置において、ＳＣ
Ｒ触媒中のアンモニア吸着量（ユリア水添加量）が適正
な範囲内となるように制御している。この場合、エンジ
ンからＮＯｘ排出量と、ＳＣＲ触媒の温度及びマップか
らのＮＯｘ浄化率とから触媒でのアンモニア消費量を計
算し、これと添加した還元剤量からアンモニア吸着量が
計算可能である。なお、排気ガス中の窒素酸化物の変換
を行う触媒において、有害物質が許容量を超えると触媒
に添加される還元剤量を増量し、下回れば還元剤量を低
下する排気系への還元剤の供給量の調量方法が特表平１
１−５１２７９９号公報に開示される。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、エンジンからのＮＯｘ排出量とマップからのＮＯｘ
浄化率から触媒でのアンモニア消費量を計算し、これと
添加した還元剤量からアンモニア吸着量を計算可能であ
るが、この演算はオープンループ制御であるため、誤差
が生じ易い。特に、触媒温度が所定値以下では、例え
ば、後述する図２に示すように、温度変化に対するＮＯ
ｘ浄化率の傾き（変化量）が大きいため、触媒温度差に
起因するＮＯｘ浄化率のずれを生じ易い。 【０００７】このため、エンジン運転状態が変化して排
気温度が増減すると、触媒温度が変化することになり、
ＮＯｘ浄化性能も変化する。また、後述する図３に示す
ように、触媒温度が所定値以下ではアンモニア吸着量限
界が高いため、より大きな吸着量計算誤差を許容してし
まう可能性がある。 【０００８】このため、アンモニア吸着量限界の高いＳ
ＣＲ触媒の温度が所定温度（例えば、３５０℃）以下の
状態での運転時間が所定時間以上に長くなると、アンモ
ニア消費量の演算誤差が積算され、アンモニア吸着量の
演算誤差が大きくなる。アンモニア吸着量の演算誤差が
大きくなるとアンモニア吸着量が吸着量の限界値を越え
て、アンモニアスリップが生じたり、或いはアンモニア
吸着量が少なくなり、初期のＮＯｘ浄化性能が得られな
いという不具合が生じる虞があった。 【０００９】本発明は、以上のような課題に基づき、Ｓ
ＣＲ触媒の温度が所定温度以下の状態での運転が所定時
間以上になった場合でもアンモニアスリップやＮＯｘ浄
化性能の低下を防止できる内燃機関のＮＯｘ浄化装置を
提供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内燃
機関の排気系に設けられアンモニアを吸着して排気ガス
中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒、前記ＮＯｘ触媒
にアンモニア又はユリア水を供給する還元剤供給手段、
前記ＮＯｘ触媒の触媒温度又は触媒温度に相関するパラ
メータを検出又は推定する触媒温度検出手段、前記触媒
温度検出手段の検出又は推定結果に応じて、前記ＮＯｘ
触媒温度が所定温度以下の状態にある時間が所定時間以
上のとき、前記ＮＯｘ触媒に吸着されたアンモニアの吸
着量を減少するよう制御する吸着量減少促進手段を備え
たことを特徴とする。ここでは、ＮＯｘ触媒温度が所定
温度以下の状態にある時間が所定時間以上になりアンモ
ニアの吸着量や消費量に誤差が生じる比率が増加する運
転が継続すると、ＮＯｘ触媒に吸着されているアンモニ
アを減少させるよう制御する。このように、アンモニア
の吸着量をゼロ側に戻し、更に、アンモニアの吸着量の
演算結果をリセットして、演算誤差を排除し、これ以後
の吸着量や消費量の演算に誤差が含まれないようにし、
アンモニアの添加量を求めるにあたり、アンモニアスリ
ップやＮＯｘ浄化性能の低下が継続して発生することが
ないよう未然に防止することができる。 【００１１】好ましくは、前記吸着量減少促進手段は、
前記還元剤供給手段による尿素水の添加量を減少するよ
う制御しても良い。この場合、尿素水供給装置による減
少処理を容易に制御でき、以後のアンモニアの吸着量の
演算誤差を確実に排除して、アンモニアスリップやＮＯ
ｘ浄化性能の低下を容易に防止できる。好ましくは、前
記吸着量減少促進手段は、前記ＮＯｘ触媒の温度を上昇
させるよう制御しても良い。この場合、エンジンへの燃
料量増や、燃料噴射時期の遅角処理等を行い排気ガス温
度を上昇させ、これにより、ＮＯｘ触媒の温度上昇を図
るので、アンモニアの吸着量を強制的に低減させ、この
後の吸着量の演算に誤差が含まれないようにし、アンモ
ニアスリップやＮＯｘ浄化性能の低下が継続して発生す
ることがないようにできる。 【００１２】好ましくは、前記吸着量減少促進手段は、
前記ＮＯｘ触媒に吸着されたアンモニアがゼロとなるよ
うに、前記還元剤供給手段による供給を停止するよう制
御してもよい。この場合、ＮＯｘ触媒のアンモニア吸着
量を一旦ゼロに戻し、更に、アンモニアの吸着量の演算
結果をリセットするので、以後のアンモニアの吸着量の
演算誤差を排除して、アンモニアスリップやＮＯｘ浄化
性能の低下を容易に防止できる。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態として
の内燃機関のＮＯｘ浄化装置を説明する。ここでの内燃
機関のＮＯｘ浄化装置（以後単にＮＯｘ浄化装置と記
す）は、図示しない車両に搭載されたディーゼルエンジ
ン（以後単にエンジンと記す）１の排気系２に装着され
る。エンジン１はエンジン制御装置（図には主要制御部
を成すエンジンＥＣＵ３０１を記す）３を備え、このエ
ンジン１の排気系にＮＯｘ浄化装置が配備される。な
お、エンジン制御装置のエンジンＥＣＵ１０と、ＮＯｘ
浄化装置の制御部を成す排気ガス制御装置（以後単に排
気系ＥＣＵ４と記す）とは制御系通信回線であるＣＡＮ
（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ）
相互通信システム（以後単にＣＡＮ通信回線と記す）５
によって相互通信可能に連結される。なお、ＣＡＮ通信
装置はエンジンＥＣＵ１０と排気系ＥＣＵ４の相互通信
を可能とし、特に、相互データ通信に用いる接続回線が
比較的簡素化されるという利点がある。 【００１４】図１において、ＮＯｘ浄化装置を装備した
エンジン１は図示しない燃焼室に吸気を導く吸気系と、
燃料噴射量、噴射圧力、噴射時期などを調整する燃料制
御系とを備える。エンジンＥＣＵ１０は要求出力が得ら
れるような燃料量及び噴射時期を設定する燃料噴射量設
定部１０ａと燃料噴射時期設定部１０ｂとを有する。 【００１５】エンジンＥＣＵ１０の入力側には、アクセ
ルペダル踏込量（アクセル踏込量）Ａｃｃを検出するア
クセル踏込量センサ１４、エンジン回転数Ｎｅを演算す
るためのクランク角センサ１５等の各種センサ類が接続
され、出力側には図示しない高圧燃料ポンプにより供給
される高圧燃料を貯留するコモンレール６と各気筒毎に
設けられた燃料噴射ノズル７との間を接続する燃料通路
６ａを開閉する開閉弁８を駆動する燃料噴射用ドライバ
９、図示しない高圧ポンプの燃料供給量を制御する調量
部等の各種デバイス類が接続されている。 【００１６】これにより、例えば、クランク角センサ１
５により検出されたクランク信号θｃに基き演算された
エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度センサ１４により検
出されたアクセルペダル踏込量Ａｃｃとに応じて演算さ
れた要求燃料噴射Ｑに基き、開閉弁の開弁時期、開弁期
間が燃料噴射用ドライバ９によって可変調整され、さら
に、高圧燃料ポンプの調量部がコモンレール６内の燃料
圧力に応じてフィードバック制御される。 【００１７】エンジン１の排気系に設けたＮＯｘ浄化装
置は排気管１６の途中に装着されたＮＯｘ触媒であるＳ
ＣＲ触媒１７と、その上流に配備されるユリア水の添加
ノズル１８と、添加ノズル１８の上流側のＮＯｘ濃度Ｓ
ｎｏｘｆを出力するＮＯｘセンサ１９とＳＣＲ触媒１７
の温度Ｔｇを出力する触媒温度センサ２２と、ＮＯｘ浄
化装置の制御部を成す排気系ＥＣＵ４とを備える。ここ
で、触媒温度センサ２２はＮＯｘ触媒の触媒温度を検出
する触媒温度検出手段を成しているが、これに代えて触
媒前後の排気温度から触媒温度を推定してもよい。更
に、触媒温度に相関するパラメータ、例えばエンジンの
運転状態（燃料量、エンジン回転数）、所定運転域毎の
運転時間や外気温度を考慮して触媒温度の推定値を演算
してもよい。エンジン１から流出した排気は排気多岐管
２５、ＮＯｘ触媒コンバータ２７を配備した排気管１６
を通過し、図示しないマフラーを介して大気放出され
る。 【００１８】ＮＯｘ触媒コンバータ２７はケーシング内
に図示しないハニカム構造のセラミック製触媒担体を備
え、同担体にＳＣＲ触媒１７として機能するための触媒
金属（例えば、バナジウム）が担持される。或いは、Ｎ
Ｏｘ触媒コンバータ２７はＳＣＲ触媒１７として機能す
るための触媒金属（例えば、バナジウム）などによって
ハニカム構造が形成され、ケーシングされても良い。Ｓ
ＣＲ触媒１７はアンモニア（ＮＨ３）により排気ガス中
のＮＯｘを選択還元可能である。ここでＳＣＲ触媒１７
は後述のアンモニア吸着状態において、上述した式
（２），（３）の反応を行い、ＮＨ３と窒素酸化物との
間の反応を促進することができる。なお、ＳＣＲ触媒１
７の触媒温度−目標浄化率特性を図２に、触媒温度−ア
ンモニア吸着量特性を図３に示した。 【００１９】ＳＣＲ触媒１７の上流の排気路２４中にユ
リア水を供給する還元剤供給手段としてのユリア水供給
装置２９が装着される。このユリア水供給装置２９は、
ＮＯｘ触媒コンバータ２７の上流開口側に向けてユリア
水を噴霧する添加ノズル１８と、添加ノズル１８に接続
された噴射管３１と、噴射管３１の上流端のエアタンク
３２と、同エアタンク近傍に設けた圧縮エア制御弁３３
と、圧縮エア制御弁３３より下流位置でユリア水を供給
するユリア水供給部３７とユリア水供給部３７の上流に
位置し、ユリア水を貯蔵するユリア水タンク３５と、こ
れらの制御手段を成す排気系ＥＣＵ４とを備える。 【００２０】排気系ＥＣＵ４はその入出力回路に多数の
ポートを有し、ＮＯｘセンサ１９と触媒温度センサ２２
等よりの検出信号を入力でき、圧縮エア制御弁３３、ユ
リア供給部３７に制御信号を送出する。しかも、ＣＡＮ
通信回線５を介しエンジンＥＣＵ１０とデータの送受を
可能としている。排気系ＥＣＵ４は入出力インターフェ
ース４０１、記憶部４０２、バッテリバックアップ用の
不揮発性メモリ４０３および中央処理部４０４を備え、
特に、ＮＯｘ浄化処理機能を備える。 【００２１】図１の排気系ＥＣＵ４は、基本的にユリア
水供給装置２９を駆動する添加制御手段Ａ０を備える。
特に、吸着量減少促進手段Ａ１として、触媒温度検出手
段（温度センサ２２）の検出又は推定結果に応じて、Ｓ
ＣＲ触媒温度Ｔｇが所定温度ｔｇα以下の状態にある時
間ＣＴ１が所定時間ｃｔα以上の時、ＳＣＲ触媒１７に
吸着されたアンモニアの吸着量ＡＮＨ３を減少するよ
う、即ち、添加量Ｄｕｒｅａを減少、例えばゼロに制御す
る。ここで、所定温度ｔｇα、例えば３５０℃としてい
るが、この値は触媒特性により変わる。所定時間ｃｔα
はアンモニアの吸着量の演算誤差による不具合が生じな
いよう、適正値が選択される。 【００２２】次に、図１のエンジンＥＣＵ１０及びＮＯ
ｘ浄化装置の添加制御処理を、図４、５のＮＯｘ浄化処
理ルーチン及び図２、図３の触媒特性マップを用いて説
明する。ここで、ＮＯｘ浄化装置を搭載した図示しない
車両のエンジン１の駆動時において、エンジンＥＣＵ１
０は複数の制御系、例えば、燃料制御系で適宜実行され
ている関連機器、センサ類が正常か否かの自己チェック
結果が正常であったか否かを確認し、正常（ＯＫ）では
上述の関連センサの各入力値に応じて燃料噴射用ドライ
バ９、調量部等に制御信号を送出し、制御を実行し、そ
の際得られたセンサ出力等を排気系ＥＣＵ４にも送信す
る。 【００２３】一方、排気系ＥＣＵ４は、エンジンキーの
オンと同時に図４、５のＮＯｘ浄化処理ルーチンのＮＯ
ｘ浄化処理制御を所定制御サイクル毎に繰り返す。ここ
で、ステップs１でキーオンを確認し、ステップs２に達
すると、ＳＣＲ触媒温度Ｔｇ、ＮＯｘ排出量Ｕｎｏｘ、
エンジンＥＣＵ１０からの燃料量Ｑｆ、エンジン回転速
度Ｎｅ、その他のデータを取込む。 【００２４】ステップs３に達すると、ＳＣＲ触媒温度Ｔ
ｇに基きＮＯｘ浄化率ηｂを算出し、ステップs４達す
る。ステップs４では、ＳＣＲ触媒温度Ｔｇより目標吸着
量ＡＮＨ３（ｎ）を演算し、ステップs５に達する。ステ
ップｓ５でＮＯｘ排出量ＵｎｏｘとＮＯｘ浄化率ηｂに
基づきアンモニアの消費量ＣＮＨ３を導出する。 【００２５】ステップｓ６に達すると、目標吸着量Ａ
ＮＨ３（ｎ）とアンモニアの消費量Ｃ ＮＨ３を採り込
み、この値及び前回の前回吸着量ＡＮＨ３（ｎ−１）を
用いて、下式（４）より、ＮＨ３添加量ＢＮＨ３を演算
する。 ＢＮＨ３＝ＡＮＨ３（ｎ）−ＡＮＨ３（ｎ−１）＋ＣＮＨ３・・・・・（４） ステップｓ７に達すると吸気量減少促進制御を実行中か
否か、即ち、実行フラグＦＲ＝１の場合は、ステップｓ
１４に、ＦＲ＝１でない場合には、ステップｓ８に進
む。次いでステップｓ８に達すると、ＳＣＲ触媒温度Ｔ
ｇが所定温度（例えば、３５０℃）を上回るか否か判断
し、上回る（Ｎｏ）とステップｓ９に進み、未満（Ｙｅ
ｓ）ではステップｓ１０に達する。 【００２６】所定温度（３５０℃）未満でステップｓ１
０に達すると、ここでは、この状態に入った時間をカウ
ンタＣＴ１により積算する。ステップｓ１１で積算時間
ＣＴ１（又は継続時間）が所定時間ｃｔα以上であるか
否か判断し、否の場合には、ステップs９、ステップs１
２の処理を行う。ステップs１１において、積算時間Ｃ
Ｔ１が所定時間ｃｔα以上であると判断されると、ステ
ップｓ１３では吸着量減少促進制御を実行中であること
を示すフラグＦＲ＝を１に設定し、更に、ステップｓ１
４において今回の添加量出力Ｄｕｒｅａをゼロに決定す
る。 【００２７】ステップｓ１５に達すると、添加量出力Ｄ
ｕｒｅａをゼロとした時間をカウンタＣＴ２により積算
する。ステップｓ１６に達すると、ユリア水添加量＝０
を維持する積算時間が所定時間ｃｔβ未満の場合は、ス
テップs１２に移り、ユリア水添加を停止するように、
ユリア水供給装置２９のユリア水供給部３７を制御す
る。また、積算時間ＣＴ２が所定時間（ｃｔβ）以上の
場合は、ステップs１７に移りＳＣＲ触媒のアンモニア
吸着量をゼロとするための動作が終了したと見做して、
カウンタ値ＣＴ２のクリアを実施し、更に、ステップｓ
１８において、実行フラグＦＲを０に設定する。 【００２８】またステップｓ８で所定温度（３５０℃）
を上回っている場合に、ステップｓ９に達するとＮＨ３
添加量ＢＮＨ３相当の今回のユリア水添加量出力Ｄｕｒ
ｅａを決定し、ステップｓ１２においてユリア水添加量
出力Ｄｕｒｅａでユリア水供給装置２９のユリア水供給
部３７を駆動し、今回の制御サイクルを終了する。これ
によりユリア水供給部３７はユリア水添加量出力Ｄｕｒ
ｅａに基きユリア水タンクからユリア水パイプ３４を経
由し、添加量Ｄｕｒｅａのユリア水を噴射管３１の圧縮
エアに載せ添加ノズル１８より排気路２４に供給する。
これにより、ＳＣＲ触媒１７は目標吸着量ＡＮＨ３を保
持し、ＮＯｘを効率よく無害化処理することとなる。 【００２９】このように、ＳＣＲ触媒温度Ｔｇが所定温
度以下の状態が所定時間ｃｔα以上となると、ユリア水
添加量出力Ｄｕｒｅａ＝０でユリア水供給を停止するこ
とで、ＳＣＲ触媒１７に吸着されているＮＨ３は時間経
過と共にＮＯｘ浄化に消費されＳＣＲ触媒１７の吸着量
ＡＮＨ３がゼロに強制的に戻される。このような処理の
結果、この後における、アンモニアの吸着量ＡＮＨ３が
確実にゼロよりスタートすることとなり、この値のリセ
ットが確実に成され、以後の演算に誤差が引き継がれる
ことを排除できる。即ち、この後の吸着量ＡＮＨ３の演
算に誤差が含まれないので、アンモニアスリップやＮＯ
ｘ浄化性能の低下が継続して発生するという事故に陥る
ことを未然に防止することができる。 【００３０】上述のところにおいて、所定温度（３５０
℃）以下の積算時間ＣＴ１が所定時間ｃｔα以上のと
き、添加量出力Ｄｕｒｅａをゼロに決定し、ＳＣＲ触媒
１７の吸着量ＡＮＨ３をゼロに強制的に戻して、以後の
吸着量ＡＮＨ３に誤差が含まれないようにしていた。こ
れに代えて、エンジンＥＣＵ１０の燃料制御によって排
気ガス温度を上昇させても良い。 【００３１】この場合、ＥＣＵ１０の燃料噴射量設定部
１０ａ、燃料噴射時期設定部１０ｂにおいて、排気ガス
温度を上昇すべく燃料噴射時期を遅角設定すると共に、
出力低下を回避するように、基本噴射量ＩＮＪｂに各種
補正量ＩＮＪαを加算して最新の噴射量Ｕｆを決定した
後に排気昇温指令の受信時には噴射量ＩＮＪの算出に当
たり、噴射量増量補正分（ΔＩＮＪ）を更に加算するよ
うに制御する。即ち、噴射量Ｕｆ（＝ＩＮＪｂ＋ＩＮＪ
α＋ΔＩＮＪ）を演算し、その噴射量ＩＮＪで燃料噴射
開始時期を遅角して駆動し、燃料噴射を実行することと
なる。 【００３２】この噴射時期遅角及び燃料増量は図３の触
媒特性マップからアンモニア吸着量が所定値となるよう
なＳＣＲ触媒１７の温度となるまで継続する。この間、
排気ガスは高温化し、ＳＣＲ触媒１７の触媒温度も除々
に上昇され、ＳＣＲ触媒１７の吸着量ＡＮＨ３を強制的
に減少することができる。このような処理をした場合
も、アンモニアの吸着量ＡＮＨ３の演算をリセットする
ことができ、アンモニアの吸着量の演算誤差を排除でき
る。 【００３３】更に、上述の噴射時期遅角及び燃料増量に
代えて、主燃料の噴射の後の膨張行程において、追加燃
料が燃焼室内で燃焼しうる時期（出力アップを生じない
時期）に追加噴射しても良い。この場合も。排気ガスを
高温化でき、ＳＣＲ触媒１７の吸着量ＡＮＨ３を強制的
に所定値まで減少することができる。このような追加燃
料噴射の処理をした場合もアンモニアの吸着量ＡＮＨ３
の演算をリセットすることができ、演算誤差を排除でき
る。 【００３４】 【発明の効果】以上のように、本発明は、ＳＣＲ触媒温
度が所定温度以下の状態にある時間が所定時間以上にな
りアンモニアの吸着量に誤差が生じる比率が増加する運
転域にあると、ＳＣＲ触媒に吸着されているアンモニア
を減少させるよう制御する。このように、アンモニアの
吸着量の演算をリセットして、演算誤差を排除し、この
後の吸着量の演算に誤差が含まれないようにし、アンモ
ニアの添加量を求めるにあたり、アンモニアスリップや
ＮＯｘ浄化性能の低下が継続して発生することがないよ
う未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのＮＯｘ浄化装置と
同装置にＣＡＮ通信装置を介し接続されるエンジンＥＣ
Ｕと、これらを装着するエンジンの概略構成図である。 【図２】図１の排気系ＥＣＵが用いる排気ガス温度に応
じたＮＯｘ浄化率マップの特性説明図である。 【図３】図１の排気系ＥＣＵが用いる排気ガス−アンモ
ニア吸着量マップの特性説明図である。 【図４】図１の排気系ＥＣＵが用いるＮＯｘ浄化処理ル
ーチンの上側フローチャートである。 【図５】図１の排気系ＥＣＵが用いるＮＯｘ浄化処理ル
ーチンの下側フローチャートである。 【図６】ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量−ＮＯｘ浄化率
の特性線図である。 【図７】ＳＣＲ触媒の触媒温度−アンモニア吸着量の特
性線図である。 【符号の説明】 １ エンジン ２ 排気系 ４ 排気系ＥＣＵ １０ エンジンＥＣＵ １７ ＳＣＲ触媒（ＮＯｘ触媒） ２２ 触媒温度センサ（触媒温度検出手段） ２９ ユリア水供給装置（還元剤供給手段） Ｔｇ 触媒温度 ｔｇα 所定温度 Ａ０ 添加制御手段 Ａ１ 吸着量減少促進手段 Ａ２ 目標吸着量設定手段 Ｄｕｒｅａ アンモニアの添加量 ＡＮＨ３ アンモニアの吸着量 ηｂ 目標ＮＯｘ浄化率 ＣＮＨ３ 消費量 ＢＮＨ３ ＮＨ３添加量
同装置にＣＡＮ通信装置を介し接続されるエンジンＥＣ
Ｕと、これらを装着するエンジンの概略構成図である。 【図２】図１の排気系ＥＣＵが用いる排気ガス温度に応
じたＮＯｘ浄化率マップの特性説明図である。 【図３】図１の排気系ＥＣＵが用いる排気ガス−アンモ
ニア吸着量マップの特性説明図である。 【図４】図１の排気系ＥＣＵが用いるＮＯｘ浄化処理ル
ーチンの上側フローチャートである。 【図５】図１の排気系ＥＣＵが用いるＮＯｘ浄化処理ル
ーチンの下側フローチャートである。 【図６】ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量−ＮＯｘ浄化率
の特性線図である。 【図７】ＳＣＲ触媒の触媒温度−アンモニア吸着量の特
性線図である。 【符号の説明】 １ エンジン ２ 排気系 ４ 排気系ＥＣＵ １０ エンジンＥＣＵ １７ ＳＣＲ触媒（ＮＯｘ触媒） ２２ 触媒温度センサ（触媒温度検出手段） ２９ ユリア水供給装置（還元剤供給手段） Ｔｇ 触媒温度 ｔｇα 所定温度 Ａ０ 添加制御手段 Ａ１ 吸着量減少促進手段 Ａ２ 目標吸着量設定手段 Ｄｕｒｅａ アンモニアの添加量 ＡＮＨ３ アンモニアの吸着量 ηｂ 目標ＮＯｘ浄化率 ＣＮＨ３ 消費量 ＢＮＨ３ ＮＨ３添加量
フロントページの続き
(72)発明者 平沼 智
東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車
工業株式会社内
(72)発明者 橋詰 剛
東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車
工業株式会社内
(72)発明者 百目木 礼子
東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車
工業株式会社内
(72)発明者 川谷 聖
東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車
工業株式会社内
(72)発明者 河合 健二
東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車
工業株式会社内
(72)発明者 斎藤 真一
東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車
工業株式会社内
(72)発明者 ▲高▼橋 嘉則
東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車
工業株式会社内
Ｆターム(参考） 3G091 AA18 AB05 AB06 BA14 CA17
DA01 DC01 EA01 EA08 EA17
EA18 EA19 GA06 GB03W
HA39
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】内燃機関の排気系に設けられアンモニアを
吸着して排気ガス中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触
媒、 前記ＮＯｘ触媒にアンモニア又はユリア水を供給する還
元剤供給手段、 前記ＮＯｘ触媒の触媒温度又は触媒温度に相関するパラ
メータを検出又は推定する触媒温度検出手段、 前記触媒温度検出手段の検出又は推定結果に応じて、前
記ＮＯｘ触媒温度が所定温度以下の状態にある時間が所
定時間以上のとき、前記ＮＯｘ触媒に吸着されたアンモ
ニアの吸着量を減少するよう制御する吸着量減少促進手
段、を備えたことを特徴とする内燃機関のＮＯｘ浄化装
置。
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Cited By (15)
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