JP2016223445A - Ammonia occlusion amount estimation device, clarification control device, ammonia occlusion amount estimating method and clarification control method - Google Patents

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Isamu Hibino
功稔 日比野
亮介 市田
Ryosuke Ichida
亮介 市田
健太朗 森
Kentaro Mori
健太朗 森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve an estimation accuracy of ammonia occlusion amount.SOLUTION: A purification control device 12 estimates an amount of ammonia sucked and stored in SCR catalyst 4 [i.e, ammonia occlusion amount] that is mounted at an exhaust pipe 52 of a Diesel engine 51 to purify NOx contained in exhaust gas discharged out of a Diesel engine 51. The purification control device 12 takes upstream NO concentration information, upstream NOconcentration information, downstream NOx concentration information, downstream NOconcentration information and downstream ammonia concentration information. In addition, the purification control device 12 takes urea injection amount. In addition, the purification control device 12 estimates an ammonia occlusion amount under application of a reaction formula indicating reaction for reducing NOx by using taken upstream NO concentration information, upstream NOconcentration information, downstream NOx concentration information, downstream NOconcentration information and downstream ammonia concentration information, taken urea injection amount and SCR catalyst 4.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、選択還元触媒を用いたアンモニア吸蔵量推定装置、浄化制御装置、アンモニア吸蔵量推定方法および浄化制御方法に関する。   The present invention relates to an ammonia storage amount estimation device, a purification control device, an ammonia storage amount estimation method, and a purification control method using a selective reduction catalyst.

従来、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮｏｘを浄化するために、内燃機関の排気管にＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒を設置し、還元剤として尿素をＳＣＲ触媒へ噴射するように構成されたシステムが存在する。このようなシステムにおいて、ＳＣＲ触媒に吸蔵されているアンモニアの量（以下、アンモニア吸蔵量という）を推定し、このアンモニア吸蔵量に基づいて、アンモニアの噴射量を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。   Conventionally, in order to purify Nox contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine, an SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst is installed in the exhaust pipe of the internal combustion engine, and urea is injected as a reducing agent onto the SCR catalyst. System exists. In such a system, a technique is known in which the amount of ammonia stored in the SCR catalyst (hereinafter referred to as ammonia storage amount) is estimated and the injection amount of ammonia is controlled based on this ammonia storage amount ( For example, see Patent Document 1).

特開２０１４−１１１９１８号公報JP 2014-111918 A

しかし、特許文献１に記載の技術では、尿素濃度、加水分解効率およびＮＯｘ浄化率に応じて設定される係数を用いてアンモニア吸蔵量を推定するため、アンモニア吸蔵量の推定精度が低いという問題があった。   However, in the technique described in Patent Document 1, since the ammonia storage amount is estimated using a coefficient set according to the urea concentration, hydrolysis efficiency, and NOx purification rate, there is a problem that the estimation accuracy of the ammonia storage amount is low. there were.

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、アンモニア吸蔵量の推定精度を向上させることを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a problem, and it aims at improving the estimation precision of ammonia occlusion amount.

上記目的を達成するためになされた第１発明は、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒に吸蔵されるアンモニアの量であるアンモニア吸蔵量を推定するアンモニア吸蔵量推定装置である。そして第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置は、第１情報取得手段と、第２情報取得手段と、吸蔵量推定手段とを備える。   The first invention made to achieve the above object is the amount of ammonia stored in the selective reduction catalyst installed in the exhaust pipe of the internal combustion engine in order to purify NOx contained in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine. It is an ammonia occlusion amount estimation device for estimating the ammonia occlusion amount. And the ammonia occlusion amount estimation apparatus of 1st invention is equipped with the 1st information acquisition means, the 2nd information acquisition means, and the occlusion amount estimation means.

第１情報取得手段は、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度を特定可能な情報である第１濃度特定情報を取得する。上流ＮＯ濃度および上流ＮＯ２濃度はそれぞれ、選択還元触媒へ流入する排気ガスに含まれるＮＯおよびＮＯ２の濃度である。下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度はそれぞれ、選択還元触媒から排出される排気ガスに含まれるＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの濃度である。 The first information acquisition means acquires first concentration specifying information that is information that can specify the upstream NO concentration, the upstream NO 2 concentration, the downstream NO concentration, the downstream NO 2 concentration, and the downstream ammonia concentration. The upstream NO concentration and the upstream NO 2 concentration are the concentrations of NO and NO 2 contained in the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst, respectively. The downstream NO concentration, the downstream NO 2 concentration and the downstream ammonia concentration are the concentrations of NO, NO 2 and ammonia contained in the exhaust gas discharged from the selective reduction catalyst, respectively.

第２情報取得手段は、選択還元触媒へ流入するアンモニアの濃度を上流アンモニア濃度として、上流アンモニア濃度を特定可能な情報である第２濃度特定情報を取得する。
吸蔵量推定手段は、第１情報取得手段が取得した第１濃度特定情報と、第２情報取得手段が取得した第２濃度特定情報と、選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、アンモニア吸蔵量を推定する。 The second information acquisition means acquires second concentration specifying information, which is information that can specify the upstream ammonia concentration, using the concentration of ammonia flowing into the selective reduction catalyst as the upstream ammonia concentration.
The occlusion amount estimation means is a reaction indicating a reaction of reducing NOx using the first concentration specifying information acquired by the first information acquiring means, the second concentration specifying information acquired by the second information acquiring means, and the selective reduction catalyst. Using the equation, the ammonia storage amount is estimated.

このように構成された第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置は、第１濃度特定情報を取得することにより、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度を特定し、第２濃度特定情報を取得することにより上流アンモニア濃度を特定することができる。 The ammonia storage amount estimation device of the first invention configured as described above obtains the first concentration specifying information, thereby obtaining the upstream NO concentration, the upstream NO 2 concentration, the downstream NO concentration, the downstream NO 2 concentration, and the downstream ammonia concentration. The upstream ammonia concentration can be specified by specifying and acquiring the second concentration specifying information.

そして第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置は、第１濃度特定情報と、第２濃度特定情報と、選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、アンモニア吸蔵量を推定する。選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応は、アンモニアと、ＮＯおよびＮＯ２の少なくとも一方の反応である。このため、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置は、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯ濃度および下流ＮＯ２濃度に基づいて、ＮＯおよびＮＯ２と反応したアンモニアの量を算出することができる。また第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置は、上流アンモニア濃度と下流アンモニア濃度に基づいて、選択還元触媒に吸蔵されなかったアンモニアの量を算出することができる。このように、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置は、選択還元触媒の上流側と下流側との両方でＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの量を特定した上で反応式を用いてアンモニア吸蔵量を算出するため、アンモニア吸蔵量の推定精度を向上させることができる。 The ammonia storage amount estimation device according to the first aspect of the invention uses the first concentration specifying information, the second concentration specifying information, and a reaction equation indicating a reaction for reducing NOx using a selective reduction catalyst, to calculate the ammonia storage amount. presume. The reaction of reducing NOx using the selective reduction catalyst, ammonia, at least one of the reactions of NO and NO 2. Therefore, the ammonia storage amount estimation device according to the first aspect of the invention can calculate the amount of ammonia that has reacted with NO and NO 2 based on the upstream NO concentration, the upstream NO 2 concentration, the downstream NO concentration, and the downstream NO 2 concentration. it can. The ammonia storage amount estimation device according to the first aspect of the invention can calculate the amount of ammonia that has not been stored in the selective reduction catalyst based on the upstream ammonia concentration and the downstream ammonia concentration. As described above, the ammonia storage amount estimation device according to the first aspect of the present invention specifies the amounts of NO, NO 2 and ammonia on both the upstream side and the downstream side of the selective reduction catalyst, and then uses the reaction formula to determine the ammonia storage amount. Since it calculates, the estimation precision of the ammonia occlusion amount can be improved.

上記目的を達成するためになされた第２発明は、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒へ還元剤として尿素を供給する尿素供給装置を制御する浄化制御装置である。そして第２発明の浄化制御装置は、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と、供給制御手段とを備える。   A second invention made to achieve the above object is to supply urea as a reducing agent to a selective reduction catalyst installed in an exhaust pipe of an internal combustion engine in order to purify NOx contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine. This is a purification control device for controlling the urea supply device. And the purification control apparatus of 2nd invention is equipped with the ammonia occlusion amount estimation apparatus of 1st invention, and a supply control means.

供給制御手段は、アンモニア吸蔵量推定装置により推定されたアンモニア吸蔵量を用いて、尿素供給装置による尿素の供給量を制御する。
このように構成された第２発明の浄化制御装置は、アンモニアの供給量を制御しているため、選択還元触媒へ供給されるアンモニアの量を特定することができる。そして第２発明の浄化制御装置は、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置を備えるため、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と同様の効果を得ることができる。 The supply control means controls the supply amount of urea by the urea supply device using the ammonia storage amount estimated by the ammonia storage amount estimation device.
Since the purification control apparatus of the second invention configured as described above controls the supply amount of ammonia, the amount of ammonia supplied to the selective reduction catalyst can be specified. And since the purification control apparatus of 2nd invention is equipped with the ammonia occlusion amount estimation apparatus of 1st invention, it can acquire the effect similar to the ammonia occlusion amount estimation apparatus of 1st invention.

また、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と第２発明の浄化制御装置では、上流ＮＯｘセンサと、上流ＮＯ２センサと、下流ＮＯｘセンサと、下流アンモニアセンサと、上流濃度算出手段と、下流濃度算出手段とを備え、上流ＮＯｘセンサと上流ＮＯ２センサ、および、下流ＮＯｘセンサと下流アンモニアセンサの少なくとも一方が、一体型のガスセンサとして構成されているようにしてもよい。 In the ammonia occlusion amount estimation device of the first invention and the purification control device of the second invention, the upstream NOx sensor, the upstream NO 2 sensor, the downstream NOx sensor, the downstream ammonia sensor, the upstream concentration calculating means, and the downstream concentration A calculation unit, and at least one of the upstream NOx sensor and the upstream NO 2 sensor, and the downstream NOx sensor and the downstream ammonia sensor may be configured as an integrated gas sensor.

上流ＮＯｘセンサは、選択還元触媒へ流入する排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度である上流ＮＯｘ濃度を検出する。上流ＮＯ２センサは、上流ＮＯ２濃度を検出する。下流ＮＯｘセンサは、選択還元触媒から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度である下流ＮＯｘ濃度を検出する。下流アンモニアセンサは、下流アンモニア濃度を検出する。上流濃度算出手段は、上流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯ２濃度とに基づいて、上流ＮＯ濃度を算出する。下流濃度算出手段は、下流ＮＯｘ濃度と下流アンモニア濃度とに基づいて、下流ＮＯ濃度および下流ＮＯ２濃度を算出する。 The upstream NOx sensor detects the upstream NOx concentration that is the concentration of NOx contained in the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst. The upstream NO 2 sensor detects the upstream NO 2 concentration. The downstream NOx sensor detects the downstream NOx concentration that is the concentration of NOx contained in the exhaust gas discharged from the selective reduction catalyst. The downstream ammonia sensor detects the downstream ammonia concentration. The upstream concentration calculation means calculates the upstream NO concentration based on the upstream NOx concentration and the upstream NO 2 concentration. The downstream concentration calculating means calculates the downstream NO concentration and the downstream NO 2 concentration based on the downstream NOx concentration and the downstream ammonia concentration.

すなわち、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と第２発明の浄化制御装置は、上流側または下流側の少なく一方で一体型のガスセンサを用いて濃度検出を行う。このため、上流ＮＯｘセンサと上流ＮＯ２センサとが一体型のガスセンサとして構成されている場合には、上流ＮＯｘセンサと上流ＮＯ２センサは、排気ガスの略同一領域におけるＮＯｘ濃度とＮＯ２濃度を検出することができる。すなわち、上流ＮＯｘセンサと上流ＮＯ２センサとで、濃度検出を行う排気ガスの領域が異ならないようにすることができる。これにより、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と第２発明の浄化制御装置は、アンモニア吸蔵量の推定精度を更に向上させることができる。同様に、下流ＮＯｘセンサと下流アンモニアセンサとが一体型のガスセンサとして構成されている場合には、下流ＮＯｘセンサと下流アンモニアセンサとで、濃度検出を行う排気ガスの領域が異ならないようにすることができる。これにより、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と第２発明の浄化制御装置は、アンモニア吸蔵量の推定精度を更に向上させることができる。 That is, the ammonia occlusion amount estimation device of the first invention and the purification control device of the second invention perform concentration detection using an integrated gas sensor at least on the upstream side or the downstream side. For this reason, when the upstream NOx sensor and the upstream NO 2 sensor are configured as an integrated gas sensor, the upstream NOx sensor and the upstream NO 2 sensor have the NOx concentration and the NO 2 concentration in substantially the same region of the exhaust gas. Can be detected. That is, it is possible to prevent the upstream NOx sensor and the upstream NO 2 sensor from having different exhaust gas regions for concentration detection. Thereby, the ammonia occlusion amount estimation device of the first invention and the purification control device of the second invention can further improve the estimation accuracy of the ammonia occlusion amount. Similarly, when the downstream NOx sensor and the downstream ammonia sensor are configured as an integrated gas sensor, the downstream NOx sensor and the downstream ammonia sensor should not have different exhaust gas regions for concentration detection. Can do. Thereby, the ammonia occlusion amount estimation device of the first invention and the purification control device of the second invention can further improve the estimation accuracy of the ammonia occlusion amount.

上記目的を達成するためになされた第３発明は、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒に吸蔵されるアンモニアの量であるアンモニア吸蔵量を推定するアンモニア吸蔵量推定方法である。そして第３発明のアンモニア吸蔵量推定方法は、第１情報取得手順と、第２情報取得手順と、吸蔵量推定手順とを備える。   A third invention made to achieve the above object is the amount of ammonia stored in the selective reduction catalyst installed in the exhaust pipe of the internal combustion engine in order to purify NOx contained in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine. This is an ammonia storage amount estimation method for estimating the ammonia storage amount. And the ammonia occlusion amount estimation method of the third invention comprises a first information acquisition procedure, a second information acquisition procedure, and an occlusion amount estimation procedure.

第１情報取得手順は、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度を特定可能な情報である第１濃度特定情報を取得する。上流ＮＯ濃度および上流ＮＯ２濃度はそれぞれ、選択還元触媒へ流入する排気ガスに含まれるＮＯおよびＮＯ２の濃度である。下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度はそれぞれ、選択還元触媒から排出される排気ガスに含まれるＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの濃度である。 The first information acquisition procedure acquires first concentration specifying information that is information that can specify the upstream NO concentration, the upstream NO 2 concentration, the downstream NO concentration, the downstream NO 2 concentration, and the downstream ammonia concentration. The upstream NO concentration and the upstream NO 2 concentration are the concentrations of NO and NO 2 contained in the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst, respectively. The downstream NO concentration, the downstream NO 2 concentration and the downstream ammonia concentration are the concentrations of NO, NO 2 and ammonia contained in the exhaust gas discharged from the selective reduction catalyst, respectively.

第２情報取得手順は、選択還元触媒へ流入するアンモニアの濃度を上流アンモニア濃度として、上流アンモニア濃度を特定可能な情報である第２濃度特定情報を取得する。
吸蔵量推定手順は、第１情報取得手順が取得した第１濃度特定情報と、第２情報取得手順が取得した第２濃度特定情報と、選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、アンモニア吸蔵量を推定する。 In the second information acquisition procedure, the second concentration specifying information that is information that can specify the upstream ammonia concentration is acquired using the concentration of ammonia flowing into the selective reduction catalyst as the upstream ammonia concentration.
The occlusion amount estimation procedure includes a first concentration specifying information acquired by the first information acquiring procedure, a second concentration specifying information acquired by the second information acquiring procedure, and a reaction indicating a reaction of reducing NOx using the selective reduction catalyst. Using the equation, the ammonia storage amount is estimated.

第３発明のアンモニア吸蔵量推定方法は、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置にて実行される方法であり、当該方法を実行することで、第１発明のアンモニア吸蔵量推定装置と同様の効果を得ることができる。   The ammonia storage amount estimation method of the third invention is a method executed by the ammonia storage amount estimation device of the first invention, and the same effect as the ammonia storage amount estimation device of the first invention is realized by executing this method. Can be obtained.

上記目的を達成するためになされた第４発明は、内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒へ還元剤として尿素を供給する尿素供給装置を制御する浄化制御方法である。そして第４発明の浄化制御方法は、第１情報取得手順と、第２情報取得手順と、吸蔵量推定手順と、供給制御手順とを備える。   A fourth invention made to achieve the above object is to supply urea as a reducing agent to a selective reduction catalyst installed in an exhaust pipe of an internal combustion engine in order to purify NOx contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine. This is a purification control method for controlling the urea supply device. And the purification | cleaning control method of 4th invention is equipped with the 1st information acquisition procedure, the 2nd information acquisition procedure, the occlusion amount estimation procedure, and the supply control procedure.

供給制御手順は、吸蔵量推定手順により推定されたアンモニア吸蔵量を用いて、尿素供給装置による尿素の供給量を制御する。
第４発明の浄化制御方法は、第２発明の浄化制御装置にて実行される方法であり、当該方法を実行することで、第２発明の浄化制御装置と同様の効果を得ることができる。 The supply control procedure controls the supply amount of urea by the urea supply device using the ammonia storage amount estimated by the storage amount estimation procedure.
The purification control method of the fourth invention is a method executed by the purification control device of the second invention. By executing this method, the same effect as the purification control device of the second invention can be obtained.

尿素ＳＣＲシステム１の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a urea SCR system 1. FIG. 上流マルチガスセンサ６と上流ガスセンサ制御装置７の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the upstream multi gas sensor 6 and the upstream gas sensor control apparatus 7. FIG. ＮＯ２検出部１０２の概略構成を示す断面図である。 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a NO 2 detection unit 102. FIG. 下流マルチガスセンサ８と下流ガスセンサ制御装置９の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the downstream multi-gas sensor 8 and the downstream gas sensor control apparatus 9. FIG. アンモニア検出部２０２の概略構成を示す展開図である。3 is a development view showing a schematic configuration of an ammonia detection unit 202. FIG. 下流ガスセンサ制御装置９に格納された各種データの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the various data stored in the downstream gas sensor control apparatus. 上流ガス濃度算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an upstream gas concentration calculation process. 下流ガス濃度算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a downstream gas concentration calculation process. 噴射制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an injection control process. アンモニア吸蔵量の算出方法を示す図である。It is a figure which shows the calculation method of ammonia occlusion amount.

以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された実施形態の尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システム１は、図１に示すように、酸化触媒２、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）３、ＳＣＲ触媒４、尿素水インジェクタ５、上流マルチガスセンサ６、上流ガスセンサ制御装置７、下流マルチガスセンサ８、下流ガスセンサ制御装置９、上流温度センサ１０、下流温度センサ１１および浄化制御装置１２を備える。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
A urea SCR (Selective Catalytic Reduction) system 1 according to an embodiment to which the present invention is applied includes an oxidation catalyst 2, a DPF (Diesel Particulate Filter) 3, an SCR catalyst 4, a urea water injector 5, and an upstream multi-unit as shown in FIG. A gas sensor 6, an upstream gas sensor control device 7, a downstream multi-gas sensor 8, a downstream gas sensor control device 9, an upstream temperature sensor 10, a downstream temperature sensor 11, and a purification control device 12 are provided.

酸化触媒２は、ディーゼルエンジン５１の排気管５２を介して、ディーゼルエンジン５１から排出される排気ガスを取り込み、取り込んだ排気ガス中の酸化窒素（ＮＯ）を酸化して二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する。 The oxidation catalyst 2 takes in the exhaust gas discharged from the diesel engine 51 through the exhaust pipe 52 of the diesel engine 51, oxidizes nitrogen oxide (NO) in the taken-in exhaust gas, and converts nitrogen dioxide (NO 2 ). Generate.

ＤＰＦ３は、排気管５２を介して、酸化触媒２から排出される排気ガスを取り込み、取り込んだ排気ガス中の粒子状物質を除去する。
ＳＣＲ触媒４は、上流側から供給される尿素をアンモニアに加水分解し、排気管５２を介して、ＤＰＦ３から排出される排気ガスを取り込み、取り込んだ排気ガス中のＮＯｘをこのアンモニアで還元する触媒として作用し、ＮＯｘを窒素ガスと水蒸気に転換する。これによりＳＣＲ触媒４は、ＮＯｘが還元された排気ガスを排出する。 The DPF 3 takes in the exhaust gas discharged from the oxidation catalyst 2 through the exhaust pipe 52 and removes particulate matter in the taken-in exhaust gas.
The SCR catalyst 4 hydrolyzes urea supplied from the upstream side to ammonia, takes in the exhaust gas discharged from the DPF 3 via the exhaust pipe 52, and reduces NOx in the taken-in exhaust gas with this ammonia. Acts to convert NOx into nitrogen gas and water vapor. As a result, the SCR catalyst 4 discharges the exhaust gas in which NOx is reduced.

尿素水インジェクタ５は、排気管５２におけるＤＰＦ３とＳＣＲ触媒４との間に設置され、尿素水を排気ガス中に噴射する。噴射された尿素水は高温下で加水分解され、これによりアンモニアガスが生成される。このアンモニアガスは、ＮＯｘ還元の還元剤として用いられる。   The urea water injector 5 is installed between the DPF 3 and the SCR catalyst 4 in the exhaust pipe 52, and injects urea water into the exhaust gas. The injected urea water is hydrolyzed at a high temperature, thereby generating ammonia gas. This ammonia gas is used as a reducing agent for NOx reduction.

上流マルチガスセンサ６は、排気管５２におけるＤＰＦ３とＳＣＲ触媒４との間に設置され、ＤＰＦ３から排出された排気ガス中のＮＯｘ濃度とＮＯ２濃度を検出する。
上流ガスセンサ制御装置７は、上流マルチガスセンサ６を制御するとともに、上流マルチガスセンサ６の検出結果に基づいて、ＤＰＦ３から排出された排気ガス中のＮＯ濃度（以下、上流ＮＯ濃度ともいう）とＮＯ２濃度（以下、上流ＮＯ２濃度ともいう）を算出する。上流ガスセンサ制御装置７は、通信線を介して、浄化制御装置１２との間でデータを送受信することが可能に構成されており、上流ＮＯ濃度を示す上流ＮＯ濃度情報と、上流ＮＯ２濃度を示す上流ＮＯ２濃度情報を浄化制御装置１２へ送信する。 Upstream multi-gas sensor 6 is disposed between the and the DPF 3 in the exhaust pipe 52 SCR catalyst 4, for detecting the NOx concentration and NO 2 concentration in the exhaust gas discharged from the DPF 3.
The upstream gas sensor control device 7 controls the upstream multi-gas sensor 6, and based on the detection result of the upstream multi-gas sensor 6, the NO concentration (hereinafter also referred to as upstream NO concentration) and NO 2 in the exhaust gas discharged from the DPF 3. The concentration (hereinafter also referred to as upstream NO 2 concentration) is calculated. The upstream gas sensor control device 7 is configured to be able to transmit and receive data to and from the purification control device 12 via a communication line. The upstream gas sensor control device 7 obtains upstream NO concentration information indicating upstream NO concentration and upstream NO 2 concentration. The upstream NO 2 concentration information shown is transmitted to the purification control device 12.

下流マルチガスセンサ８は、排気管５２におけるＳＣＲ触媒４の下流側に設置され、ＳＣＲ触媒４から排出された排気ガス中のＮＯｘ濃度とアンモニア濃度を検出する。
下流ガスセンサ制御装置９は、下流マルチガスセンサ８を制御するとともに、下流マルチガスセンサ８の検出結果に基づいて、ＳＣＲ触媒４から排出された排気ガス中のＮＯｘ濃度（以下、下流ＮＯｘ濃度ともいう）と、ＮＯ２濃度（以下、下流ＮＯ２濃度ともいう）と、アンモニア濃度（以下、下流アンモニア濃度ともいう）を算出する。下流ガスセンサ制御装置９は、通信線を介して、浄化制御装置１２との間でデータを送受信することが可能に構成されており、下流ＮＯｘ濃度を示す下流ＮＯｘ濃度情報と、下流ＮＯ２濃度を示す下流ＮＯ２濃度情報と、下流アンモニア濃度を示す下流アンモニア濃度情報を浄化制御装置１２へ送信する。 The downstream multi-gas sensor 8 is installed downstream of the SCR catalyst 4 in the exhaust pipe 52 and detects the NOx concentration and the ammonia concentration in the exhaust gas discharged from the SCR catalyst 4.
The downstream gas sensor control device 9 controls the downstream multigas sensor 8 and, based on the detection result of the downstream multigas sensor 8, the NOx concentration in the exhaust gas discharged from the SCR catalyst 4 (hereinafter also referred to as downstream NOx concentration). NO 2 concentration (hereinafter also referred to as downstream NO 2 concentration) and ammonia concentration (hereinafter also referred to as downstream ammonia concentration) are calculated. The downstream gas sensor control device 9 is configured to be able to transmit and receive data to and from the purification control device 12 via a communication line. The downstream gas sensor control device 9 determines the downstream NOx concentration information indicating the downstream NOx concentration and the downstream NO 2 concentration. The downstream NO 2 concentration information shown and the downstream ammonia concentration information showing the downstream ammonia concentration are transmitted to the purification control device 12.

上流温度センサ１０は、ＳＣＲ触媒４へ流入する排気ガスの温度を検出し、排気ガスの温度を示す上流ガス温度信号を出力する。
下流温度センサ１１は、ＳＣＲ触媒４から排出された排気ガスの温度を検出し、排気ガスの温度を示す下流ガス温度信号を出力する。 The upstream temperature sensor 10 detects the temperature of the exhaust gas flowing into the SCR catalyst 4 and outputs an upstream gas temperature signal indicating the temperature of the exhaust gas.
The downstream temperature sensor 11 detects the temperature of the exhaust gas discharged from the SCR catalyst 4 and outputs a downstream gas temperature signal indicating the temperature of the exhaust gas.

浄化制御装置１２は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３および信号入出力部２４等を備えるマイクロコンピュータを主要部として構成されている。信号入出力部２４には、尿素水インジェクタ５、上流ガスセンサ制御装置７、下流ガスセンサ制御装置９、上流温度センサ１０および下流温度センサ１１が接続される。   The purification control device 12 is mainly composed of a microcomputer including a CPU 21, a ROM 22, a RAM 23, a signal input / output unit 24, and the like. The signal input / output unit 24 is connected to the urea water injector 5, the upstream gas sensor control device 7, the downstream gas sensor control device 9, the upstream temperature sensor 10, and the downstream temperature sensor 11.

浄化制御装置１２は、通信線を介して、上流ガスセンサ制御装置７および下流ガスセンサ制御装置９との間でデータを送受信することが可能に構成されている。さらに浄化制御装置１２は、通信線を介して、ディーゼルエンジン５１を制御する電子制御装置５３との間でデータを送受信することが可能に構成されている。以下、電子制御装置５３をエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）５３という。   The purification control device 12 is configured to be able to transmit and receive data between the upstream gas sensor control device 7 and the downstream gas sensor control device 9 via a communication line. Furthermore, the purification control device 12 is configured to be able to transmit and receive data to and from the electronic control device 53 that controls the diesel engine 51 via a communication line. Hereinafter, the electronic control unit 53 is referred to as an engine ECU (Electronic Control Unit) 53.

上流マルチガスセンサ６は、図２に示すように、ＮＯｘ検出部１０１と、ＮＯ２検出部１０２を備える。
ＮＯｘ検出部１０１は、絶縁層１１１、固体電解質層１１２、絶縁層１１３、固体電解質層１１４、絶縁層１１５、固体電解質層１１６、絶縁層１１７、固体電解質層１１８、絶縁層１１９および絶縁層１２０が順次積層されて構成されている。絶縁層１１１，１１３，１１５，１１７，１１９，１２０は、アルミナを主体として形成されている。固体電解質層１１２は、例えば部分安定化ジルコニア（ＹＳＺ）で構成されている。固体電解質層１１４，１１６，１１８は、酸素イオン導電性を有するジルコニアを主体として形成されている。 The upstream multi-gas sensor 6 includes a NOx detector 101 and a NO 2 detector 102 as shown in FIG.
The NOx detector 101 includes an insulating layer 111, a solid electrolyte layer 112, an insulating layer 113, a solid electrolyte layer 114, an insulating layer 115, a solid electrolyte layer 116, an insulating layer 117, a solid electrolyte layer 118, an insulating layer 119, and an insulating layer 120. It is constructed by sequentially laminating. The insulating layers 111, 113, 115, 117, 119, 120 are formed mainly of alumina. The solid electrolyte layer 112 is made of, for example, partially stabilized zirconia (YSZ). The solid electrolyte layers 114, 116, and 118 are mainly formed of zirconia having oxygen ion conductivity.

ＮＯｘ検出部１０１は、固体電解質層１１４と固体電解質層１１６との間に形成される第１測定室１２１を備える。ＮＯｘ検出部１０１は、第１測定室１２１に隣接するようにして固体電解質層１１４と固体電解質層１１６との間に配置された拡散抵抗体１２２を介して、外部から第１測定室１２１の内部に排気ガスを導入する。ＮＯｘ検出部１０１は、第１測定室１２１を挟んで拡散抵抗体１２２とは反対側において第１測定室１２１に隣接するようにして固体電解質層１１４と固体電解質層１１６との間に配置された拡散抵抗体１２３を介して、排気ガスを第１測定室１２１の外部へ排出する。拡散抵抗体１２２，１２３は、アルミナ等の多孔質材料で形成されている。   The NOx detection unit 101 includes a first measurement chamber 121 formed between the solid electrolyte layer 114 and the solid electrolyte layer 116. The NOx detector 101 is connected to the inside of the first measurement chamber 121 from the outside via a diffusion resistor 122 disposed between the solid electrolyte layer 114 and the solid electrolyte layer 116 so as to be adjacent to the first measurement chamber 121. Exhaust gas is introduced into The NOx detector 101 is disposed between the solid electrolyte layer 114 and the solid electrolyte layer 116 so as to be adjacent to the first measurement chamber 121 on the side opposite to the diffusion resistor 122 with the first measurement chamber 121 interposed therebetween. Exhaust gas is discharged outside the first measurement chamber 121 through the diffusion resistor 123. The diffusion resistors 122 and 123 are made of a porous material such as alumina.

ＮＯｘ検出部１０１は、第１ポンピングセル１３０を備える。第１ポンピングセル１３０は、固体電解質層１１４と、ポンピング電極１３１，１３２を備える。ポンピング電極１３１，１３２は、白金を主体として形成されている。ポンピング電極１３１は、固体電解質層１１４において第１測定室１２１と接触する面上に配置される。ポンピング電極１３１における第１測定室１２１側の表面は、多孔質体からなる保護層１３３によって覆われる。ポンピング電極１３２は、固体電解質層１１４を挟んでポンピング電極１３１とは反対側で固体電解質層１１４の面上に配置される。ポンピング電極１３２が配置された領域とその周辺の領域の絶縁層１１３は除去され、絶縁層１１３の代わりに多孔質体１３４が充填される。多孔質体１３４は、ポンピング電極１３２と外部との間でガス（酸素）の出入りを可能とする。   The NOx detection unit 101 includes a first pumping cell 130. The first pumping cell 130 includes a solid electrolyte layer 114 and pumping electrodes 131 and 132. The pumping electrodes 131 and 132 are formed mainly of platinum. The pumping electrode 131 is disposed on the surface in contact with the first measurement chamber 121 in the solid electrolyte layer 114. The surface of the pumping electrode 131 on the first measurement chamber 121 side is covered with a protective layer 133 made of a porous body. The pumping electrode 132 is disposed on the surface of the solid electrolyte layer 114 on the opposite side of the pumping electrode 131 with the solid electrolyte layer 114 interposed therebetween. The insulating layer 113 in the region where the pumping electrode 132 is disposed and the surrounding region is removed, and a porous body 134 is filled instead of the insulating layer 113. The porous body 134 allows gas (oxygen) to enter and exit between the pumping electrode 132 and the outside.

ＮＯｘ検出部１０１は、酸素濃度検出セル１４０を備える。酸素濃度検出セル１４０は、固体電解質層１１６と、検知電極１４１と、基準電極１４２を備える。検知電極１４１と基準電極１４２は、白金を主体として形成されている。検知電極１４１は、第１測定室１２１内においてポンピング電極１３１よりも下流側（すなわち、拡散抵抗体１２２よりも拡散抵抗体１２３に近い側）になるようにして、固体電解質層１１６における第１測定室１２１と接触する面上に配置される。基準電極１４２は、固体電解質層１１６を挟んで検知電極１４１とは反対側で固体電解質層１１６の面上に配置される。   The NOx detection unit 101 includes an oxygen concentration detection cell 140. The oxygen concentration detection cell 140 includes a solid electrolyte layer 116, a detection electrode 141, and a reference electrode 142. The detection electrode 141 and the reference electrode 142 are mainly formed of platinum. The detection electrode 141 is located downstream of the pumping electrode 131 in the first measurement chamber 121 (that is, the side closer to the diffusion resistor 123 than the diffusion resistor 122), so that the first measurement in the solid electrolyte layer 116 is performed. It is disposed on the surface that contacts the chamber 121. The reference electrode 142 is disposed on the surface of the solid electrolyte layer 116 on the opposite side of the detection electrode 141 across the solid electrolyte layer 116.

ＮＯｘ検出部１０１は、基準酸素室１４６を備える。基準酸素室１４６は、固体電解質層１１６と固体電解質層１１８との間で基準電極１４２と接触するようにして形成されている。基準酸素室１４６の内部には、多孔質体が充填されている。   The NOx detection unit 101 includes a reference oxygen chamber 146. The reference oxygen chamber 146 is formed in contact with the reference electrode 142 between the solid electrolyte layer 116 and the solid electrolyte layer 118. The reference oxygen chamber 146 is filled with a porous body.

ＮＯｘ検出部１０１は、第２測定室１４８を備える。第２測定室１４８は、固体電解質層１１４と固体電解質層１１８との間で、絶縁層１１５、固体電解質層１１６および絶縁層１１７を貫通して形成される。ＮＯｘ検出部１０１は、第１測定室１２１から拡散抵抗体１２３を介して排出された排気ガスを第２測定室１４８の内部に導入する。   The NOx detection unit 101 includes a second measurement chamber 148. The second measurement chamber 148 is formed between the solid electrolyte layer 114 and the solid electrolyte layer 118 so as to penetrate the insulating layer 115, the solid electrolyte layer 116, and the insulating layer 117. The NOx detector 101 introduces exhaust gas discharged from the first measurement chamber 121 through the diffusion resistor 123 into the second measurement chamber 148.

ＮＯｘ検出部１０１は、第２ポンピングセル１５０を備える。第２ポンピングセル１５０は、固体電解質層１１８と、ポンピング電極１５１，１５２を備える。ポンピング電極１５１，１５２は、白金を主体として形成されている。ポンピング電極１５１は、固体電解質層１１８において第２測定室１４８と接触する面上に配置される。ポンピング電極１５２は、基準酸素室１４６を挟んで基準電極１４２とは反対側で固体電解質層１１８の面上に配置される。   The NOx detection unit 101 includes a second pumping cell 150. The second pumping cell 150 includes a solid electrolyte layer 118 and pumping electrodes 151 and 152. The pumping electrodes 151 and 152 are formed mainly of platinum. The pumping electrode 151 is disposed on the surface in contact with the second measurement chamber 148 in the solid electrolyte layer 118. The pumping electrode 152 is disposed on the surface of the solid electrolyte layer 118 on the side opposite to the reference electrode 142 across the reference oxygen chamber 146.

ＮＯｘ検出部１０１は、ヒータ１６０を備える。ヒータ１６０は、白金を主体として形成され、通電されることで発熱する発熱抵抗体であり、絶縁層１１９と絶縁層１２０との間に配置される。   The NOx detection unit 101 includes a heater 160. The heater 160 is a heating resistor that is formed mainly of platinum and generates heat when energized. The heater 160 is disposed between the insulating layer 119 and the insulating layer 120.

ＮＯ２検出部１０２は、絶縁層１１１の表面から絶縁層１１１を貫通して固体電解質層１１２に到る開口部に設置される。ＮＯ２検出部１０２は、図３に示すように、中間層１７１と、検知電極１７２と、基準電極１７３を備える。 The NO 2 detection unit 102 is installed in an opening that penetrates the insulating layer 111 from the surface of the insulating layer 111 and reaches the solid electrolyte layer 112. As shown in FIG. 3, the NO 2 detection unit 102 includes an intermediate layer 171, a detection electrode 172, and a reference electrode 173.

中間層１７１は、固体電解質層１１２上に形成される。中間層１７１は、酸素イオン伝導性の固体電解質成分を５０質量％以上含有するとともに、Ｃｏ，Ｍｎ，Ｃｕ，ＮｉおよびＣｅの群から選ばれる１種以上の金属の酸化物である第１金属酸化物を含む。   The intermediate layer 171 is formed on the solid electrolyte layer 112. The intermediate layer 171 contains 50% by mass or more of an oxygen ion conductive solid electrolyte component and is a first metal oxide that is an oxide of one or more metals selected from the group consisting of Co, Mn, Cu, Ni, and Ce. Including things.

検知電極１７２は、中間層１７１上に形成される。検知電極１７２は、Ａｕを７０質量％以上含有するとともに第１金属酸化物を含まない電極である。可燃性ガスは、検知電極１７２の表面で燃焼し難くなっている。   The detection electrode 172 is formed on the intermediate layer 171. The detection electrode 172 is an electrode that contains 70% by mass or more of Au and does not contain the first metal oxide. The combustible gas is difficult to burn on the surface of the detection electrode 172.

検知電極１７２の内部を通過するＮＯ２が、中間層１７１と検知電極１７２との界面で酸素イオンと反応（電極反応）することにより、ＮＯ２を検知することが可能となる。
基準電極１７３は、固体電解質層１１２上において中間層１７１と離間するように形成される。基準電極１７３は、その表面で可燃性ガスが燃焼する電極であり、例えば、白金、または白金を主成分とする材料で構成されている。 NO 2 passing through the inside of the detection electrode 172 reacts with oxygen ions (electrode reaction) at the interface between the intermediate layer 171 and the detection electrode 172, so that NO 2 can be detected.
The reference electrode 173 is formed on the solid electrolyte layer 112 so as to be separated from the intermediate layer 171. The reference electrode 173 is an electrode on the surface of which combustible gas burns, and is made of, for example, platinum or a material containing platinum as a main component.

ＮＯ２検出部１０２は、検知電極１７２と基準電極１７３との間の起電力変化によって排気ガス中のＮＯ２濃度を検出する。
図２に示すように、上流ガスセンサ制御装置７は、制御回路１８０と、マイクロコンピュータ１９０（以下、マイコン１９０という）を備える。 The NO 2 detection unit 102 detects the NO 2 concentration in the exhaust gas based on the electromotive force change between the detection electrode 172 and the reference electrode 173.
As shown in FIG. 2, the upstream gas sensor control device 7 includes a control circuit 180 and a microcomputer 190 (hereinafter referred to as a microcomputer 190).

制御回路１８０は、回路基板上に配置されたアナログ回路である。制御回路１８０は、Ｉｐ１ドライブ回路１８１、Ｖｓ検出回路１８２、基準電圧比較回路１８３、Ｉｃｐ供給回路１８４、Ｖｐ２印加回路１８５、Ｉｐ２検出回路１８６、ヒータ駆動回路１８７および起電力検出回路１８８を備える。   The control circuit 180 is an analog circuit arranged on the circuit board. The control circuit 180 includes an Ip1 drive circuit 181, a Vs detection circuit 182, a reference voltage comparison circuit 183, an Icp supply circuit 184, a Vp2 application circuit 185, an Ip2 detection circuit 186, a heater drive circuit 187, and an electromotive force detection circuit 188.

そして、ポンピング電極１３１、検知電極１４１およびポンピング電極１５１は、基準電位に接続される。ポンピング電極１３２は、Ｉｐ１ドライブ回路１８１に接続される。基準電極１４２は、Ｖｓ検出回路１８２とＩｃｐ供給回路１８４に接続される。ポンピング電極１５２は、Ｖｐ２印加回路１８５とＩｐ２検出回路１８６に接続される。ヒータ１６０は、ヒータ駆動回路１８７に接続される。ＮＯ２検出部１０２は、起電力検出回路１８８に接続される。 The pumping electrode 131, the detection electrode 141, and the pumping electrode 151 are connected to a reference potential. The pumping electrode 132 is connected to the Ip1 drive circuit 181. The reference electrode 142 is connected to the Vs detection circuit 182 and the Icp supply circuit 184. The pumping electrode 152 is connected to the Vp2 application circuit 185 and the Ip2 detection circuit 186. The heater 160 is connected to the heater drive circuit 187. The NO 2 detection unit 102 is connected to the electromotive force detection circuit 188.

Ｉｐ１ドライブ回路１８１は、ポンピング電極１３１とポンピング電極１３２との間に第１ポンピング電流Ｉｐ１を供給するとともに、供給した第１ポンピング電流Ｉｐ１を検出する。   The Ip1 drive circuit 181 supplies the first pumping current Ip1 between the pumping electrode 131 and the pumping electrode 132, and detects the supplied first pumping current Ip1.

Ｖｓ検出回路１８２は、検知電極１４１と基準電極１４２との間の電圧Ｖｓを検出し、検出した結果を基準電圧比較回路１８３へ出力する。
基準電圧比較回路１８３は、基準電圧（例えば、４２５ｍＶ）とＶｓ検出回路１８２の出力（電圧Ｖｓ）とを比較し、比較結果をＩｐ１ドライブ回路１８１へ出力する。そしてＩｐ１ドライブ回路１８１は、電圧Ｖｓが基準電圧と等しくなるように、第１ポンピング電流Ｉｐ１の流れる向きと第１ポンピング電流Ｉｐ１の大きさとを制御するとともに、第１測定室１２１内の酸素濃度を、ＮＯｘが分解しない程度の所定値に調整する。 The Vs detection circuit 182 detects the voltage Vs between the detection electrode 141 and the reference electrode 142 and outputs the detected result to the reference voltage comparison circuit 183.
The reference voltage comparison circuit 183 compares the reference voltage (for example, 425 mV) with the output (voltage Vs) of the Vs detection circuit 182 and outputs the comparison result to the Ip1 drive circuit 181. The Ip1 drive circuit 181 controls the flow direction of the first pumping current Ip1 and the magnitude of the first pumping current Ip1 so that the voltage Vs becomes equal to the reference voltage, and also controls the oxygen concentration in the first measurement chamber 121. , And adjust to a predetermined value that does not decompose NOx.

Ｉｃｐ供給回路１８４は、検知電極１４１と基準電極１４２との間に微弱な電流Ｉｃｐを流す。これにより、酸素が第１測定室１２１から固体電解質層１１６を介して基準酸素室１４６に送り込まれるため、基準酸素室１４６は、基準となる所定の酸素濃度に設定される。   The Icp supply circuit 184 passes a weak current Icp between the detection electrode 141 and the reference electrode 142. As a result, oxygen is sent from the first measurement chamber 121 to the reference oxygen chamber 146 via the solid electrolyte layer 116, so that the reference oxygen chamber 146 is set to a predetermined oxygen concentration as a reference.

Ｖｐ２印加回路１８５は、ポンピング電極１５１とポンピング電極１５２との間に、一定電圧Ｖｐ２（例えば、４５０ｍＶ）を印加する。これにより、第２測定室１４８では、第２ポンピングセル１５０を構成するポンピング電極１５１，１５２の触媒作用によって、ＮＯｘが解離（還元）される。この解離により得られた酸素イオンがポンピング電極１５１とポンピング電極１５２との間の固体電解質層１１８を移動することにより第２ポンピング電流Ｉｐ２が流れる。Ｉｐ２検出回路１８６は、第２ポンピング電流Ｉｐ２を検出する。   The Vp2 application circuit 185 applies a constant voltage Vp2 (for example, 450 mV) between the pumping electrode 151 and the pumping electrode 152. Thereby, in the second measurement chamber 148, NOx is dissociated (reduced) by the catalytic action of the pumping electrodes 151 and 152 constituting the second pumping cell 150. Oxygen ions obtained by this dissociation move through the solid electrolyte layer 118 between the pumping electrode 151 and the pumping electrode 152, whereby the second pumping current Ip2 flows. The Ip2 detection circuit 186 detects the second pumping current Ip2.

ヒータ駆動回路１８７は、発熱抵抗体であるヒータ１６０の一端にヒータ通電用の正電圧を印加するともに、ヒータ１６０の他端にヒータ通電用の負電圧を印加することにより、ヒータ１６０を駆動する。   The heater driving circuit 187 drives the heater 160 by applying a positive voltage for energizing the heater to one end of the heater 160 that is a heating resistor and applying a negative voltage for energizing the heater to the other end of the heater 160. .

起電力検出回路１８８は、検知電極１７２と基準電極１７３との間の起電力を検出する。
マイコン１９０は、ＣＰＵ１９１、ＲＯＭ１９２、ＲＡＭ１９３および信号入出力部１９４を備える。 The electromotive force detection circuit 188 detects an electromotive force between the detection electrode 172 and the reference electrode 173.
The microcomputer 190 includes a CPU 191, a ROM 192, a RAM 193, and a signal input / output unit 194.

ＣＰＵ１９１は、ＲＯＭ１９２に記憶されたプログラムに基づいて、上流マルチガスセンサ６を制御するための処理を実行する。信号入出力部１９４は、Ｉｐ１ドライブ回路１８１、Ｖｓ検出回路１８２、Ｉｐ２検出回路１８６、ヒータ駆動回路１８７および起電力検出回路１８８に接続される。   The CPU 191 executes processing for controlling the upstream multi-gas sensor 6 based on a program stored in the ROM 192. The signal input / output unit 194 is connected to the Ip1 drive circuit 181, the Vs detection circuit 182, the Ip2 detection circuit 186, the heater drive circuit 187, and the electromotive force detection circuit 188.

ＣＰＵ１９１は、信号入出力部１９４を介して回路１８１，１８２，１８６，１８８から入力される信号に基づいて排気ガス中のＮＯｘ濃度とＮＯ２濃度を算出する。またＣＰＵ１９１は、信号入出力部１９４を介してヒータ駆動回路１８７へ駆動信号を出力することによりヒータ１６０を制御する。 CPU191 calculates the NOx concentration and NO 2 concentration in the exhaust gas based on the signal inputted from the circuit 181,182,186,188 via the signal input portion 194. The CPU 191 controls the heater 160 by outputting a drive signal to the heater drive circuit 187 via the signal input / output unit 194.

下流マルチガスセンサ８は、図４に示すように、ＮＯｘ検出部２０１と、アンモニア検出部２０２を備える。
ＮＯｘ検出部２０１は、固体電解質層１１２の代わりに固体電解質層２１２を備える点以外は、上流マルチガスセンサ６のＮＯｘ検出部１０１と同一である。固体電解質層２１２は、酸素イオン導電性を有するジルコニアを主体として形成されている。 As shown in FIG. 4, the downstream multi-gas sensor 8 includes a NOx detection unit 201 and an ammonia detection unit 202.
The NOx detector 201 is the same as the NOx detector 101 of the upstream multi-gas sensor 6 except that a solid electrolyte layer 212 is provided instead of the solid electrolyte layer 112. The solid electrolyte layer 212 is formed mainly of zirconia having oxygen ion conductivity.

アンモニア検出部２０２は、検知電極２２１と、基準電極２２２と、選択反応層２２３と、拡散層２２４を備える。
検知電極２２１と基準電極２２２は、図５に示すように、固体電解質層２１２の上において互いに離間するように配置される。検知電極２２１は、金を主成分とする材料で形成される。基準電極２２２は、白金を主成分とする材料で形成される。基準電極２２２よりも検知電極２２１の方がアンモニアとの反応性が高いため、検知電極２２１と基準電極２２２との間で起電力が生じる。 The ammonia detection unit 202 includes a detection electrode 221, a reference electrode 222, a selective reaction layer 223, and a diffusion layer 224.
As shown in FIG. 5, the detection electrode 221 and the reference electrode 222 are disposed on the solid electrolyte layer 212 so as to be separated from each other. The detection electrode 221 is formed of a material whose main component is gold. The reference electrode 222 is formed of a material whose main component is platinum. Since the detection electrode 221 is more reactive with ammonia than the reference electrode 222, an electromotive force is generated between the detection electrode 221 and the reference electrode 222.

選択反応層２２３は、金属酸化物を主成分として形成され、検知電極２２１と基準電極２２２を覆うようにして配置される。選択反応層２２３は、アンモニア以外の可燃性ガス成分を燃焼させる機能を有する。すなわち、アンモニア検出部２０２は、選択反応層２２３により、可燃性ガス成分の影響を受けずに排気ガス中のアンモニアを検出することができる。   The selective reaction layer 223 is formed using a metal oxide as a main component, and is disposed so as to cover the detection electrode 221 and the reference electrode 222. The selective reaction layer 223 has a function of burning combustible gas components other than ammonia. That is, the ammonia detection unit 202 can detect ammonia in the exhaust gas by the selective reaction layer 223 without being affected by the combustible gas component.

拡散層２２４は、多孔質材料で形成され、選択反応層２２３を覆うようにして配置される。拡散層２２４は、外部からアンモニア検出部２０２に流入する排気ガスの拡散速度を調整可能に構成される。   The diffusion layer 224 is made of a porous material and is disposed so as to cover the selective reaction layer 223. The diffusion layer 224 is configured to be able to adjust the diffusion rate of the exhaust gas flowing into the ammonia detection unit 202 from the outside.

図４に示すように、下流ガスセンサ制御装置９は、制御回路２３０と、マイコン１９０を備える。
制御回路２３０は、起電力検出回路１８８の代わりに起電力検出回路２３１を備える点が、上流ガスセンサ制御装置７の制御回路１８０と異なる。起電力検出回路２３１は、検知電極２２１と基準電極２２２との間の起電力（以下、アンモニア起電力ＥＭＦという）を検出し、検出結果を示す信号をマイコン１９０の信号入出力部１９４へ出力する。 As shown in FIG. 4, the downstream gas sensor control device 9 includes a control circuit 230 and a microcomputer 190.
The control circuit 230 is different from the control circuit 180 of the upstream gas sensor control device 7 in that an electromotive force detection circuit 231 is provided instead of the electromotive force detection circuit 188. The electromotive force detection circuit 231 detects an electromotive force (hereinafter referred to as ammonia electromotive force EMF) between the detection electrode 221 and the reference electrode 222, and outputs a signal indicating the detection result to the signal input / output unit 194 of the microcomputer 190. .

また、マイコン１９０のＲＯＭ１９２は、図６に示すように、「第１ポンピング電流（Ｉｐ１）−酸素濃度関係式」２４１と、「アンモニア濃度出力（起電力ＥＭＦ）−アンモニア濃度関係式」２４２と、「第２ポンピング電流（Ｉｐ２）−ＮＯ濃度関係式」２４３と、「負のアンモニア濃度出力−ＮＯ２濃度関係式」２４４と、「寄与第２ポンピング電流−ＮＯ濃度，ＮＯ２濃度関係式」２４５と、「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」２４６を記憶する。 Further, as shown in FIG. 6, the ROM 192 of the microcomputer 190 has a “first pumping current (Ip1) -oxygen concentration relational expression” 241, an “ammonia concentration output (electromotive force EMF) -ammonia concentration relational expression” 242, “Second Pumping Current (Ip2) —NO Concentration Relational Expression” 243, “Negative Ammonia Concentration Output—NO 2 Concentration Relational Expression” 244, “Contributing Second Pumping Current—NO Concentration, NO 2 Concentration Relational Expression” 245 "Ammonia concentration output-ammonia concentration relational expression" 246 is stored.

「第１ポンピング電流（Ｉｐ１）−酸素濃度関係式」２４１は、第１ポンピング電流（Ｉｐ１）と、排気ガス中の酸素濃度との関係式である。「第１ポンピング電流−酸素濃度関係式」２４１に基づき、排気ガス中の酸素濃度を算出することができる。   The “first pumping current (Ip1) -oxygen concentration relational expression” 241 is a relational expression between the first pumping current (Ip1) and the oxygen concentration in the exhaust gas. Based on the “first pumping current-oxygen concentration relational expression” 241, the oxygen concentration in the exhaust gas can be calculated.

「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」２４２は、酸素濃度別に複数設定されており、アンモニア検出部２０２のアンモニア濃度出力と、排気ガス中のアンモニア濃度との関係式である。この関係式に基づいて、排気ガス中の酸素濃度の影響を受けない正確なアンモニア濃度を算出することができる。   A plurality of “ammonia concentration output-ammonia concentration relational expressions” 242 are set for each oxygen concentration, and are relational expressions between the ammonia concentration output of the ammonia detector 202 and the ammonia concentration in the exhaust gas. Based on this relational expression, an accurate ammonia concentration that is not affected by the oxygen concentration in the exhaust gas can be calculated.

またマイコン１９０は、アンモニア濃度別に複数設定された「第２ポンピング電流（Ｉｐ２）−ＮＯ濃度関係式」２４３と、「負のアンモニア濃度出力−ＮＯ２濃度関係式」２４４と、「寄与第２ポンピング電流−ＮＯ濃度，ＮＯ２濃度関係式」２４５と、酸素濃度およびＮＯ２濃度別に複数設定された「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」２４６とを用いて、ＮＯ濃度、ＮＯ２濃度を算出する。 The microcomputer 190 has a plurality set by ammonia concentration "second pumping current (Ip2) -NO concentration relationship" 243, and "negative ammonia concentration output -NO 2 concentration relationship" 244, "the contribution second pumping NO concentration and NO 2 concentration are calculated using “current-NO concentration, NO 2 concentration relational expression” 245 and “ammonia concentration output-ammonia concentration relational expression” 246 set for each of oxygen concentration and NO 2 concentration. .

なお、ＮＯ濃度、ＮＯ２濃度を演算するための公知の手法は、例えば、特開２０１１−０７５５４６号公報に記載されているため、ここでの詳細説明は省略する。
また、上流ガスセンサ制御装置７のマイコン１９０は、上流ガス濃度算出処理を実行する。 Incidentally, a known method for calculating the NO concentration, NO 2 concentration, for example, because it is described in JP 2011-075546, the detailed description thereof is omitted here.
Further, the microcomputer 190 of the upstream gas sensor control device 7 executes upstream gas concentration calculation processing.

ここで、上流ガス濃度算出処理の手順を説明する。この上流ガス濃度算出処理は、上流ガスセンサ制御装置７のマイコン１９０が起動した直後に、その処理を開始する。
この上流ガス濃度算出処理が実行されると、マイコン１９０のＣＰＵ１９１は、図７に示すように、まずＳ１０にて、発熱抵抗体であるヒータ１６０への通電を指示するヒータ・オン信号のヒータ駆動回路１８７への出力を開始する。これにより、ヒータ１６０の通電が開始され、ヒータ１６０が上流マルチガスセンサ６を加熱する。 Here, the procedure of the upstream gas concentration calculation process will be described. This upstream gas concentration calculation process starts immediately after the microcomputer 190 of the upstream gas sensor control device 7 is activated.
When this upstream gas concentration calculation process is executed, the CPU 191 of the microcomputer 190 firstly, as shown in FIG. 7, in S10, the heater drive of the heater-on signal instructing the energization of the heater 160, which is a heating resistor, is performed. The output to the circuit 187 is started. Thereby, energization of the heater 160 is started, and the heater 160 heats the upstream multi-gas sensor 6.

そしてＳ２０にて、上流マルチガスセンサ６が活性化したか否かを判断する。具体的には、上流マルチガスセンサ６が活性化温度に達した場合に、活性化したと判断する。ここで、上流マルチガスセンサ６が活性化していない場合には（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ２０の処理を繰り返すことにより、上流マルチガスセンサ６が活性化するまで待機する。そして、上流マルチガスセンサ６が活性化すると（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ３０にて、第１ポンピング電流Ｉｐ１および第２ポンピング電流Ｉｐ２の値に基づいて、排気ガス中のＮＯｘ濃度を算出する。ポンピング電流Ｉｐ１，Ｉｐ２の値に基づきＮＯｘ濃度を算出する手法は、特開平１１−７２４７８号公報にて公知であるため、説明を省略する。   In S20, it is determined whether or not the upstream multi-gas sensor 6 has been activated. Specifically, it is determined that the upstream multi-gas sensor 6 has been activated when the activation temperature has been reached. If the upstream multi-gas sensor 6 is not activated (S20: NO), the process of S20 is repeated to wait until the upstream multi-gas sensor 6 is activated. When the upstream multi-gas sensor 6 is activated (S20: YES), the NOx concentration in the exhaust gas is calculated based on the values of the first pumping current Ip1 and the second pumping current Ip2 in S30. Since a method for calculating the NOx concentration based on the values of the pumping currents Ip1 and Ip2 is known in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-72478, description thereof is omitted.

次にＳ４０にて、第１ポンピング電流Ｉｐ１および起電力の値に基づいて、排気ガス中のＮＯ２濃度を算出する。第１ポンピング電流Ｉｐ１および起電力の値に基づきＮＯ２濃度を算出する手法は、特開２０１４−６２５４１号公報にて公知であるため、説明を省略する。 Next, in S40, the NO 2 concentration in the exhaust gas is calculated based on the first pumping current Ip1 and the value of the electromotive force. A method for calculating the NO 2 concentration based on the first pumping current Ip1 and the value of the electromotive force is known in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-62541, and thus the description thereof is omitted.

さらにＳ５０にて、排気ガス中のＮＯ濃度を算出し、Ｓ３０に移行する。具体的には、Ｓ３０で算出したＮＯｘ濃度から、Ｓ４０で算出したＮＯ２濃度を減算し、この減算値をＮＯ濃度とする。 Further, in S50, the NO concentration in the exhaust gas is calculated, and the process proceeds to S30. Specifically, the NOx concentration calculated in S30, by subtracting the NO 2 concentration calculated in S40, the the subtraction value and the NO concentration.

また、下流ガスセンサ制御装置９のマイコン１９０は、下流ガス濃度算出処理を実行する。
ここで、下流ガス濃度算出処理の手順を説明する。この下流ガス濃度算出処理は、下流ガスセンサ制御装置９のマイコン１９０が起動した直後に、その処理を開始する。 Further, the microcomputer 190 of the downstream gas sensor control device 9 executes downstream gas concentration calculation processing.
Here, the procedure of the downstream gas concentration calculation process will be described. This downstream gas concentration calculation process starts immediately after the microcomputer 190 of the downstream gas sensor control device 9 is activated.

この下流ガス濃度算出処理が実行されると、マイコン１９０のＣＰＵ１９１は、図８に示すように、まずＳ１１０にて、Ｓ１０と同様にして、ヒータ・オン信号のヒータ駆動回路１８７への出力を開始する。これにより、ヒータ１６０の通電が開始され、ヒータ１６０が下流マルチガスセンサ８を加熱する。   When this downstream gas concentration calculation process is executed, the CPU 191 of the microcomputer 190 starts outputting a heater-on signal to the heater drive circuit 187 in S110, as in S10, as shown in FIG. To do. Thereby, energization of the heater 160 is started, and the heater 160 heats the downstream multi-gas sensor 8.

そしてＳ１２０にて、Ｓ２０と同様にして、下流マルチガスセンサ８が活性化したか否かを判断する。ここで、下流マルチガスセンサ８が活性化していない場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）、Ｓ１２０の処理を繰り返すことにより、下流マルチガスセンサ８が活性化するまで待機する。そして、下流マルチガスセンサ８が活性化すると（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、Ｓ１３０にて、上述のように、「第１ポンピング電流（Ｉｐ１）−酸素濃度関係式」２４１と「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」２４２に基づいて、アンモニア濃度を算出する。   In S120, it is determined whether the downstream multi-gas sensor 8 has been activated in the same manner as in S20. Here, when the downstream multi-gas sensor 8 is not activated (S120: NO), the process of S120 is repeated to wait until the downstream multi-gas sensor 8 is activated. When the downstream multi-gas sensor 8 is activated (S120: YES), in S130, as described above, "first pumping current (Ip1) -oxygen concentration relational expression" 241 and "ammonia concentration output-ammonia concentration relational expression" Based on 242, the ammonia concentration is calculated.

次にＳ１４０にて、上述のように、「第２ポンピング電流（Ｉｐ２）−ＮＯ濃度関係式」２４３、「負のアンモニア濃度出力−ＮＯ２濃度関係式」２４４、「寄与第２ポンピング電流−ＮＯ濃度，ＮＯ２濃度関係式」２４５、および「アンモニア濃度出力−アンモニア濃度関係式」２４６を用いて、ＮＯ濃度とＮＯ２濃度を算出して、Ｓ１３０に移行する。 Next, in S140, as described above, "second pumping current (Ip2) -NO concentration relationship" 243, "negative ammonia concentration output -NO 2 concentration relationship" 244, "the contribution second pumping current -NO The concentration and NO 2 concentration relational expression “245” and the “ammonia concentration output−ammonia concentration relational expression” 246 are used to calculate the NO concentration and the NO 2 concentration, and the process proceeds to S130.

また浄化制御装置１２は、尿素水インジェクタ５による尿素水の噴射を制御する噴射制御処理を実行する。
ここで、噴射制御処理の手順を説明する。この噴射制御処理は、浄化制御装置１２の動作中において一定時間（例えば、１０ｍｓ）毎に繰り返し実行される処理である。 Further, the purification control device 12 executes an injection control process for controlling the urea water injection by the urea water injector 5.
Here, the procedure of the injection control process will be described. This injection control process is a process that is repeatedly executed at regular intervals (for example, 10 ms) during the operation of the purification control device 12.

この噴射制御処理が実行されると、浄化制御装置１２のＣＰＵ２１は、図９に示すように、まずＳ２１０にて、入力パラメータを取得する処理を行う。入力パラメータは、具体的には、上流ガス温度、下流ガス温度、排気ガス流量、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯｘ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度を示す情報である。 When this injection control process is executed, the CPU 21 of the purification control apparatus 12 first performs a process of acquiring input parameters in S210 as shown in FIG. Specifically, the input parameter is information indicating upstream gas temperature, downstream gas temperature, exhaust gas flow rate, upstream NO concentration, upstream NO 2 concentration, downstream NOx concentration, downstream NO 2 concentration, and downstream ammonia concentration.

ＣＰＵ２１は、上流温度センサ１０から入力される上流ガス温度信号により、上流ガス温度を示す情報（以下、上流ガス温度情報という）を取得する。ＣＰＵ２１は、下流温度センサ１１から入力される下流ガス温度信号により、下流ガス温度を示す情報（以下、下流ガス温度情報という）を取得する。ＣＰＵ２１は、電子制御装置５３との間で行われる通信により、排気ガス流量を示す情報（以下、排気ガス流量情報という）を取得する。ＣＰＵ２１は、上流ガスセンサ制御装置７との間で行われる通信により、上流ＮＯ濃度を示す情報（以下、上流ＮＯ濃度情報という）と、上流ＮＯ２濃度を示す情報（以下、上流ＮＯ２濃度情報という）を取得する。ＣＰＵ２１は、下流ガスセンサ制御装置９との間で行われる通信により、下流ＮＯｘ濃度を示す情報（以下、下流ＮＯｘ濃度情報という）と、下流ＮＯ２濃度を示す情報（以下、下流ＮＯ２濃度情報という）と、下流アンモニア濃度を示す情報（以下、下流アンモニア濃度情報という）を取得する。 The CPU 21 acquires information indicating the upstream gas temperature (hereinafter referred to as upstream gas temperature information) from the upstream gas temperature signal input from the upstream temperature sensor 10. The CPU 21 acquires information indicating the downstream gas temperature (hereinafter referred to as downstream gas temperature information) from the downstream gas temperature signal input from the downstream temperature sensor 11. The CPU 21 acquires information indicating the exhaust gas flow rate (hereinafter referred to as exhaust gas flow rate information) through communication performed with the electronic control unit 53. The CPU 21 communicates with the upstream gas sensor control device 7 to indicate information indicating upstream NO concentration (hereinafter referred to as upstream NO concentration information) and information indicating upstream NO 2 concentration (hereinafter referred to as upstream NO 2 concentration information). ) To get. The CPU 21 communicates with the downstream gas sensor control device 9 to provide information indicating downstream NOx concentration (hereinafter referred to as downstream NOx concentration information) and information indicating downstream NO 2 concentration (hereinafter referred to as downstream NO 2 concentration information). ) And information indicating the downstream ammonia concentration (hereinafter referred to as downstream ammonia concentration information).

そしてＳ２２０にて、ＳＣＲ触媒４に吸蔵されるアンモニアの量の目標値（以下、目標吸蔵量という）を設定する。Ｓ２２０では、まず、Ｓ２１０で取得した上流ガス温度情報と下流ガス温度情報とに基づいて、上流ガス温度と下流ガス温度との平均を、ＳＣＲ触媒４の温度（以下、ＳＣＲ触媒温度という）として算出する。次に、算出されたＳＣＲ触媒温度を用いて、ＳＣＲ触媒温度と目標吸蔵量との対応関係が予め設定された目標吸蔵量設定マップを参照することにより目標吸蔵量を設定する。目標吸蔵量設定マップは、ＲＯＭ２２に記憶されている。   In S220, a target value of the amount of ammonia stored in the SCR catalyst 4 (hereinafter referred to as a target storage amount) is set. In S220, first, the average of the upstream gas temperature and the downstream gas temperature is calculated as the temperature of the SCR catalyst 4 (hereinafter referred to as the SCR catalyst temperature) based on the upstream gas temperature information and the downstream gas temperature information acquired in S210. To do. Next, using the calculated SCR catalyst temperature, the target storage amount is set by referring to a target storage amount setting map in which the correspondence relationship between the SCR catalyst temperature and the target storage amount is set in advance. The target storage amount setting map is stored in the ROM 22.

またＳ２３０にて、Ｓ２１０で取得した排気ガス流量情報、上流ＮＯ濃度情報、上流ＮＯ２濃度情報、下流ＮＯｘ濃度情報、下流ＮＯ２濃度情報および下流アンモニア濃度情報と、尿素噴射量とに基づいて、ＳＣＲ触媒４に吸蔵されているアンモニアの量（以下、アンモニア吸蔵量という）を推定する。尿素噴射量は、後述のＳ２４０の処理で算出される。Ｓ２３０では、Ｓ２４０で算出された最新の尿素噴射量の値が用いられる。 In S230, based on the exhaust gas flow rate information, upstream NO concentration information, upstream NO 2 concentration information, downstream NOx concentration information, downstream NO 2 concentration information and downstream ammonia concentration information acquired in S210, and the urea injection amount, The amount of ammonia stored in the SCR catalyst 4 (hereinafter referred to as ammonia storage amount) is estimated. The urea injection amount is calculated by the process of S240 described later. In S230, the latest urea injection amount value calculated in S240 is used.

具体的には、図１０に示すように、尿素噴射量から、浄化使用量と、スリップしたアンモニアの量とを差し引くことで、アンモニア吸蔵量を算出する。浄化使用量は、ＳＣＲ触媒４においてＮＯとＮＯ２を浄化するために使用したアンモニアの量であり、以下の式（１），（２），（３）に示す反応式を用いて算出される。 Specifically, as shown in FIG. 10, the ammonia storage amount is calculated by subtracting the purification usage amount and the slipped ammonia amount from the urea injection amount. The purification usage amount is the amount of ammonia used to purify NO and NO 2 in the SCR catalyst 4, and is calculated using the reaction formulas shown in the following equations (1), (2), and (3). .

次に、アンモニア吸蔵量の算出方法を具体例を挙げて説明する。
例えば、Ｓ２１０で取得した排気ガス流量情報が示す排気ガス流量は、５．５２３８［ｇ／ｓ］とする。Ｓ２１０で取得した上流ＮＯ濃度情報が示す上流ＮＯ濃度は、１４．５［ｐｐｍ］とする。Ｓ２１０で取得した上流ＮＯ２濃度情報が示す上流ＮＯ２濃度は、４１．５［ｐｐｍ］とする。Ｓ２１０で取得した下流ＮＯｘ濃度情報が示す下流ＮＯｘ濃度は、２０．０［ｐｐｍ］とする。Ｓ２１０で取得した下流ＮＯ２濃度情報が示す下流ＮＯ２濃度は、５．０［ｐｐｍ］とする。Ｓ２１０で取得した下流アンモニア濃度情報が示す下流アンモニア濃度は、１４．５［ｐｐｍ］とする。Ｓ２４０で算出された最新の尿素噴射量は０．１９５［ｇ／ｓ］とする。 Next, a method for calculating the ammonia storage amount will be described with a specific example.
For example, the exhaust gas flow rate indicated by the exhaust gas flow rate information acquired in S210 is 5.5238 [g / s]. The upstream NO concentration indicated by the upstream NO concentration information acquired in S210 is 14.5 [ppm]. Upstream NO 2 concentration indicated by the acquired upstream NO 2 concentration information in S210 shall be 41.5 [ppm]. The downstream NOx concentration indicated by the downstream NOx concentration information acquired in S210 is 20.0 [ppm]. Downstream NO 2 concentration indicated by the acquired downstream NO 2 concentration information in S210 is a 5.0 [ppm]. The downstream ammonia concentration indicated by the downstream ammonia concentration information acquired in S210 is 14.5 [ppm]. The latest urea injection amount calculated in S240 is 0.195 [g / s].

まず、下式（４）に示すように、尿素噴射量から、１秒当りのＮＨ３モル濃度を算出する。式（４）の「０．３２５」は、尿素に含まれるアンモニアの割合を示す。式（４）の「６０」は、尿素のモル質量を示す。 First, as shown in the following equation (4), the NH 3 molar concentration per second is calculated from the urea injection amount. “0.325” in the formula (4) indicates the ratio of ammonia contained in urea. “60” in formula (4) indicates the molar mass of urea.

そして、下式（５）に示すように、１秒当りのＮＨ３モル濃度から、式（１）が示す反応で必要な尿素モル濃度を算出する。 Then, as shown in the following formula (5), the urea molar concentration necessary for the reaction represented by the formula (1) is calculated from the NH 3 molar concentration per second.

さらに、反応式（１），（２），（３）に従って演算を行う。
まず、上流ＮＯ濃度と上流ＮＯ２濃度とを比較すると、上流ＮＯ濃度が上流ＮＯ２濃度より低いため、反応式（１）ではＮＯが全て反応する。このため、反応式（１）で使用されるＮＨ３モル濃度Ａは、下式（６）で表される。 Further, the calculation is performed according to the reaction formulas (1), (2), and (3).
First, when comparing the upstream NO concentration and the upstream NO 2 concentration, since the upstream NO concentration is lower than the upstream NO 2 concentration, all NO reacts in the reaction formula (1). Therefore, the NH 3 molar concentration A used in the reaction formula (1) is expressed by the following formula (6).

上流からＳＣＲ触媒４に流入するＮＯは全て、反応式（１）で反応したため、反応式（２）で反応するＮＯは０である。つまり、上流ＮＯ濃度が上流ＮＯ２濃度より低い場合には、下式（７）に示すように、反応式（２）においてＮＯ浄化に必要なＮＨ３モル濃度Ｂは、０となる。 Since all the NO flowing into the SCR catalyst 4 from the upstream has reacted according to the reaction formula (1), the NO reacting with the reaction formula (2) is zero. That is, when the upstream NO concentration is lower than the upstream NO 2 concentration, the NH 3 molar concentration B required for NO purification in the reaction equation (2) becomes 0 as shown in the following equation (7).

そして、反応式（１）で反応できなかったＮＯ２は反応式（３）で反応する。このため、反応式（３）でＮＯ２浄化に必要なＮＨ３モル濃度Ｃは、下式（８）で表される。 And NO 2 which could not be reacted in the reaction formula (1) reacts in the reaction formula (3). For this reason, NH 3 molar concentration C required for NO 2 purification in the reaction formula (3) is represented by the following formula (8).

次に、下流ＮＯ濃度と下流ＮＯ２濃度とを比較すると、下流ＮＯ２濃度が下流ＮＯ濃度より低いため、反応式（１）ではＮＯ２が全て反応する。下流ＮＯ濃度は、下式（９）に示すように、下流ＮＯｘ濃度から下流ＮＯ２濃度を減算することにより算出される。 Next, when the downstream NO concentration and the downstream NO 2 concentration are compared, the downstream NO 2 concentration is lower than the downstream NO concentration, and therefore all NO 2 reacts in the reaction formula (1). The downstream NO concentration is calculated by subtracting the downstream NO 2 concentration from the downstream NOx concentration as shown in the following equation (9).

下流ＮＯ濃度［ｐｐｍ］＝２０．０−５．０＝１５．０ ・・・（９）
このため、反応式（１）でスリップしたＮＯｘを浄化したとして必要なＮＨ３モル濃度Ｄは、下式（１０）で表される。 Downstream NO concentration [ppm] = 20.0−5.0 = 15.0 (9)
For this reason, the NH 3 molar concentration D required for purifying NOx slipped in the reaction formula (1) is expressed by the following formula (10).

下流でスリップしたＮＯの浄化に必要なＮＨ３の量は、反応式（２）でスリップしたＮｏを浄化したとして必要なＮＨ３モル濃度Ｅとして、下式（１１）で表される。 The amount of NH 3 required for purification of NO slipped downstream is expressed by the following formula (11) as NH 3 molar concentration E necessary for purifying No slipped by the reaction formula (2).

下流ＮＯ２は全て、反応式（１）で反応するため、反応式（３）で反応するＮＯ２は０である。つまり、下流ＮＯ２濃度が下流ＮＯ濃度より低い場合には、下式（１２）に示すように、反応式（３）においてＮＯ２浄化に必要なＮＨ３モル濃度Ｆは、０となる。 All downstream NO 2 is to react in the reaction formula (1), NO 2 react in the reaction formula (3) is zero. That is, when the downstream NO 2 concentration is lower than the downstream NO concentration, as shown in the following equation (12), the NH 3 molar concentration F required for NO 2 purification in the reaction equation (3) becomes zero.

以上より、今回のアンモニア残量は、下式（１３）で表される。   From the above, the current ammonia remaining amount is expressed by the following equation (13).

したがって、アンモニア吸蔵量は、下式（１４）で表される。   Therefore, the ammonia storage amount is expressed by the following formula (14).

Ｓ２３０にてアンモニア吸蔵量の推定が完了すると、図９に示すように、Ｓ２４０にて、Ｓ２３０で推定したアンモニア吸蔵量が、Ｓ２２０で設定した目標吸蔵量に一致するように、尿素噴射量を算出する。そしてＳ２５０にて、Ｓ２４０で算出した尿素噴射量に基づいて、噴射周期と一回当りの噴射時間とを設定し、尿素水インジェクタ５による尿素水の噴射を制御し、噴射制御処理を一旦終了する。   When the estimation of the ammonia storage amount is completed in S230, the urea injection amount is calculated so that the ammonia storage amount estimated in S230 matches the target storage amount set in S220 in S240, as shown in FIG. To do. In S250, based on the urea injection amount calculated in S240, the injection cycle and the injection time per time are set, the urea water injection by the urea water injector 5 is controlled, and the injection control process is temporarily terminated. .

このように構成された浄化制御装置１２は、ディーゼルエンジン５１から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するためにディーゼルエンジン５１の排気管５２に設置されるＳＣＲ触媒４に吸蔵されるアンモニアの量（すなわち、アンモニア吸蔵量）を推定し、ＳＣＲ触媒４へ還元剤としてアンモニアを供給する尿素水インジェクタ５を制御する。   The purification control device 12 configured in this way is used to remove ammonia stored in the SCR catalyst 4 installed in the exhaust pipe 52 of the diesel engine 51 in order to purify NOx contained in the exhaust gas discharged from the diesel engine 51. The amount (that is, the amount of occluded ammonia) is estimated, and the urea water injector 5 that supplies ammonia as a reducing agent to the SCR catalyst 4 is controlled.

浄化制御装置１２は、上流ＮＯ濃度情報、上流ＮＯ２濃度情報、下流ＮＯｘ濃度情報、下流ＮＯ２濃度情報および下流アンモニア濃度情報を取得する（Ｓ２１０）。
また浄化制御装置１２は、尿素噴射量を取得する（Ｓ２４０）。 The purification control device 12 acquires upstream NO concentration information, upstream NO 2 concentration information, downstream NOx concentration information, downstream NO 2 concentration information, and downstream ammonia concentration information (S210).
Further, the purification control device 12 acquires the urea injection amount (S240).

また浄化制御装置１２は、取得した上流ＮＯ濃度情報、上流ＮＯ２濃度情報、下流ＮＯｘ濃度情報、下流ＮＯ２濃度情報および下流アンモニア濃度情報と、取得した尿素噴射量と、ＳＣＲ触媒４を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式（１），（２），（３）とを用いて、アンモニア吸蔵量を推定する（Ｓ２３０）。 Further, the purification control device 12 uses the acquired upstream NO concentration information, upstream NO 2 concentration information, downstream NOx concentration information, downstream NO 2 concentration information and downstream ammonia concentration information, the acquired urea injection amount, and the SCR catalyst 4. The ammonia occlusion amount is estimated using reaction formulas (1), (2), and (3) indicating a reaction for reducing NOx (S230).

そして浄化制御装置１２は、推定されたアンモニア吸蔵量を用いて、尿素水インジェクタ５による尿素水の供給量を制御する（Ｓ２５０）。
このように浄化制御装置１２は、上流ＮＯ濃度情報、上流ＮＯ２濃度情報、下流ＮＯｘ濃度情報、下流ＮＯ２濃度情報および下流アンモニア濃度情報を取得することにより、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度を特定することができる。また浄化制御装置１２は、尿素噴射量を取得することにより、ＳＣＲ触媒４へ供給されるアンモニアの量を特定することができる。 Then, the purification control device 12 controls the amount of urea water supplied by the urea water injector 5 using the estimated ammonia storage amount (S250).
In this way, the purification control device 12 acquires the upstream NO concentration, the upstream NO 2 concentration information, the upstream NO 2 concentration information, the downstream NOx concentration information, the downstream NO 2 concentration information, and the downstream ammonia concentration information, thereby obtaining the upstream NO concentration, the upstream NO 2 concentration, The downstream NO concentration, the downstream NO 2 concentration, and the downstream ammonia concentration can be specified. The purification control device 12 can specify the amount of ammonia supplied to the SCR catalyst 4 by acquiring the urea injection amount.

そして浄化制御装置１２は、ＳＣＲ触媒４を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式（１），（２），（３）を用いて、アンモニア吸蔵量を推定する。ＳＣＲ触媒４を用いてＮＯｘを還元する反応は、アンモニアと、ＮＯおよびＮＯ２の少なくとも一方の反応である。このため、浄化制御装置１２は、上流ＮＯ濃度、上流ＮＯ２濃度、下流ＮＯ濃度および下流ＮＯ２濃度に基づいて、ＮＯおよびＮＯ２と反応したアンモニアの量を算出することができる。また浄化制御装置１２は、ＳＣＲ触媒４へ供給されるアンモニアの量と、下流アンモニア濃度に基づいて、ＳＣＲ触媒４に吸蔵されなかったアンモニアの量を算出することができる。このように、浄化制御装置１２は、ＳＣＲ触媒４の上流側と下流側との両方でＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの量を特定した上で反応式（１），（２），（３）を用いてアンモニア吸蔵量を算出するため、アンモニア吸蔵量の推定精度を向上させることができる。 Then, the purification control device 12 estimates the ammonia occlusion amount by using the reaction formulas (1), (2), and (3) showing the reaction of reducing NOx using the SCR catalyst 4. The reaction of reducing NOx using SCR catalyst 4, the ammonia, at least one of the reactions of NO and NO 2. For this reason, the purification control device 12 can calculate the amount of ammonia that has reacted with NO and NO 2 based on the upstream NO concentration, the upstream NO 2 concentration, the downstream NO concentration, and the downstream NO 2 concentration. Further, the purification control device 12 can calculate the amount of ammonia not occluded in the SCR catalyst 4 based on the amount of ammonia supplied to the SCR catalyst 4 and the downstream ammonia concentration. As described above, the purification control device 12 specifies the amounts of NO, NO 2, and ammonia on both the upstream side and the downstream side of the SCR catalyst 4 and then sets the reaction formulas (1), (2), and (3). Since the ammonia occlusion amount is used to calculate, the estimation accuracy of the ammonia occlusion amount can be improved.

また浄化制御装置１２は、ＮＯｘ検出部１０１と、ＮＯ２検出部１０２と、ＮＯｘ検出部２０１と、アンモニア検出部２０２と、上流ガスセンサ制御装置７と、下流ガスセンサ制御装置９とを備える。上流ガスセンサ制御装置７は、上流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯ２濃度とに基づいて、上流ＮＯ濃度を算出する（Ｓ５０）。下流ガスセンサ制御装置９は、下流ＮＯｘ濃度と下流アンモニア濃度とに基づいて、下流ＮＯ濃度および下流ＮＯ２濃度を算出する（Ｓ１４０）。そして浄化制御装置１２では、ＮＯｘ検出部１０１とＮＯ２検出部１０２、および、ＮＯｘ検出部２０１とアンモニア検出部２０２がそれぞれ、一体型の上流マルチガスセンサ６および下流マルチガスセンサ８として構成されている。 The purification control device 12 includes a NOx detection unit 101, a NO 2 detection unit 102, a NOx detection unit 201, an ammonia detection unit 202, an upstream gas sensor control device 7, and a downstream gas sensor control device 9. The upstream gas sensor control device 7 calculates the upstream NO concentration based on the upstream NOx concentration and the upstream NO 2 concentration (S50). The downstream gas sensor control device 9 calculates the downstream NO concentration and the downstream NO 2 concentration based on the downstream NOx concentration and the downstream ammonia concentration (S140). In the purification control device 12, the NOx detection unit 101 and the NO 2 detection unit 102, and the NOx detection unit 201 and the ammonia detection unit 202 are configured as an integrated upstream multi-gas sensor 6 and downstream multi-gas sensor 8, respectively.

これにより浄化制御装置１２は、ＮＯｘ検出部１０１とＮＯ２検出部１０２は、排気ガスの略同一領域におけるＮＯｘ濃度とＮＯ２濃度を検出することができる。すなわち、ＮＯｘ検出部１０１とＮＯ２検出部１０２とで、濃度検出を行う排気ガスの領域が異ならないようにすることができる。これにより浄化制御装置１２は、アンモニア吸蔵量の推定精度を更に向上させることができる。同様に浄化制御装置１２は、ＮＯｘ検出部２０１とアンモニア検出部２０２とで、濃度検出を行う排気ガスの領域が異ならないようにすることができる。これにより浄化制御装置１２は、アンモニア吸蔵量の推定精度を更に向上させることができる。 Thus purification controller 12, NOx detection section 101 and the NO 2 detecting section 102 can detect the NOx concentration and NO 2 concentration at substantially the same region of the exhaust gas. That is, it is possible to prevent the NOx detection unit 101 and the NO 2 detection unit 102 from having different exhaust gas regions for concentration detection. Thereby, the purification control apparatus 12 can further improve the estimation accuracy of the ammonia occlusion amount. Similarly, the purification control device 12 can prevent the NOx detection unit 201 and the ammonia detection unit 202 from having different exhaust gas regions for concentration detection. Thereby, the purification control apparatus 12 can further improve the estimation accuracy of the ammonia occlusion amount.

以上説明した実施形態において、浄化制御装置１２は本発明におけるアンモニア吸蔵量推定装置および浄化制御装置、ディーゼルエンジン５１は本発明における内燃機関、ＳＣＲ触媒４は本発明における選択還元触媒、尿素水インジェクタ５は本発明における尿素供給装置である。   In the embodiment described above, the purification control device 12 is the ammonia storage amount estimation device and purification control device in the present invention, the diesel engine 51 is the internal combustion engine in the present invention, the SCR catalyst 4 is the selective reduction catalyst in the present invention, and the urea water injector 5. Is a urea supply apparatus in the present invention.

また、Ｓ２１０の処理は本発明における第１情報取得手段および第１情報取得手順、Ｓ２４０の処理は本発明における第２情報取得手段および第２情報取得手順、Ｓ２３０の処理は本発明における吸蔵量推定手段および吸蔵量推定手順、Ｓ２５０の処理は本発明における供給制御手段および供給制御手順である。   Further, the process of S210 is the first information acquisition means and the first information acquisition procedure in the present invention, the process of S240 is the second information acquisition means and the second information acquisition procedure in the present invention, and the process of S230 is the storage amount estimation in the present invention. The means, the occlusion amount estimation procedure, and the processing of S250 are the supply control means and the supply control procedure in the present invention.

また、上流ＮＯ濃度情報、上流ＮＯ２濃度情報、下流ＮＯｘ濃度情報、下流ＮＯ２濃度情報および下流アンモニア濃度情報は本発明における第１濃度特定情報、Ｓ２４０で算出される尿素噴射量は本発明における第２濃度特定情報である。 Further, the upstream NO concentration information, the upstream NO 2 concentration information, the downstream NOx concentration information, the downstream NO 2 concentration information and the downstream ammonia concentration information are the first concentration specifying information in the present invention, and the urea injection amount calculated in S240 is in the present invention. Second density specifying information.

また、ＮＯｘ検出部１０１は本発明における上流ＮＯｘセンサ、ＮＯ２検出部１０２は本発明における上流ＮＯ２センサ、ＮＯｘ検出部２０１は本発明における下流ＮＯｘセンサ、アンモニア検出部２０２は本発明における下流アンモニアセンサ、Ｓ５０の処理は本発明における上流濃度算出手段、Ｓ１４０の処理は本発明における下流濃度算出手段である。 Further, the upstream NOx sensor in the NOx detection section 101 according to the present invention, the downstream ammonia in the NO 2 detecting section 102 is upstream NO 2 sensor, NOx detection section 201 in the present invention downstream NOx sensor, the ammonia detector 202 in the present invention present invention The processing of the sensor, S50 is upstream concentration calculation means in the present invention, and the processing of S140 is downstream concentration calculation means in the present invention.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態では、上流ガスセンサ制御装置７、下流ガスセンサ制御装置９および浄化制御装置１２を備えるものを示した。しかし、制御装置７，９，１２の代わりに、制御装置７，９，１２の機能を備えた一体型の制御装置を備えるようにしてもよい。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, As long as it belongs to the technical scope of this invention, a various form can be taken.
For example, in the said embodiment, what provided the upstream gas sensor control apparatus 7, the downstream gas sensor control apparatus 9, and the purification | cleaning control apparatus 12 was shown. However, instead of the control devices 7, 9, and 12, an integrated control device having the functions of the control devices 7, 9, and 12 may be provided.

１…尿素ＳＣＲシステム、４…ＳＣＲ触媒、５…尿素水インジェクタ、６…上流マルチガスセンサ、７…上流ガスセンサ制御装置、８…下流マルチガスセンサ、９…下流ガスセンサ制御装置、１２…浄化制御装置、１０１…ＮＯｘ検出部、１０２…ＮＯ２検出部、２０１…ＮＯｘ検出部、２０２…アンモニア検出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Urea SCR system, 4 ... SCR catalyst, 5 ... Urea water injector, 6 ... Upstream multi gas sensor, 7 ... Upstream gas sensor control apparatus, 8 ... Downstream multi gas sensor, 9 ... Downstream gas sensor control apparatus, 12 ... Purification control apparatus, 101 ... NOx detection section, 102 ... NO 2 detection section, 201 ... NOx detection section, 202 ... ammonia detector

Claims (5)

内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために前記内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒に吸蔵されるアンモニアの量であるアンモニア吸蔵量を推定するアンモニア吸蔵量推定装置であって、
前記選択還元触媒へ流入する前記排気ガスに含まれるＮＯおよびＮＯ２の濃度をそれぞれ上流ＮＯ濃度および上流ＮＯ２濃度とし、前記選択還元触媒から排出される前記排気ガスに含まれるＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの濃度をそれぞれ下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度として、前記上流ＮＯ濃度、前記上流ＮＯ２濃度、前記下流ＮＯ濃度、前記下流ＮＯ２濃度および前記下流アンモニア濃度を特定可能な情報である第１濃度特定情報を取得する第１情報取得手段と、
前記選択還元触媒へ流入するアンモニアの濃度を上流アンモニア濃度として、前記上流アンモニア濃度を特定可能な情報である第２濃度特定情報を取得する第２情報取得手段と、
前記第１情報取得手段が取得した前記第１濃度特定情報と、前記第２情報取得手段が取得した前記第２濃度特定情報と、前記選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、前記アンモニア吸蔵量を推定する吸蔵量推定手段とを備える
ことを特徴とするアンモニア吸蔵量推定装置。 An ammonia storage amount estimation device for estimating an ammonia storage amount that is an amount of ammonia stored in a selective reduction catalyst installed in an exhaust pipe of the internal combustion engine in order to purify NOx contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine Because
The concentrations of NO and NO 2 contained in the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst are defined as upstream NO concentration and upstream NO 2 concentration, respectively, and NO, NO 2 and NO contained in the exhaust gas discharged from the selective reduction catalyst each downstream NO concentration the concentration of ammonia, as a downstream NO 2 concentration and the downstream ammonia concentration, the upstream NO concentration, the upstream NO 2 concentration, said downstream NO concentration, the downstream NO 2 concentration and the downstream ammonia concentration identifiable information First information acquisition means for acquiring the first concentration specifying information,
Second information acquisition means for acquiring second concentration specifying information, which is information capable of specifying the upstream ammonia concentration, using the concentration of ammonia flowing into the selective reduction catalyst as the upstream ammonia concentration;
The first concentration specifying information acquired by the first information acquiring unit, the second concentration specifying information acquired by the second information acquiring unit, and a reaction formula showing a reaction of reducing NOx using the selective reduction catalyst And an occlusion amount estimating means for estimating the ammonia occlusion amount. 前記選択還元触媒へ流入する前記排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度である上流ＮＯｘ濃度を検出する上流ＮＯｘセンサと、
前記上流ＮＯ２濃度を検出する上流ＮＯ２センサと、
前記選択還元触媒から排出される前記排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度である下流ＮＯｘ濃度を検出する下流ＮＯｘセンサと、
前記下流アンモニア濃度を検出する下流アンモニアセンサと、
前記上流ＮＯｘ濃度と前記上流ＮＯ２濃度とに基づいて、前記上流ＮＯ濃度を算出する上流濃度算出手段と、
前記下流ＮＯｘ濃度と前記下流アンモニア濃度とに基づいて、前記下流ＮＯ濃度および前記下流ＮＯ２濃度を算出する下流濃度算出手段とを備え、
前記上流ＮＯｘセンサと前記上流ＮＯ２センサ、および、前記下流ＮＯｘセンサと前記下流アンモニアセンサの少なくとも一方が、一体型のガスセンサとして構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア吸蔵量推定装置。 An upstream NOx sensor that detects an upstream NOx concentration that is a concentration of NOx contained in the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst;
An upstream NO 2 sensor for detecting the upstream NO 2 concentration;
A downstream NOx sensor that detects a downstream NOx concentration that is a concentration of NOx contained in the exhaust gas discharged from the selective reduction catalyst;
A downstream ammonia sensor for detecting the downstream ammonia concentration;
Upstream concentration calculating means for calculating the upstream NO concentration based on the upstream NOx concentration and the upstream NO 2 concentration;
Downstream concentration calculation means for calculating the downstream NO concentration and the downstream NO 2 concentration based on the downstream NOx concentration and the downstream ammonia concentration;
The ammonia storage amount according to claim 1, wherein at least one of the upstream NOx sensor and the upstream NO 2 sensor, and the downstream NOx sensor and the downstream ammonia sensor is configured as an integrated gas sensor. Estimating device. 内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために前記内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒へ還元剤として尿素を供給する尿素供給装置を制御する浄化制御装置であって、
請求項１または請求項２に記載のアンモニア吸蔵量推定装置と、
前記アンモニア吸蔵量推定装置により推定されたアンモニア吸蔵量を用いて、前記尿素供給装置による尿素の供給量を制御する供給制御手段とを備える
ことを特徴とする浄化制御装置。 A purification control device that controls a urea supply device that supplies urea as a reducing agent to a selective reduction catalyst installed in an exhaust pipe of the internal combustion engine in order to purify NOx contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine. ,
The ammonia storage amount estimation device according to claim 1 or 2,
A purification control apparatus, comprising: a supply control unit configured to control a supply amount of urea by the urea supply device using the ammonia storage amount estimated by the ammonia storage amount estimation device. 内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために前記内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒に吸蔵されるアンモニアの量であるアンモニア吸蔵量を推定するアンモニア吸蔵量推定方法であって、
前記選択還元触媒へ流入する前記排気ガスに含まれるＮＯおよびＮＯ２の濃度をそれぞれ上流ＮＯ濃度および上流ＮＯ２濃度とし、前記選択還元触媒から排出される前記排気ガスに含まれるＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの濃度をそれぞれ下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度として、前記上流ＮＯ濃度、前記上流ＮＯ２濃度、前記下流ＮＯ濃度、前記下流ＮＯ２濃度および前記下流アンモニア濃度を特定可能な情報である第１濃度特定情報を取得する第１情報取得手順と、
前記選択還元触媒へ流入するアンモニアの濃度を上流アンモニア濃度として、前記上流アンモニア濃度を特定可能な情報である第２濃度特定情報を取得する第２情報取得手順と、
前記第１情報取得手順が取得した前記第１濃度特定情報と、前記第２情報取得手順が取得した前記第２濃度特定情報と、前記選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、前記アンモニア吸蔵量を推定する吸蔵量推定手順とを備える
ことを特徴とするアンモニア吸蔵量推定方法。 An ammonia storage amount estimation method for estimating an ammonia storage amount that is an amount of ammonia stored in a selective reduction catalyst installed in an exhaust pipe of the internal combustion engine in order to purify NOx contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine Because
The concentrations of NO and NO 2 contained in the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst are defined as upstream NO concentration and upstream NO 2 concentration, respectively, and NO, NO 2 and NO contained in the exhaust gas discharged from the selective reduction catalyst each downstream NO concentration the concentration of ammonia, as a downstream NO 2 concentration and the downstream ammonia concentration, the upstream NO concentration, the upstream NO 2 concentration, said downstream NO concentration, the downstream NO 2 concentration and the downstream ammonia concentration identifiable information A first information acquisition procedure for acquiring the first concentration specifying information,
A second information acquisition procedure for acquiring second concentration specifying information, which is information capable of specifying the upstream ammonia concentration, using the concentration of ammonia flowing into the selective reduction catalyst as an upstream ammonia concentration;
Reaction formula showing reaction for reducing NOx using the first concentration specifying information acquired by the first information acquiring procedure, the second concentration specifying information acquired by the second information acquiring procedure, and the selective reduction catalyst And a storage amount estimation procedure for estimating the storage amount of ammonia. 内燃機関から排出される排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化するために前記内燃機関の排気管に設置される選択還元触媒へ還元剤としてアンモニアを供給する尿素供給装置を制御する浄化制御方法であって、
前記選択還元触媒へ流入する前記排気ガスに含まれるＮＯおよびＮＯ２の濃度をそれぞれ上流ＮＯ濃度および上流ＮＯ２濃度とし、前記選択還元触媒から排出される前記排気ガスに含まれるＮＯ、ＮＯ２およびアンモニアの濃度をそれぞれ下流ＮＯ濃度、下流ＮＯ２濃度および下流アンモニア濃度として、前記上流ＮＯ濃度、前記上流ＮＯ２濃度、前記下流ＮＯ濃度、前記下流ＮＯ２濃度および前記下流アンモニア濃度を特定可能な情報である第１濃度特定情報を取得する第１情報取得手順と、
前記選択還元触媒へ流入するアンモニアの濃度を上流アンモニア濃度として、前記上流アンモニア濃度を特定可能な情報である第２濃度特定情報を取得する第２情報取得手順と、
前記第１情報取得手順が取得した前記第１濃度特定情報と、前記第２情報取得手順が取得した前記第２濃度特定情報と、前記選択還元触媒を用いてＮＯｘを還元する反応を示す反応式とを用いて、前記選択還元触媒に吸蔵されるアンモニアの量であるアンモニア吸蔵量を推定する吸蔵量推定手順と、
前記吸蔵量推定手順により推定された前記アンモニア吸蔵量を用いて、前記尿素供給装置による尿素の供給量を制御する供給制御手順とを備える
ことを特徴とする浄化制御方法。 A purification control method for controlling a urea supply device that supplies ammonia as a reducing agent to a selective reduction catalyst installed in an exhaust pipe of the internal combustion engine in order to purify NOx contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine. ,
The concentrations of NO and NO 2 contained in the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst are defined as upstream NO concentration and upstream NO 2 concentration, respectively, and NO, NO 2 and NO contained in the exhaust gas discharged from the selective reduction catalyst each downstream NO concentration the concentration of ammonia, as a downstream NO 2 concentration and the downstream ammonia concentration, the upstream NO concentration, the upstream NO 2 concentration, said downstream NO concentration, the downstream NO 2 concentration and the downstream ammonia concentration identifiable information A first information acquisition procedure for acquiring the first concentration specifying information,
A second information acquisition procedure for acquiring second concentration specifying information, which is information capable of specifying the upstream ammonia concentration, using the concentration of ammonia flowing into the selective reduction catalyst as an upstream ammonia concentration;
Reaction formula showing reaction for reducing NOx using the first concentration specifying information acquired by the first information acquiring procedure, the second concentration specifying information acquired by the second information acquiring procedure, and the selective reduction catalyst And a storage amount estimation procedure for estimating an ammonia storage amount that is an amount of ammonia stored in the selective reduction catalyst, and
A purification control method comprising: a supply control procedure for controlling the urea supply amount by the urea supply device using the ammonia storage amount estimated by the storage amount estimation procedure.
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