JP2015101974A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】尿素水が衝突する衝突部における尿素の析出を抑制する。【解決手段】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、選択還元型ＮＯｘ触媒と、ＮＯｘ触媒の上流側に設けられ尿素水を添加する添加弁と、添加弁とＮＯｘ触媒の間に設けられ添加弁から添加された尿素水を衝突させる衝突部と、添加弁を制御する制御装置とを備える。制御装置は、ＮＯｘ触媒または衝突部の温度が第１温度であるときには、排ガスのＮＯｘ濃度の値ａに対応した量ｂの尿素水が添加されるよう、添加弁を制御し、ＮＯｘ触媒または衝突部の温度が第１温度より低い第２温度であるときには、排ガスのＮＯｘ濃度の移動平均値に対応した量ｃの尿素水が添加されるよう、添加弁を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。

例えば車両用の圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）において、排気通路に選択還元型ＮＯｘ触媒を設けることがある。この場合、ＮＯｘ触媒の上流側の排気通路には、排気中に還元剤としての尿素水を添加する添加弁が設けられる。そして特許文献１には、添加された尿素水を衝突させ分散させる分散板を設けることが開示されている。

特開２００９−２７５６６６号公報

尿素水を衝突させる衝突部を備える構成では、尿素水添加量が多いときに衝突部の温度が低下し、衝突部に尿素が析出するという問題がある。

そこで本発明は上記事情に鑑みて創案され、その一の目的は、尿素水が衝突する衝突部における尿素の析出を抑制することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。

本発明の一の態様によれば、
排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記排気通路において前記ＮＯｘ触媒の上流側に設けられ、前記排気通路内に尿素水を添加する添加弁と、
前記排気通路において前記添加弁と前記ＮＯｘ触媒の間に設けられ、前記添加弁から添加された尿素水を衝突させる衝突部と、
前記添加弁を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記ＮＯｘ触媒または前記衝突部の温度が第１温度であるときには、排ガスのＮＯｘ濃度の値に対応した量の尿素水が添加されるよう、前記添加弁を制御し、
前記ＮＯｘ触媒または前記衝突部の温度が前記第１温度より低い第２温度であるときには、排ガスのＮＯｘ濃度の移動平均値に対応した量の尿素水が添加されるよう、前記添加弁を制御する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。

本発明によれば、尿素水が衝突する衝突部における尿素の析出を抑制することができるという、優れた効果が発揮される。

本発明の実施形態の概略図である。 ＮＯｘ濃度と尿素水添加量の時間的推移を示すタイムチャートである。 ＮＯｘ濃度と目標添加量の関係を示すマップである。 尿素析出限界値およびアンモニア許容吸着量の温度特性を示すグラフである。 尿素水添加制御の第１の例のフローチャートである。 尿素水添加制御の第２の例のフローチャートである。 触媒温度とサンプル数の関係を示すマップである。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置を概略的に示す。本実施形態の内燃機関（エンジン）Ｅは車両（自動車）に搭載された多気筒圧縮着火式内燃機関すなわちディーゼルエンジンである。シリンダブロック、シリンダヘッド、ピストン、燃料噴射弁等を含むエンジン本体１には吸気通路２と排気通路３が接続されている。なおエンジンＥの気筒数、形式、種類、用途等は特に限定されない。

排気通路３には、酸化触媒４とＮＯｘ触媒５が上流側からこの順番で直列に設けられている。酸化触媒４とＮＯｘ触媒５の間には所定の間隔が設けられている。酸化触媒４は、ＨＣ，ＣＯなどの未燃成分を酸素Ｏ_２と反応させてＣＯ，ＣＯ_２，Ｈ_２Ｏ等とする。

ＮＯｘ触媒５は、排気中のＮＯｘを還元して浄化するものであり、選択還元型ＮＯｘ触媒（SCR: Selective Catalytic Reduction）からなる。選択還元型ＮＯｘ触媒は、還元剤の供給時に排気中のＮＯｘを連続的に還元処理するものである。本実施形態における還元剤は尿素水である。

また本実施形態におけるＮＯｘ触媒５には、排気中の煤等の微粒子（以下「ＰＭ」という）を捕集するフィルタ（ＤＰＦ）が一体的に形成されている。言い換えれば本実施形態のＮＯｘ触媒５は、本来のＮＯｘ触媒としての機能の他に、フィルタとしての機能も併せ持っている。フィルタは、貴金属からなる触媒が担持され、捕集したＰＭを連続的に酸化除去する連続再生式のものである。

もっとも、ＮＯｘ触媒５はフィルタを一体化したものでなくてもよい。フィルタを別体として他の位置に設置してもよく、この場合、ＮＯｘ触媒５の上流側であって酸化触媒４の下流側（好ましくは直後）にフィルタを設置するのが好ましい。

排気通路３においてＮＯｘ触媒５の上流側には、排気通路３内に尿素水Ｕを添加もしくは噴射する添加弁６が設けられている。

また排気通路３において添加弁６とＮＯｘ触媒５の間には、添加弁６から添加された尿素水Ｕを衝突させる衝突部７が設けられている。衝突部７は、尿素水Ｕを衝突させると同時に分散させ、排気通路３内の排ガスにできるだけ均等に尿素水Ｕを混合させるために設けられている。衝突部７は図示の如くＮＯｘ触媒５に近接した位置に設けられるのが好ましい。

この衝突部７は様々な構成とすることができる。例えば、衝突部７は板状の部材すなわち衝突板から構成することができるし、板状以外の部材すなわち衝突部材から構成することもできる。いずれにしても衝突部７は、尿素水Ｕが衝突させられる衝突壁もしくは衝突面を有する。また例えば衝突部７は、排気通路３内に設置され排ガスを通過させる少なくとも一つの穴、通路もしくは開口部を有する分散板もしくは分散部材から構成することもできる。また例えば衝突部７は、排気通路３内に設置され排ガス流を旋回させるミキサもしくは混合器に設けることもできる。かかるミキサは、生成した排ガスの旋回流を利用して排ガスと尿素水Ｕの攪拌混合を促進するためのものである。衝突部７はミキサの入口部に設けるのが好ましいが、ミキサの中間部または出口部に設けてもよい。

エンジンＥは、車両に搭載された制御装置としての電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）１００により総括的に制御される。ＥＣＵ１００は、エンジン制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータを記憶するＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えて構成される。

ＥＣＵ１００には、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ１１と、排ガスのＮＯｘ濃度を検出するためのＮＯｘセンサ１２と、排ガスの温度を検出するための上流排気温センサ１３および下流排気温センサ１４と、エンジンのクランク角ひいては回転数（ｒｐｍ）を検出するためのクランク角センサ１５と、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ１６とが接続されている。

エアフローメータ１１は吸気通路２に設けられている。ＮＯｘセンサ１２は、図示例では酸化触媒４の上流側の排気通路３に設けられているが、酸化触媒４の下流側で且つ添加弁６の上流側（すなわち酸化触媒４と添加弁６の間）の排気通路３に設けられてもよい。上流排気温センサ１３は、酸化触媒４と添加弁６の間の排気通路３に設けられ、下流排気温センサ１４は、ＮＯｘ触媒５の下流側の排気通路３に設けられている。

ＥＣＵ１００は、ＮＯｘセンサ１２の出力に基づいて、エンジン本体１から排出された排ガスのＮＯｘ濃度、ひいてはＮＯｘ触媒５に流入する排ガスのＮＯｘ濃度を検出する。なお本実施形態では排ガスのＮＯｘ濃度を、ＮＯｘセンサ１２を用いて直接検出するが、検出されたエンジン運転状態（例えばエンジン回転数とアクセル開度）に基づいてＥＣＵ１００により推定してもよい。

またＥＣＵ１００は、上流排気温センサ１３および下流排気温センサ１４の出力に基づいて、ＮＯｘ触媒５の温度（床温）すなわち触媒温度Ｔｃを推定する。この際の温度推定方法は公知方法を含め任意の方法が可能である。なお触媒温度Ｔｃを、ＮＯｘ触媒５に設置された温度センサで直接検出してもよい。

ＥＣＵ１００には添加弁６も接続されている。ＥＣＵ１００は、詳しくは後述するが、ＮＯｘセンサ１２により検出されたＮＯｘ濃度の値に対応した量の尿素水Ｕが添加されるよう、添加弁６を制御する。

さて、上述したような衝突部７を備える構成では、尿素水添加量が多いときに衝突部７の温度が低下し、衝突部７に尿素が析出するという問題がある。

すなわち、尿素水添加量が多くなると、尿素水の急激な気化熱により衝突部７における放熱量が受熱量を上回り、衝突部７の温度が低下する。衝突部７付近の排ガス流速が低く、排ガスから衝突部７への受熱量が少ない場合にはなおさらである。すると、衝突部７に衝突した尿素水の加水分解が妨げられ、尿素水の水分のみが蒸発し、固体尿素が衝突部７の壁面に析出する。

そこで本実施形態では、かかる尿素析出を抑制すべく、以下の如く、触媒温度Ｔｃに応じて尿素水添加方法を変更する制御を行う。

図２には、ＮＯｘセンサ１２により検出されたＮＯｘ濃度Ｃ（線ａ）と、添加弁６から添加された尿素水添加量Ｍ（線ｂ，ｃ）との時間的推移の一例を示す。なお、以下に述べる「第１温度」および「第２温度」とは、両者間において相対的に高い温度および低い温度を表す用語である。つまり第１温度は第２温度より高い温度である。

本実施形態において、ＥＣＵ１００は、触媒温度Ｔｃが高温側の第１温度であるときには、線ｂで示すように、ＮＯｘ濃度Ｃの値に対応した尿素水添加量Ｍの尿素水が添加弁６から添加されるよう、添加弁６を制御する。この方法自体は一般的であり、ＮＯｘ触媒５に流入する排ガスのＮＯｘ濃度が高くなるほど尿素水添加量Ｍも増大させられ、ＮＯｘ触媒５からのＮＯｘ排出が抑止される。従って線ｂで示される尿素水添加量Ｍの波形は、線ａで示されるＮＯｘ濃度Ｃの波形と近似したものとなる。

しかし、この方法を常に採用すると、期間ｄ１，ｄ２で示す如く、ＮＯｘ濃度Ｃの突発的な増大に応答して、尿素水添加量Ｍが一時的もしくは瞬間的に析出限界値Ｍｌｉｍを超えることがある。ここで析出限界値Ｍｌｉｍとは、衝突部７の壁面に固体尿素が析出しない尿素水添加量Ｍの上限値である。尿素水添加量Ｍが析出限界値Ｍｌｉｍを超えると固体尿素の析出が起こり得る。

そこで本実施形態において、ＥＣＵ１００は、触媒温度Ｔｃが低温側、すなわち第１温度より低い第２温度であるときには、ＮＯｘ濃度Ｃの移動平均値に対応した尿素水添加量Ｍの尿素水が添加弁６から添加されるよう、添加弁６を制御する。これにより、線ｃで示すように尿素水添加量Ｍは移動平均化され、尿素水添加量Ｍの波形は、線ｂで示される波形よりも平滑化され、あるいはなまされる。

よって、ＮＯｘ濃度Ｃの増大に応答して尿素水添加量Ｍが析出限界値Ｍｌｉｍを超えることを回避することができる。そして衝突部７の壁面の急激な温度低下を抑制し、衝突部７における尿素の析出を抑制することができる。

ここで、尿素水添加制御の詳細を以下に説明する。この尿素水添加制御はＥＣＵ１００が所定の演算周期τ毎に繰り返し実行する。

まず触媒温度Ｔｃが第１温度であるとき、ＥＣＵ１００は、演算周期τ毎に、図３に示すような所定のマップ（関数でもよい。以下同様）から、ＮＯｘ濃度Ｃの検出値に対応した目標添加量Ｍｔを求める。マップにおいては、ＮＯｘ濃度Ｃに対し比例的に増加する目標添加量Ｍｔが予め定められている。そしてＥＣＵ１００は、目標添加量Ｍｔに等しい量の尿素水が実際に添加弁６から添加されるよう、添加弁６を制御する。このような触媒温度Ｔｃが第１温度であるときの制御を、以下、「通常制御」という。

他方、触媒温度Ｔｃが第２温度であるときには、ＥＣＵ１００は、次の手順により制御を行う。
ステップ１：ＮＯｘ濃度Ｃの移動平均値Ｃｍａを算出する。
ステップ２：ＮＯｘ濃度Ｃの移動平均値Ｃｍａに対応した目標添加量Ｍｔをマップから求める。
ステップ３：目標添加量Ｍｔに等しい量の尿素水が実際に添加されるよう添加弁６を制御する。

ステップ１において、ＥＣＵ１００は、今回（ｎ）の演算時期から（Ｎ−１）回前の演算時期までのＮＯｘ濃度Ｃのデータに基づき、次式により、今回の演算時期におけるＮＯｘ濃度の移動平均値Ｃｍａ_ｎを算出する。Ｎは予め定められたサンプル数であり、例えばＮ＝１００である。

この移動平均値Ｃｍａ_ｎを演算周期毎に毎回更新することで、各演算時期において最新の移動平均値Ｃｍａを算出することができる。

あとは通常制御のときと同様、ＥＣＵ１００は、ステップ２で移動平均値Ｃｍａに対応した目標添加量Ｍｔをマップから求め、ステップ３で目標添加量Ｍｔに等しい量の尿素水を添加弁６から添加させる。ステップ１でＮＯｘ濃度Ｃが移動平均化されているので、結果的に実際の尿素水添加量Ｍも、図２の線ｃに示すように、ＮＯｘ濃度Ｃの値に直接対応した量（図２の線ｂ）よりも移動平均化され、尿素水添加量Ｍが析出限界値Ｍｌｉｍを超えることを回避できる。

代替的にＥＣＵ１００は、触媒温度Ｔｃが第２温度であるとき、次の手順により制御を行ってもよい。
ステップ１１：ＮＯｘ濃度Ｃの値に対応した目標添加量Ｍｔをマップから求める。
ステップ１２：目標添加量Ｍｔの移動平均値Ｍｔｍａを算出する。
ステップ１３：目標添加量Ｍｔの移動平均値Ｍｔｍａに等しい量の尿素水が実際に添加されるよう添加弁６を制御する。

ステップ１１は通常制御のときと同様である。ステップ１２において、ＥＣＵ１００は、今回（ｎ）の演算時期から（Ｎ−１）回前の演算時期までの目標添加量Ｍｔのデータに基づき、次式により、今回の演算時期における目標添加量Ｍｔの移動平均値Ｍｔｍａ_ｎを算出する。Ｎは予め任意に定められたサンプル数であり、例えばＮ＝１００である。

この移動平均値Ｍｔ_ｎの算出を演算周期毎に繰り返すことで、各演算時期において最新の移動平均値Ｍｔを算出することができる。

あとは前記同様、ＥＣＵ１００は、ステップ１３で目標添加量Ｍｔの移動平均値Ｍｔｍａに等しい量の尿素水を添加弁６から添加させる。ステップ１３で目標添加量Ｍｔが移動平均化されているので、結果的に実際の尿素水添加量Ｍも、図２の線ｃに示すように、ＮＯｘ濃度Ｃの値に直接対応した量（図２の線ｂ）よりも移動平均化され、尿素水添加量Ｍが析出限界値Ｍｌｉｍを超えることを回避できる。

この代替例も、「ＮＯｘ濃度Ｃの移動平均値に対応した尿素水添加量Ｍの尿素水が添加弁６から添加されるよう、添加弁６を制御する」という制御に含まれる。なぜなら、前者の基本例とは移動平均化処理の対象が異なるだけで、基本例と同じ結果が得られるからである。より言えば、ＮＯｘ濃度の検出から尿素水添加までの過程で、移動平均化処理はどの段階で行ってもよく、またどの段階で移動平均化処理が行われた場合もかかる制御に含まれる。かかる制御は必ずしも、基本例のようにＮＯｘ濃度Ｃの値に対し移動平均化処理を行った場合に限られない。

以下、上述したような触媒温度Ｔｃが第２温度のときの制御を「平均化制御」という。平均化制御とは所謂なまし制御のことであるとも言える。

次に、触媒温度Ｔｃが第１温度のときと第２温度のときとで制御方法を変更する理由を以下に述べる。

図４に、尿素水添加量Ｍの析出限界値Ｍｌｉｍ、およびＮＯｘ触媒５におけるアンモニア（ＮＨ_３）の許容吸着量Ｍａｍｍの温度特性を示す。ここで横軸の温度は、析出限界値Ｍｌｉｍについては衝突部７の温度であり、アンモニア許容吸着量ＭａｍｍについてはＮＯｘ触媒５の温度Ｔｃである。なお本実施形態のように衝突部７とＮＯｘ触媒５が互いに近接して配置されている場合には、両者の温度を同等とみなして差し支えなく、またＮＯｘ触媒５の温度変化に追従して衝突部７も温度変化する。両者の温度には一定の相関性がある。ＮＯｘ触媒５におけるアンモニア許容吸着量Ｍａｍｍとは、ＮＯｘ触媒５が吸着し得るアンモニアの最大量をいう。

図示するように、析出限界値Ｍｌｉｍは、温度が上昇するにつれ増大する、つまりより多くの尿素水添加量Ｍに対して尿素析出が起こらなくなるという特性がある。またアンモニア許容吸着量Ｍａｍｍは、逆に、温度が上昇するにつれ減少するという特性がある。

低温側の第２温度のときには、析出限界値Ｍｌｉｍが低いため、平均化制御を行う必要性が大きい。一方、平均化制御を行うと、ＮＯｘ濃度Ｃの変化に対する尿素水添加量Ｍの追従が遅れる。しかし低温側の第２温度のときには、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニア許容吸着量Ｍａｍｍが多い。このためＮＯｘ触媒５には多くのアンモニアが吸着していると考えられ、この吸着アンモニアによってＮＯｘを還元浄化できるので、かかる追従遅れがあってもＮＯｘ浄化率の低下を招きにくい。特に、ＮＯｘ濃度Ｃの値に対応した目標添加量Ｍｔよりも実際の添加量が少ない場合でも、吸着アンモニアの利用によってＮＯｘ浄化率の低下を招きにくい。なおこの場合とは、図２（Ｂ）において線ｃが線ｂを下回った場合が相当する。よって第２温度のときには尿素水添加量Ｍが析出限界値Ｍｌｉｍを超えるのを優先的に抑制すべく、平均化制御を実行する。

平均化制御を実行した場合、通常制御時に比べ、尿素水の所定時間当たりの総添加量は同等に維持される。すなわち、当該所定時間内において、目標添加量Ｍｔよりも多くなった分の添加量は、目標添加量Ｍｔよりも少なくなった分の添加量により、相殺される。逆も同様である。よって通常制御時と同等のＮＯｘ浄化率を達成することが可能である。

一方、高温側の第１温度のときには、析出限界値Ｍｌｉｍが高いため、平均化制御を行う必要性は小さい。一方、高温側の第１温度のときには、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニア許容吸着量Ｍａｍｍが少ない。よってＮＯｘ触媒５に吸着されたアンモニア量は少ないと考えられ、吸着アンモニアによるＮＯｘ還元浄化をそれ程期待できない。よって第１温度のときにはＮＯｘ濃度Ｃの変化に対する尿素水添加量Ｍの追従性を優先し、通常制御を実行する。

ところで、制御変更の判定基準となる温度は、ＮＯｘ触媒５の触媒温度Ｔｃの代わりに、衝突部７の温度（特に尿素水が衝突する壁面の温度）を用いてもよい。この場合、衝突部７の温度を温度センサで直接検出してもよいし、推定してもよい。尿素析出が衝突部７で起こるため、衝突部７の温度に応じて制御変更を行うのも好ましい。但し本実施形態では、他の制御等への利用のためにも触媒温度Ｔｃを推定していること、ＮＯｘ触媒５におけるアンモニア吸着量が触媒温度Ｔｃの関数であること、衝突部７の温度が触媒温度Ｔｃに相関し且つ近似した値であることなどの理由から、触媒温度Ｔｃを用いている。

次に、本実施形態におけるより具体的な尿素水添加制御の例を説明する。まず始めに図５を参照して第１の例を説明する。ＥＣＵ１００は、図示されるようなルーチンを所定の演算周期τ毎に繰り返し実行する。

まずステップＳ１０１において、触媒温度Ｔｃの値（推定値）が取得される。そしてステップＳ１０２において、触媒温度Ｔｃが所定のしきい値Ｔｃｓと比較される。触媒温度Ｔｃがしきい値Ｔｃｓ以上の場合、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５において通常制御が実行される。他方、触媒温度Ｔｃがしきい値Ｔｃｓ未満の場合、ステップＳ１０６〜Ｓ１０９において平均化制御が実行される。つまりしきい値Ｔｃｓは、衝突部７において尿素析出が起こり得る触媒温度Ｔｃの上限値に相当する。あるいはしきい値Ｔｃｓは、衝突部７において尿素水が加水分解可能な触媒温度Ｔｃの下限値に相当する。

触媒温度Ｔｃがしきい値Ｔｃｓ以上の場合、ステップＳ１０３においてＮＯｘ濃度Ｃの値（検出値）が取得される。そしてステップＳ１０４において、図３に示したようなマップから、ＮＯｘ濃度Ｃの値に対応した目標添加量Ｍｔの値が算出される。最後にステップＳ１０５において、目標添加量Ｍｔに等しい量の尿素水が添加されるよう添加弁６が制御される。

他方、触媒温度Ｔｃがしきい値Ｔｃｓ未満の場合、ステップＳ１０６においてＮＯｘ濃度Ｃの値（検出値）が取得される。そしてステップＳ１０７において、ＮＯｘ濃度の移動平均値Ｃｍａが算出される。このときのサンプル数Ｎは所定の一定値（例えばＮ＝１００）である。

次いでステップＳ１０８において、図３に示したようなマップから、ＮＯｘ濃度の移動平均値Ｃｍａに対応した目標添加量Ｍｔが算出される。最後にステップＳ１０８において、目標添加量Ｍｔに等しい量の尿素水が添加されるよう添加弁６が制御される。

この第１の例において、しきい値Ｔｃｓ以上の任意の触媒温度Ｔｃが前述の第１温度に相当する。またしきい値Ｔｃｓ未満の任意の触媒温度Ｔｃが前述の第２温度に相当する。

なお、この第１の例では前述の基本例に従う制御を示したが、前述の代替例に従う制御となるよう第１の例を変形できることが、当業者に容易に理解されるであろう。

次に、図６を参照して第２の例を説明する。ＥＣＵ１００は、図示されるようなルーチンを所定の演算周期τ毎に繰り返し実行する。

まずステップＳ２０１において、触媒温度Ｔｃの値（推定値）が取得される。そしてステップＳ２０２において、触媒温度Ｔｃに基づきサンプル数Ｎが決定される。この決定は図７に示すような所定のマップに従って行われる。

マップにおいては、触媒温度Ｔｃとサンプル数Ｎの関係が規定されており、触媒温度Ｔｃが高くなるほどサンプル数Ｎは少なくなる傾向にある。また触媒温度Ｔｃが所定のしきい値Ｔｃｓ’以上のとき、サンプル数Ｎは常に最小の１である。しきい値Ｔｃｓ’は、第１の例のしきい値Ｔｃｓと同様、衝突部７において尿素析出が起こり得る触媒温度Ｔｃの上限値に相当し、あるいは衝突部７において尿素水が加水分解可能な触媒温度Ｔｃの下限値に相当する。

触媒温度Ｔｃがしきい値Ｔｃｓ’以上のときサンプル数Ｎが１なので、仮にこの場合に移動平均化処理が行われたとしても、前記式（１）または（２）から明らかな通り、それが行われていないのと同じとなる。

次に、ステップＳ２０３においてＮＯｘ濃度Ｃの値（検出値）が取得される。そしてステップＳ２０４において、ＮＯｘ濃度の移動平均値Ｃｍａが、ステップＳ２０２で決定されたサンプル数Ｎと、少なくともステップＳ２０３で取得されたＮＯｘ濃度Ｃの値とに基づき算出される。

次いでステップＳ２０５において、図３に示したようなマップから、ＮＯｘ濃度の移動平均値Ｃｍａに対応した目標添加量Ｍｔが算出される。最後にステップＳ２０６において、目標添加量Ｍｔに等しい量の尿素水が添加されるよう添加弁６が制御される。

この第２の例において、しきい値Ｔｃｓ’以上の任意の触媒温度がＴｃが前述の第１温度に相当する。またしきい値Ｔｃｓ’未満の任意の触媒温度がＴｃが前述の第２温度に相当する。

この第２の例によれば、触媒温度Ｔｃがしきい値Ｔｃｓ’以上のとき、サンプル数Ｎが１なので、ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で取得されたＮＯｘ濃度Ｃの値に等しい移動平均値Ｃｍａが算出される。よって結果的に、移動平均化処理を実質的に伴わない通常制御が実行される。

他方、触媒温度Ｔｃがしきい値Ｔｃｓ’未満のときには、ステップＳ２０２において２以上のサンプル数Ｎが得られる。よってステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で取得されたＮＯｘ濃度Ｃの値とはおそらく異なるであろう移動平均値Ｃｍａが算出される。よって結果的に、移動平均化処理を伴う平均化制御が実行される。

しかも、図４の析出限界値Ｍｌｉｍの温度特性に合わせて、触媒温度Ｔｃが低くなるほど移動平均化の程度が大きくされる。つまり図２（Ｂ）に示されるような尿素水添加量Ｍの波形はより平滑化され、なまされる。よって尿素水添加量Ｍが析出限界値Ｍｌｉｍを超えるのを確実に回避できると共に、尿素水添加量Ｍの追従遅れあるいは過剰な過不足によるＮＯｘ浄化率低下を抑制できる。それ故、尿素析出とＮＯｘ浄化率の両立を好適に図ることができる。

なお、この第２の例では前述の基本例に従う制御を示したが、前述の代替例に従う制御となるよう第２の例を変形できることが、当業者に容易に理解されるであろう。

以上、本発明の好適実施形態を説明したが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば本発明は火花点火式内燃機関、より具体的にはストイキよりもリーンな空燃比で運転するリーンバーンガソリンエンジンにも好適に適用できる可能性がある。

本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

Ｅ 内燃機関（エンジン）
１ エンジン本体
３ 排気通路
５ ＮＯｘ触媒
６ 添加弁
７ 衝突部
１００ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）

Claims (1)

1. 排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
   前記排気通路において前記ＮＯｘ触媒の上流側に設けられ、前記排気通路内に尿素水を添加する添加弁と、
   前記排気通路において前記添加弁と前記ＮＯｘ触媒の間に設けられ、前記添加弁から添加された尿素水を衝突させる衝突部と、
   前記添加弁を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記ＮＯｘ触媒または前記衝突部の温度が第１温度であるときには、排ガスのＮＯｘ濃度の値に対応した量の尿素水が添加されるよう、前記添加弁を制御し、
   前記ＮＯｘ触媒または前記衝突部の温度が前記第１温度より低い第２温度であるときには、排ガスのＮＯｘ濃度の移動平均値に対応した量の尿素水が添加されるよう、前記添加弁を制御する
   ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。

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