JP2003293743A - 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】 排気ガス中のＮОｘ情報に相関する情報に含
まれる誤差を利用してアンモニアスリップの発生やシス
テム異常を検出しながら、最適な還元剤の添加を可能に
して高いＮОｘ浄化率を維持するようにする。 【解決手段】 エンジン排気系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ＮＯｘ触
媒１７にアンモニア又は尿素水を供給する還元剤供給手
段２９を、目標ＮＯｘ浄化率導出手段４３で排気ガス流
量ＧとＮＯｘ触媒の触媒温度Ｔｇに基づき導出される目
標ＮＯｘ浄化率Ｍηと、実ＮＯｘ浄化率導出手段４４で
導出されるＮＯｘ触媒による実ＮＯｘ浄化率ηとを比較
手段４６で比較判定した結果、実ＮＯｘ浄化率が目標Ｎ
Ｏｘ浄化率よりも低い場合には、制御手段４５でアンモ
ニア又は尿素水の添加量を増量するように制御すると共
に、制御手段での制御後の実ＮＯｘ浄化率Ｈηと制御前
の実ＮＯｘ浄化率ηとに基づき、ＮＯｘ浄化システムの
異常の有無を判定手段４７で判定する。
まれる誤差を利用してアンモニアスリップの発生やシス
テム異常を検出しながら、最適な還元剤の添加を可能に
して高いＮОｘ浄化率を維持するようにする。 【解決手段】 エンジン排気系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ＮＯｘ触
媒１７にアンモニア又は尿素水を供給する還元剤供給手
段２９を、目標ＮＯｘ浄化率導出手段４３で排気ガス流
量ＧとＮＯｘ触媒の触媒温度Ｔｇに基づき導出される目
標ＮＯｘ浄化率Ｍηと、実ＮＯｘ浄化率導出手段４４で
導出されるＮＯｘ触媒による実ＮＯｘ浄化率ηとを比較
手段４６で比較判定した結果、実ＮＯｘ浄化率が目標Ｎ
Ｏｘ浄化率よりも低い場合には、制御手段４５でアンモ
ニア又は尿素水の添加量を増量するように制御すると共
に、制御手段での制御後の実ＮＯｘ浄化率Ｈηと制御前
の実ＮＯｘ浄化率ηとに基づき、ＮＯｘ浄化システムの
異常の有無を判定手段４７で判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスが酸素過
剰雰囲気下でＮОｘ浄化作用を有するＮＯｘ触媒を備え
た内燃機関のＮОｘ浄化装置に関する。
剰雰囲気下でＮОｘ浄化作用を有するＮＯｘ触媒を備え
た内燃機関のＮОｘ浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス中に尿素水を添加して加水分解
により発生するアンモニアや直接添加によるアンモニア
を、選択還元触媒の還元剤として使用するＮОｘ浄化装
置が知られている。このようなＮОｘ浄化装置を、内燃
機関を備えた車両に搭載する場合、内燃機関の排気系に
排気ガスが酸素過剰雰囲気下でＮＯｘを浄化できる選択
還元触媒、所謂ユリアＳＣＲ触媒(以下「ＮＯｘ触媒」
と称す)を配置し、この触媒の上流側から尿素水あるい
はアンモニアを還元剤として排気ガス中に添加してＮО
ｘ触媒に供給するように構成している。一般にＮＯｘ浄
化装置におけるＮＯｘ浄化率は、ＮОｘ触媒の性能に依
存するところが大きく、上記のようなアンモニアを還元
剤とするＮОｘ触媒は、その温度が約３５０℃を上回る
領域において高効率でＮＯｘを還元処理する特性を有し
ている。
により発生するアンモニアや直接添加によるアンモニア
を、選択還元触媒の還元剤として使用するＮОｘ浄化装
置が知られている。このようなＮОｘ浄化装置を、内燃
機関を備えた車両に搭載する場合、内燃機関の排気系に
排気ガスが酸素過剰雰囲気下でＮＯｘを浄化できる選択
還元触媒、所謂ユリアＳＣＲ触媒(以下「ＮＯｘ触媒」
と称す)を配置し、この触媒の上流側から尿素水あるい
はアンモニアを還元剤として排気ガス中に添加してＮО
ｘ触媒に供給するように構成している。一般にＮＯｘ浄
化装置におけるＮＯｘ浄化率は、ＮОｘ触媒の性能に依
存するところが大きく、上記のようなアンモニアを還元
剤とするＮОｘ触媒は、その温度が約３５０℃を上回る
領域において高効率でＮＯｘを還元処理する特性を有し
ている。
【０００３】排気ガス中に尿素水を添加する場合、式
（１）のように加水分解及び熱分解されることでアンモ
ニア(ＮＨ３)が生成される。 （ＮＨ２）２ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→２ＮＨ３＋ＣＯ２・・・・（１） ＮОｘ触媒上でのアンモニア(ＮＨ３)と窒素酸化物(Ｎ
Оｘ)との間の脱硝反応は触媒温度の高低に応じ、すな
わち、高温時には主に式（２）、低温時には主に式
（３）の反応がそれぞれ行われることが知られている。 ４ＮＨ３＋４ＮＯ＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ・・・・・（２） ２ＮＨ３＋ＮＯ＋ＮＯ２→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ・・・・・（３） このようなアンモニアを還元剤とするＮОｘ触媒は、図
１０に実線で示すように、ＮОｘ触媒へのアンモニアの
吸着量が多いほどＮＯｘ浄化率が高いため、低温域でＮ
Оｘ触媒の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。ＮОｘ触媒に吸着できるアン
モニア吸着量には限界があり、図１１に実線Ｌ１で示す
吸着限界値は触媒温度に依存している。
（１）のように加水分解及び熱分解されることでアンモ
ニア(ＮＨ３)が生成される。 （ＮＨ２）２ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→２ＮＨ３＋ＣＯ２・・・・（１） ＮОｘ触媒上でのアンモニア(ＮＨ３)と窒素酸化物(Ｎ
Оｘ)との間の脱硝反応は触媒温度の高低に応じ、すな
わち、高温時には主に式（２）、低温時には主に式
（３）の反応がそれぞれ行われることが知られている。 ４ＮＨ３＋４ＮＯ＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ・・・・・（２） ２ＮＨ３＋ＮＯ＋ＮＯ２→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ・・・・・（３） このようなアンモニアを還元剤とするＮОｘ触媒は、図
１０に実線で示すように、ＮОｘ触媒へのアンモニアの
吸着量が多いほどＮＯｘ浄化率が高いため、低温域でＮ
Оｘ触媒の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。ＮОｘ触媒に吸着できるアン
モニア吸着量には限界があり、図１１に実線Ｌ１で示す
吸着限界値は触媒温度に依存している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような特性のＮО
ｘ触媒を有するＮОｘ浄化装置を車両に搭載する場合、
車両は、その運転状態が時々刻々と変化して内燃機関か
ら排出される排気ガス流量、排気ガス中のＮОｘ量や触
媒温度の変化が大きいため、運転状態に対応するＮОｘ
触媒へのアンモニア供給が要求される。ＮОｘ触媒への
アンモニア供給が運転状態に対応できない場合、例えば
アンモニアの供給量が少ないとＮОｘ触媒のアンモニア
吸着量が不足して十分なＮОｘ還元が行えず、アンモニ
アの供給量が多すぎて吸着限界値を超えると、ＮОｘ触
媒に吸着されなかったアンモニアが大気中に排出される
アンモニアスリップと称する現象が発生し易くなる。
ｘ触媒を有するＮОｘ浄化装置を車両に搭載する場合、
車両は、その運転状態が時々刻々と変化して内燃機関か
ら排出される排気ガス流量、排気ガス中のＮОｘ量や触
媒温度の変化が大きいため、運転状態に対応するＮОｘ
触媒へのアンモニア供給が要求される。ＮОｘ触媒への
アンモニア供給が運転状態に対応できない場合、例えば
アンモニアの供給量が少ないとＮОｘ触媒のアンモニア
吸着量が不足して十分なＮОｘ還元が行えず、アンモニ
アの供給量が多すぎて吸着限界値を超えると、ＮОｘ触
媒に吸着されなかったアンモニアが大気中に排出される
アンモニアスリップと称する現象が発生し易くなる。
【０００５】ＮОｘ浄化装置では、排気ガス中のＮОｘ
情報（例えば濃度）をＮОｘ検出手段としてＮОｘセン
サを用いて検出し、このセンサの検出情報を基にしてＮ
Оｘ排出量、ＮОｘ浄化率等の様々な情報を得ている。
しかしこのＮОｘセンサは、ＮОｘ以外のものをＮОｘ
として検出することがある。例えば、ＮОｘ検知部に触
媒成分を有し、この触媒成分でのＮОｘの化学反応によ
り発生するＮОｘ中の酸素量からＮОｘ量を検出する、
所謂アンモニアの干渉を受けるタイプのＮОｘセンサの
場合、アンモニア(ＮＨ３)からＮОｘが生成され、ＮО
ｘ量と相関する酸素量が多くなることがある。このた
め、ＮОｘセンサからの出力変動が、ＮОｘの増大によ
るものなのかアンモニアの増大によるものなのか判断で
きず、センサ出力に基づいて得られ情報に誤差が生じて
しまう。特にＮОｘ触媒を通過したＮОｘ量を検出する
ために、ＮОｘ触媒の下流側にＮОｘセンサを配置する
場合、センサ出力に基づき得られる情報の誤差は、アン
モニアスリップ発生の誤判定を招きかねない。
情報（例えば濃度）をＮОｘ検出手段としてＮОｘセン
サを用いて検出し、このセンサの検出情報を基にしてＮ
Оｘ排出量、ＮОｘ浄化率等の様々な情報を得ている。
しかしこのＮОｘセンサは、ＮОｘ以外のものをＮОｘ
として検出することがある。例えば、ＮОｘ検知部に触
媒成分を有し、この触媒成分でのＮОｘの化学反応によ
り発生するＮОｘ中の酸素量からＮОｘ量を検出する、
所謂アンモニアの干渉を受けるタイプのＮОｘセンサの
場合、アンモニア(ＮＨ３)からＮОｘが生成され、ＮО
ｘ量と相関する酸素量が多くなることがある。このた
め、ＮОｘセンサからの出力変動が、ＮОｘの増大によ
るものなのかアンモニアの増大によるものなのか判断で
きず、センサ出力に基づいて得られ情報に誤差が生じて
しまう。特にＮОｘ触媒を通過したＮОｘ量を検出する
ために、ＮОｘ触媒の下流側にＮОｘセンサを配置する
場合、センサ出力に基づき得られる情報の誤差は、アン
モニアスリップ発生の誤判定を招きかねない。
【０００６】排気ガス中のＮОｘ情報に相関する情報に
含まれる誤差を利用してアンモニアスリップの発生やシ
ステム異常を検出しながら、最適な還元剤の添加を可能
にして高いＮОｘ浄化率を維持することができる内燃機
関のＮＯｘ浄化装置を提供することを目的とする。
含まれる誤差を利用してアンモニアスリップの発生やシ
ステム異常を検出しながら、最適な還元剤の添加を可能
にして高いＮОｘ浄化率を維持することができる内燃機
関のＮＯｘ浄化装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる内燃機関
のＮОｘ浄化装置は、ＮОｘ浄化率に着目したものであ
り、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触媒と、ＮＯ
ｘ触媒にアンモニア又は尿素水を供給する還元剤供給手
段と、内燃機関の運転状態、及びＮＯｘ触媒の触媒温度
又は触媒温度に相関するパラメータの一つに基づき基準
となる目標ＮＯｘ浄化率を導出する目標ＮＯｘ浄化率導
出手段と、ＮＯｘ触媒による実ＮＯｘ浄化率を導出する
実ＮＯｘ浄化率導出手段と、目標ＮＯｘ浄化率導出手段
により導出された目標ＮＯｘ浄化率及び実ＮＯｘ浄化率
導出手段により導出された実ＮＯｘ浄化率とを比較判定
する比較手段と、比較手段により実ＮＯｘ浄化率が目標
ＮＯｘ浄化率よりも低いと判定されたとき、還元剤供給
手段によるアンモニア又は尿素水添加量を増量するよう
に制御する制御手段と、制御手段による制御後に実ＮＯ
ｘ浄化率算出手段により導出された補正後の実ＮＯｘ浄
化率と制御手段による制御前に実ＮＯｘ浄化率算出手段
により導出された補正前の実ＮＯｘ浄化率とに基づき、
ＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定する判定手段と
を備えている。
のＮОｘ浄化装置は、ＮОｘ浄化率に着目したものであ
り、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触媒と、ＮＯ
ｘ触媒にアンモニア又は尿素水を供給する還元剤供給手
段と、内燃機関の運転状態、及びＮＯｘ触媒の触媒温度
又は触媒温度に相関するパラメータの一つに基づき基準
となる目標ＮＯｘ浄化率を導出する目標ＮＯｘ浄化率導
出手段と、ＮＯｘ触媒による実ＮＯｘ浄化率を導出する
実ＮＯｘ浄化率導出手段と、目標ＮＯｘ浄化率導出手段
により導出された目標ＮＯｘ浄化率及び実ＮＯｘ浄化率
導出手段により導出された実ＮＯｘ浄化率とを比較判定
する比較手段と、比較手段により実ＮＯｘ浄化率が目標
ＮＯｘ浄化率よりも低いと判定されたとき、還元剤供給
手段によるアンモニア又は尿素水添加量を増量するよう
に制御する制御手段と、制御手段による制御後に実ＮＯ
ｘ浄化率算出手段により導出された補正後の実ＮＯｘ浄
化率と制御手段による制御前に実ＮＯｘ浄化率算出手段
により導出された補正前の実ＮＯｘ浄化率とに基づき、
ＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定する判定手段と
を備えている。
【０００８】本発明によると、目標ＮＯｘ浄化率導出手
段により導出された目標ＮＯｘ浄化率と実ＮＯｘ浄化率
導出手段により導出された実ＮＯｘ浄化率との比較判定
により実ＮＯｘ浄化率が目標ＮＯｘ浄化率よりも低い場
合には、還元剤供給手段によるアンモニアの添加量が制
御手段で増量補正されるので、ＮＯｘの還元に必要なア
ンモニア吸着量となるように適量の還元剤が還元剤供給
手段より供給可能となる。制御手段によるアンモニア又
は尿素水の添加量の増量補正前後における実ＮＯｘ浄化
率の変化に基づき、ＮＯｘ浄化システムの異常の有無が
判定手段で判定される。
段により導出された目標ＮＯｘ浄化率と実ＮＯｘ浄化率
導出手段により導出された実ＮＯｘ浄化率との比較判定
により実ＮＯｘ浄化率が目標ＮＯｘ浄化率よりも低い場
合には、還元剤供給手段によるアンモニアの添加量が制
御手段で増量補正されるので、ＮＯｘの還元に必要なア
ンモニア吸着量となるように適量の還元剤が還元剤供給
手段より供給可能となる。制御手段によるアンモニア又
は尿素水の添加量の増量補正前後における実ＮＯｘ浄化
率の変化に基づき、ＮＯｘ浄化システムの異常の有無が
判定手段で判定される。
【０００９】実ＮＯｘ浄化率導出手段としては、ＮＯｘ
触媒の上流及び下流のＮＯｘ濃度に基づきＮＯｘ浄化率
を導出する態様が好ましい。ＮОｘ濃度は、ＮＯｘ触媒
の上流と下流に設けた、あるいは下流側に設けたＮОｘ
センサからの出力に基づき導出する態様が好ましい。
触媒の上流及び下流のＮＯｘ濃度に基づきＮＯｘ浄化率
を導出する態様が好ましい。ＮОｘ濃度は、ＮＯｘ触媒
の上流と下流に設けた、あるいは下流側に設けたＮОｘ
センサからの出力に基づき導出する態様が好ましい。
【００１０】本発明にかかる内燃機関のＮОｘ浄化装置
において、判定手段は、補正後の実ＮＯｘ浄化率が補正
前の実ＮＯｘ浄化率よりも増加していないとき、アンモ
ニアスリップと判定し、補正後の実ＮＯｘ浄化率が補正
前の実ＮＯｘ浄化率より増加しているとき、アンモニア
又は尿素水添加量を増量可能と判定することを特徴とす
る。
において、判定手段は、補正後の実ＮＯｘ浄化率が補正
前の実ＮＯｘ浄化率よりも増加していないとき、アンモ
ニアスリップと判定し、補正後の実ＮＯｘ浄化率が補正
前の実ＮＯｘ浄化率より増加しているとき、アンモニア
又は尿素水添加量を増量可能と判定することを特徴とす
る。
【００１１】本発明によると、アンモニア又は尿素水の
添加量の増量供給制御後に、補正後の実ＮＯｘ浄化率が
補正前の実ＮＯｘ浄化率よりも高いと判定されたとき
は、増量添加したアンモニアがＮＯｘの還元に作用した
ものとし、ＮＯｘの還元に必要なアンモニア量の不足に
よる実ＮＯｘ浄化率の低下として、アンモニア又は尿素
水添加量を増量可能と判定するため、ＮＯｘの還元に必
要なアンモニア吸着量となるように適量の還元剤が還元
剤供給手段より供給可能となる。アンモニア又は尿素水
の添加量の増量供給制御後に、補正後の実ＮＯｘ浄化率
が補正前の実ＮＯｘ浄化率以下と判定されたときは、増
量添加したアンモニアがＮОｘ浄化に作用していないも
のとし、ＮＯｘの還元に必要なアンモニア量の不足によ
る実ＮＯｘ浄化率の低下ではなく、アンモニアスリップ
による実ＮＯｘ浄化率の低下と判断する。このため、例
えば、実ＮＯｘ浄化率がゼロとなるまでＮＯｘ触媒への
アンモニアの吸着量を減少させてもよい。
添加量の増量供給制御後に、補正後の実ＮＯｘ浄化率が
補正前の実ＮＯｘ浄化率よりも高いと判定されたとき
は、増量添加したアンモニアがＮＯｘの還元に作用した
ものとし、ＮＯｘの還元に必要なアンモニア量の不足に
よる実ＮＯｘ浄化率の低下として、アンモニア又は尿素
水添加量を増量可能と判定するため、ＮＯｘの還元に必
要なアンモニア吸着量となるように適量の還元剤が還元
剤供給手段より供給可能となる。アンモニア又は尿素水
の添加量の増量供給制御後に、補正後の実ＮＯｘ浄化率
が補正前の実ＮＯｘ浄化率以下と判定されたときは、増
量添加したアンモニアがＮОｘ浄化に作用していないも
のとし、ＮＯｘの還元に必要なアンモニア量の不足によ
る実ＮＯｘ浄化率の低下ではなく、アンモニアスリップ
による実ＮＯｘ浄化率の低下と判断する。このため、例
えば、実ＮＯｘ浄化率がゼロとなるまでＮＯｘ触媒への
アンモニアの吸着量を減少させてもよい。
【００１２】本発明にかかる内燃機関のＮОｘ浄化装置
において、判定手段により、補正後の実ＮＯｘ浄化率が
補正前の実ＮＯｘ浄化率よりも増加していないと判定さ
れたとき、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。本発明によると、吸着量減少促進手段
によってＮＯｘ触媒に吸着されたアンモニア又は尿素水
の吸着量が減少される。吸着量減少促進手段としては、
還元剤供給手段によるアンモニア添加量を減少するよう
に制御する態様や、ＮＯｘ触媒の温度を上昇させるよう
に制御する態様が好ましい。
において、判定手段により、補正後の実ＮＯｘ浄化率が
補正前の実ＮＯｘ浄化率よりも増加していないと判定さ
れたとき、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。本発明によると、吸着量減少促進手段
によってＮＯｘ触媒に吸着されたアンモニア又は尿素水
の吸着量が減少される。吸着量減少促進手段としては、
還元剤供給手段によるアンモニア添加量を減少するよう
に制御する態様や、ＮＯｘ触媒の温度を上昇させるよう
に制御する態様が好ましい。
【００１３】本発明にかかる内燃機関のＮОｘ浄化装置
において、判定手段により、補正後の実ＮＯｘ浄化率が
補正前の実ＮＯｘ浄化率よりも増加していないと判定さ
れたとき、ＮＯｘ浄化システムに異常有りと判定する異
常診断手段を備えたことを特徴とする。本発明による
と、アンモニア又は尿素水の添加量の増量供給制御後
に、補正後の実ＮＯｘ浄化率が補正前の実ＮＯｘ浄化率
以下と判定されたときは、異常診断手段によってＮＯｘ
浄化システムに異常有りと判定される。異常診断手段と
しては、吸着量減少促進手段の制御後の実ＮＯｘ浄化率
が所定のＮОｘ浄化率よりも増加していないとき、ＮＯ
ｘ浄化システムに異常有りと判定する態様が好ましい。
において、判定手段により、補正後の実ＮＯｘ浄化率が
補正前の実ＮＯｘ浄化率よりも増加していないと判定さ
れたとき、ＮＯｘ浄化システムに異常有りと判定する異
常診断手段を備えたことを特徴とする。本発明による
と、アンモニア又は尿素水の添加量の増量供給制御後
に、補正後の実ＮＯｘ浄化率が補正前の実ＮＯｘ浄化率
以下と判定されたときは、異常診断手段によってＮＯｘ
浄化システムに異常有りと判定される。異常診断手段と
しては、吸着量減少促進手段の制御後の実ＮＯｘ浄化率
が所定のＮОｘ浄化率よりも増加していないとき、ＮＯ
ｘ浄化システムに異常有りと判定する態様が好ましい。
【００１４】本発明にかかる内燃機関のＮОｘ浄化装置
は、ＮОｘ触媒に対する還元剤の吸着量に着目したもの
であり、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触媒と、
ＮＯｘ触媒にアンモニア又は尿素水を供給する還元剤供
給手段と、内燃機関から排出されるＮＯｘ排出量を検出
又は推定する機関ＮＯｘ排出量導出手段と、ＮОｘ触媒
出口でのＮОｘ排出量を検出又は推定する触媒出口ＮО
ｘ量導出手段と、機関ＮОｘ排出量と触媒出口ＮОｘ排
出量の差分から実ＮＯｘ浄化量を導出する実ＮＯｘ浄化
量算出手段と、ＮＯｘ排出量及び実ＮＯｘ浄化量算出手
段により導出された実ＮＯｘ浄化量に基づきアンモニア
の消費量を導出する消費量導出手段と、還元剤供給手段
によるアンモニア又は尿素水の添加量及び消費量導出手
段により導出された消費量に応じてＮＯｘ触媒に吸着さ
れたアンモニアの実吸着量を導出する吸着量導出手段
と、ＮＯｘ触媒に対するアンモニアの目標吸着量をＮＯ
ｘ触媒の触媒温度又は触媒温度に相関するパラメータの
一つに応じて設定する目標吸着量設定手段と、吸着量導
出手段により導出された実吸着量及び前記目標吸着量設
定手段により設定された目標吸着量を比較判定する比較
手段と、比較手段により実吸着量が目標吸着量よりも少
ないと判定されたとき、還元剤供給手段によるアンモニ
ア又は尿素水の添加量を増量するように制御する制御手
段と、制御手段による制御後に吸着量導出手段により導
出された補正後の実吸着量、補正の際のアンモニア又は
尿素水の添加量増量及び制御手段による制御前に吸着量
導出手段により導出された補正前の実吸着量に基づき、
ＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする。
は、ＮОｘ触媒に対する還元剤の吸着量に着目したもの
であり、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触媒と、
ＮＯｘ触媒にアンモニア又は尿素水を供給する還元剤供
給手段と、内燃機関から排出されるＮＯｘ排出量を検出
又は推定する機関ＮＯｘ排出量導出手段と、ＮОｘ触媒
出口でのＮОｘ排出量を検出又は推定する触媒出口ＮО
ｘ量導出手段と、機関ＮОｘ排出量と触媒出口ＮОｘ排
出量の差分から実ＮＯｘ浄化量を導出する実ＮＯｘ浄化
量算出手段と、ＮＯｘ排出量及び実ＮＯｘ浄化量算出手
段により導出された実ＮＯｘ浄化量に基づきアンモニア
の消費量を導出する消費量導出手段と、還元剤供給手段
によるアンモニア又は尿素水の添加量及び消費量導出手
段により導出された消費量に応じてＮＯｘ触媒に吸着さ
れたアンモニアの実吸着量を導出する吸着量導出手段
と、ＮＯｘ触媒に対するアンモニアの目標吸着量をＮＯ
ｘ触媒の触媒温度又は触媒温度に相関するパラメータの
一つに応じて設定する目標吸着量設定手段と、吸着量導
出手段により導出された実吸着量及び前記目標吸着量設
定手段により設定された目標吸着量を比較判定する比較
手段と、比較手段により実吸着量が目標吸着量よりも少
ないと判定されたとき、還元剤供給手段によるアンモニ
ア又は尿素水の添加量を増量するように制御する制御手
段と、制御手段による制御後に吸着量導出手段により導
出された補正後の実吸着量、補正の際のアンモニア又は
尿素水の添加量増量及び制御手段による制御前に吸着量
導出手段により導出された補正前の実吸着量に基づき、
ＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする。
【００１５】本発明によると、目標吸着量導出手段によ
り導出されたアンモニアの目標吸着量と吸着量導出手段
により導出されたアンモニアの実吸着量とを比較手段で
比較判定し、その結果、実吸着量が目標吸着量よりも低
い場合には、還元剤供給手段によるアンモニア又は尿素
水の添加量が制御手段で増量補正されるので、ＮＯｘの
還元に必要なアンモニア吸着量となるように適量の還元
剤が還元剤供給手段より供給可能となる。制御手段によ
るアンモニア又は尿素水の添加量の補正増量と、補正前
後における実吸着量の変化に基づき、ＮＯｘ浄化システ
ムの異常の有無が判定手段で判定される。
り導出されたアンモニアの目標吸着量と吸着量導出手段
により導出されたアンモニアの実吸着量とを比較手段で
比較判定し、その結果、実吸着量が目標吸着量よりも低
い場合には、還元剤供給手段によるアンモニア又は尿素
水の添加量が制御手段で増量補正されるので、ＮＯｘの
還元に必要なアンモニア吸着量となるように適量の還元
剤が還元剤供給手段より供給可能となる。制御手段によ
るアンモニア又は尿素水の添加量の補正増量と、補正前
後における実吸着量の変化に基づき、ＮＯｘ浄化システ
ムの異常の有無が判定手段で判定される。
【００１６】機関ＮＯｘ排出量及びＮОｘ触媒出口ＮО
ｘ排出量導出手段としては、排気ガス排出量及びＮＯｘ
触媒の上下流側の排気系におけるＮＯｘ濃度に基づき、
ＮＯｘ質量流量を導出する態様が好ましい。実ＮＯｘ浄
化量導出手段としては、機関ＮОｘ排出量とＮＯｘ触媒
出口ＮОｘ排出量の差分からＮＯｘ浄化量を導出する態
様が好ましい。ＮОｘ濃度は、ＮＯｘ触媒の上流と下流
に設けた、あるいは下流側に設けたＮОｘセンサからの
出力に基づき導出する態様が好ましい。吸着量導出手段
としては、前回導出された実吸着量、補正前のアンモニ
ア又は尿素水添加量及び前記消費量導出手段により導出
された消費量に基づき補正後の実吸着量を導出する態様
が好ましい。
ｘ排出量導出手段としては、排気ガス排出量及びＮＯｘ
触媒の上下流側の排気系におけるＮＯｘ濃度に基づき、
ＮＯｘ質量流量を導出する態様が好ましい。実ＮＯｘ浄
化量導出手段としては、機関ＮОｘ排出量とＮＯｘ触媒
出口ＮОｘ排出量の差分からＮＯｘ浄化量を導出する態
様が好ましい。ＮОｘ濃度は、ＮＯｘ触媒の上流と下流
に設けた、あるいは下流側に設けたＮОｘセンサからの
出力に基づき導出する態様が好ましい。吸着量導出手段
としては、前回導出された実吸着量、補正前のアンモニ
ア又は尿素水添加量及び前記消費量導出手段により導出
された消費量に基づき補正後の実吸着量を導出する態様
が好ましい。
【００１７】本発明にかかる内燃機関のＮОｘ浄化装置
において、判定手段は、補正後実吸着量の補正前実吸着
量に対する増分が補正時のアンモニア添加量増分を上回
っているとき、アンモニアスリップと判定し、補正後実
吸着量の補正前実吸着量に対する増分が補正時のアンモ
ニア添加量増分を上回っていないとき、アンモニア又は
尿素水の添加量を増量可能と判定することを特徴とす
る。本発明によると、アンモニア又は尿素水の添加量の
増量供給制御後に、補正後実吸着量の補正前実吸着量に
対する増分が補正時のアンモニア添加量増分を上回って
いないと判定されたときは、増量添加したアンモニア又
は尿素水がＮＯｘの還元に作用したものとし、ＮＯｘの
還元に必要なアンモニア実吸着量の不足として、アンモ
ニア又は尿素水の添加量を増量可能と判定するため、Ｎ
Ｏｘの還元に必要なアンモニア吸着量となるように適量
の還元剤が還元剤供給手段より供給可能となる。
において、判定手段は、補正後実吸着量の補正前実吸着
量に対する増分が補正時のアンモニア添加量増分を上回
っているとき、アンモニアスリップと判定し、補正後実
吸着量の補正前実吸着量に対する増分が補正時のアンモ
ニア添加量増分を上回っていないとき、アンモニア又は
尿素水の添加量を増量可能と判定することを特徴とす
る。本発明によると、アンモニア又は尿素水の添加量の
増量供給制御後に、補正後実吸着量の補正前実吸着量に
対する増分が補正時のアンモニア添加量増分を上回って
いないと判定されたときは、増量添加したアンモニア又
は尿素水がＮＯｘの還元に作用したものとし、ＮＯｘの
還元に必要なアンモニア実吸着量の不足として、アンモ
ニア又は尿素水の添加量を増量可能と判定するため、Ｎ
Ｏｘの還元に必要なアンモニア吸着量となるように適量
の還元剤が還元剤供給手段より供給可能となる。
【００１８】アンモニア又は尿素水の添加量の増量供給
制御後に、補正後実吸着量の補正前実吸着量に対する増
分が補正時のアンモニア添加量増分を上回っていると判
定されたときは、増量添加したアンモニア量がＮОｘ浄
化に作用していないものとし、ＮＯｘの還元に必要なア
ンモニア実吸着量の不足ではなく、アンモニアスリップ
が発生していると判断する。このため、例えば実吸着量
がゼロとなるまで、ＮＯｘ触媒へのアンモニアの供給着
量を減少させてもよい。
制御後に、補正後実吸着量の補正前実吸着量に対する増
分が補正時のアンモニア添加量増分を上回っていると判
定されたときは、増量添加したアンモニア量がＮОｘ浄
化に作用していないものとし、ＮＯｘの還元に必要なア
ンモニア実吸着量の不足ではなく、アンモニアスリップ
が発生していると判断する。このため、例えば実吸着量
がゼロとなるまで、ＮＯｘ触媒へのアンモニアの供給着
量を減少させてもよい。
【００１９】本発明にかかる内燃機関のＮОｘ浄化装置
において、判定手段により、補正後実吸着量の補正前実
吸着量に対する増分が補正時のアンモニア添加量増分を
上回っていないと判定されたとき、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。本発明による
と、吸着量減少促進手段によってＮＯｘ触媒に吸着され
たアンモニアの吸着量が減少される。吸着量減少促進手
段としては、還元剤供給手段によるアンモニア又は尿素
水の添加量を減少するよう制御する態様や、ＮＯｘ触媒
の温度を上昇させるように制御する態様が好ましい。
において、判定手段により、補正後実吸着量の補正前実
吸着量に対する増分が補正時のアンモニア添加量増分を
上回っていないと判定されたとき、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。本発明による
と、吸着量減少促進手段によってＮＯｘ触媒に吸着され
たアンモニアの吸着量が減少される。吸着量減少促進手
段としては、還元剤供給手段によるアンモニア又は尿素
水の添加量を減少するよう制御する態様や、ＮＯｘ触媒
の温度を上昇させるように制御する態様が好ましい。
【００２０】本発明にかかる内燃機関のＮОｘ浄化装置
において、判定手段により、補正後実吸着量の補正前実
吸着量に対する増分が補正時のアンモニア添加量増分を
上回っていると判定されたとき、ＮＯｘ浄化システムに
異常有りと判定する異常診断手段を備えたことを特徴と
する。本発明によると、アンモニア又は尿素水の添加量
の増量供給制御後に、補正後実吸着量の補正前実吸着量
に対する増分が補正時のアンモニア添加量増分を上回っ
ていると判定されたときは、異常診断手段によってＮＯ
ｘ浄化システムの異常有りと判定される。
において、判定手段により、補正後実吸着量の補正前実
吸着量に対する増分が補正時のアンモニア添加量増分を
上回っていると判定されたとき、ＮＯｘ浄化システムに
異常有りと判定する異常診断手段を備えたことを特徴と
する。本発明によると、アンモニア又は尿素水の添加量
の増量供給制御後に、補正後実吸着量の補正前実吸着量
に対する増分が補正時のアンモニア添加量増分を上回っ
ていると判定されたときは、異常診断手段によってＮＯ
ｘ浄化システムの異常有りと判定される。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施形態としての
内燃機関のＮＯｘ浄化装置を説明する。図１において符
号１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「エンジン」と記す）を示す。エンジン１はエ
ンジン制御装置５によってその出力制御が行われる。エ
ンジン制御装置５は、ここでは、吸気系に配置される周
知のエアーフローセンサからの吸気流量や、燃料系から
得られる燃料噴射量、燃料噴射量、エンジン回転数等の
エンジン運転状態を示す信号を排気ガス制御装置４へ出
力している。排気ガス制御装置４及びエンジン制御装置
５は、周知のマイクロコンピュータでその主要部が構成
されていて、互いに制御系通信回線で相互通信可能に連
結されている。
内燃機関のＮＯｘ浄化装置を説明する。図１において符
号１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「エンジン」と記す）を示す。エンジン１はエ
ンジン制御装置５によってその出力制御が行われる。エ
ンジン制御装置５は、ここでは、吸気系に配置される周
知のエアーフローセンサからの吸気流量や、燃料系から
得られる燃料噴射量、燃料噴射量、エンジン回転数等の
エンジン運転状態を示す信号を排気ガス制御装置４へ出
力している。排気ガス制御装置４及びエンジン制御装置
５は、周知のマイクロコンピュータでその主要部が構成
されていて、互いに制御系通信回線で相互通信可能に連
結されている。
【００２２】第１の実施形態にかかるＮＯｘ浄化装置
は、浄化率の変動に着目したものである。このＮＯｘ浄
化装置は、エンジン１の排気マニホールド２５につなが
り排気系を構成する排気管２８に設けられて排気ガス２
４中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒１７、ＮＯｘ触
媒１７にアンモニアを供給する還元剤供給手段２９、還
元剤供給手段２９によるアンモニアの基本添加量Ｄ
ＮＨ３を導出する基本添加量導出手段４２、ＮＯｘ触媒
１７の触媒温度Ｔｇに基づき基準となる目標ＮＯｘ浄化
率Ｍηを導出する目標ＮＯｘ浄化率導出手段４３、ＮＯ
ｘ触媒１７による実ＮＯｘ浄化率ηを導出する実ＮＯｘ
浄化率導出手段４４、還元剤供給手段２９を制御する制
御手段４５、比較手段４６、判定手段４７、吸着量減少
促進手段４８及び異常判定手段４９を備えている。
は、浄化率の変動に着目したものである。このＮＯｘ浄
化装置は、エンジン１の排気マニホールド２５につなが
り排気系を構成する排気管２８に設けられて排気ガス２
４中のＮＯｘを選択還元するＮＯｘ触媒１７、ＮＯｘ触
媒１７にアンモニアを供給する還元剤供給手段２９、還
元剤供給手段２９によるアンモニアの基本添加量Ｄ
ＮＨ３を導出する基本添加量導出手段４２、ＮＯｘ触媒
１７の触媒温度Ｔｇに基づき基準となる目標ＮＯｘ浄化
率Ｍηを導出する目標ＮＯｘ浄化率導出手段４３、ＮＯ
ｘ触媒１７による実ＮＯｘ浄化率ηを導出する実ＮＯｘ
浄化率導出手段４４、還元剤供給手段２９を制御する制
御手段４５、比較手段４６、判定手段４７、吸着量減少
促進手段４８及び異常判定手段４９を備えている。
【００２３】ＮＯｘ触媒１７は、ハニカム構造の触媒担
体に触媒成分を付着させたもので、排気管２８に設けら
れたＮＯｘ触媒コンバータ２７のケーシング内に収納さ
れている。選択還元触媒であるＮＯｘ触媒１７として
は、バナジウム系、白金系、ゼオライト系などがある。
ＮＯｘ触媒１７は、アンモニア（ＮＨ３）を吸着して排
気ガス２４中のＮＯｘを選択還元するものであり、アン
モニア吸着状態において、排気ガス２４中のＮＯｘを触
媒温度の高低に応じ、即ち、高温時には上述した式
（２）、低温時には上述した式（３）の反応を主に行
い、アンモニアと窒素酸化物との間の脱硝反応を促進す
るものである。
体に触媒成分を付着させたもので、排気管２８に設けら
れたＮＯｘ触媒コンバータ２７のケーシング内に収納さ
れている。選択還元触媒であるＮＯｘ触媒１７として
は、バナジウム系、白金系、ゼオライト系などがある。
ＮＯｘ触媒１７は、アンモニア（ＮＨ３）を吸着して排
気ガス２４中のＮＯｘを選択還元するものであり、アン
モニア吸着状態において、排気ガス２４中のＮＯｘを触
媒温度の高低に応じ、即ち、高温時には上述した式
（２）、低温時には上述した式（３）の反応を主に行
い、アンモニアと窒素酸化物との間の脱硝反応を促進す
るものである。
【００２４】ＮОｘ触媒１７には、触媒温度Ｔｇを出力
する温度検出手段として触媒温度センサ２２が設けられ
ている。この他、触媒温度に相関するパラメータとな
る、例えばエンジン回転数及び燃料噴射量、エンジン運
転領域毎の運転時間や外気温を考慮して触媒温度の推定
値を演算して触媒温度Ｔｇとして用いても良い。
する温度検出手段として触媒温度センサ２２が設けられ
ている。この他、触媒温度に相関するパラメータとな
る、例えばエンジン回転数及び燃料噴射量、エンジン運
転領域毎の運転時間や外気温を考慮して触媒温度の推定
値を演算して触媒温度Ｔｇとして用いても良い。
【００２５】還元剤供給手段２９は、排気マニホールド
２５直後の排気管２８に装着されたＮОｘ検出手段とし
て前ＮОｘセンサ１９とＮОｘ触媒１７との間の排気管
２８に装着され、ＮＯｘ触媒コンバータ２７の上流開口
側に向けて尿素水を噴霧して添加する添加ノズル１８
と、添加ノズル１８に接続された噴射管３１と、噴射管
３１の上流端に連結されたエアタンク３２と、噴射管３
１への圧縮エア供給を制御する圧縮エア制御弁３３と、
圧縮エア制御弁３３よりも下流位置で噴射管に連結する
尿素水供給管３４と、添加用の尿素水を収容した尿素水
タンク３５と、尿素水タンク３５内の尿素水を尿素水供
給管３４から噴射管３１へと供給する尿素水供給部３７
とを備えている。これら圧縮エア制御弁３３及び尿素水
供給部３７は、制御手段４５に信号線で接続されてい
る。
２５直後の排気管２８に装着されたＮОｘ検出手段とし
て前ＮОｘセンサ１９とＮОｘ触媒１７との間の排気管
２８に装着され、ＮＯｘ触媒コンバータ２７の上流開口
側に向けて尿素水を噴霧して添加する添加ノズル１８
と、添加ノズル１８に接続された噴射管３１と、噴射管
３１の上流端に連結されたエアタンク３２と、噴射管３
１への圧縮エア供給を制御する圧縮エア制御弁３３と、
圧縮エア制御弁３３よりも下流位置で噴射管に連結する
尿素水供給管３４と、添加用の尿素水を収容した尿素水
タンク３５と、尿素水タンク３５内の尿素水を尿素水供
給管３４から噴射管３１へと供給する尿素水供給部３７
とを備えている。これら圧縮エア制御弁３３及び尿素水
供給部３７は、制御手段４５に信号線で接続されてい
る。
【００２６】前ＮОｘセンサ１９は、ＮОｘ触媒１７の
上流側のＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆを検出するものである。
ＮＯｘ触媒１７の下流側の排気管２８には、ＮОｘ触媒
１７の下流側のＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｒを検出するＮОｘ
検出手段として後ＮОｘセンサ２６が配設されている。
各ＮОｘセンサ１９，２６からのＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘ
ｆ、Ｓｎｏｘｒは、実ＮＯｘ浄化率導出手段４４に出力
される。
上流側のＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆを検出するものである。
ＮＯｘ触媒１７の下流側の排気管２８には、ＮОｘ触媒
１７の下流側のＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｒを検出するＮОｘ
検出手段として後ＮОｘセンサ２６が配設されている。
各ＮОｘセンサ１９，２６からのＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘ
ｆ、Ｓｎｏｘｒは、実ＮＯｘ浄化率導出手段４４に出力
される。
【００２７】目標ＮОｘ浄化率導出手段４３は、例え
ば、図４に示すような、触媒温度Ｔｇによって定められ
る目標ＮОｘ浄化率Ｍηのマップであり、このマップか
ら触媒温度Ｔｇに相関する目標ＮＯｘ浄化率Ｍηを導出
して制御手段４５に出力する。
ば、図４に示すような、触媒温度Ｔｇによって定められ
る目標ＮОｘ浄化率Ｍηのマップであり、このマップか
ら触媒温度Ｔｇに相関する目標ＮＯｘ浄化率Ｍηを導出
して制御手段４５に出力する。
【００２８】実ＮＯｘ浄化率導出手段４４は、各ＮОｘ
センサ１９，２６からのＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ、Ｓｎｏ
ｘｒを、Ｓｎｏｘｆ−Ｓｎｏｘｒとする差分処理し、さ
らにその値をＳｎｏｘｆで除算して実ＮＯｘ浄化率ηを
算出する演算回路である。
センサ１９，２６からのＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ、Ｓｎｏ
ｘｒを、Ｓｎｏｘｆ−Ｓｎｏｘｒとする差分処理し、さ
らにその値をＳｎｏｘｆで除算して実ＮＯｘ浄化率ηを
算出する演算回路である。
【００２９】基本添加量導出手段４２は、図１１に破線
Ｌ２で示すＮОｘ触媒１７でのアンモニア吸着量を充た
すようにエンジン運転状態に応じて予め設定されたアン
モニアの基本添加量マップを有し、触媒温度Ｔｇに応じ
て適宜アンモニアの基本添加量ＤＮＨ３を選択して制御
手段４５に出力する。
Ｌ２で示すＮОｘ触媒１７でのアンモニア吸着量を充た
すようにエンジン運転状態に応じて予め設定されたアン
モニアの基本添加量マップを有し、触媒温度Ｔｇに応じ
て適宜アンモニアの基本添加量ＤＮＨ３を選択して制御
手段４５に出力する。
【００３０】比較手段４６は、目標ＮＯｘ浄化率導出手
段４３により導出された目標ＮОｘ浄化率Ｍηと実ＮＯ
ｘ浄化率導出手段４４により導出された実ＮＯｘ浄化率
ηとを比較判定する回路であって、この判断結果を制御
手段４５に出力する。
段４３により導出された目標ＮОｘ浄化率Ｍηと実ＮＯ
ｘ浄化率導出手段４４により導出された実ＮＯｘ浄化率
ηとを比較判定する回路であって、この判断結果を制御
手段４５に出力する。
【００３１】制御手段４５は、比較手段４６の判定結果
に基づいて還元剤供給手段２９による尿素水の添加量を
補正するように、圧縮エア制御弁３３及び尿素水供給部
３７の駆動を制御するものである。
に基づいて還元剤供給手段２９による尿素水の添加量を
補正するように、圧縮エア制御弁３３及び尿素水供給部
３７の駆動を制御するものである。
【００３２】判定手段４７は、制御手段４５による制御
後に実ＮＯｘ浄化率算出手段４４により導出される補正
後の実ＮＯｘ浄化率Ｈηと制御手段４５による制御前に
実ＮＯｘ浄化率算出手段４４により導出された補正前の
実ＮＯｘ浄化率ηとに基づき、ＮＯｘ浄化システムの異
常の有無を判定する回路である。本形態において判定手
段４７は、アンモニアスリップの有無を判定するもの
で、補正後の実ＮＯｘ浄化率Ｈηが補正前の実ＮＯｘ浄
化率ηよりも増加していないときにアンモニアスリップ
が発生しているものと判定する。
後に実ＮＯｘ浄化率算出手段４４により導出される補正
後の実ＮＯｘ浄化率Ｈηと制御手段４５による制御前に
実ＮＯｘ浄化率算出手段４４により導出された補正前の
実ＮＯｘ浄化率ηとに基づき、ＮＯｘ浄化システムの異
常の有無を判定する回路である。本形態において判定手
段４７は、アンモニアスリップの有無を判定するもの
で、補正後の実ＮＯｘ浄化率Ｈηが補正前の実ＮＯｘ浄
化率ηよりも増加していないときにアンモニアスリップ
が発生しているものと判定する。
【００３３】吸着量減少促進手段４８は、判定手段４７
によりアンモニアスリップと判定された場合に、ＮＯｘ
触媒１７に吸着されたアンモニアの吸着量を減少するよ
うに制御する機能を備えたものである。本形態では、補
正後の実ＮＯｘ浄化率Ｈηが補正前の実ＮＯｘ浄化率η
よりも増加していないと判定されたときに、還元剤供給
手段２９による尿素水の添加を禁止するように、尿素水
供給部３７を強制的に閉じるように制御する。
によりアンモニアスリップと判定された場合に、ＮＯｘ
触媒１７に吸着されたアンモニアの吸着量を減少するよ
うに制御する機能を備えたものである。本形態では、補
正後の実ＮＯｘ浄化率Ｈηが補正前の実ＮＯｘ浄化率η
よりも増加していないと判定されたときに、還元剤供給
手段２９による尿素水の添加を禁止するように、尿素水
供給部３７を強制的に閉じるように制御する。
【００３４】異常判定手段４９は、判定手段４７によ
り、補正後の実ＮＯｘ浄化率Ｈηが補正前の実ＮＯｘ浄
化率ηよりも増加していないと判定されたとき、ＮＯｘ
浄化システムに異常有りと判定する回路であり、警告部
として機能する警告ランプ５０が接続されている。本形
態では、吸着量減少促進手段４８による尿素水の添加量
制御後の実ＮＯｘ浄化率Ｈη１が所定のＮОｘ浄化率Ｋ
ηよりも増加していないとき、ＮＯｘ浄化装置が故障し
て異常有りと判定し、警告ランプ５０を点灯あるいは点
滅させる。警告部としてはランプに限らず、ブザーや音
声により警告を発するような形態でも良い。
り、補正後の実ＮＯｘ浄化率Ｈηが補正前の実ＮＯｘ浄
化率ηよりも増加していないと判定されたとき、ＮＯｘ
浄化システムに異常有りと判定する回路であり、警告部
として機能する警告ランプ５０が接続されている。本形
態では、吸着量減少促進手段４８による尿素水の添加量
制御後の実ＮＯｘ浄化率Ｈη１が所定のＮОｘ浄化率Ｋ
ηよりも増加していないとき、ＮＯｘ浄化装置が故障し
て異常有りと判定し、警告ランプ５０を点灯あるいは点
滅させる。警告部としてはランプに限らず、ブザーや音
声により警告を発するような形態でも良い。
【００３５】本形態では、基本添加量導出手段４２、目
標ＮОｘ浄化率導出手段４３、実ＮОｘ浄化量導出手段
４４、制御手段４５、比較手段４６、判定手段４７、吸
着量減少促進手段４８及び異常判定手段４９によって排
気ガス制御装置４が構成される。排気ガス制御装置４
は、基本添加量ＤＮＨ３に対して加減算するための補正
量を図示しないマップ情報として予め図示しないメモリ
ー内に記憶されている。
標ＮОｘ浄化率導出手段４３、実ＮОｘ浄化量導出手段
４４、制御手段４５、比較手段４６、判定手段４７、吸
着量減少促進手段４８及び異常判定手段４９によって排
気ガス制御装置４が構成される。排気ガス制御装置４
は、基本添加量ＤＮＨ３に対して加減算するための補正
量を図示しないマップ情報として予め図示しないメモリ
ー内に記憶されている。
【００３６】次に、ＮＯｘ浄化装置によるＮОｘ制御処
理を図２のＮＯｘ浄化処理ルーチンに沿って、警告判定
処理を図３に示す警告判定処理ルーチンに沿ってそれぞ
れ説明する。
理を図２のＮＯｘ浄化処理ルーチンに沿って、警告判定
処理を図３に示す警告判定処理ルーチンに沿ってそれぞ
れ説明する。
【００３７】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、エンジン制御装置５は
エンジン駆動に関する各種制御系の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
周知の燃料噴射系、燃料供給系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ガス制
御装置４にも送信する。排気ガス制御装置４は、エンジ
ンキーのオンと同時に図２のＮＯｘ浄化処理ルーチンの
ＮＯｘ浄化処理制御を所定制御サイクル毎に繰り返すと
共に、図３に示す警告判定処理ルーチンを割り込み処理
する。
のエンジン１の駆動時において、エンジン制御装置５は
エンジン駆動に関する各種制御系の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
周知の燃料噴射系、燃料供給系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ガス制
御装置４にも送信する。排気ガス制御装置４は、エンジ
ンキーのオンと同時に図２のＮＯｘ浄化処理ルーチンの
ＮＯｘ浄化処理制御を所定制御サイクル毎に繰り返すと
共に、図３に示す警告判定処理ルーチンを割り込み処理
する。
【００３８】図２のＮＯｘ浄化処理ルーチンでは、ステ
ップＳ１でエンジン始動中であるかをイグニッションキ
ーのオン情報で確認し、ステップＳ２でＮОｘ触媒温度
Ｔｇ、ＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘｒ、その他のデ
ータを取込む。ステップＳ３では、ＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘ
ｆ,Ｓｎｏｘｒを用いて実ＮОｘ浄化量ηを、触媒温度
Ｔｇに基づいてＮОｘ触媒１７に新たに吸着すべきアン
モニア量としての基本添加量ＤＮＨ３をそれぞれ演算す
ると共に、触媒温度Ｔｇに基づいて目標ＮОｘ浄化率Ｍ
ηを、目標ＮОｘ浄化率導出手段４３であるマップより
演算し、ステップＳ４に進む。
ップＳ１でエンジン始動中であるかをイグニッションキ
ーのオン情報で確認し、ステップＳ２でＮОｘ触媒温度
Ｔｇ、ＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘｒ、その他のデ
ータを取込む。ステップＳ３では、ＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘ
ｆ,Ｓｎｏｘｒを用いて実ＮОｘ浄化量ηを、触媒温度
Ｔｇに基づいてＮОｘ触媒１７に新たに吸着すべきアン
モニア量としての基本添加量ＤＮＨ３をそれぞれ演算す
ると共に、触媒温度Ｔｇに基づいて目標ＮОｘ浄化率Ｍ
ηを、目標ＮОｘ浄化率導出手段４３であるマップより
演算し、ステップＳ４に進む。
【００３９】ステップＳ４では、実ＮОｘ浄化量ηと目
標ＮОｘ浄化率Ｍηとを比較して、実ＮОｘ浄化量ηが
目標ＮОｘ浄化率Ｍηを超えている場合には、ステップ
Ｓ７に進んでアンモニアの基本添加量ＤＮＨ３から所定
量減算する減少補正をして還元剤添加量ＤＮＨ３(−ｎ)
を決定し、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、実
ＮОｘ浄化量ηと目標ＮОｘ浄化率Ｍηとの比較結果に
応じて減少補正された還元剤添加量ＤＮＨ３(−ｎ)のア
ンモニア量に相当する尿素水量を添加できるように、還
元剤供給手段２９を駆動制御して制御サイクルを終了す
る。ステップＳ４において、実ＮОｘ浄化量ηが目標Ｎ
Оｘ浄化率Ｍη未満の場合にはステップＳ５に進み、ア
ンモニアの基本添加量ＤＮＨ３に所定量加算する増大補
正をして還元剤添加量ＤＮＨ３(ｎ)を決定し、ステップ
Ｓ６に進む。ステップＳ６では、実ＮОｘ浄化量ηと目
標ＮОｘ浄化率Ｍηとの比較結果に応じて増大補正され
た還元剤添加量ＤＮＨ３(ｎ)のアンモニア量に相当する
尿素水量を添加できるように、還元剤供給手段２９を駆
動制御して制御サイクルを終了する。
標ＮОｘ浄化率Ｍηとを比較して、実ＮОｘ浄化量ηが
目標ＮОｘ浄化率Ｍηを超えている場合には、ステップ
Ｓ７に進んでアンモニアの基本添加量ＤＮＨ３から所定
量減算する減少補正をして還元剤添加量ＤＮＨ３(−ｎ)
を決定し、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、実
ＮОｘ浄化量ηと目標ＮОｘ浄化率Ｍηとの比較結果に
応じて減少補正された還元剤添加量ＤＮＨ３(−ｎ)のア
ンモニア量に相当する尿素水量を添加できるように、還
元剤供給手段２９を駆動制御して制御サイクルを終了す
る。ステップＳ４において、実ＮОｘ浄化量ηが目標Ｎ
Оｘ浄化率Ｍη未満の場合にはステップＳ５に進み、ア
ンモニアの基本添加量ＤＮＨ３に所定量加算する増大補
正をして還元剤添加量ＤＮＨ３(ｎ)を決定し、ステップ
Ｓ６に進む。ステップＳ６では、実ＮОｘ浄化量ηと目
標ＮОｘ浄化率Ｍηとの比較結果に応じて増大補正され
た還元剤添加量ＤＮＨ３(ｎ)のアンモニア量に相当する
尿素水量を添加できるように、還元剤供給手段２９を駆
動制御して制御サイクルを終了する。
【００４０】このように基本添加量ＤＮＨ３を補正する
ことで、尿素水供給部３７は、増大あるいは減少補正さ
れた相当の流量に調整した尿素水を、噴射管３１を経由
して添加ノズル１８より排気管２８に供給する。よっ
て、ＮОｘ触媒１７への尿素水の添加量の制御精度を向
上して、アンモニアスリップの発生を効果的に抑制する
ことができる。
ことで、尿素水供給部３７は、増大あるいは減少補正さ
れた相当の流量に調整した尿素水を、噴射管３１を経由
して添加ノズル１８より排気管２８に供給する。よっ
て、ＮОｘ触媒１７への尿素水の添加量の制御精度を向
上して、アンモニアスリップの発生を効果的に抑制する
ことができる。
【００４１】図３の異常警告処理ルーチンは、ステップ
Ｔ１でステップＳ６の終了を確認判断し、図２のステッ
プＳ６が終了しているとステップＴ２に進む。ステップ
Ｔ２では、ステップＳ６で実行された還元剤添加量Ｄ
ＮＨ３(ｎ)のアンモニア量に相当する尿素水量を添加後
における、すなわち制御手段４５による制御後のＮＯｘ
濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘｒと、ステップＳ３で導出さ
れた補正前の実ＮОｘ浄化率とを取込む。ステップＴ３
では、ステップＴ２で取り込んだＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘ
ｆ,Ｓｎｏｘｒを用いて補正後の実ＮОｘ浄化量Ｈηを
導出してステップＴ４に進む。
Ｔ１でステップＳ６の終了を確認判断し、図２のステッ
プＳ６が終了しているとステップＴ２に進む。ステップ
Ｔ２では、ステップＳ６で実行された還元剤添加量Ｄ
ＮＨ３(ｎ)のアンモニア量に相当する尿素水量を添加後
における、すなわち制御手段４５による制御後のＮＯｘ
濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘｒと、ステップＳ３で導出さ
れた補正前の実ＮОｘ浄化率とを取込む。ステップＴ３
では、ステップＴ２で取り込んだＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘ
ｆ,Ｓｎｏｘｒを用いて補正後の実ＮОｘ浄化量Ｈηを
導出してステップＴ４に進む。
【００４２】ステップＴ４では、補正前の実ＮОｘ浄化
量ηと補正後の実ＮОｘ浄化量Ｈηとを比較して、補正
後の実ＮＯｘ浄化率Ｈηが補正前の実ＮＯｘ浄化率ηを
超えている(増加している)場合には、図２のステップＳ
６において増量添加したアンモニアがＮＯｘの還元に作
用したものと判断する。すなわち、このステップＴ４で
は、図２のステップＳ４での実ＮＯｘ浄化率の低下がＮ
Ｏｘ排出量の還元に必要なアンモニア量の不足によるも
のであり、アンモニア添加量を増量可能なＮＯｘ浄化シ
ステムが正常であると判断してステップＴ５に進む。ス
テップＴ５では、ＮОｘ浄化処理ルーチンを継続とし
て、この処理ルーチンを終了する。このため、ＮＯｘ排
出量の還元に必要なアンモニア吸着量となるような適量
の還元剤を還元剤供給手段２９より排気ガス中に供給す
ることができる。
量ηと補正後の実ＮОｘ浄化量Ｈηとを比較して、補正
後の実ＮＯｘ浄化率Ｈηが補正前の実ＮＯｘ浄化率ηを
超えている(増加している)場合には、図２のステップＳ
６において増量添加したアンモニアがＮＯｘの還元に作
用したものと判断する。すなわち、このステップＴ４で
は、図２のステップＳ４での実ＮＯｘ浄化率の低下がＮ
Ｏｘ排出量の還元に必要なアンモニア量の不足によるも
のであり、アンモニア添加量を増量可能なＮＯｘ浄化シ
ステムが正常であると判断してステップＴ５に進む。ス
テップＴ５では、ＮОｘ浄化処理ルーチンを継続とし
て、この処理ルーチンを終了する。このため、ＮＯｘ排
出量の還元に必要なアンモニア吸着量となるような適量
の還元剤を還元剤供給手段２９より排気ガス中に供給す
ることができる。
【００４３】ステップＴ４において、補正後の実ＮＯｘ
浄化率Ｈηが補正前の実ＮＯｘ浄化率η以下の場合に
は、図２のステップＳ６で増量添加したアンモニア量が
ＮОｘ浄化に作用していない、すなわち、アンモニアス
リップと判定してステップＴ６に進む。ステップＴ６で
は、ＮОｘ触媒１７へのアンモニア供給を低減すべく、
アンモニアスリップ防止対策として還元剤供給手段２９
の駆動を停止制御してアンモニアの添加を禁止してステ
ップＴ７に進む。アンモニアスリップ防止対策としては
還元剤供給手段２９の駆動を停止するのではなく、低減
して添加する形態であっても良い。
浄化率Ｈηが補正前の実ＮＯｘ浄化率η以下の場合に
は、図２のステップＳ６で増量添加したアンモニア量が
ＮОｘ浄化に作用していない、すなわち、アンモニアス
リップと判定してステップＴ６に進む。ステップＴ６で
は、ＮОｘ触媒１７へのアンモニア供給を低減すべく、
アンモニアスリップ防止対策として還元剤供給手段２９
の駆動を停止制御してアンモニアの添加を禁止してステ
ップＴ７に進む。アンモニアスリップ防止対策としては
還元剤供給手段２９の駆動を停止するのではなく、低減
して添加する形態であっても良い。
【００４４】ステップＴ７では還元剤供給手段２９の停
止時間を計測してステップＴ８において、計測時間が予
め排気ガス制御装置４に記憶された任意の所定時間を経
過した否かを判断する。この所定期間とは、アンモニア
の添加を停止又は減少した後に、ＮОｘ触媒１７の吸着
限界値よりも所定量低くなる期間として設定される。所
定時間経過するとステップＴ９に進んで計測後のＮＯｘ
濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘｒと、触媒温度Ｔｇとを取込
み、ステップＴ１０に進む。ステップＴ１０では、ステ
ップＴ９で取り込んだＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘ
ｒを用いて計測後の実ＮОｘ浄化量Ｈη１を導出すると
共に、触媒温度Ｔｇに相当する所定のＮОｘ浄化率Ｋη
を、例えば、図１０,図１１の触媒特性図から導出して
ステップＴ１１に進む。
止時間を計測してステップＴ８において、計測時間が予
め排気ガス制御装置４に記憶された任意の所定時間を経
過した否かを判断する。この所定期間とは、アンモニア
の添加を停止又は減少した後に、ＮОｘ触媒１７の吸着
限界値よりも所定量低くなる期間として設定される。所
定時間経過するとステップＴ９に進んで計測後のＮＯｘ
濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘｒと、触媒温度Ｔｇとを取込
み、ステップＴ１０に進む。ステップＴ１０では、ステ
ップＴ９で取り込んだＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘ
ｒを用いて計測後の実ＮОｘ浄化量Ｈη１を導出すると
共に、触媒温度Ｔｇに相当する所定のＮОｘ浄化率Ｋη
を、例えば、図１０,図１１の触媒特性図から導出して
ステップＴ１１に進む。
【００４５】ステップＴ１１では、実ＮＯｘ浄化率Ｈη
１と所定のＮОｘ浄化率Ｋηとを比較し、実ＮＯｘ浄化
率Ｈη１が所定のＮОｘ浄化率Ｋηよりも増加していな
いときは、ＮОｘセンサ１９，２６の異常か、ステップ
Ｔ６での還元剤供給停止が行われずアンモニアスリップ
が改善されていない、ＮОｘ処理システムの異常と判定
し、ステップＴ１２に進む。ステップＴ１２では、シス
テムの異常を警告すべく、ここでは図１の警告ランプ５
０を点灯あるいは点滅してこの制御を終える。ステップ
Ｔ１１において、実ＮＯｘ浄化率Ｈη１が所定のＮОｘ
浄化率Ｋηよりも増加している場合には、ステップＴ６
での還元剤供給停止やＮОｘセンサ１９，２６からの出
力が正しく、アンモニアスリップが改善されてシステム
が正常に機能しているものとして、ステップＴ５に進ん
でＮОｘ浄化処理ルーチンを継続させる。
１と所定のＮОｘ浄化率Ｋηとを比較し、実ＮＯｘ浄化
率Ｈη１が所定のＮОｘ浄化率Ｋηよりも増加していな
いときは、ＮОｘセンサ１９，２６の異常か、ステップ
Ｔ６での還元剤供給停止が行われずアンモニアスリップ
が改善されていない、ＮОｘ処理システムの異常と判定
し、ステップＴ１２に進む。ステップＴ１２では、シス
テムの異常を警告すべく、ここでは図１の警告ランプ５
０を点灯あるいは点滅してこの制御を終える。ステップ
Ｔ１１において、実ＮＯｘ浄化率Ｈη１が所定のＮОｘ
浄化率Ｋηよりも増加している場合には、ステップＴ６
での還元剤供給停止やＮОｘセンサ１９，２６からの出
力が正しく、アンモニアスリップが改善されてシステム
が正常に機能しているものとして、ステップＴ５に進ん
でＮОｘ浄化処理ルーチンを継続させる。
【００４６】このように、ＮОｘセンサ１９，２６から
の出力であるＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘｒの情報
によって得られる実ＮОｘ浄化率の変動を利用し、ステ
ップＴ６においてＮОｘ触媒１７のアンモニア吸着量が
低減する処理、すなわち、アンモニアスリップ防止処理
(リセット処理)をしたにも関わらず、測定後の実ＮＯｘ
浄化率Ｈη１が増加していない場合には、ステップＴ６
で行った処理が有効に作用していないものとして、シス
テム異常と判定するので、アンモニアスリップの継続状
態を防止することができる。また、ステップＴ６におけ
るアンモニアスリップ防止処理(リセット処理)後の所定
時間経過後に測定した実ＮОｘ浄化量Ｈη１が、所定の
ＮОｘ浄化率Ｋηよりも増加している場合には、システ
ムが正常であると判断し、ステップＴ５に戻って図２の
ＮОｘ浄化処理を継続状態とするので、アンモニアスリ
ップ防止処理(リセット処理)後、直ちにＮＯｘ排出量の
還元に必要なアンモニア吸着量となるような適量の還元
剤を還元剤供給手段２９より排気ガス中に供給すること
ができ、ＮＯｘ浄化率の向上を図ることができる。
の出力であるＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘｒの情報
によって得られる実ＮОｘ浄化率の変動を利用し、ステ
ップＴ６においてＮОｘ触媒１７のアンモニア吸着量が
低減する処理、すなわち、アンモニアスリップ防止処理
(リセット処理)をしたにも関わらず、測定後の実ＮＯｘ
浄化率Ｈη１が増加していない場合には、ステップＴ６
で行った処理が有効に作用していないものとして、シス
テム異常と判定するので、アンモニアスリップの継続状
態を防止することができる。また、ステップＴ６におけ
るアンモニアスリップ防止処理(リセット処理)後の所定
時間経過後に測定した実ＮОｘ浄化量Ｈη１が、所定の
ＮОｘ浄化率Ｋηよりも増加している場合には、システ
ムが正常であると判断し、ステップＴ５に戻って図２の
ＮОｘ浄化処理を継続状態とするので、アンモニアスリ
ップ防止処理(リセット処理)後、直ちにＮＯｘ排出量の
還元に必要なアンモニア吸着量となるような適量の還元
剤を還元剤供給手段２９より排気ガス中に供給すること
ができ、ＮＯｘ浄化率の向上を図ることができる。
【００４７】図５を用いて、本発明の第２の実施形態と
しての内燃機関のＮＯｘ浄化装置を説明する。この形態
におけるＮＯｘ浄化装置は、排気ガス制御装置１４０の
構成が排気ガス制御装置４と異なっている以外は、基本
的に同一構成である。よって、図１に示す第１の実施形
態と同一機能をする構成には、同一符号を付すに留め、
詳細な説明は省略する。
しての内燃機関のＮＯｘ浄化装置を説明する。この形態
におけるＮＯｘ浄化装置は、排気ガス制御装置１４０の
構成が排気ガス制御装置４と異なっている以外は、基本
的に同一構成である。よって、図１に示す第１の実施形
態と同一機能をする構成には、同一符号を付すに留め、
詳細な説明は省略する。
【００４８】排気ガス制御装置１４０は、ＮＯｘ触媒１
７による実ＮＯｘ浄化量ΔＮＯｘを導出する実ＮＯｘ浄
化量導出手段１４４、ＮＯｘ触媒１７に対するアンモニ
アの目標吸着量ＭＮＨ３を設定する目標吸着量設定手段
１５０、エンジン１から排出されるＮＯｘ排出量として
ＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘを推定する機関ＮＯｘ排出量導
出手段１５１、ＮОｘ触媒１７出口のＮОｘ排出量とし
てＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘ'を推定する触媒出口排出量
導出手段１４３、機関ＮＯｘ排出量導出手段１５１によ
り推定されたＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘと、触媒出口排出
量導出手段１４３により推定されたＮОｘ質量流量Ｕｎ
ｏｘ'の差により、ＮＯｘ触媒１７による実ＮＯｘ浄化
量ΔＮОｘを導出する実ＮＯｘ浄化量導出手段１４４に
より導出された実ＮＯｘ浄化量ΔＮОｘに基づいてＮＯ
ｘ触媒１７に吸着されたアンモニアの消費量(ΔＳ
ＮＨ３)を導出する消費量導出手段１５２、還元剤供給
手段２９によるアンモニアの添加量ＤＮＨ３及び消費量
導出手段１５２により導出されたアンモニアの消費量
(ΔＳＮＨ３)に応じてＮＯｘ触媒１７に吸着されたアン
モニアの実吸着量ＳＮＨ３(ｎ)を導出する吸着量導出手
段１５３、還元剤供給手段２９によるアンモニアの基本
添加量ＤＮＨ３を導出する基本添加量導出手段１５４、
還元剤供給手段２９を制御する制御手段１４５、比較手
段１４６、判定手段１４７、吸着量減少促進手段１４８
及び異常判定手段１４９を備えている。
７による実ＮＯｘ浄化量ΔＮＯｘを導出する実ＮＯｘ浄
化量導出手段１４４、ＮＯｘ触媒１７に対するアンモニ
アの目標吸着量ＭＮＨ３を設定する目標吸着量設定手段
１５０、エンジン１から排出されるＮＯｘ排出量として
ＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘを推定する機関ＮＯｘ排出量導
出手段１５１、ＮОｘ触媒１７出口のＮОｘ排出量とし
てＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘ'を推定する触媒出口排出量
導出手段１４３、機関ＮＯｘ排出量導出手段１５１によ
り推定されたＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘと、触媒出口排出
量導出手段１４３により推定されたＮОｘ質量流量Ｕｎ
ｏｘ'の差により、ＮＯｘ触媒１７による実ＮＯｘ浄化
量ΔＮОｘを導出する実ＮＯｘ浄化量導出手段１４４に
より導出された実ＮＯｘ浄化量ΔＮОｘに基づいてＮＯ
ｘ触媒１７に吸着されたアンモニアの消費量(ΔＳ
ＮＨ３)を導出する消費量導出手段１５２、還元剤供給
手段２９によるアンモニアの添加量ＤＮＨ３及び消費量
導出手段１５２により導出されたアンモニアの消費量
(ΔＳＮＨ３)に応じてＮＯｘ触媒１７に吸着されたアン
モニアの実吸着量ＳＮＨ３(ｎ)を導出する吸着量導出手
段１５３、還元剤供給手段２９によるアンモニアの基本
添加量ＤＮＨ３を導出する基本添加量導出手段１５４、
還元剤供給手段２９を制御する制御手段１４５、比較手
段１４６、判定手段１４７、吸着量減少促進手段１４８
及び異常判定手段１４９を備えている。
【００４９】機関ＮＯｘ排出量導出手段１５１は、前Ｎ
Оｘセンサ１９で検出されるＮОｘ触媒１７の上流側の
ＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆと、エンジン１から排出される排
気ガス排出量に相当するエンジン制御装置５からの排気
ガス流量Ｇとに基づき、ＮＯｘ質量流量Ｕｎｏｘを導出
するものである。
Оｘセンサ１９で検出されるＮОｘ触媒１７の上流側の
ＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆと、エンジン１から排出される排
気ガス排出量に相当するエンジン制御装置５からの排気
ガス流量Ｇとに基づき、ＮＯｘ質量流量Ｕｎｏｘを導出
するものである。
【００５０】触媒出口ＮОｘ排出量導出手段１４３は、
後ＮОｘセンサ２６で検出されるＮОｘ触媒１７出口の
ＮОｘ濃度Ｓｎｏｘｒとエンジン１から排出される排気
ガス排出量に相当するエンジン制御装置５からの排気ガ
ス流量Ｇとに基づき、ＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘ'を導出
するものである。
後ＮОｘセンサ２６で検出されるＮОｘ触媒１７出口の
ＮОｘ濃度Ｓｎｏｘｒとエンジン１から排出される排気
ガス排出量に相当するエンジン制御装置５からの排気ガ
ス流量Ｇとに基づき、ＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘ'を導出
するものである。
【００５１】実ＮＯｘ浄化量導出手段１４４は、機関Ｎ
Ｏｘ排出量導出手段１５１と触媒出口ＮОｘ排出量導出
手段１４３により各々導出されるＮＯｘ質量流量Ｕｎｏ
ｘ，Ｕｎｏｘ'を、Ｕｎｏｘ−Ｕｎｏｘ'とする差分処理
して実ＮＯｘ浄化量(ΔＮОｘ)を算出する演算回路であ
り、算出した実ＮＯｘ浄化量(ΔＮОｘ)を消費量導出手
段１５２に出力する。消費量導出手段１５２は、実ＮＯ
ｘ浄化量(ΔＮОｘ)からアンモニア消費量(ΔＳＮＨ３)
を算出する演算部である。
Ｏｘ排出量導出手段１５１と触媒出口ＮОｘ排出量導出
手段１４３により各々導出されるＮＯｘ質量流量Ｕｎｏ
ｘ，Ｕｎｏｘ'を、Ｕｎｏｘ−Ｕｎｏｘ'とする差分処理
して実ＮＯｘ浄化量(ΔＮОｘ)を算出する演算回路であ
り、算出した実ＮＯｘ浄化量(ΔＮОｘ)を消費量導出手
段１５２に出力する。消費量導出手段１５２は、実ＮＯ
ｘ浄化量(ΔＮОｘ)からアンモニア消費量(ΔＳＮＨ３)
を算出する演算部である。
【００５２】目標吸着量設定手段１５０は触媒温度検出
手段（媒体温度センサ２２）により検出又は推定された
触媒温度Ｔｇに応じてＮＯｘ触媒１７に吸着されるアン
モニアの目標吸着量ＭＮＨ３を設定する。
手段（媒体温度センサ２２）により検出又は推定された
触媒温度Ｔｇに応じてＮＯｘ触媒１７に吸着されるアン
モニアの目標吸着量ＭＮＨ３を設定する。
【００５３】基本添加量導出手段１５４は、図１１に破
線Ｌ２で示すＮОｘ触媒１７でのアンモニア吸着量を充
たすようにエンジン運転状態に応じて予め設定されたア
ンモニアの基本添加量マップを有し、触媒温度Ｔｇに応
じて適宜アンモニアの基本添加量ＤＮＨ３を選択して吸
着量導出手段１５３に出力する。排気ガス制御装置１４
０は、基本添加量ＤＮＨ３に対して加減算するための補
正量を図示しないマップ情報として予め図示しないメモ
リー内に記憶されている。
線Ｌ２で示すＮОｘ触媒１７でのアンモニア吸着量を充
たすようにエンジン運転状態に応じて予め設定されたア
ンモニアの基本添加量マップを有し、触媒温度Ｔｇに応
じて適宜アンモニアの基本添加量ＤＮＨ３を選択して吸
着量導出手段１５３に出力する。排気ガス制御装置１４
０は、基本添加量ＤＮＨ３に対して加減算するための補
正量を図示しないマップ情報として予め図示しないメモ
リー内に記憶されている。
【００５４】吸着量導出手段１５３は、前回導出された
実吸着量ＳＮＨ３(ｎ−１)、基本添加量導出手段１５４
により導出されたアンモニアの基本添加量ＤＮＨ３、及
び今回導出されたアンモニア消費量(ΔＳＮＨ３)に基づ
きＮОｘ触媒１７における推定の実吸着量ＳＮＨ３(ｎ)
を、下記の式（４）によって導出する演算回路である。
ＳＮＨ３（ｎ）＝ＳＮＨ３（ｎ−１）＋ＤＮＨ３−ΔＳ
ＮＨ３・・・・（４）比較手段１４６は、吸着量導出手
段１５３により導出された実吸着量ＳＮＨ３(ｎ)と目標
吸着量設定手段１５０により設定された目標吸着量Ｍ
ＮＨ３とを比較判定する回路であって、この判断結果を
制御手段１４５に出力する。
実吸着量ＳＮＨ３(ｎ−１)、基本添加量導出手段１５４
により導出されたアンモニアの基本添加量ＤＮＨ３、及
び今回導出されたアンモニア消費量(ΔＳＮＨ３)に基づ
きＮОｘ触媒１７における推定の実吸着量ＳＮＨ３(ｎ)
を、下記の式（４）によって導出する演算回路である。
ＳＮＨ３（ｎ）＝ＳＮＨ３（ｎ−１）＋ＤＮＨ３−ΔＳ
ＮＨ３・・・・（４）比較手段１４６は、吸着量導出手
段１５３により導出された実吸着量ＳＮＨ３(ｎ)と目標
吸着量設定手段１５０により設定された目標吸着量Ｍ
ＮＨ３とを比較判定する回路であって、この判断結果を
制御手段１４５に出力する。
【００５５】制御手段１４５は、比較手段１４６の判定
結果に基づいて還元剤供給手段２９による尿素水の添加
量を補正するように、圧縮エア制御弁３３と尿素水供給
源３７の駆動を制御するものである。本形態では、比較
手段１４６により実吸着量Ｓ ＮＨ３(ｎ)が目標吸着量Ｍ
ＮＨ３よりも少ないと判定されたとき、還元剤供給手段
２９によるアンモニアの添加量を増量するように尿素水
供給源３７を調整制御するものである。
結果に基づいて還元剤供給手段２９による尿素水の添加
量を補正するように、圧縮エア制御弁３３と尿素水供給
源３７の駆動を制御するものである。本形態では、比較
手段１４６により実吸着量Ｓ ＮＨ３(ｎ)が目標吸着量Ｍ
ＮＨ３よりも少ないと判定されたとき、還元剤供給手段
２９によるアンモニアの添加量を増量するように尿素水
供給源３７を調整制御するものである。
【００５６】判定手段１４７は、制御手段１４５による
制御後に、吸着量導出手段１５３により導出された補正
後の実吸着量ＳＮＨ３(ｎ１)と、制御手段１４６による
制御前に導出された補正前の実吸着量ＳＮＨ３(ｎ)とに
基づき、ＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定する回
路である。本形態において判定手段１４７は、アンモニ
アスリップの有無を判定するもので、補正後実吸着量Ｓ
ＮＨ３(ｎ１)の補正前実吸着量ＳＮＨ３(ｎ)に対する増
分が補正時のアンモニア添加量増分を上回っているとき
にアンモニアスリップが発生しているものと判定する。
制御後に、吸着量導出手段１５３により導出された補正
後の実吸着量ＳＮＨ３(ｎ１)と、制御手段１４６による
制御前に導出された補正前の実吸着量ＳＮＨ３(ｎ)とに
基づき、ＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定する回
路である。本形態において判定手段１４７は、アンモニ
アスリップの有無を判定するもので、補正後実吸着量Ｓ
ＮＨ３(ｎ１)の補正前実吸着量ＳＮＨ３(ｎ)に対する増
分が補正時のアンモニア添加量増分を上回っているとき
にアンモニアスリップが発生しているものと判定する。
【００５７】吸着量減少促進手段１４８は、判定手段１
４７により、アンモニアスリップが発生していると判定
されたとき、ＮＯｘ触媒１７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ものである。本形態で
は、ＮＯｘ触媒１７に吸着されたアンモニアの吸着量を
減少するように、還元剤供給手段２９による尿素水の添
加を禁止するように、尿素水供給部３７を制御する。
４７により、アンモニアスリップが発生していると判定
されたとき、ＮＯｘ触媒１７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ものである。本形態で
は、ＮＯｘ触媒１７に吸着されたアンモニアの吸着量を
減少するように、還元剤供給手段２９による尿素水の添
加を禁止するように、尿素水供給部３７を制御する。
【００５８】異常診断手段１４９は、判定手段１４７に
より、アンモニアスリップが発生していると判定された
とき、ＮＯｘ浄化システムに異常有りと判定する回路で
あり、警告部として機能する警告ブザー１５５が接続さ
れている。
より、アンモニアスリップが発生していると判定された
とき、ＮＯｘ浄化システムに異常有りと判定する回路で
あり、警告部として機能する警告ブザー１５５が接続さ
れている。
【００５９】次に、ＮＯｘ浄化装置によるＮОｘ制御処
理を図８のＮＯｘ浄化処理ルーチンに沿って、警告判定
処理を図９に示す警告判定処理ルーチンに沿ってそれぞ
れ説明する。
理を図８のＮＯｘ浄化処理ルーチンに沿って、警告判定
処理を図９に示す警告判定処理ルーチンに沿ってそれぞ
れ説明する。
【００６０】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、エンジン制御装置５は
複数の制御系、例えば、燃料噴射系、燃料供給系等で適
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）では上述の各センサの各入力値に応じて上記の
燃料噴射系、燃料供給系に制御信号を送出して制御を実
行し、その際得られたセンサ出力等を排気ガス制御装置
１４０にも送信する。
のエンジン１の駆動時において、エンジン制御装置５は
複数の制御系、例えば、燃料噴射系、燃料供給系等で適
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）では上述の各センサの各入力値に応じて上記の
燃料噴射系、燃料供給系に制御信号を送出して制御を実
行し、その際得られたセンサ出力等を排気ガス制御装置
１４０にも送信する。
【００６１】排気ガス制御装置１４０は、エンジンキー
のオンと同時に図８のＮＯｘ浄化処理ルーチンのＮＯｘ
浄化処理制御を所定制御サイクル毎に繰り返す。ステッ
プＵ１でエンジン始動中であるかをイグニッションキー
のオン情報で確認し、ステップＵ２でＮОｘ触媒温度Ｔ
ｇ、排気ガス流量Ｇ、ＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘ
ｒ、前回吸着量ＳＮＨ３（ｎ−１）、その他のデータを
取込む。
のオンと同時に図８のＮＯｘ浄化処理ルーチンのＮＯｘ
浄化処理制御を所定制御サイクル毎に繰り返す。ステッ
プＵ１でエンジン始動中であるかをイグニッションキー
のオン情報で確認し、ステップＵ２でＮОｘ触媒温度Ｔ
ｇ、排気ガス流量Ｇ、ＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘ
ｒ、前回吸着量ＳＮＨ３（ｎ−１）、その他のデータを
取込む。
【００６２】ステップＵ３では、排気ガス流量ＧとＮО
ｘ濃度Ｓｎｏｘｆ，Ｓｎｏｘｒを用いてエンジン１から
排出されるＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘ並びに触媒出口のＮ
Оｘ質量流量Ｕｎｏｘ'を、Ｕｎｏｘ，Ｕｎｏｘ'を用い
て実ＮОｘ浄化量ΔＮОｘをそれぞれ求めると共に、触
媒温度Ｔｇに基づいて、ＮОｘ触媒１７に新たな吸着す
べきアンモニア量としてのアンモニアの基本添加量Ｄ
ＮＨ３を基本添加量導出手段１５４より演算し、触媒温
度Ｔｇ相当の目標吸着量ＭＮＨ３を目標吸着量設定手段
１５０であるマップより演算してステップＵ４に進む。
ｘ濃度Ｓｎｏｘｆ，Ｓｎｏｘｒを用いてエンジン１から
排出されるＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘ並びに触媒出口のＮ
Оｘ質量流量Ｕｎｏｘ'を、Ｕｎｏｘ，Ｕｎｏｘ'を用い
て実ＮОｘ浄化量ΔＮОｘをそれぞれ求めると共に、触
媒温度Ｔｇに基づいて、ＮОｘ触媒１７に新たな吸着す
べきアンモニア量としてのアンモニアの基本添加量Ｄ
ＮＨ３を基本添加量導出手段１５４より演算し、触媒温
度Ｔｇ相当の目標吸着量ＭＮＨ３を目標吸着量設定手段
１５０であるマップより演算してステップＵ４に進む。
【００６３】ステップＵ４では、実ＮОｘ浄化量ΔＮО
ｘとに基づきアンモニアの消費量（ΔＳＮＨ３）を導出
してステップＵ５に進み、ステップＵ５で、式（４）を
用いてアンモニアの実吸着量ＳＮＨ３（ｎ）を演算して
導出する。
ｘとに基づきアンモニアの消費量（ΔＳＮＨ３）を導出
してステップＵ５に進み、ステップＵ５で、式（４）を
用いてアンモニアの実吸着量ＳＮＨ３（ｎ）を演算して
導出する。
【００６４】ステップＵ６では、実吸着量Ｓ
ＮＨ３（ｎ）と目標吸着量ＭＮＨ３とを比較して、実吸
着量ＳＮＨ３（ｎ）が目標吸着量ＭＮＨ３を超えている
場合には、ステップＵ９に進んでアンモニアの基本添加
量ＤＮＨ３から所定量減算する減少補正をして還元剤添
加量ＤＮＨ３(−ｎ)を決定し、ステップＵ１０に進む。
ステップＵ１０では、図６に示すように、実吸着量Ｓ
ＮＨ３（ｎ）＞目標吸着量ＭＮＨ３の場合には差分αを
基本添加量ＤＮＨ３から減算する。ステップＵ１０で
は、実吸着量ＳＮＨ３（ｎ）と目標吸着量ＭＮＨ３との
比較結果に応じて減少補正された還元剤添加量ＤＮＨ３
(−ｎ)のアンモニア量に相当する尿素水量を添加できる
ように、還元剤供給手段２９の尿素水供給部３７を駆動
制御して制御サイクルを終了する。
ＮＨ３（ｎ）と目標吸着量ＭＮＨ３とを比較して、実吸
着量ＳＮＨ３（ｎ）が目標吸着量ＭＮＨ３を超えている
場合には、ステップＵ９に進んでアンモニアの基本添加
量ＤＮＨ３から所定量減算する減少補正をして還元剤添
加量ＤＮＨ３(−ｎ)を決定し、ステップＵ１０に進む。
ステップＵ１０では、図６に示すように、実吸着量Ｓ
ＮＨ３（ｎ）＞目標吸着量ＭＮＨ３の場合には差分αを
基本添加量ＤＮＨ３から減算する。ステップＵ１０で
は、実吸着量ＳＮＨ３（ｎ）と目標吸着量ＭＮＨ３との
比較結果に応じて減少補正された還元剤添加量ＤＮＨ３
(−ｎ)のアンモニア量に相当する尿素水量を添加できる
ように、還元剤供給手段２９の尿素水供給部３７を駆動
制御して制御サイクルを終了する。
【００６５】ステップＵ６において、実吸着量ＳＮＨ３
（ｎ）が目標吸着量ＭＮＨ３未満の場合には、ステップ
Ｕ７に進みアンモニアの基本添加量ＤＮＨ３に所定量加
算する増大補正をして還元剤添加量ＤＮＨ３(ｎ)を決定
し、ステップＵ８に進む。ステップＵ８では、図７に示
すように、実吸着量ＳＮＨ３（ｎ）＜目標吸着量ＭＮ
Ｈ３の場合には差分αを基本添加量ＤＮＨ３に加算す
る。ステップＵ９では、実吸着量ＳＮＨ３（ｎ）と目標
吸着量ＭＮＨ３との比較結果に応じて増大補正された還
元剤添加量ＤＮＨ３(ｎ)のアンモニア量に相当する尿素
水量を添加できるように、還元剤供給手段２９の尿素水
供給部３７を駆動制御して制御サイクルを終了する。
（ｎ）が目標吸着量ＭＮＨ３未満の場合には、ステップ
Ｕ７に進みアンモニアの基本添加量ＤＮＨ３に所定量加
算する増大補正をして還元剤添加量ＤＮＨ３(ｎ)を決定
し、ステップＵ８に進む。ステップＵ８では、図７に示
すように、実吸着量ＳＮＨ３（ｎ）＜目標吸着量ＭＮ
Ｈ３の場合には差分αを基本添加量ＤＮＨ３に加算す
る。ステップＵ９では、実吸着量ＳＮＨ３（ｎ）と目標
吸着量ＭＮＨ３との比較結果に応じて増大補正された還
元剤添加量ＤＮＨ３(ｎ)のアンモニア量に相当する尿素
水量を添加できるように、還元剤供給手段２９の尿素水
供給部３７を駆動制御して制御サイクルを終了する。
【００６６】このように基本添加量ＤＮＨ３の補正する
ことで、尿素水供給部３７は、増大あるいは減少補正さ
れた相当の流量に調整した尿素水を、噴射管３１を経由
して添加ノズル１８より排気管２８に供給する。よっ
て、ＮОｘ触媒１７への尿素水の添加量の制御精度を向
上してアンモニアスリップの発生を効果的に抑制するこ
とができる。
ことで、尿素水供給部３７は、増大あるいは減少補正さ
れた相当の流量に調整した尿素水を、噴射管３１を経由
して添加ノズル１８より排気管２８に供給する。よっ
て、ＮОｘ触媒１７への尿素水の添加量の制御精度を向
上してアンモニアスリップの発生を効果的に抑制するこ
とができる。
【００６７】図９の異常警告処理ルーチンは、ステップ
Ｖ１で図８のステップＵ８の終了を確認判断し、このス
テップＵ８が終了しているとステップＶ２に進む。ステ
ップＶ２では、ステップＵ８で実行された還元剤添加量
ＤＮＨ３(ｎ)のアンモニア量に相当する尿素水量を添加
後における、すなわち制御手段１４５による制御後のＮ
Ｏｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘｒ、ＮОｘ触媒温度Ｔ
ｇ、排気ガス流量Ｇ、基本添加量ＤＮＨ３、ステップＵ
５で導出した補正前の吸着量ＳＮＨ３（ｎ）、その他の
データを取込む。ステップＶ３では、ステップＶ２で取
り込んだ情報からＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘ，Ｕｎｏ
ｘ'、実ＮОｘ浄化量ΔＮОｘをそれぞれ求め、これら
情報から補正後の実吸着量ＳＮＨ３（ｎ１）を導出して
ステップＶ４に進む。
Ｖ１で図８のステップＵ８の終了を確認判断し、このス
テップＵ８が終了しているとステップＶ２に進む。ステ
ップＶ２では、ステップＵ８で実行された還元剤添加量
ＤＮＨ３(ｎ)のアンモニア量に相当する尿素水量を添加
後における、すなわち制御手段１４５による制御後のＮ
Ｏｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘｒ、ＮОｘ触媒温度Ｔ
ｇ、排気ガス流量Ｇ、基本添加量ＤＮＨ３、ステップＵ
５で導出した補正前の吸着量ＳＮＨ３（ｎ）、その他の
データを取込む。ステップＶ３では、ステップＶ２で取
り込んだ情報からＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘ，Ｕｎｏ
ｘ'、実ＮОｘ浄化量ΔＮОｘをそれぞれ求め、これら
情報から補正後の実吸着量ＳＮＨ３（ｎ１）を導出して
ステップＶ４に進む。
【００６８】ステップＶ４では、補正前の実吸着量Ｓ
ＮＨ３（ｎ）と補正後の実吸着量ＳＮ Ｈ３（ｎ１）とを
比較して、補正後実吸着量ＳＮＨ３（ｎ１）の補正前実
吸着量ＳＮＨ３（ｎ）に対する増分が補正時のアンモニ
ア添加量増分を上回っていない場合には、図８のステッ
プＵ８において増量添加したアンモニアがＮＯｘの還元
に作用したものと判断する。すなわち、このステップＶ
４では、図８のステップＵ６での実ＮＯｘ浄化量の低下
がＮＯｘ排出量の還元に必要なアンモニア量の不足によ
るものであり、アンモニア添加量を増量可能なＮＯｘ浄
化システムが正常であると判断してステップＶ５に進
む。ステップＶ５では、ＮОｘ浄化処理ルーチンを継続
として、この処理ルーチンを終了する。このため、ＮＯ
ｘ排出量の還元に必要なアンモニア吸着量となるような
適量の還元剤が還元剤供給手段２９より排気ガス中に供
給することができる。
ＮＨ３（ｎ）と補正後の実吸着量ＳＮ Ｈ３（ｎ１）とを
比較して、補正後実吸着量ＳＮＨ３（ｎ１）の補正前実
吸着量ＳＮＨ３（ｎ）に対する増分が補正時のアンモニ
ア添加量増分を上回っていない場合には、図８のステッ
プＵ８において増量添加したアンモニアがＮＯｘの還元
に作用したものと判断する。すなわち、このステップＶ
４では、図８のステップＵ６での実ＮＯｘ浄化量の低下
がＮＯｘ排出量の還元に必要なアンモニア量の不足によ
るものであり、アンモニア添加量を増量可能なＮＯｘ浄
化システムが正常であると判断してステップＶ５に進
む。ステップＶ５では、ＮОｘ浄化処理ルーチンを継続
として、この処理ルーチンを終了する。このため、ＮＯ
ｘ排出量の還元に必要なアンモニア吸着量となるような
適量の還元剤が還元剤供給手段２９より排気ガス中に供
給することができる。
【００６９】ステップＶ４において、補正後実吸着量Ｓ
ＮＨ３（ｎ１）の補正前実吸着量Ｓ ＮＨ３（ｎ）に対す
る増分が補正時のアンモニア添加量増分を上回っている
場合には、図８のステップＵ８で増量添加したアンモニ
ア量がＮОｘ浄化に作用していない、すなわち、アンモ
ニアスリップと判定してステップＶ６に進む。ステップ
Ｖ６では、ＮОｘ触媒１７のアンモニア吸着量を低減す
べく、アンモニアスリップ防止対策として還元剤供給手
段２９の駆動を停止制御してアンモニアの添加を禁止し
てステップＶ７に進む。アンモニアスリップ防止対策と
しては還元剤供給手段２９の駆動を停止するのではな
く、低減して添加する形態であっても良い。
ＮＨ３（ｎ１）の補正前実吸着量Ｓ ＮＨ３（ｎ）に対す
る増分が補正時のアンモニア添加量増分を上回っている
場合には、図８のステップＵ８で増量添加したアンモニ
ア量がＮОｘ浄化に作用していない、すなわち、アンモ
ニアスリップと判定してステップＶ６に進む。ステップ
Ｖ６では、ＮОｘ触媒１７のアンモニア吸着量を低減す
べく、アンモニアスリップ防止対策として還元剤供給手
段２９の駆動を停止制御してアンモニアの添加を禁止し
てステップＶ７に進む。アンモニアスリップ防止対策と
しては還元剤供給手段２９の駆動を停止するのではな
く、低減して添加する形態であっても良い。
【００７０】ステップＶ７では還元剤供給手段２９の停
止時間を計測してステップＶ８において、計測時間が予
め排気ガス制御装置１４０に記憶された任意の所定時間
を経過した否かを判断する。所定時間経過するとステッ
プＶ９に進んで計測後のＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏ
ｘｒ、触媒温度Ｔｇ、排気ガス流量Ｇ、基本添加量Ｄ
ＮＨ３とを取込み、ステップＶ１０に進む。
止時間を計測してステップＶ８において、計測時間が予
め排気ガス制御装置１４０に記憶された任意の所定時間
を経過した否かを判断する。所定時間経過するとステッ
プＶ９に進んで計測後のＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏ
ｘｒ、触媒温度Ｔｇ、排気ガス流量Ｇ、基本添加量Ｄ
ＮＨ３とを取込み、ステップＶ１０に進む。
【００７１】ステップＶ１０では、ステップＶ９で取り
込んだ情報からＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘ，Ｕｎｏｘ'、
実ＮОｘ浄化量ΔＮОｘをそれぞれ求め、これら情報か
ら測定後の実吸着量ＨＳＮＨ３と触媒温度Ｔｇに相当す
る所定の実吸着量ＫＳＮＨ３を導出してステップＶ１１
に進む。
込んだ情報からＮОｘ質量流量Ｕｎｏｘ，Ｕｎｏｘ'、
実ＮОｘ浄化量ΔＮОｘをそれぞれ求め、これら情報か
ら測定後の実吸着量ＨＳＮＨ３と触媒温度Ｔｇに相当す
る所定の実吸着量ＫＳＮＨ３を導出してステップＶ１１
に進む。
【００７２】ステップＶ１１では、計測後の実吸着量Ｈ
ＳＮＨ３と所定の実吸着量ＫＳＮＨ ３とを比較し、実吸
着量ＨＳＮＨ３が所定の吸着量ＫＳＮＨ３よりも高い場
合には、ＮОｘセンサ１９，２６の異常か、ステップＶ
６での還元剤供給停止が行われずアンモニアスリップが
改善されていない、ＮОｘ処理システムの異常と判定
し、ステップＶ１２に進む。ステップＶ１２では、シス
テムの異常を警告すべく、ここでは図５の警告ブザー１
５５を鳴らしてこの制御を終える。ステップＶ１１にお
いて、実吸着量ＨＳＮＨ３が所定の吸着量ＫＳＮＨ３よ
りも低い場合には、ステップＶ６での還元剤供給停止や
ＮОｘセンサ１９，２６からの出力が正しく、アンモニ
アスリップが改善されてシステムが正常に機能している
ものとして、ステップＶ５に進んでＮОｘ浄化処理ルー
チンを継続させる。
ＳＮＨ３と所定の実吸着量ＫＳＮＨ ３とを比較し、実吸
着量ＨＳＮＨ３が所定の吸着量ＫＳＮＨ３よりも高い場
合には、ＮОｘセンサ１９，２６の異常か、ステップＶ
６での還元剤供給停止が行われずアンモニアスリップが
改善されていない、ＮОｘ処理システムの異常と判定
し、ステップＶ１２に進む。ステップＶ１２では、シス
テムの異常を警告すべく、ここでは図５の警告ブザー１
５５を鳴らしてこの制御を終える。ステップＶ１１にお
いて、実吸着量ＨＳＮＨ３が所定の吸着量ＫＳＮＨ３よ
りも低い場合には、ステップＶ６での還元剤供給停止や
ＮОｘセンサ１９，２６からの出力が正しく、アンモニ
アスリップが改善されてシステムが正常に機能している
ものとして、ステップＶ５に進んでＮОｘ浄化処理ルー
チンを継続させる。
【００７３】このように、ＮОｘセンサ１９，２６から
の出力であるＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘｒの情報
によって得られる実ＮОｘ浄化量の変動を利用し、ステ
ップＶ６においてＮОｘ触媒１７のアンモニア吸着量が
低減する処理、すなわち、アンモニアスリップ防止処理
(リセット処理)をしたにも関わらず、測定後の実吸着量
ＨＳＮＨ３が減少していない場合には、ステップＶ６で
行った処理が有効に作用していないものとして、システ
ム異常と判定するので、アンモニアスリップの継続状態
を防止することができる。また、ステップＶ６における
アンモニアスリップ防止処理(リセット処理)後の所定時
間経過後に測定した実吸着量ＨＳＮＨ３が所定の吸着量
ＫＳＮＨ３よりも減少している場合には、システムが正
常であると判断し、ステップＶ５に戻って図８のＮＯｘ
浄化処理を継続状態とするので、アンモニアスリップ防
止処理(リセット処理)後、直ちにＮＯｘ排出量の還元に
必要なアンモニア吸着量となるような適量の還元剤を還
元剤供給手段２９より排気ガス中に供給することがで
き、ＮＯｘ浄化率の向上を図ることができる。
の出力であるＮＯｘ濃度Ｓｎｏｘｆ,Ｓｎｏｘｒの情報
によって得られる実ＮОｘ浄化量の変動を利用し、ステ
ップＶ６においてＮОｘ触媒１７のアンモニア吸着量が
低減する処理、すなわち、アンモニアスリップ防止処理
(リセット処理)をしたにも関わらず、測定後の実吸着量
ＨＳＮＨ３が減少していない場合には、ステップＶ６で
行った処理が有効に作用していないものとして、システ
ム異常と判定するので、アンモニアスリップの継続状態
を防止することができる。また、ステップＶ６における
アンモニアスリップ防止処理(リセット処理)後の所定時
間経過後に測定した実吸着量ＨＳＮＨ３が所定の吸着量
ＫＳＮＨ３よりも減少している場合には、システムが正
常であると判断し、ステップＶ５に戻って図８のＮＯｘ
浄化処理を継続状態とするので、アンモニアスリップ防
止処理(リセット処理)後、直ちにＮＯｘ排出量の還元に
必要なアンモニア吸着量となるような適量の還元剤を還
元剤供給手段２９より排気ガス中に供給することがで
き、ＮＯｘ浄化率の向上を図ることができる。
【００７４】上記各形態では、還元剤供給手段２９によ
るアンモニア添加量を減少する制御形態として、図３,
図９のステップＴ６,Ｖ６において尿素水供給部３７に
おいて尿素水の添加を禁止しているので、各ステップＴ
６,Ｖ６での処理と還元剤供給手段２９とが吸着量減少
促進手段４８,１４８として機能する。
るアンモニア添加量を減少する制御形態として、図３,
図９のステップＴ６,Ｖ６において尿素水供給部３７に
おいて尿素水の添加を禁止しているので、各ステップＴ
６,Ｖ６での処理と還元剤供給手段２９とが吸着量減少
促進手段４８,１４８として機能する。
【００７５】各形態では、吸着量減少促進手段４８,１
４８として還元剤供給手段２９による尿素水の添加制御
を行っているのが、このような尿素水の添加制御に限定
されるものではなく、ＮＯｘ触媒１７の温度を上昇させ
るように制御する形態であっても構わない。
４８として還元剤供給手段２９による尿素水の添加制御
を行っているのが、このような尿素水の添加制御に限定
されるものではなく、ＮＯｘ触媒１７の温度を上昇させ
るように制御する形態であっても構わない。
【００７６】ＮОｘ触媒１７の温度上昇制御の形態とし
ては、例えば図３,図９のステップＴ６,Ｖ６において、
エンジン１の燃焼室への燃料噴射量を通常の燃料噴射量
以外に膨張行程以降の追加燃料を噴射するように燃料噴
射系を制御する。このように燃料噴射系を制御すると、
排気ガス温度が上昇し、結果的にＮОｘ触媒１７の温度
が上昇する。ＮОｘ触媒１７は、図１１に示すように、
触媒温度が上昇すると吸着されているアンモニアを放出
してアンモニア吸着量が低減するという特性を有してい
るので、アンモニアスリップ防止処理(リセット処理)を
効果的に行える。
ては、例えば図３,図９のステップＴ６,Ｖ６において、
エンジン１の燃焼室への燃料噴射量を通常の燃料噴射量
以外に膨張行程以降の追加燃料を噴射するように燃料噴
射系を制御する。このように燃料噴射系を制御すると、
排気ガス温度が上昇し、結果的にＮОｘ触媒１７の温度
が上昇する。ＮОｘ触媒１７は、図１１に示すように、
触媒温度が上昇すると吸着されているアンモニアを放出
してアンモニア吸着量が低減するという特性を有してい
るので、アンモニアスリップ防止処理(リセット処理)を
効果的に行える。
【００７７】ＮОｘ触媒１７の温度上昇制御の別形態と
しては、エンジン１の燃焼室への燃料噴射量を可変する
のではなく、燃料噴射時期を最適な燃焼を得られるよう
に設定された基本噴射時期に対して遅角側にずらす制御
形態としてもよい。燃料噴射時期をずらす制御とする
と、燃焼室での燃焼効率が一時的に低減して排気ガス温
度が上昇し、結果的にＮОｘ触媒１７の温度が上昇す
る。ＮОｘ触媒１７は、図１１に示すように、触媒温度
の上昇により、アンモニア吸着量が低減するので、アン
モニアスリップ防止処理(リセット処理)を効果的に行え
る。噴射時期の遅角制御を行う際には、出力低下を補償
するように燃料を増量することが望ましい。
しては、エンジン１の燃焼室への燃料噴射量を可変する
のではなく、燃料噴射時期を最適な燃焼を得られるよう
に設定された基本噴射時期に対して遅角側にずらす制御
形態としてもよい。燃料噴射時期をずらす制御とする
と、燃焼室での燃焼効率が一時的に低減して排気ガス温
度が上昇し、結果的にＮОｘ触媒１７の温度が上昇す
る。ＮОｘ触媒１７は、図１１に示すように、触媒温度
の上昇により、アンモニア吸着量が低減するので、アン
モニアスリップ防止処理(リセット処理)を効果的に行え
る。噴射時期の遅角制御を行う際には、出力低下を補償
するように燃料を増量することが望ましい。
【００７８】
【発明の効果】本発明によれば、アンモニアの添加量の
増量供給前後における実ＮＯｘ浄化率の変化に基づき、
ＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定することができ
るとともに、高いＮОｘ浄化率を維持する還元剤の添加
を行える。本発明によれば、アンモニアの添加量の増量
供給後に、補正後の実ＮＯｘ浄化率が補正前の実ＮＯｘ
浄化率以下と判定されたとき、アンモニアスリップによ
る実ＮОｘ浄化率の低下と判定してＮＯｘ触媒へのアン
モニア吸着量が低減するような制御を実行することで、
ＮОｘ触媒へのアンモニアの吸着量を減少でき、補正後
の実ＮＯｘ浄化率が補正前の実ＮＯｘ浄化率よりも高い
と判定されたときにアンモニア添加量を増量可能と判定
することによって、ＮＯｘの還元に必要な最適な還元剤
を増量供給することが可能となるので、高いＮＯｘ浄化
率とアンモニアスリップの低減とを両立しながら、同時
にＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定することがで
きる。
増量供給前後における実ＮＯｘ浄化率の変化に基づき、
ＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定することができ
るとともに、高いＮОｘ浄化率を維持する還元剤の添加
を行える。本発明によれば、アンモニアの添加量の増量
供給後に、補正後の実ＮＯｘ浄化率が補正前の実ＮＯｘ
浄化率以下と判定されたとき、アンモニアスリップによ
る実ＮОｘ浄化率の低下と判定してＮＯｘ触媒へのアン
モニア吸着量が低減するような制御を実行することで、
ＮОｘ触媒へのアンモニアの吸着量を減少でき、補正後
の実ＮＯｘ浄化率が補正前の実ＮＯｘ浄化率よりも高い
と判定されたときにアンモニア添加量を増量可能と判定
することによって、ＮＯｘの還元に必要な最適な還元剤
を増量供給することが可能となるので、高いＮＯｘ浄化
率とアンモニアスリップの低減とを両立しながら、同時
にＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定することがで
きる。
【００７９】本発明によれば、アンモニアの添加量の増
量供給前後における、アンモニアの実吸着量の変化に基
づき、ＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定すること
ができる。本発明によれば、アンモニアの添加量の増量
供給後に、補正後実吸着量の補正前実吸着量に対する増
分が補正時のアンモニア添加量増分を上回っていると判
定されたとき、アンモニアスリップによるＮОｘ浄化率
の低下と判定して、ＮОｘ触媒へのアンモニア吸着量が
低減するような制御を実行することで、ＮＯｘ触媒への
アンモニアの吸着量を減少でき、補正後実吸着量の補正
前実吸着量に対する増分が補正時のアンモニア添加量増
分を上回っていないと判定されたとき、アンモニア添加
量を増量可能と判定することによって、ＮＯｘの還元に
必要な適量の還元剤を増量供給することが可能となるの
で、高いＮＯｘ浄化率とアンモニアスリップの低減とを
両立することができる。
量供給前後における、アンモニアの実吸着量の変化に基
づき、ＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定すること
ができる。本発明によれば、アンモニアの添加量の増量
供給後に、補正後実吸着量の補正前実吸着量に対する増
分が補正時のアンモニア添加量増分を上回っていると判
定されたとき、アンモニアスリップによるＮОｘ浄化率
の低下と判定して、ＮОｘ触媒へのアンモニア吸着量が
低減するような制御を実行することで、ＮＯｘ触媒への
アンモニアの吸着量を減少でき、補正後実吸着量の補正
前実吸着量に対する増分が補正時のアンモニア添加量増
分を上回っていないと判定されたとき、アンモニア添加
量を増量可能と判定することによって、ＮＯｘの還元に
必要な適量の還元剤を増量供給することが可能となるの
で、高いＮＯｘ浄化率とアンモニアスリップの低減とを
両立することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示すＮОｘ浄化装置
の全体構成図である。
の全体構成図である。
【図２】図１のＮОｘ浄化装置で実行されるＮОｘ浄化
処理のルーチンを示すフローチャートである。
処理のルーチンを示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態で実行される故障判定処理のル
ーチンを示すフローチャートである。
ーチンを示すフローチャートである。
【図４】目標ＮОｘ浄化率と触媒温度の関係を示す特性
線図である。
線図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示すＮОｘ浄化装置
の全体構成図である。
の全体構成図である。
【図６】実吸着量が目標吸着量を超えている状態の時の
排気温度とアンモニア吸着量の関係を示すマップであ
る。
排気温度とアンモニア吸着量の関係を示すマップであ
る。
【図７】実吸着量が目標吸着量より低い状態の時の排気
温度とアンモニア吸着量の関係を示すマップである。
温度とアンモニア吸着量の関係を示すマップである。
【図８】図５のＮОｘ浄化装置で実行されるＮОｘ浄化
処理のルーチンを示すフローチャートである。
処理のルーチンを示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態で実行される故障判定処理のル
ーチンを示すフローチャートである。
ーチンを示すフローチャートである。
【図１０】ＮОｘ触媒のアンモニア吸着量とＮＯｘ浄化
率との関係を示す特性線図である。
率との関係を示す特性線図である。
【図１１】ＮОｘ触媒の触媒温度とアンモニア吸着量と
の関係を示す特性線図である。
の関係を示す特性線図である。
１ 内燃機関
２ 排気系
１７ ＮＯｘ触媒
２４ 排気ガス
２９ 還元剤供給手段
４３ 目標ＮＯｘ浄化率導出手段
４４ 実ＮＯｘ浄化率導出手段
４５,１４５ 制御手段
４６,１４６ 比較手段
４７,１４７ 判定手段
４８,１４８ 吸着量減少促進手段
４９,１４９ 異常診断手段
１４３ 実ＮＯｘ浄化量算出手段
１４４ 触媒出口ＮОｘ量導出手段
１５０ 目標吸着量設定手段
１５１ 機関ＮＯｘ排出量導出手段
１５２ 消費量導出手段
１５３ 吸着量導出手段
Ｇ 排気ガス流量
Ｔｇ 触媒温度
η ＮＯｘ浄化率(補正前の実ＮＯｘ浄化率)
Ｍη 目標ＮＯｘ浄化率
Ｈη 補正後の実ＮＯｘ浄化率
（ΔＮОｘ） アンモニアの消費量
ＳＮＨ３(ｎ) 実吸着量(補正前の実吸着量)
ＳＮＨ３(ｎ１) 補正後の実吸着量
ＭＮＨ３ 目標吸着量
ＤＮＨ３ アンモニアの添加量
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ｂ
(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 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 篠▲崎▼ 律子
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 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 AA02 AA18 AA28 AB05 AB08
BA14 BA33 CA13 CA17 CA22
CB02 CB03 CB08 DA01 DA02
DB06 DB10 DC01 EA01 EA05
EA08 EA09 EA18 EA21 EA30
EA33 FB10 GA06 GB01W
GB06W GB09W HA36 HA37
HA39 HA42
4D048 AA06 AB02 AB07 AC03 AC04
BA11X BA23X BA30X BB02
DA01 DA02 DA03 DA08 DA10
DA13 DA20 EA04
Claims (8)
- 【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
と、 前記ＮＯｘ触媒にアンモニア又は尿素水を供給する還元
剤供給手段と、 前記内燃機関の運転状態、及び前記ＮＯｘ触媒の触媒温
度又は触媒温度に相関するパラメータの一つに基づき基
準となる目標ＮＯｘ浄化率を導出する目標ＮＯｘ浄化率
導出手段と、 前記ＮＯｘ触媒による実ＮＯｘ浄化率を導出する実ＮＯ
ｘ浄化率導出手段と、 前記目標ＮＯｘ浄化率導出手段により導出された目標Ｎ
Ｏｘ浄化率及び前記実ＮＯｘ浄化率導出手段により導出
された実ＮＯｘ浄化率とを比較判定する比較手段と、 前記比較手段により実ＮＯｘ浄化率が目標ＮＯｘ浄化率
よりも低いと判定されたとき、前記還元剤供給手段によ
るアンモニア又は尿素水の添加量を増量するように制御
する制御手段と、 前記制御手段による制御後に前記実ＮＯｘ浄化率算出手
段により導出された補正後の実ＮＯｘ浄化率と前記制御
手段による制御前に実ＮＯｘ浄化率算出手段により導出
された補正前の実ＮＯｘ浄化率とに基づき、ＮＯｘ浄化
システムの異常の有無を判定する判定手段とを備えたこ
とを特徴とする内燃機関のＮＯｘ浄化装置。 - 【請求項２】前記判定手段は、補正後の実ＮＯｘ浄化率
が補正前の実ＮＯｘ浄化率よりも増加していないとき、
アンモニアスリップと判定し、補正後の実ＮＯｘ浄化率
が補正前の実ＮＯｘ浄化率より増加しているとき、アン
モニア添加量を増量可能と判定することを特徴とする請
求項１に記載の内燃機関のＮＯｘ浄化装置。 - 【請求項３】前記判定手段により、補正後の実ＮＯｘ浄
化率が補正前の実ＮＯｘ浄化率よりも増加していないと
判定されたとき、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請求項１または２記載の内燃
機関のＮＯｘ浄化装置。 - 【請求項４】前記判定手段により、補正後の実ＮＯｘ浄
化率が補正前の実ＮＯｘ浄化率よりも増加していないと
判定されたとき、ＮＯｘ浄化システムに異常有りと判定
する異常診断手段を備えたことを特徴とする請求項１、
２または３記載の内燃機関のＮＯｘ浄化装置。 - 【請求項５】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
と、 前記ＮＯｘ触媒にアンモニア又は尿素水を供給する還元
剤供給手段と、 前記内燃機関から排出されるＮＯｘ排出量を検出又は推
定する機関ＮＯｘ排出量導出手段と、 前記ＮОｘ触媒出口でのＮОｘ排出量を検出又は推定す
る触媒出口ＮОｘ量導出手段と、 前記機関ＮОｘ排出量と前記触媒出口ＮОｘ排出量の差
分から前記ＮＯｘ触媒による実ＮＯｘ浄化量を導出する
実ＮＯｘ浄化量算出手段と、 前記実ＮＯｘ浄化量算出手段により導出された実ＮＯｘ
浄化量に基づきアンモニアの消費量を導出する消費量導
出手段と、 前記還元剤供給手段によるアンモニア又は尿素水の添加
量及び前記消費量導出手段により導出された消費量に応
じて前記ＮＯｘ触媒に吸着されたアンモニアの実吸着量
を導出する吸着量導出手段と、 前記ＮＯｘ触媒に対するアンモニアの目標吸着量を前記
ＮＯｘ触媒の触媒温度又は触媒温度に相関するパラメー
タの一つに応じて設定する目標吸着量設定手段と、 前記吸着量導出手段により導出された実吸着量及び前記
目標吸着量設定手段により設定された目標吸着量を比較
判定する比較手段と、 前記比較手段により実吸着量が目標吸着量よりも少ない
と判定されたとき、前記還元剤供給手段によるアンモニ
ア又は尿素水の添加量を増量するように制御する制御手
段と、 前記制御手段による制御後に前記吸着量導出手段により
導出された補正後の実吸着量、補正の際のアンモニア又
は尿素水の添加量増量及び前記制御手段による制御前に
前記吸着量導出手段により導出された補正前の実吸着量
に基づき、ＮＯｘ浄化システムの異常の有無を判定する
判定手段とを備えたことを特徴とする内燃機関のＮＯｘ
浄化装置。 - 【請求項６】前記判定手段は、補正後実吸着量の補正前
実吸着量に対する増分が補正時のアンモニア添加量増分
を上回っているとき、アンモニアスリップと判定し、補
正後実吸着量の補正前実吸着量に対する増分が補正時の
アンモニア添加量増分を上回っていないとき、アンモニ
ア又は尿素水の添加量を増量可能と判定することを特徴
とする請求項５に記載の内燃機関のＮＯｘ浄化装置。 - 【請求項７】前記判定手段により、補正後実吸着量の補
正前実吸着量に対する増分が補正時のアンモニア添加量
増分を上回っていると判定されたとき、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請求項
５または６記載の内燃機関のＮＯｘ浄化装置。 - 【請求項８】前記判定手段により、補正後実吸着量の補
正前実吸着量に対する増分が補正時のアンモニア添加量
増分を上回っていると判定されたとき、ＮＯｘ浄化シス
テムに異常有りと判定する異常診断手段を備えたことを
特徴とする請求項５、６または７記載の内燃機関のＮＯ
ｘ浄化装置。
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