JP2015086848A - Exhaust emission control system of internal combustion engine - Google Patents

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高田 圭
Kei Takada
圭 高田
大橋 伸基
Nobumoto Ohashi
伸基 大橋
中山 茂樹
Shigeki Nakayama
茂樹 中山
見上 晃
Akira Kenjo
晃 見上
潤一 松尾
Junichi Matsuo
潤一 松尾
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology which can further surely and efficiently improve a NOx purification rate of an exhaust emission control system as a whole even if a temperature of a first selective reduction catalyst is high, in the exhaust emission control system which arranges the first selective reduction catalyst at an upstream side in an exhaust passage, arranges a second selective reduction catalyst at a downstream side, and supplies urea water as a reductant from a further upstream side of the first selective reduction catalyst.SOLUTION: When it is determined that a temperature of a second selective reduction catalyst is not lower than a threshold at a high temperature side at which the reduction purification of NOx can be efficiently performed or not (S102), and when it is determined that at least a part of a reductant supplied from an upstream side of the first selective reduction catalyst slips through the first selective reduction catalyst, and can be supplied to the second selective reduction catalyst (S202), control for cooling the second selective catalyst is performed (S103).

Description

本発明は、内燃機関の排気中の窒素酸化物や微粒子物質を浄化する排気浄化システムに関する。   The present invention relates to an exhaust purification system that purifies nitrogen oxides and particulate matter in exhaust gas from an internal combustion engine.

内燃機関の排気ガス中の窒素酸化物(以下「NOx」と表記する)を低減させる排気浄化システムとしては、排気通路中に排気中のNOxを選択的に還元する選択的触媒還元方式の触媒(以下「SCR」ともいう。)と、SCRの上流において還元剤としての尿素水溶液を噴射する還元剤噴射弁と、を備えるものが知られている。この種の排気浄化システムでは、SCRの温度推移を予測しながら、尿素水溶液の噴射量を制御することにより、SCRにおけるNOxの還元効率の低下を抑制している。   As an exhaust gas purification system for reducing nitrogen oxides (hereinafter referred to as “NOx”) in exhaust gas of an internal combustion engine, a selective catalytic reduction type catalyst that selectively reduces NOx in exhaust gas in an exhaust passage ( (Hereinafter also referred to as “SCR”) and a reducing agent injection valve that injects a urea aqueous solution as a reducing agent upstream of the SCR. In this type of exhaust purification system, a decrease in NOx reduction efficiency in the SCR is suppressed by controlling the injection amount of the urea aqueous solution while predicting the temperature transition of the SCR.

また、微粒子物質(以下、「PM:Particulate Matter」ともいう。)を捕集するフィルタにSCRをコートし排気中のNOxと微粒子物質とを浄化可能としたSCRFを備えるとともに、その下流にSCRを備え、SCRFの上流から還元剤としての尿素水溶液を供給する排気浄化システムも知られている。このような構成のシステムでは、フィルタのPM捕集能力の再生処理中にSCRF及びSCRの温度が高くなると、NOxの還元反応とは別に、還元剤自体の酸化反応も同時に生ずるため、SCRF及び排気浄化システム全体のNOx浄化性能が低下する場合がある。   In addition, the filter that collects particulate matter (hereinafter also referred to as “PM: Particulate Matter”) is provided with SCRF that is capable of purifying NOx and particulate matter in exhaust gas by coating SCR, and the SCR is disposed downstream thereof. An exhaust purification system is also known that supplies an aqueous urea solution as a reducing agent from upstream of the SCRF. In the system having such a configuration, when the temperature of the SCRF and the SCR becomes high during the regeneration process of the PM trapping ability of the filter, the oxidation reaction of the reducing agent itself occurs simultaneously with the NOx reduction reaction. The NOx purification performance of the entire purification system may be reduced.

これに対し、下流のSCRを冷却することで、SCRFをすり抜けたNOxまたはSCRFでNHが酸化して生じたNOxを下流のSCRで浄化をすることが考えられるが、下流のSCRへの還元剤の流入量は上流のSCRFの温度、還元剤供給量等と関係して増減するため、SCRの冷却制御を適切に行わないと、下流のSCRからも還元剤が流出したりSCRにおけるNOx浄化率が低下したりする場合があった。また、下流のSCRへの還元剤の流入がない場合にSCRの冷却制御を行うことでエネルギーの無駄が生じる虞もあった。 On the other hand, it is conceivable that the downstream SCR is cooled to purify NOx that has passed through the SCRF or NOx produced by oxidation of NH 3 with the SCRF by the downstream SCR. Since the inflow amount of the agent increases and decreases in relation to the temperature of the upstream SCRF, the supply amount of the reducing agent, etc., if the SCR cooling control is not properly performed, the reducing agent flows out from the downstream SCR or the NOx purification in the SCR. The rate may have decreased. Further, when there is no inflow of the reducing agent to the downstream SCR, there is a possibility that energy is wasted by performing cooling control of the SCR.

特開2012−167549号公報JP 2012-167549 A 特開2012−004786号公報JP 2012-004786 A 特開2011−069279号公報JP 2011-069279 A 特開2011−069231号公報JP 2011-069231 A 特開2003−293736号公報JP 2003-293736 A 特開2003−232216号公報JP 2003-232216 A 特開2012−215154号公報JP 2012-215154 A 特開2007−247652号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2007-247652 特開2007−270643号公報JP 2007-270643 A

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気通路において上流側に第一選択還元触媒を、下流側に第二選択還元触媒を配置し第一選択還元触媒のさらに上流側から還元剤としての尿素水を供給する排気浄化システムにおいて、第一選択還元触媒の温度が高温の場合でも、よりに確実にまたはより効率的に、排気浄化システム全体のNOx浄化率を向上させることが可能な技術を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to further arrange the first selective reduction catalyst by disposing a first selective reduction catalyst on the upstream side and a second selective reduction catalyst on the downstream side in the exhaust passage. In an exhaust purification system that supplies urea water as a reducing agent from the upstream side, even if the temperature of the first selective reduction catalyst is high, the NOx purification rate of the entire exhaust purification system is improved more reliably or more efficiently. It is to provide the technology that can be made.

上記目的を達成するための本発明は、還元剤の供給を受けて排気中のNOxを還元浄化する第一選択還元触媒と、第一選択還元触媒より下流側に設けられた第二選択還元触媒と、第一選択還元触媒より上流側から還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備えた内燃機関の排気浄化システムで、第二選択還元触媒の温度がNOxの還元浄化を効率的に実施可能か否かの高温側の閾値以上であり、且つ、還元剤供給手段から供給された還元剤の少なくとも一部が第一選択還元触媒をすり抜け第二選択還元触媒に供給可能であると判定された場合に、第二選択還元触媒を冷却する制御を行うことを最大の特徴とする。   To achieve the above object, the present invention provides a first selective reduction catalyst for reducing and purifying NOx in exhaust gas upon receipt of a reducing agent, and a second selective reduction catalyst provided downstream of the first selective reduction catalyst And a reducing agent supply means for supplying a reducing agent from the upstream side of the first selective reduction catalyst, and the exhaust gas purification system for an internal combustion engine efficiently reduces and purifies NOx when the temperature of the second selective reduction catalyst is It is determined that it is equal to or higher than the threshold value on the high temperature side, and at least a part of the reducing agent supplied from the reducing agent supply means can pass through the first selective reduction catalyst and be supplied to the second selective reduction catalyst. In this case, the greatest feature is to perform control to cool the second selective reduction catalyst.

より詳しくは、内燃機関の排気通路に設けられ、還元剤の供給を受けて排気中のNOxを還元浄化する第一選択還元触媒と、
前記排気通路における前記第一選択還元触媒より下流側に設けられた第二選択還元触媒と、
前記排気通路における前記第一選択還元触媒より上流側において前記排気通路を通過する排気に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化システムであって、
前記第二選択還元触媒の温度を取得する温度取得手段と、
前記第二選択還元触媒を冷却する冷却手段と、
前記還元剤供給手段から供給された還元剤の少なくとも一部が、第一選択還元触媒をすり抜け前記第二選択還元触媒に供給可能であることを判定する還元剤供給判定手段と、をさらに備え、
前記温度取得手段が取得した第二選択還元触媒の温度が、前記NOxの還元浄化を効率的に実施可能か否かの高温側の閾値である冷却判定温度以上であり、且つ、
前記還元剤供給判定手段が、前記還元剤供給手段から供給された還元剤が、前記第一選択還元触媒をすり抜け前記第二選択還元触媒に供給可能であると判定した場合に、
前記冷却手段が前記第二選択還元触媒を冷却することを特徴とする内燃機関の排気浄化システムである。
More specifically, a first selective reduction catalyst that is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and receives the supply of the reducing agent to reduce and purify NOx in the exhaust,
A second selective reduction catalyst provided downstream of the first selective reduction catalyst in the exhaust passage;
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent to the exhaust gas passing through the exhaust passage on the upstream side of the first selective reduction catalyst in the exhaust passage;
An exhaust gas purification system for an internal combustion engine comprising:
Temperature acquisition means for acquiring the temperature of the second selective reduction catalyst;
Cooling means for cooling the second selective reduction catalyst;
Reducing agent supply determining means for determining that at least a part of the reducing agent supplied from the reducing agent supply means can pass through the first selective reduction catalyst and be supplied to the second selective reduction catalyst;
The temperature of the second selective reduction catalyst acquired by the temperature acquisition means is equal to or higher than a cooling determination temperature, which is a high temperature side threshold value indicating whether the NOx reduction purification can be efficiently performed, and
When the reducing agent supply determination means determines that the reducing agent supplied from the reducing agent supply means can pass through the first selective reduction catalyst and be supplied to the second selective reduction catalyst,
An exhaust purification system for an internal combustion engine, wherein the cooling means cools the second selective reduction catalyst.

ここで、還元剤の供給を受けて排気中のNOxを還元浄化する第一選択還元触媒と、第一選択還元触媒より下流側に設けられた第二選択還元触媒と、第一選択還元触媒より上流側から還元剤を供給する還元剤供給手段と、を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいては、第一選択還元触媒の温度が高い場合に、第二選択還元触媒でもNOxを浄化しなければならない場合がある。その場合は、第二選択還元触媒の温度も高温になっており、NOxの還元浄化を効率よく行うことが困難な場合が多いので、第二選択還元触媒を冷却することで、より効率的に、第二選択還元触媒においてNOxを浄化することができる。   Here, the first selective reduction catalyst that receives the supply of the reducing agent to reduce and purify NOx in the exhaust, the second selective reduction catalyst provided downstream from the first selective reduction catalyst, and the first selective reduction catalyst In an exhaust gas purification system for an internal combustion engine provided with a reducing agent supply means for supplying a reducing agent from the upstream side, if the temperature of the first selective reduction catalyst is high, the second selective reduction catalyst must also purify NOx. It may not be possible. In that case, the temperature of the second selective reduction catalyst is also high, and it is often difficult to efficiently perform reduction and purification of NOx. Therefore, it is more efficient to cool the second selective reduction catalyst. In the second selective reduction catalyst, NOx can be purified.

一方、第二選択還元触媒においてNOxを浄化するには、還元剤供給手段から供給された還元剤の少なくとも一部が第一選択還元触媒をすり抜け第二選択還元触媒に供給可能であることが条件となる。すなわち、還元剤供給手段から供給された還元剤の少なくとも一部が第一選択還元触媒をすり抜け第二選択還元触媒に供給可能な状態でなければ、第二選択還元触媒を冷却する制御自体が無駄になる。   On the other hand, in order to purify NOx in the second selective reduction catalyst, it is necessary that at least a part of the reducing agent supplied from the reducing agent supply means can pass through the first selective reduction catalyst and be supplied to the second selective reduction catalyst. It becomes. That is, if at least a part of the reducing agent supplied from the reducing agent supply means cannot pass through the first selective reduction catalyst and be supplied to the second selective reduction catalyst, the control itself for cooling the second selective reduction catalyst is useless. become.

これに対し、本発明においては、第二選択還元触媒の温度がNOxの還元浄化を効率的に実施可能か否かの高温側の閾値以上であり、且つ、還元剤供給手段から供給された還元剤の少なくとも一部が第一選択還元触媒をすり抜け第二選択還元触媒に供給可能であると判定された場合に、第二選択還元触媒を冷却する制御を行うこととした。これによれば、還元剤の存在という意味で第二選択還元触媒においてNOxの還元浄化が可能な場合にのみ、第二選択還元触媒を冷却して、第二選択還元触媒の温度を、第一選択還元触媒の下流側に排出されたNOxを効率的に浄化可能な温度に維持することが可能となる。   On the other hand, in the present invention, the temperature of the second selective reduction catalyst is equal to or higher than the high temperature side threshold value indicating whether or not the reduction and purification of NOx can be efficiently performed, and the reduction supplied from the reducing agent supply means When it is determined that at least part of the agent can pass through the first selective reduction catalyst and be supplied to the second selective reduction catalyst, control is performed to cool the second selective reduction catalyst. According to this, only when NOx reduction and purification can be performed in the second selective reduction catalyst in the sense of the presence of the reducing agent, the second selective reduction catalyst is cooled, and the temperature of the second selective reduction catalyst is set to the first selective reduction catalyst. It becomes possible to maintain NOx discharged to the downstream side of the selective reduction catalyst at a temperature at which it can be efficiently purified.

その結果、より確実に、第一選択還元触媒の下流側に排出されたNOxを第二選択還元触媒で還元浄化できるとともに、無駄な冷却制御を防止できる。よって、排気浄化システム全体として、より効率的に排気中のNOxを浄化することが可能になる。   As a result, NOx discharged to the downstream side of the first selective reduction catalyst can be reduced and purified more reliably by the second selective reduction catalyst, and unnecessary cooling control can be prevented. Therefore, the exhaust gas purification system as a whole can more efficiently purify NOx in the exhaust gas.

また、本発明においては、冷却時の第二選択還元触媒の温度を、より高いNOx浄化率が得られる目標触媒温度に設定してもよい。これによれば、冷却手段によって第二選択還元触媒を冷却することで、より効率よく、第一選択還元触媒の下流側に排出されたNOxを浄化することができる。   In the present invention, the temperature of the second selective reduction catalyst during cooling may be set to a target catalyst temperature at which a higher NOx purification rate can be obtained. According to this, the NOx discharged to the downstream side of the first selective reduction catalyst can be purified more efficiently by cooling the second selective reduction catalyst by the cooling means.

また、本発明においては、第一選択還元触媒の温度を取得する第一温度取得手段をさらに備え、上記した条件に加え、第一選択還元触媒の温度が、第一選択還元触媒において充分なNOx浄化率が得られるか否かの高温側の閾値以上である場合に、第二選択還元触媒を冷却するようにしてもよい。これによれば、第一選択還元触媒の温度がNOx浄化率が低下するような高温である場合にのみ、第二選択還元触媒を冷却できるので、この点においても無駄な冷却制御を防止することができる。   The present invention further includes first temperature acquisition means for acquiring the temperature of the first selective reduction catalyst. In addition to the above-described conditions, the temperature of the first selective reduction catalyst is sufficient for NOx in the first selective reduction catalyst. The second selective reduction catalyst may be cooled when the purification rate is equal to or higher than the high temperature threshold. According to this, since the second selective reduction catalyst can be cooled only when the temperature of the first selective reduction catalyst is such a high temperature that the NOx purification rate decreases, it is possible to prevent wasteful cooling control also in this respect. Can do.

また、本発明においては、還元剤供給手段から供給された還元剤の少なくとも一部が、第一選択還元触媒をすり抜け第二選択還元触媒に供給可能であるか判定する際には、上記した条件に加え、排気流量、NOx濃度、還元剤供給量の少なくとも一つに基づいて判定してもよい。これによれば、より精度よく、第一選択還元触媒をすり抜けて第二選択還元触媒に供給可能な還元剤の量を取得することができ、より精度よく、第二選択還元触媒の冷却制御を行うか否かの判断を行うことができる。   In the present invention, when determining whether at least a part of the reducing agent supplied from the reducing agent supply means can pass through the first selective reduction catalyst and be supplied to the second selective reduction catalyst, In addition, the determination may be made based on at least one of the exhaust gas flow rate, the NOx concentration, and the reducing agent supply amount. According to this, the amount of the reducing agent that can pass through the first selective reduction catalyst and be supplied to the second selective reduction catalyst can be acquired with higher accuracy, and the cooling control of the second selective reduction catalyst can be performed with higher accuracy. It can be determined whether or not to do so.

また、本発明においては、還元剤供給手段から供給された還元剤の少なくとも一部が、第一選択還元触媒をすり抜け第二選択還元触媒に供給可能であるか判定する際には、上記の条件に加え、還元剤供給手段からの還元剤供給量に基づいて判定してもよい。これによれば、さらに精度よく、第一選択還元触媒をすり抜ける還元剤の量を取得することができ、さらに精度よく、第二選択還元触媒の冷却制御を行うか否かの判断を行うことができる。   In the present invention, when determining whether at least a part of the reducing agent supplied from the reducing agent supply means can pass through the first selective reduction catalyst and be supplied to the second selective reduction catalyst, the above conditions are satisfied. In addition, the determination may be made based on the amount of reducing agent supplied from the reducing agent supply means. According to this, the amount of the reducing agent that can pass through the first selective reduction catalyst can be acquired with higher accuracy, and it can be determined whether or not the cooling control of the second selective reduction catalyst is to be performed with higher accuracy. it can.

また、本発明においては、第一選択還元触媒をすり抜ける還元剤の量が、第一選択還元触媒の下流側に排出されるNOxを還元浄化するのに必要な量より多い場合には、冷却時の第二選択還元触媒の温度を、余剰の還元剤を酸化可能な目標触媒温度に設定してもよい。これによれば、余剰の還元剤が第二選択還元触媒の下流側に排出されることをより確実に抑制することができる。   Further, in the present invention, when the amount of reducing agent that passes through the first selective reduction catalyst is larger than the amount necessary for reducing and purifying NOx discharged downstream of the first selective reduction catalyst, The temperature of the second selective reduction catalyst may be set to a target catalyst temperature capable of oxidizing the excess reducing agent. According to this, it can suppress more reliably that excess reducing agent is discharged | emitted by the downstream of a 2nd selective reduction catalyst.

また、本発明においては、第一選択還元触媒の温度、排気流量、NOx濃度の少なくとも一つに基づいて、より確実に第二選択還元触媒に還元剤を供給するための最適還元剤供給量を取得し、還元剤供給手段は、最適還元剤供給量に係る還元剤を排気に供給するようにしてもよい。これによれば、より確実に第二選択還元触媒に還元剤を供給することができ、より確実に、排気浄化システム全体としてのNOx浄化率を向上させることができる。   In the present invention, the optimum reducing agent supply amount for more reliably supplying the reducing agent to the second selective reduction catalyst is determined based on at least one of the temperature, exhaust flow rate, and NOx concentration of the first selective reduction catalyst. The reducing agent supply means may acquire the reducing agent according to the optimum reducing agent supply amount to the exhaust gas. According to this, a reducing agent can be more reliably supplied to a 2nd selective reduction catalyst, and the NOx purification rate as the whole exhaust gas purification system can be improved more reliably.

なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。   The means for solving the problems in the present invention can be used in combination as much as possible.

本発明にあっては、排気通路において上流側に第一選択還元触媒を、下流側に第二選択還元触媒を配置し第一選択還元触媒のさらに上流側から還元剤としての尿素水を供給する
排気浄化システムにおいて、第一選択還元触媒の温度が高温の場合でも、よりに確実にまたはより効率的に、排気浄化システム全体のNOx浄化率を向上させることができる。
In the present invention, the first selective reduction catalyst is arranged on the upstream side in the exhaust passage, the second selective reduction catalyst is arranged on the downstream side, and urea water as a reducing agent is supplied from the further upstream side of the first selective reduction catalyst. In the exhaust purification system, even when the temperature of the first selective reduction catalyst is high, the NOx purification rate of the entire exhaust purification system can be improved more reliably or more efficiently.

本発明の実施例1に係る内燃機関と排気系、制御系の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine, an exhaust system, and a control system according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例における、選択的触媒還元方式の触媒の温度と、当該触媒におけるNOx浄化率及びNHの酸化割合との関係についての概念図である。In the embodiment of the present invention, the temperature of the catalyst for selective catalytic reduction method, a conceptual diagram of the relationship between the oxidation rate of NOx purification rate and NH 3 in the catalyst. 本発明の実施例1におけるSCRFの温度と、還元剤のすり抜け量との関係のグラフである。It is a graph of the relationship between the temperature of SCRF in Example 1 of this invention, and the slipping amount of a reducing agent. 本発明の実施例1におけるSCR温度制御ルーチンについてのフローチャートである。It is a flowchart about the SCR temperature control routine in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1におけるSCR温度制御ルーチンを実行した際の、SCRF及びSCRに関連する各パラメータの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of each parameter relevant to SCRF and SCR at the time of performing the SCR temperature control routine in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る内燃機関と排気系、制御系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine which concerns on Example 2 of this invention, an exhaust system, and a control system. 本発明の実施例2における各パラメータの変化によって、SCRFに供給されたNHのうちの、NOx浄化に使われる量と、SCRFで酸化される量と、SCRFをすり抜ける量との関係がどのように変わるかを示すグラフである。What is the relationship between the amount of NH 3 supplied to the SCRF used for NOx purification, the amount oxidized by the SCRF, and the amount passing through the SCRF by changing each parameter in Example 2 of the present invention. It is a graph which shows whether it changes into. 本発明の実施例2におけるSCR温度制御ルーチン2についてのフローチャートである。It is a flowchart about the SCR temperature control routine 2 in Example 2 of this invention. 本発明の実施例3におけるSCR温度制御ルーチン3についてのフローチャートである。It is a flowchart about the SCR temperature control routine 3 in Example 3 of this invention. 本発明の実施例における排気ガスの冷却装置の具体例の概略図である。It is the schematic of the specific example of the cooling device of the exhaust gas in the Example of this invention.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings.

<実施例1>
図1は、本実施例に係る内燃機関1と、その排気系及び制御系の概略構成を示す図である。図1においては、内燃機関1の内部及びその吸気系は省略されている。図1において内燃機関1には、内燃機関1から排出される排気が流通する排気通路としての排気管5が接続され、この排気管5は下流にて図示しないマフラーに接続されている。また、排気管5の途中には、排気中のPMを捕集するフィルタにSCRをコートし排気中のNOxとPMとを浄化可能とした第一選択還元触媒としてのSCRF10が配置されている。
<Example 1>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine 1 according to the present embodiment and its exhaust system and control system. In FIG. 1, the inside of the internal combustion engine 1 and its intake system are omitted. In FIG. 1, the internal combustion engine 1 is connected to an exhaust pipe 5 as an exhaust passage through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 flows, and this exhaust pipe 5 is connected downstream to a muffler (not shown). In the middle of the exhaust pipe 5, an SCRF 10 is disposed as a first selective reduction catalyst that can purify NOx and PM in the exhaust by coating SCR on a filter that collects PM in the exhaust.

また、排気管5におけるSCRF10の下流側には、排気中のNOxを選択的に還元する選択的触媒還元方式の触媒である第二選択還元触媒としてのSCR11が配置されており、SCRF10とSCRFの間の排気管5には、排気管5を通過する排気を冷却する冷却手段としての冷却装置17が設けられている。また、排気管5におけるSCRF10の上流側には、還元剤としての尿素水溶液を噴射する還元剤供給手段としての還元剤噴射弁14が配置されている。また、SCRF10及びSCR11の直上流には、各々の温度を検出するための第一温度取得手段としての第一温度センサ15及び温度取得手段としての第二温度センサ16が設けられている。   Further, on the downstream side of the SCRF 10 in the exhaust pipe 5, an SCR 11 as a second selective reduction catalyst, which is a selective catalytic reduction type catalyst that selectively reduces NOx in the exhaust, is disposed. The exhaust pipe 5 in the meantime is provided with a cooling device 17 as a cooling means for cooling the exhaust gas passing through the exhaust pipe 5. Further, a reducing agent injection valve 14 as a reducing agent supply means for injecting an aqueous urea solution as a reducing agent is disposed upstream of the SCRF 10 in the exhaust pipe 5. Further, immediately upstream of the SCRF 10 and the SCR 11, a first temperature sensor 15 as a first temperature acquisition unit for detecting each temperature and a second temperature sensor 16 as a temperature acquisition unit are provided.

以上述べたように構成された内燃機関1及びその排気系には、内燃機関1及び排気系を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)20が併設され
ている。このECU20は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態等を制御する他、SCRF10、SCR11を含めた排気浄化システムに係る制
御を行うユニットである。
The internal combustion engine 1 configured as described above and its exhaust system are provided with an electronic control unit (ECU) 20 for controlling the internal combustion engine 1 and the exhaust system. The ECU 20 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the driver's request, and performs control related to the exhaust purification system including the SCRF 10 and the SCR 11.

また、ECU20には、CPU、ROM、RAM等が備えられており、ROMには、内燃機関1の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。以下で説明する本実施例におけるSCR温度制御ルーチンも、ECU20内のROMに記憶されたプログラムの一つである。なお、本実施例において排気浄化システムは、図1に示す構成のうち、内燃機関1を除いた構成を含んでいる。   The ECU 20 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The ROM stores a program for performing various controls of the internal combustion engine 1 and a map storing data. The SCR temperature control routine in the present embodiment described below is also one of the programs stored in the ROM in the ECU 20. In the present embodiment, the exhaust purification system includes a configuration excluding the internal combustion engine 1 from the configuration shown in FIG.

次に、本実施例におけるSCRF10及びSCR11による排気浄化について説明する。内燃機関1から排出された排気は、排気管5を通りSCRF10に流入し、排気中のPMがSCRF10内のフィルタにより捕集される。また、SCRF10に流入する排気には、排気に含まれるNOx量に応じて還元剤噴射弁14から噴射された尿素水が添加される。排気に添加された尿素水は、先ずはSCRF10において排気の熱と排気中の水蒸気により加水分解されてNH(アンモニア)とCO2(二酸化炭素)になる。 Next, exhaust purification by the SCRF 10 and the SCR 11 in the present embodiment will be described. Exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 flows into the SCRF 10 through the exhaust pipe 5 and PM in the exhaust gas is collected by a filter in the SCRF 10. Further, urea water injected from the reducing agent injection valve 14 is added to the exhaust gas flowing into the SCRF 10 in accordance with the amount of NOx contained in the exhaust gas. The urea water added to the exhaust gas is first hydrolyzed by the heat of the exhaust gas and the water vapor in the exhaust gas at SCRF 10 to become NH 3 (ammonia) and CO 2 (carbon dioxide).

SCRF10内で生成されたNHはSCRF10の温度が低い場合、その大部分はSCRF10に吸着される。そして、SCRF10の温度が触媒活性温度以上に上昇すると、SCRF10のアンモニア吸着層に吸着されたNHと排気ガス中のNOxが反応して、窒素および水となり、排気中のNOxが浄化される。続いて、SCRF10から排出された排気はSCR11に流入する。SCR11においては、SCRF10で消費されず排気中に残留するNHが吸着される。SCR11では、このようにSCRF10で消費されずにすり抜けたNHによって、SCR11に流入する排気中のNOxを還元浄化する。SCR11を通過してNOxが浄化された排気は大気中へ放出される。 Most of NH 3 produced in SCRF 10 is adsorbed by SCRF 10 when the temperature of SCRF 10 is low. When the temperature of SCRF 10 rises above the catalyst activation temperature, NH 3 adsorbed on the ammonia adsorption layer of SCRF 10 reacts with NOx in the exhaust gas to become nitrogen and water, and NOx in the exhaust is purified. Subsequently, the exhaust discharged from the SCRF 10 flows into the SCR 11. In the SCR 11, NH 3 that is not consumed by the SCRF 10 and remains in the exhaust is adsorbed. In the SCR 11, NOx in the exhaust gas flowing into the SCR 11 is reduced and purified by NH 3 that has passed through without being consumed in the SCRF 10 in this way. The exhaust gas that has passed through the SCR 11 and purified NOx is discharged into the atmosphere.

ところで、SCRF10におけるフィルタのPM再生制御が行われた場合には、SCRF10の温度が600〜650℃程度の高温になる。このような高温度条件下では、SCRF10におけるNOx還元反応と同時に、還元剤噴射弁14から排気中に添加された尿素の酸化反応が進行するため、SCRF10におけるNOx還元反応に使用されるNHの量が減少する。その結果、SCRF10におけるNOx浄化率が低下する場合がある。 By the way, when the filter PM regeneration control is performed in the SCRF 10, the temperature of the SCRF 10 becomes a high temperature of about 600 to 650 ° C. Under such a high temperature condition, the oxidation reaction of urea added to the exhaust gas from the reducing agent injection valve 14 proceeds simultaneously with the NOx reduction reaction in SCRF 10, so that NH 3 used for the NOx reduction reaction in SCRF 10 The amount decreases. As a result, the NOx purification rate in SCRF 10 may decrease.

それに対し、本実施例においては、冷却装置17によって、SCR11が高温度に晒されないようにSCRF10から排出された排気を冷却しつつ、さらに、SCRF10をすり抜けたNHをSCR11に供給する。このことで、SCRF10で浄化できなかったNOxをSCR11においてより確実に還元浄化する。 On the other hand, in the present embodiment, the cooling device 17 cools the exhaust discharged from the SCRF 10 so that the SCR 11 is not exposed to a high temperature, and further supplies NH 3 that has passed through the SCRF 10 to the SCR 11. As a result, NOx that could not be purified by the SCRF 10 is more reliably reduced and purified by the SCR 11.

ここで、図2には、選択的触媒還元方式の触媒(SCRF10やSCR11)の温度と、当該触媒におけるNOx浄化率及びNHの酸化割合との関係についての概念図を示す。図2(a)は触媒の温度とNOx浄化率との関係を、図2(b)は触媒の温度とNHの酸化割合との関係を示す。図2(b)を見て分かるように、触媒の温度の上昇とともに、触媒におけるNHの酸化割合が急激に上昇する。そうすると、NOx浄化に使用されるNHの割合が相対的に減少するため、触媒におけるNOx浄化率は、NHの酸化割合の増加が無い場合と比較して減少する。 Here, FIG. 2 shows a conceptual diagram of the relationship between the temperature of the selective catalytic reduction type catalyst (SCRF10 or SCR11), the NOx purification rate and the NH 3 oxidation ratio in the catalyst. FIG. 2 (a) shows the relationship between the catalyst temperature and the NOx purification rate, and FIG. 2 (b) shows the relationship between the catalyst temperature and the NH 3 oxidation rate. As can be seen from FIG. 2 (b), as the temperature of the catalyst rises, the oxidation rate of NH 3 in the catalyst rises rapidly. Then, since the proportion of NH 3 used for NOx purification is relatively reduced, the NOx purification rate in the catalyst is reduced as compared with the case where there is no increase in the oxidation rate of NH 3 .

このように、SCRF10においてもSCR11においても、触媒温度によって、NOx浄化率やNHの酸化割合が変化してしまうので、上記のようにSCRF10から排出された排気を冷却する際にも、これらの特性を考慮すべきである。 Thus, in both the SCRF 10 and the SCR 11, the NOx purification rate and the NH 3 oxidation ratio change depending on the catalyst temperature. Therefore, when cooling the exhaust discharged from the SCRF 10 as described above, Characteristics should be considered.

次に、図3には、SCRF11の温度と、還元剤のすり抜け量との関係のグラフを示す。黒丸のラインに対して黒三角のラインは、より還元剤供給量を増加させた場合のラインである。図3からは、SCRF10の温度及び、還元剤供給量によって、SCR11に流
入するNHの量が変化することが理解できる。このように、SCRF10から排出された排気を冷却する際には、SCRF10の温度及び、還元剤供給量によって、SCR11に流入する還元剤の量が変化することについても考慮すべきである。例えば、SCR11への還元剤の流入が無い状態で排気を冷却しても、SCR11においてNOx還元はできない。
Next, FIG. 3 shows a graph of the relationship between the temperature of SCRF 11 and the amount of slipping through the reducing agent. A black triangle line is a line when the supply amount of the reducing agent is further increased with respect to the black circle line. From FIG. 3, it can be understood that the amount of NH 3 flowing into the SCR 11 varies depending on the temperature of the SCRF 10 and the supply amount of the reducing agent. Thus, when cooling the exhaust discharged from the SCRF 10, it should be considered that the amount of the reducing agent flowing into the SCR 11 varies depending on the temperature of the SCRF 10 and the amount of reducing agent supplied. For example, NOx reduction cannot be performed in the SCR 11 even if the exhaust gas is cooled in a state where no reducing agent flows into the SCR 11.

これに対し、本実施例においては、SCRF10及びSCR11の温度を取得し、取得した温度より、SCRF10をすり抜けてSCR11に流入する還元剤の量を予測し、その予測値に基づいてSCR11の冷却の有無を判定して制御を実行することとした。図4には、本実施例におけるSCR温度制御ルーチンについてのフローチャートを示す。SCR温度制御ルーチンは、ECU20のROMに記憶され、CPUによって実行されるプログラムであって、内燃機関1の稼働中は所定時間毎に定期的に実行されるルーチンである。   On the other hand, in the present embodiment, the temperatures of the SCRF 10 and the SCR 11 are acquired, the amount of reducing agent that passes through the SCRF 10 and flows into the SCR 11 is predicted from the acquired temperature, and the cooling of the SCR 11 is based on the predicted value. The presence or absence was determined and control was executed. In FIG. 4, the flowchart about the SCR temperature control routine in a present Example is shown. The SCR temperature control routine is a program stored in the ROM of the ECU 20 and executed by the CPU. The SCR temperature control routine is a routine that is periodically executed every predetermined time while the internal combustion engine 1 is in operation.

SCR温度制御ルーチンが実行されると、まず、S101において、SCRF10の温度Tscrfが冷却判定閾値T1以上かどうかが判定される。より具体的には、SCRF10の温度Tscrfは、第一温度センサ15の出力に基づいて算出される。また、冷却判定閾値T1は、SCRF10の温度がこれ以上の場合には、SCRF10から排出される排気の温度も高く、SCR11の冷却制御を実施してSCR11の温度をNOx浄化率が高い状態に維持しないと、排気浄化システム全体としても充分なNOx浄化率を維持することが困難であると判断される温度である。冷却判定閾値T1は、予め実験によってあるいは理論的に定めておいてもよい。S101において、SCRF10の温度Tscrfが冷却判定閾値T1より低いと判定された場合には、SCR11の冷却制御は不要と判断されるので、そのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、SCRF10の温度Tscrfが冷却判定閾値T1以上と判定された場合にはS102に進む。   When the SCR temperature control routine is executed, first, in S101, it is determined whether the temperature Tscrf of the SCRF 10 is equal to or higher than the cooling determination threshold T1. More specifically, the temperature Tscrf of the SCRF 10 is calculated based on the output of the first temperature sensor 15. In addition, when the temperature of the SCRF 10 is higher than this, the cooling determination threshold T1 is such that the temperature of the exhaust exhausted from the SCRF 10 is also high, and the cooling control of the SCR 11 is performed to maintain the temperature of the SCR 11 at a high NOx purification rate. Otherwise, the temperature is judged to be difficult to maintain a sufficient NOx purification rate for the entire exhaust purification system. The cooling determination threshold value T1 may be determined experimentally or theoretically in advance. In S101, when it is determined that the temperature Tscrf of the SCRF 10 is lower than the cooling determination threshold T1, it is determined that the cooling control of the SCR 11 is unnecessary, and thus this routine is temporarily ended. On the other hand, when it is determined that the temperature Tscrf of the SCRF 10 is equal to or higher than the cooling determination threshold value T1, the process proceeds to S102.

S102においては、SCR11の温度Tscrが冷却判定閾値T2以上か否かが判定される。より具体的には、SCR11の温度Tscrは、第二温度センサ16の出力に基づいて算出される。また、冷却判定閾値T2は、SCR11の温度がこれ以上の場合には、SCR11において還元剤NHの酸化により、充分なNOx浄化率が得られないと判断される温度である。冷却判定閾値T2は、予め実験によってあるいは理論的に定めておいてもよい。S102において、SCR11の温度Tscrが冷却判定閾値T2より低いと判定された場合には、SCR11の冷却制御は不要と判断されるので、そのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、SCR11の温度Tscrが冷却判定閾値T2以上と判定された場合にはS103に進む。 In S102, it is determined whether or not the temperature Tscr of the SCR 11 is equal to or higher than the cooling determination threshold T2. More specifically, the temperature Tscr of the SCR 11 is calculated based on the output of the second temperature sensor 16. Further, the cooling determination threshold T2 is a temperature at which when the temperature of the SCR 11 is higher than this, it is determined that a sufficient NOx purification rate cannot be obtained due to the oxidation of the reducing agent NH 3 in the SCR 11. The cooling determination threshold value T2 may be determined experimentally or theoretically in advance. If it is determined in S102 that the temperature Tscr of the SCR 11 is lower than the cooling determination threshold value T2, it is determined that the cooling control of the SCR 11 is unnecessary, and thus this routine is temporarily ended. On the other hand, when it is determined that the temperature Tscr of the SCR 11 is equal to or higher than the cooling determination threshold T2, the process proceeds to S103.

S103においては、SCR11の冷却制御が実施される。ここでは、ECU20において、目標触媒温度Ttrgが算出される。この目標触媒温度Ttrgは、SCR11の温度と浄化率との関係の推定モデルとマップを用いてSCR11において最適なNOx浄化率が得られる温度として決定されてもよいし、予め実験的、理論的に求められた値に定められてもよい。そして、SCR11の温度が目標触媒温度Ttrgになるように、SCR11が冷却される。より具体的には、本実施例では、SCRF10とSCR11の間における排気管5の周囲に内燃機関1の冷却水を通過させておき、この冷却水の流量を増加させることにより、SCR11を冷却する。S103の処理が終了するとS104に進む。   In S103, cooling control of the SCR 11 is performed. Here, the target catalyst temperature Ttrg is calculated in the ECU 20. This target catalyst temperature Ttrg may be determined as a temperature at which an optimal NOx purification rate is obtained in the SCR 11 using an estimation model and map of the relationship between the temperature of the SCR 11 and the purification rate, or experimentally and theoretically in advance. It may be set to the obtained value. Then, the SCR 11 is cooled so that the temperature of the SCR 11 becomes the target catalyst temperature Ttrg. More specifically, in this embodiment, the cooling water of the internal combustion engine 1 is passed around the exhaust pipe 5 between the SCRF 10 and the SCR 11, and the flow rate of this cooling water is increased to cool the SCR 11. . When the process of S103 ends, the process proceeds to S104.

S104では、SCRF10の温度Tscrfが冷却判定閾値T1より低いかどうかが判定される。ここで、SCRF10の温度Tscrfが冷却判定閾値T1より低いと判定された場合には、これ以上SCR11の冷却制御を継続する必要がないと判断されるので、SCR11の冷却制御を停止して本ルーチンを一旦終了する。一方、SCRF10の温
度Tscrfが冷却判定閾値T1以上であると判定された場合には、S105に進む。
In S104, it is determined whether the temperature Tscrf of the SCRF 10 is lower than the cooling determination threshold value T1. Here, when it is determined that the temperature Tscrf of the SCRF 10 is lower than the cooling determination threshold value T1, it is determined that it is not necessary to continue the cooling control of the SCR 11 any more, so the cooling control of the SCR 11 is stopped and this routine is performed. Is temporarily terminated. On the other hand, when it is determined that the temperature Tscrf of the SCRF 10 is equal to or higher than the cooling determination threshold value T1, the process proceeds to S105.

S105では、SCR11の温度Tscrが目標触媒温度Ttrgより低いかどうかが判定される。ここで、SCR11の温度Tscrが目標触媒温度Ttrg以上であると判定された場合には、さらに冷却制御を継続する必要があると判断されるので、S103の処理の前に戻る。一方、SCR11の温度Tscrが目標触媒温度Ttrgより低いと判定された場合には、これ以上SCR11の冷却制御を継続する必要がないと判断されるので、SCR11の冷却制御を停止して本ルーチンを一旦終了する。   In S105, it is determined whether or not the temperature Tscr of the SCR 11 is lower than the target catalyst temperature Ttrg. Here, when it is determined that the temperature Tscr of the SCR 11 is equal to or higher than the target catalyst temperature Ttrg, it is determined that further cooling control needs to be continued, so the process returns to before the process of S103. On the other hand, if it is determined that the temperature Tscr of the SCR 11 is lower than the target catalyst temperature Ttrg, it is determined that it is not necessary to continue the cooling control of the SCR 11 any more, so the cooling control of the SCR 11 is stopped and this routine is executed. Exit once.

なお、本ルーチンの実行においては、SCRF10の温度が極端に高くない限り、SCR11においてNOx浄化が可能な程度のNHのすり抜けが生じていることを前提としている。よって、本実施例においては、S101の処理を実行するECU20が還元剤供給判定手段に相当する。もちろん、S101において、SCRF10の温度が冷却判定閾値T1より高温の所定の閾値以上である場合には、SCR11においてNOx浄化が可能な程度のNHのすり抜けが生じないと判断し、SCR温度制御ルーチンを一旦終了するような制御としてもよい。 Note that the execution of this routine is based on the premise that the NH 3 has slipped through the SCR 11 to the extent that NOx purification is possible unless the temperature of the SCRF 10 is extremely high. Therefore, in this embodiment, the ECU 20 that executes the process of S101 corresponds to a reducing agent supply determination unit. Of course, if the temperature of the SCRF 10 is equal to or higher than a predetermined threshold value higher than the cooling determination threshold value T1 in S101, the SCR 11 determines that NH 3 is not slipped through to the extent that NOx purification is possible, and the SCR temperature control routine It is good also as control which once complete | finishes.

図5には、上記のSCR温度制御ルーチンを実行した際の、SCRF10及びSCR11に関連する各パラメータの変化について示す。図5(a)はSCRF10及びSCR11の温度変化である。図5(b)はSCRF10へ流入する排気とSCR11から排出される排気におけるNOx濃度の変化である。図5(c)はSCRF10及びSCR11上におけるNHの酸化量の変化である。 FIG. 5 shows changes in parameters related to the SCRF 10 and the SCR 11 when the above SCR temperature control routine is executed. FIG. 5A shows the temperature change of SCRF 10 and SCR 11. FIG. 5B shows changes in NOx concentration in the exhaust gas flowing into the SCRF 10 and the exhaust gas exhausted from the SCR 11. FIG. 5C shows changes in the amount of oxidation of NH 3 on SCRF10 and SCR11.

図5(a)に示すように、内燃機関1のSCRF10のフィルタのPM再生処理が開始されると、SCRF10及び、SCR11の温度は上昇を続ける。そして、SCRF10の温度が上昇して冷却判定温度T1以上となり、さらに、SCR11の温度が上昇して冷却判定温度T2以上となる時刻t1においてSCR11の冷却制御が開始される。これにより、SCR11の温度は低下し始める。そして、SCR温度が目標触媒温度Ttrgより低くなる時刻t2において、冷却制御が停止される。   As shown in FIG. 5A, when the PM regeneration process of the filter of the SCRF 10 of the internal combustion engine 1 is started, the temperatures of the SCRF 10 and the SCR 11 continue to rise. Then, the cooling control of the SCR 11 is started at the time t1 when the temperature of the SCRF 10 rises to become the cooling determination temperature T1 or higher, and further, the temperature of the SCR 11 rises to become the cooling determination temperature T2 or higher. Thereby, the temperature of SCR11 begins to fall. Then, at time t2 when the SCR temperature becomes lower than the target catalyst temperature Ttrg, the cooling control is stopped.

また、SCRF10へ流入する排気におけるNOx濃度は、図5(b)に示すように一定になっている。そして、SCRF10及びSCR11の温度が上昇するにつれて、SCRF10及びSCR11におけるNOx浄化率が一旦上昇するので、SCR11から排出される排気におけるNOx濃度は低下する。そして、SCRF10及びSCR11の温度がさらに上昇し続けると、図5(c)に示すようにSCRF10及びSCR11上におけるNHの酸化量が増加し始めるので、図5(b)に示すようにSCR11から排出される排気におけるNOx濃度は再度増加する。 Further, the NOx concentration in the exhaust gas flowing into the SCRF 10 is constant as shown in FIG. As the temperature of the SCRF 10 and the SCR 11 rises, the NOx purification rate in the SCRF 10 and the SCR 11 once rises, so the NOx concentration in the exhaust discharged from the SCR 11 decreases. If the temperature of the SCRF 10 and the SCR 11 continues to rise further, the amount of oxidation of NH 3 on the SCRF 10 and the SCR 11 starts to increase as shown in FIG. 5 (c), so that from the SCR 11 as shown in FIG. 5 (b). The NOx concentration in the discharged exhaust gas increases again.

そして、時刻t1においてSCR11の冷却制御が開始されると、SCR11の温度の低下に伴い、SCR11におけるNHの酸化量が減少しNOx浄化率が上昇するので、その結果としてSCR11から排出される排気におけるNOx濃度も低下する。 When the cooling control of the SCR 11 is started at the time t1, as the temperature of the SCR 11 decreases, the amount of oxidation of NH 3 in the SCR 11 decreases and the NOx purification rate increases. As a result, the exhaust discharged from the SCR 11 The NOx concentration in the case also decreases.

以上のように、本実施例によれば、PM再生処理などにより、SCRF10の温度がSCR11の冷却制御が必要と判断される高温であり、且つ、SCR11の温度がSCR11においても充分なNOx浄化率が得られないと判断される温度である場合には、SCR11の冷却制御を行いSCR11をNOx浄化率の高い状態に維持する。そして、SCRF10の温度上昇によるNOx浄化率低下や、NH自体が酸化することに起因して増加するNOxを、SCR11において充分に還元浄化することができる。 As described above, according to the present embodiment, the temperature of the SCRF 10 is a high temperature at which it is determined that the cooling control of the SCR 11 is necessary due to the PM regeneration process, and the NOx purification rate is sufficient even when the temperature of the SCR 11 is the SCR 11. When the temperature is determined not to be obtained, the cooling control of the SCR 11 is performed to maintain the SCR 11 in a high NOx purification rate. Further, the NOx increasing due to the decrease in the NOx purification rate due to the temperature rise of the SCRF 10 and the oxidation of NH 3 itself can be sufficiently reduced and purified in the SCR 11.

また、本実施例では、SCRF10において充分なNOx浄化率が見込めず、SCR1
1の温度低下が有効に働く場合にのみ、SCR11の冷却制御を行うので、SCRF10及びSCR11を有効に使い切り、効率良く排気浄化をすることが可能となる。
In the present embodiment, a sufficient NOx purification rate cannot be expected in SCRF10, and SCR1
Since the cooling control of the SCR 11 is performed only when the temperature drop of 1 works effectively, the SCRF 10 and the SCR 11 can be used up effectively and the exhaust gas can be purified efficiently.

<実施例2>
次に、本発明の実施例2について説明する。実施例2では、SCRF10へ流入する排気におけるNOx濃度、排気流量、触媒温度、還元剤供給量を取得し、これらの値から、SCR11の最適な冷却量を算出し、最適冷却制御用の目標温度を算出し、この値に基づいてSCR11の冷却制御を行う例について説明する。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the NOx concentration, the exhaust flow rate, the catalyst temperature, and the reducing agent supply amount in the exhaust gas flowing into the SCRF 10 are acquired, and the optimum cooling amount of the SCR 11 is calculated from these values, and the target temperature for optimum cooling control is calculated. An example in which the cooling control of the SCR 11 is performed based on this value will be described.

図6には、本実施例における内燃機関1及びその排気系、制御系について示す。図6に示した系では、NOxセンサ18及び、吸入空気量センサ19から取得した情報をSCR11の冷却制御に用いることとしている。なお、本実施例において排気浄化システムは、図6に示す構成のうち、内燃機関1を除いた構成を含んでいる。   FIG. 6 shows the internal combustion engine 1 and its exhaust system and control system in this embodiment. In the system shown in FIG. 6, information acquired from the NOx sensor 18 and the intake air amount sensor 19 is used for cooling control of the SCR 11. In the present embodiment, the exhaust purification system includes a configuration excluding the internal combustion engine 1 among the configurations shown in FIG.

次に図7は、NHによるNOx還元処理に影響を及ぼすパラメータの変化によって、SCRF10に供給されたNHのうちの、NOx浄化に使われるNHの量と、SCRF10で酸化されるNHの量と、SCRF10をすり抜けるNHの量との関係がどのように変わるかを示すグラフである。図7(a)は還元剤としてのNHの供給量との関係を、図7(b)は排気流量との関係を、図7(c)はフィルタ温度すなわちSCRF10の温度との関係を示す。 Next, FIG. 7, by changing the parameters affecting NOx reduction treatment with NH 3, of the NH 3 supplied to SCRF10, the amount of NH 3 used in the NOx purification, NH 3 which is oxidized at SCRF10 the amount of a graph showing how changes to how the relationship between the amount of NH 3 slip through SCRF10. 7A shows the relationship with the supply amount of NH 3 as a reducing agent, FIG. 7B shows the relationship with the exhaust flow rate, and FIG. 7C shows the relationship with the filter temperature, that is, the temperature of the SCRF 10. .

図7(a)から分かるように、NHの供給量を増加させると、それに比例して、NOx浄化に使われるNHの量と、SCRF10で酸化されるNHの量と、SCRF10をすり抜けるNHの量の合計量は増加する。そして、NHの供給量を増加させることで、NOx浄化に使われるNHの量、SCRF10をすり抜けるNHの量を増加させることができる。 As can be seen from FIG. 7 (a), when increasing the supply amount of the NH 3, in proportion to slip through the amount of NH 3 used in the NOx purification, and the amount of NH 3 which is oxidized at SCRF10, a SCRF10 The total amount of NH 3 increases. Then, by increasing the supply amount of NH 3, the amount of NH 3 used in the NOx purification, it is possible to increase the amount of NH 3 slip through SCRF10.

図7(b)から分かるように、排気流量が増加すると、供給されたNHのうち、NOx浄化に使われるNHの量とSCRF10で酸化されるNHの量は減少し、SCRF10をすり抜けるNHの量が増加する。また、図7(c)から分かるように、フィルタ温度すなわちSCRF10の温度が上昇すると、供給されたNHのうち、NOx浄化に使われるNHの量は減少し、SCRF10で酸化されるNHの量は増加し、SCRF10をすり抜けるNHの量は減少する。そして、SCRF10の温度が非常に高い場合には、SCR11に還元剤を供給できない場合も生じる。 As can be seen from FIG. 7 (b), the exhaust flow rate increases, among NH 3 supplied, the amount of NH 3 which is oxidized by the amount and SCRF10 of NH 3 used for NOx purification is reduced, slip through SCRF10 The amount of NH 3 increases. Moreover, as can be seen from FIG. 7 (c), the the temperature of the filter temperature ie SCRF10 rises, among NH 3 supplied, the amount of NH 3 used for NOx purification is reduced, NH 3 which is oxidized at SCRF10 The amount of NH 3 increases and the amount of NH 3 that slips through SCRF 10 decreases. And when the temperature of SCRF10 is very high, the case where a reducing agent cannot be supplied to SCR11 may arise.

このように、NHの供給量、排気流量、SCRF11の温度によって、SCRF11におけるNOx浄化量、NHの酸化量及び、NHのすり抜け量が決まるので、これに応じて、SCR11の冷却温度を制御することで、より精度よく、SCR11におけるNOx浄化率を向上させ、排気浄化システム全体のNOx浄化率を向上させることができる。 Thus, the supply amount of NH 3, the exhaust flow rate, the temperature of the SCRF11, NOx purification amount in SCRF11, oxidation of NH 3 and, since the slipping amount of NH 3 is determined, in response to this, the cooling temperature of SCR11 By controlling, the NOx purification rate in the SCR 11 can be improved more accurately, and the NOx purification rate of the entire exhaust purification system can be improved.

図8には、本実施例におけるSCR温度制御ルーチン2についてのフローチャートを示す。SCR温度制御ルーチン2は、ECU20のROMに記憶され、CPUによって実行されるプログラムであって、内燃機関1の稼働中は所定時間毎に定期的に実行されるルーチンである。   In FIG. 8, the flowchart about the SCR temperature control routine 2 in a present Example is shown. The SCR temperature control routine 2 is a program stored in the ROM of the ECU 20 and executed by the CPU. The SCR temperature control routine 2 is a routine that is periodically executed every predetermined time while the internal combustion engine 1 is in operation.

SCR温度制御ルーチン2が実行されると、まず、S101において、SCRF10の温度Tscrfが冷却判定閾値T1以上かどうかが判定され、S102においては、SCR11の温度Tscrが冷却判定閾値T2以上か否かが判定されるが、これは実施例1で説明したSCR温度制御ルーチンにおける処理と同様の処理であるので、ここでは詳細な
説明は省略する。
When the SCR temperature control routine 2 is executed, first, in S101, it is determined whether the temperature Tscrf of the SCRF 10 is equal to or higher than the cooling determination threshold T1, and in S102, it is determined whether the temperature Tscr of the SCR 11 is equal to or higher than the cooling determination threshold T2. Although it is determined, since this is the same processing as the processing in the SCR temperature control routine described in the first embodiment, detailed description thereof is omitted here.

次に、S201においては、SCRF10から排出される未浄化NOxの量Qnox及び、NHのすり抜け量Qredが算出される。より具体的には、SCRF10へ流入する排気のNOx濃度、排気流量、SCRF10の温度、NH供給量に基づいて、図7に示したような特性を考慮した推定モデル、推定マップを用いて算出される。S201の処理が終了するとS202に進む。 Next, in S201, the amount Qnox of unpurified NOx discharged from the SCRF 10 and the amount of slipping Qred of NH 3 are calculated. More specifically, based on the NOx concentration of the exhaust gas flowing into the SCRF 10, the exhaust gas flow rate, the temperature of the SCRF 10, and the NH 3 supply amount, the calculation is performed using the estimation model and the estimation map taking into account the characteristics as shown in FIG. Is done. When the process of S201 ends, the process proceeds to S202.

S202においては、NHのすり抜けがあるか否か、すなわち、S201において算出されたQredが零より大きいか否かが判定される。ここでQred=0の場合には、SCR11に到達するNHがなく還元剤不足でNOx浄化が不可能な状態であるので、SCR11の冷却制御を行っても無駄になると判断されるため、本ルーチンを一旦終了する。一方、Qred>0の場合には、SCR11に供給可能なNHが存在し、NOx浄化が可能な状態であるので、SCR11の冷却制御の効果が期待できると判断されるため、S203に進む。 In S202, it is determined whether or not there is NH 3 slip-through, that is, whether or not Qred calculated in S201 is greater than zero. Here, when Qred = 0, since there is no NH 3 reaching the SCR 11 and NOx purification is impossible due to a shortage of the reducing agent, it is determined that the cooling control of the SCR 11 is wasteful. The routine is temporarily terminated. On the other hand, when Qred> 0, NH 3 that can be supplied to the SCR 11 is present and NOx purification is possible. Therefore, it is determined that the effect of cooling control of the SCR 11 can be expected, and the process proceeds to S203.

S203においては、還元剤すり抜け量Qredが未浄化NOx量Qnoxの浄化に必要な量(以下、Qnox浄化使用量ともいう。)より大きいか否かが判定される。ここで、Qred>Qnox浄化使用量と判定された場合には、SCR11でNHの酸化反応を起こし、Qnox浄化使用量に対する余剰分のNHを全て消費させることが要求されるのでS204に進む。これは、SCR11から余剰NHがさらに下流側に漏れると、NHが外部に排出されたり、NHの酸化により生じたNOxが外部に排出される虞があるからである。一方、Qred≦Qnox浄化使用量と判定された場合には、実施例1で説明したSCR温度制御ルーチンにおける制御と同様の冷却制御で充分と考えられるので、S103に進む。 In S203, it is determined whether or not the reducing agent slip-through amount Qred is larger than an amount necessary for purification of the unpurified NOx amount Qnox (hereinafter also referred to as Qnox purification usage amount). Here, when it is determined that Qred> Qnox purification usage amount, it is required to cause an oxidation reaction of NH 3 in the SCR 11 to consume all the excess NH 3 with respect to the Qnox purification usage amount, and thus the process proceeds to S204. . This is because if excess NH 3 leaks further downstream from the SCR 11, NH 3 may be discharged to the outside or NOx generated by oxidation of NH 3 may be discharged to the outside. On the other hand, if it is determined that Qred ≦ Qnox purification usage, the cooling control similar to the control in the SCR temperature control routine described in the first embodiment is considered sufficient, and the process proceeds to S103.

S204においては、最適冷却量が算出される。すなわち、未浄化NOx量Qnox、排気流量、NHのすり抜け量Qredに基づく推定モデルとマップにより、最適冷却制御用の目標温度Ttrg2を算出する。この最適冷却制御用の目標触媒温度Ttrg2は、SCR11において未浄化NOxが還元浄化され、且つ、余剰のすり抜けNHを酸化して全てを消費できるようなSCR11の温度である。S204の処理が終了するとS103に進み、触媒冷却制御が実施される。S204からS103に進んだ場合の目標温度はTtrg2、S203からS103に進んだ場合の目標触媒温度はTtrgとなる。S103の処理が終了すると、S104に進む。S104の処理は実施例1で説明したSCR温度制御ルーチンにおける処理と同等であるので、ここでは説明を省略する。 In S204, the optimum cooling amount is calculated. That is, the target temperature Ttrg2 for optimal cooling control is calculated based on the estimation model and map based on the unpurified NOx amount Qnox, the exhaust gas flow rate, and the NH 3 slip-through amount Qred. This target catalyst temperature Ttrg2 for optimal cooling control is the temperature of the SCR 11 at which the unpurified NOx is reduced and purified in the SCR 11, and the surplus NH 3 is oxidized and consumed. When the process of S204 ends, the process proceeds to S103, where catalyst cooling control is performed. The target temperature when proceeding from S204 to S103 is Ttrg2, and the target catalyst temperature when proceeding from S203 to S103 is Ttrg. When the process of S103 ends, the process proceeds to S104. Since the process of S104 is equivalent to the process in the SCR temperature control routine described in the first embodiment, the description thereof is omitted here.

S205では、SCR11の温度Tscrが目標触媒温度より低いかどうかが判定される。この目標触媒温度は、S203で肯定判定されていた場合にはTtrg2であり、S203で否定判定されていた場合にはTtrgである。ここで、SCR11の温度Tscrが目標触媒温度以上であると判定された場合には、さらに冷却制御を継続する必要があると判断されるので、S103の前に戻る。一方、SCR11の温度Tscrが目標触媒温度より低いと判定された場合には、これ以上SCR11の冷却制御を継続する必要がないと判断されるので、SCR11の冷却制御を停止して本ルーチンを一旦終了する。   In S205, it is determined whether the temperature Tscr of the SCR 11 is lower than the target catalyst temperature. This target catalyst temperature is Ttrg2 when an affirmative determination is made in S203, and is a Ttrg when a negative determination is made in S203. Here, when it is determined that the temperature Tscr of the SCR 11 is equal to or higher than the target catalyst temperature, it is determined that it is necessary to continue the cooling control, so the process returns to S103. On the other hand, if it is determined that the temperature Tscr of the SCR 11 is lower than the target catalyst temperature, it is determined that it is not necessary to continue the cooling control of the SCR 11 any more, so the cooling control of the SCR 11 is stopped and this routine is temporarily performed. finish.

以上、説明したとおり、本実施例においては、SCRF10へ流入される排気のNOx濃度、排気流量、SCRF10の温度、NH供給量に基づいて、未浄化NOxの量Qnox及び、NHのすり抜け量Qredが算出される。そして、Qredが、Qnoxの浄化に必要なNHの量であるQnox浄化使用量より大きい場合には、SCR11でNHの一部酸化反応を起こし、余剰のNHを全て消費させるための目標温度Ttrg2が算出され、当該温度まで冷却されるようにSCR11の冷却制御が行われる。よって、
SCR11からのNHの流出をより確実に抑制することができ、NHや、NHが酸化して生じたNOxが外部に排出されることを抑制できる。
As described above, in this embodiment, based on the NOx concentration of the exhaust gas flowing into the SCRF 10, the exhaust gas flow rate, the temperature of the SCRF 10, and the NH 3 supply amount, the unpurified NOx amount Qnox and the NH 3 slip-through amount Qred is calculated. When Qred is larger than the amount of Qnox purification used, which is the amount of NH 3 necessary for purification of Qnox, a target for causing a partial oxidation reaction of NH 3 in SCR 11 and consuming all excess NH 3 The temperature Ttrg2 is calculated, and cooling control of the SCR 11 is performed so that the temperature is cooled to the temperature. Therefore,
The outflow of NH 3 from the SCR 11 can be suppressed more reliably, and NH 3 and NOx generated by oxidation of NH 3 can be suppressed from being discharged to the outside.

また、本実施例においては、NHのすり抜け量Qredがあるかどうかを判定し、NHのすり抜け量Qredがない場合には、SCR11でのNOx浄化は不可能と判断し、SCR11の冷却制御を行わないこととした。これにより、実際にNOx浄化率向上の効果が期待できる場合にのみSCR11の冷却制御を行うことができ、エネルギーの無駄を抑制することができる。なお、本実施例においては、S202の処理を実行するECU20が還元剤供給判定手段に相当する。 In the present embodiment, to determine if there is slipping amount Qred of NH 3, when there is no slipping amount Qred of NH 3 is, NOx purification determines impossible in SCR11, cooling control of SCR11 It was decided not to do. Thereby, the cooling control of the SCR 11 can be performed only when the effect of improving the NOx purification rate can be actually expected, and waste of energy can be suppressed. In the present embodiment, the ECU 20 that executes the process of S202 corresponds to a reducing agent supply determination unit.

<実施例3>
次に、本発明の実施例3について説明する。本実施例では、SCRF10の温度、排気流量、NOx濃度を検知または推定し、NOx浄化効率を最大化する還元剤供給量、SCR10の温度を算出した上で、SCR11を冷却制御する例について説明する。なお、本実施例に係る内燃機関1と、その排気系及び制御系の概略構成は図6に示したものと同様である。
<Example 3>
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described. In this embodiment, an example will be described in which the temperature of the SCRF 10, the exhaust gas flow rate, and the NOx concentration are detected or estimated, the reducing agent supply amount that maximizes the NOx purification efficiency and the temperature of the SCR 10 are calculated, and then the SCR 11 is controlled to be cooled. . The schematic configuration of the internal combustion engine 1 and its exhaust system and control system according to this embodiment is the same as that shown in FIG.

図9には、本実施例におけるSCR温度制御ルーチン3についてのフローチャートを示す。SCR温度制御ルーチン3は、ECU20のROMに記憶され、同じくECU20のCPUによって実行されるプログラムであって、内燃機関1の稼働中は所定時間毎に定期的に実行されるルーチンである。   In FIG. 9, the flowchart about the SCR temperature control routine 3 in a present Example is shown. The SCR temperature control routine 3 is a program that is stored in the ROM of the ECU 20 and executed by the CPU of the ECU 20, and is a routine that is periodically executed every predetermined time while the internal combustion engine 1 is operating.

SCR温度制御ルーチン3が実行されると、まず、S101において、SCRF10の温度Tscrfが冷却判定閾値T1以上かどうかが判定され、次に、S201においては、未浄化NOxの量Qnox及び、NHのすり抜け量Qredが算出される。S101及びS201における処理の内容は、実施例2のSCR温度制御ルーチン2におけるS101及びS201の処理の内容と同等であるので、ここでは詳細は省略する。S201の処理が終了するとS301に進む。 When the SCR temperature control routine 3 is executed, first, in S101, it is determined whether the temperature Tscrf of the SCRF 10 is equal to or higher than the cooling determination threshold T1, and then in S201, the amount of unpurified NOx Qnox and NH 3 A slip-through amount Qred is calculated. The details of the processing in S101 and S201 are the same as the details of the processing in S101 and S201 in the SCR temperature control routine 2 of the second embodiment, and thus the details are omitted here. When the process of S201 ends, the process proceeds to S301.

S301においては、最適還元剤供給量Qsupplyを算出する。この最適還元剤供給量Qsupplyは、SCRF10において確実にNHのすり抜けを発生させ、SCR11に確実にNHを供給し、結果として排気浄化システム全体のNOx浄化率が最大となる還元剤供給量であって、SCRF10へ流入する排気のNOx濃度、排気流量、SCRF10の温度、この時点における還元剤供給量等に基づき、図7に示したような特性を考慮した推定モデル、推定マップを用いて算出されるものである。S301の処理が終了するとS302に進む。 In S301, the optimum reducing agent supply amount Qsupply is calculated. This optimum reductant supply amount Qsupply is a reductant supply amount that reliably causes NH 3 to slip through the SCRF 10 and reliably supplies NH 3 to the SCR 11, resulting in a maximum NOx purification rate of the entire exhaust purification system. Based on the NOx concentration of the exhaust gas flowing into the SCRF 10, the exhaust flow rate, the temperature of the SCRF 10, the reducing agent supply amount at this time, etc., the calculation is performed using the estimation model and the estimation map taking into account the characteristics as shown in FIG. It is what is done. When the process of S301 ends, the process proceeds to S302.

S302においては、還元剤噴射弁14からのNH供給量をS301で算出された最適還元剤供給量Qsupplyに変更する。S302の処理が終了するとS102に進む。S102ではSCR11の温度Tscrが冷却判定閾値T2以上か否かが判定される。この処理の内容は、実施例1のSCR温度制御ルーチンにおけるS102の処理と同等であるので、詳細な説明は省略する。S102においてSCR11の温度Tscrが冷却判定閾値T2以上であると判定された場合にはS303に進む。 In S302, the NH 3 supply amount from the reducing agent injection valve 14 is changed to the optimum reducing agent supply amount Qsupply calculated in S301. When the process of S302 ends, the process proceeds to S102. In S102, it is determined whether or not the temperature Tscr of the SCR 11 is equal to or higher than the cooling determination threshold T2. Since the content of this process is equivalent to the process of S102 in the SCR temperature control routine of the first embodiment, detailed description thereof is omitted. If it is determined in S102 that the temperature Tscr of the SCR 11 is equal to or higher than the cooling determination threshold T2, the process proceeds to S303.

S303においては、未浄化NOxの量Qnox及び、還元剤のすり抜け量Qredが改めて算出される。より具体的には、SCRF10へ流入する排気のNOx濃度、排気流量、SCRF10の温度、S302で変更された新たなNH供給量に基づいて、図7に示したような特性を考慮した推定モデル、推定マップを用いて算出される。S303の処理が終了するとS203に進む。S203〜S205までの処理の内容は、実施例2のSCR温度制御ルーチン2におけるS203〜S205の処理の内容と同等であるので、こ
こでは詳細は省略する。
In S303, the unpurified NOx amount Qnox and the reducing agent slip-through amount Qred are calculated again. More specifically, based on the NOx concentration of the exhaust gas flowing into the SCRF 10, the exhaust flow rate, the temperature of the SCRF 10, and the new NH 3 supply amount changed in S302, an estimation model that takes into account the characteristics as shown in FIG. , Calculated using the estimated map. When the process of S303 ends, the process proceeds to S203. Since the contents of the processes from S203 to S205 are the same as the contents of the processes from S203 to S205 in the SCR temperature control routine 2 of the second embodiment, the details are omitted here.

以上、説明したように、本実施例においては、実施例2と同様に、SCR11において未浄化NOxが還元浄化され、且つ、余剰のすり抜けNHを酸化して全てを消費できるようなSCR11の温度である目標触媒温度Ttrg2を算出し、それに向けて冷却制御を行う。それに加えて、排気浄化システム全体としてのNOx浄化率を最大にする最適還元剤供給量Qsuppyを算出し、SCRF10に供給する。これにより、より確実に、排気浄化システム全体としてのNOx浄化率を向上させることが可能である。 As described above, in this embodiment, as in the second embodiment, the temperature of the SCR 11 is such that the unpurified NOx is reduced and purified in the SCR 11 and the surplus NH 3 is oxidized and consumed. The target catalyst temperature Ttrg2 is calculated, and cooling control is performed toward the target catalyst temperature Ttrg2. In addition, an optimum reducing agent supply amount Qsuppy that maximizes the NOx purification rate of the entire exhaust purification system is calculated and supplied to the SCRF 10. Thereby, it is possible to improve the NOx purification rate of the exhaust gas purification system as a whole more reliably.

なお、本実施例におけるSCR温度制御ルーチン3では、必ずSCR11においてNOx浄化が可能な程度のNHのすり抜けが生じるような最適還元剤供給量Qsupplyを使用している。従って、最適還元剤供給量Qsupplyを算出する際に、SCR11においてNOx浄化が可能な程度のNHのすり抜けが生じるか否かの判定がされていると考えられる。よって、本実施例ではS301を実行するECU20が還元剤供給判定手段であると言える。 Note that, in the SCR temperature control routine 3 in the present embodiment, the optimum reducing agent supply amount Qsupply is used so that the SCR 11 always passes through NH 3 to the extent that NOx purification is possible. Therefore, when calculating the optimum reducing agent supply amount Qsupply, it is considered that it is determined whether or not NH 3 slips through the SCR 11 to the extent that NOx purification is possible. Therefore, in this embodiment, it can be said that the ECU 20 that executes S301 is the reducing agent supply determination unit.

次に、上記の実施例で説明した触媒冷却制御においてSCR11に流入する排気の温度を低下させる機構の例について説明する。図10には、排気ガスの冷却装置17の具体例を示す。図10(a)に示すのは、内燃機関1の冷却水を利用して排気ガスを冷却する例である。この例では、ラジエータ17aからの冷却水路17bを排気管5の周囲に這い回している。そして、冷却不要の場合にはラジエータ17からの冷却水を極低流量で循環させ、SCR11の冷却制御においては、Ttrgまたは、Ttrg2の値に応じて流量を増加させ、制御する。   Next, an example of a mechanism for reducing the temperature of the exhaust gas flowing into the SCR 11 in the catalyst cooling control described in the above embodiment will be described. FIG. 10 shows a specific example of the exhaust gas cooling device 17. FIG. 10A shows an example in which the exhaust gas is cooled using the cooling water of the internal combustion engine 1. In this example, the cooling water passage 17b from the radiator 17a is wound around the exhaust pipe 5. When cooling is not required, the cooling water from the radiator 17 is circulated at an extremely low flow rate, and in the cooling control of the SCR 11, the flow rate is increased according to the value of Ttrg or Ttrg2.

図10(b)に示すのは、排気管5をSCRF10とSCR11との間で分岐させ、分岐管5aには、空冷または水冷で分岐管5aを通過する排気を冷却する冷却素子17cが備えられている。冷却不要の場合には排気制御弁5bによってSCRF10からの排気の全てが排気管5のみを通過してSCR11に流入するようにする。SCR11の冷却制御においては、Ttrgまたは、Ttrg2の値に応じて、分岐管5aを通過する排気の量と、必要に応じて冷却素子17cを流れる水または空気の流量を増加し、SCR11に流入する排気の温度を制御する。   In FIG. 10B, the exhaust pipe 5 is branched between the SCRF 10 and the SCR 11, and the branch pipe 5a is provided with a cooling element 17c for cooling the exhaust gas passing through the branch pipe 5a by air cooling or water cooling. ing. When cooling is unnecessary, the exhaust control valve 5b allows all the exhaust from the SCRF 10 to pass through only the exhaust pipe 5 and flow into the SCR 11. In the cooling control of the SCR 11, the amount of exhaust gas passing through the branch pipe 5 a and the flow rate of water or air flowing through the cooling element 17 c as necessary are increased according to the value of Ttrg or Ttrg 2 and flow into the SCR 11. Control the exhaust temperature.

図10(c)に示すのは、蓄熱材17dを有する蓄熱システムを備えており、蓄熱材17dにおける蓄熱量、放熱量を制御する例である。すなわち、冷却不要の場合は、蓄熱システムを作動させない。また、SCR11の冷却制御においては蓄熱システムを作動させ、排気の熱を蓄熱材17dへ移動させることでSCR11に流入する排気を冷却する。また、SCR11の温度が低くなり過ぎた場合には、蓄熱材17dに蓄えられた熱を排気に戻してSCR11に流入する排気の温度を上昇させる。   FIG. 10C shows an example in which a heat storage system having the heat storage material 17d is provided, and the amount of heat stored and the amount of heat released in the heat storage material 17d are controlled. That is, when cooling is unnecessary, the heat storage system is not operated. Further, in the cooling control of the SCR 11, the heat storage system is operated, and the exhaust gas flowing into the SCR 11 is cooled by moving the heat of the exhaust gas to the heat storage material 17d. When the temperature of the SCR 11 becomes too low, the heat stored in the heat storage material 17d is returned to the exhaust to raise the temperature of the exhaust flowing into the SCR 11.

1・・・内燃機関
5・・・排気管
10・・・SCRF
11・・・SCR
14・・・還元剤噴射弁
15・・・第一温度センサ
16・・・第二温度センサ
17・・・冷却装置
20・・・ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 5 ... Exhaust pipe 10 ... SCRF
11 ... SCR
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Reducing agent injection valve 15 ... 1st temperature sensor 16 ... 2nd temperature sensor 17 ... Cooling device 20 ... ECU

Claims (1)

内燃機関の排気通路に設けられ、還元剤の供給を受けて排気中のNOxを還元浄化する第一選択還元触媒と、
前記排気通路における前記第一選択還元触媒より下流側に設けられた第二選択還元触媒と、
前記排気通路における前記第一選択還元触媒より上流側において前記排気通路を通過する排気に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化システムであって、
前記第二選択還元触媒の温度を取得する温度取得手段と、
前記第二選択還元触媒を冷却する冷却手段と、
前記還元剤供給手段から供給された還元剤の少なくとも一部が、第一選択還元触媒をすり抜け前記第二選択還元触媒に供給可能であることを判定する還元剤供給判定手段と、をさらに備え、
前記温度取得手段が取得した第二選択還元触媒の温度が、前記NOxの還元浄化を効率的に実施可能か否かの高温側の閾値である冷却判定温度以上であり、且つ、
前記還元剤供給判定手段が、前記還元剤供給手段から供給された還元剤が、前記第一選択還元触媒をすり抜け前記第二選択還元触媒に供給可能であると判定した場合に、
前記冷却手段が前記第二選択還元触媒を冷却することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
A first selective reduction catalyst that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and receives a supply of a reducing agent to reduce and purify NOx in the exhaust;
A second selective reduction catalyst provided downstream of the first selective reduction catalyst in the exhaust passage;
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent to the exhaust gas passing through the exhaust passage on the upstream side of the first selective reduction catalyst in the exhaust passage;
An exhaust gas purification system for an internal combustion engine comprising:
Temperature acquisition means for acquiring the temperature of the second selective reduction catalyst;
Cooling means for cooling the second selective reduction catalyst;
Reducing agent supply determining means for determining that at least a part of the reducing agent supplied from the reducing agent supply means can pass through the first selective reduction catalyst and be supplied to the second selective reduction catalyst;
The temperature of the second selective reduction catalyst acquired by the temperature acquisition means is equal to or higher than a cooling determination temperature, which is a high temperature side threshold value indicating whether the NOx reduction purification can be efficiently performed, and
When the reducing agent supply determination means determines that the reducing agent supplied from the reducing agent supply means can pass through the first selective reduction catalyst and be supplied to the second selective reduction catalyst,
An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, wherein the cooling means cools the second selective reduction catalyst.
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