JP2019039322A - 排気浄化システムの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オゾン供給を適正に行い、ひいては適正なるＮＯｘ浄化を実現する。【解決手段】排気浄化システムは、エンジン１０の排気通路に設けられ、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒２１と、排気通路においてＮＯｘ触媒２１の上流側にオゾンを供給するオゾン供給装置と、ＮＯｘ触媒２１の下流側に設けられ、排気中のＮＯｘ量を検出するＮＯｘセンサ２４とを備える。ＥＣＵ４０は、エンジン１０が運転状態あり、かつオゾン供給装置によりオゾンが供給されている状態においてＮＯｘセンサ２４により検出された検出ＮＯｘ量を取得するＮＯｘ量取得部と、ＮＯｘ量取得部により取得された検出ＮＯｘ量に基づいて、オゾン供給装置によるオゾン供給量制御、及びオゾン供給装置の異常診断の少なくともいずれかを実施する制御部と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、ＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化するＮＯｘ吸蔵還元型の触媒を備える排気浄化システムの制御装置に関するものである。

従来、内燃機関の排気浄化システムにおいてＮＯｘ吸蔵還元型触媒を用いてＮＯｘを浄化する技術が知られている。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒では、ＮＯ（一酸化窒素）とＮＯ2（二酸化窒素）とで吸蔵効率が異なり、例えば低温状態である場合にＮＯの吸蔵効率が低下する。そこで、内燃機関の排気通路においてＮＯｘ吸蔵還元型触媒よりも上流側にオゾン供給装置によりオゾンを供給し、そのオゾンにより排気中のＮＯをＮＯ2に酸化させる技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１６−７９８７２号公報

ところで、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の上流側にオゾンを供給する排気浄化システムにおいて、オゾン供給装置により適正量のオゾンが供給されないと、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒において所望とするＮＯｘ浄化性能を発揮できなくなることが懸念される。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、オゾン供給を適正に行い、ひいては適正なるＮＯｘ浄化を実現することができる排気浄化システムの制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

本手段における排気浄化システムの制御装置は、
内燃機関（１０）の排気通路に設けられ、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ吸蔵還元型の触媒（２１）と、前記排気通路において前記触媒の上流側にオゾンを供給するオゾン供給装置（３２，３３）と、前記触媒の下流側に設けられ、排気中のＮＯｘ量を検出するＮＯｘセンサ（２４）とを備える排気浄化システムに適用され、
前記内燃機関が運転状態あり、かつ前記オゾン供給装置によりオゾンが供給されている状態において前記ＮＯｘセンサにより検出された検出ＮＯｘ量を取得するＮＯｘ量取得部と、
前記ＮＯｘ量取得部により取得された前記検出ＮＯｘ量に基づいて、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量制御、及び前記オゾン供給装置の異常診断の少なくともいずれかを実施する制御部と、
を備える。

上記排気浄化システムでは、内燃機関の排気通路においてＮＯｘ吸蔵還元型触媒の上流側に、オゾン供給装置によりオゾンが供給されることで、排気中のＮＯがＮＯ2に酸化される。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒にＮＯｘ吸蔵能力を高めることが可能となる。かかる場合において、オゾン供給装置により供給されるオゾン量が意図せず低下すると、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低下し、ひいてはＮＯｘ浄化性能の低下が懸念される。

この点、上記構成では、内燃機関が運転状態あり、かつオゾン供給装置によりオゾンが供給されている状態においてＮＯｘセンサにより検出された検出ＮＯｘ量を取得し、その検出ＮＯｘ量に基づいて、オゾン供給装置によるオゾン供給量制御、及びオゾン供給装置の異常診断の少なくともいずれかを実施するようにした。これにより、実際のＮＯｘ浄化率が低下したことを監視しつつ、オゾン供給量制御や異常診断を適正に実施できる。その結果、オゾン供給を適正に行い、ひいては適正なるＮＯｘ浄化を実現することが可能となる。

エンジンの排気浄化システムを示す構成図。 排気中のＮＯに対するオゾン量と吸蔵効率との関係を示す図。 オゾン供給の制御手順を示すフローチャート。 各種パラメータと推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との関係を示す図。 差ΔＹと補正量との関係を示す図。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車載のディーゼルエンジンから排出される排気を浄化する排気浄化システムにおいて、特に触媒上流側にオゾン供給装置からオゾンを添加するものとしている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

図１において、エンジン１０は、軽油を燃料とする多気筒ディーゼルエンジンであり、各気筒には吸気管１１及び排気管１２が接続されている。エンジン１０は過給装置１３を備えている。過給装置１３は、吸気管１１に配置された吸気コンプレッサ１４と、排気管１２に配置された排気タービン１５と、それら吸気コンプレッサ１４及び排気タービン１５を連結する回転軸１６とを備えている。排気により排気タービン１５が回転されると、その回転に伴い吸気コンプレッサ１４が回転され、吸気の過給が行われる。なお、吸気管１１には、吸気コンプレッサ１４の下流側に熱交換器としてのインタクーラが配置されているとよい。

吸気管１１において吸気コンプレッサ１４の上流側には、吸気管１１を通過する空気量を検出する空気量センサ１８が設けられている。また、エンジン１０の出力軸には、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ１９が設けられている。

排気管１２には、排気管１２内の排気通路を流れる排気中のＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ浄化装置として、ＮＯｘ吸蔵還元型の触媒（以下、ＮＯｘ触媒２１という）が設けられている。ＮＯｘ触媒２１は、周知のとおり、リーン燃焼時において排気中に含まれるＮＯｘを吸蔵するとともに、リッチ燃焼時において排気中に含まれるＨＣ、ＣＯといった還元成分を用いて、吸蔵したＮＯｘを還元除去するものである。ＮＯｘ触媒２１は、例えば、担体表面にコーティングされたアルミナに、還元触媒としての銀を担持させた構造を有する。

排気管１２においてＮＯｘ触媒２１の上流側には、エンジン１０から排出される排気中のＮＯｘ量を検出するＮＯｘセンサ２２と、排気温度を検出する排気温度センサ２３とが設けられている。なお、これらのセンサ２２，２３は、後述の供給管３１よりも上流側に設けられている。また、ＮＯｘ触媒２１の下流側には、触媒下流側のＮＯｘ量を検出するＮＯｘセンサ２４が設けられている。ＮＯｘ触媒２１には、触媒温度を検出する触媒温度センサ２５が設けられている。ＮＯｘセンサ２２，２４は、例えば固体電解質を構成される限界電流式ガスセンサである。以下の説明では便宜上、触媒上流側のＮＯｘセンサ２２を上流側ＮＯｘセンサ２２、触媒下流側のＮＯｘセンサ２４を下流側ＮＯｘセンサ２４とも言う。なお、触媒温度センサ２５は、ＮＯｘ触媒２１の下流側に設けられていてもよい。

また、本実施形態の排気浄化システムでは、排気管１２においてＮＯｘ触媒２１の上流側にオゾン（Ｏ3）を供給し、そのオゾンにより排気中のＮＯをＮＯ2に酸化することでＮＯｘ触媒２１におけるＮＯｘ吸蔵能力を高めるようにしており、以下にその構成を説明する。

排気管１２においてＮＯｘ触媒２１の上流側には供給管３１が接続されており、その供給管３１には、上流側から順にエアポンプ３２、オゾン生成器３３、開閉弁３４が設けられている。エアポンプ３２は例えば電動ポンプであって、外部から吸入した大気を加圧してオゾン生成器３３に送風する。オゾン生成器３３の構成は周知であるため、図示による詳細な説明は割愛するが、簡単に述べると、オゾン生成器３３において、流通路を形成する容器内には複数の電極が配置されており、その複数の電極間に高電圧が印加されることによりオゾンを生成する。開閉弁３４は、排気管１２からの排気の逆流を抑制する目的で設けられており、排気管１２に対するオゾン供給時には開放され、オゾン供給の停止時には閉鎖される。なお、エアポンプ３２及びオゾン生成器３３がオゾン供給装置に相当する。

エンジン運転時において排気管１２に対するオゾン供給を行う場合には、オゾン生成器３３における電圧印加によりオゾンが生成される状態下で、エアポンプ３２が駆動され、かつ開閉弁３４が開放される。これにより、オゾン生成器３３を通過する空気と共にオゾンが排気管１２内に流入する。そして、ＮＯｘ触媒２１の上流側においてオゾンによりＮＯからＮＯ2への酸化反応が行われつつ、ＮＯｘ触媒２１においてＮＯ及びＮＯ2が吸蔵され、かつ還元浄化される。

ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）を主体として構成された周知の電子制御装置であり、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、前述した各種センサの検出信号に基づいて、排気浄化に関する各種制御を実施する。ＥＣＵ４０は、オゾン供給装置によるオゾン供給量を所望量に制御するオゾン供給量制御を実施する。この場合、ＥＣＵ４０は、例えば所定量のオゾンを排気管１２に供給すべく、エアポンプ３２やオゾン生成器３３、開閉弁３４の状態を制御する。ＥＣＵ４０は、エンジン１０の運転状態下において、例えばリーン燃焼時にオゾン供給の要求が生じたとして、その要求に応じて排気管１２に対してオゾン供給を実施する。

ところで、ＮＯｘ触媒２１においては、排気中に含まれるＮＯｘのうちＮＯとＮＯ2とで吸蔵効率が異なり、比較的低温の状態では、ＮＯの吸蔵効率が非常に低くなる。そのため、低温状態下においてオゾンによりＮＯをＮＯ2に酸化することを目的として、排気管１２に対してオゾンを供給するようにしているが、オゾン供給装置の性能低下によりオゾンが不足すると、触媒上流においてＮＯからＮＯ2への酸化が不十分となることが考えられる。かかる場合、ＮＯｘ中のＮＯの比率が高くなるため、ＮＯｘ触媒２１でのＮＯｘ吸蔵効率が低下することが懸念される。

図２は、排気中のＮＯに対するオゾン量と吸蔵効率との関係を示す図である。図２によれば、排気中のＮＯに対するオゾン量が少なくなるほど、ＮＯｘ触媒２１での吸蔵効率が低下することが分かる。

ここで、故障等によりオゾン供給装置から適正量のオゾンが供給されないと、ＮＯｘ触媒２１において所望とするＮＯｘ浄化性能を発揮できなくなる。そこで本実施形態では、エンジン１０が運転状態あり、かつオゾン供給装置によりオゾンが供給されている状態において、下流側ＮＯｘセンサ２４により検出された検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）を取得し、その検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）に基づいて、オゾン供給装置によるオゾン供給量制御とオゾン供給装置の異常診断とを実施することとしている。

この場合特に、ＥＣＵ４０は、エンジン１０から排出される排気に関する排気情報、及びＮＯｘ触媒２１に関する触媒情報に基づいて、ＮＯｘ触媒２１の下流側に排出されるＮＯｘ量を推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）として算出する。そして、下流側ＮＯｘセンサ２４により検出された検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）とを比較し、その比較の結果に基づいて、オゾン供給装置によるオゾン供給量制御とオゾン供給装置の異常診断と実施する。

図３は、オゾン供給の制御手順を示すフローチャートであり、本処理はＥＣＵ４０により所定周期で実施される。

図３において、ステップＳ１１では、エンジン１０の運転状態下においてその運転状態が過渡でなく安定しているか否かを判定する。この場合、所定期間内におけるエンジン回転速度及び負荷の変化が所定以下であることに基づいて、エンジン運転状態が安定していることを判定するとよい。また、例えばアクセル操作量に基づいて、車両の運転状態が安定していることを判定する構成であってもよい。ステップＳ１１が否定される場合にはステップＳ１２に進み、ステップＳ１１が肯定される場合にはステップＳ１３に進む。

ステップＳ１２では、予め定めた所定量のオゾンを排気管１２に供給すべく、エアポンプ３２やオゾン生成器３３を所定の制御指令値により作動させる。なお、ステップＳ１１が否定される場合には、オゾン供給装置の異常診断は実施されない。

また、ステップＳ１３では、供給管３１を介してオゾン生成器３３から排気管１２内に供給されているオゾン量を示すオゾン量情報を取得する。このとき、オゾン量は、オゾン生成器３３の電極に印加する電圧や消費電力から推定されるとよい。なお、エアポンプ３２の送風量を加味してオゾン量が算出されてもよい。

ステップＳ１４では、エンジン１０から排出される排気に関する排気情報を取得する。排気情報には、例えばエンジン１０から排出されるＮＯｘ量を示す排出ＮＯｘ量や、排気流量、排気温度といった排気パラメータが含まれる。ここで、排出ＮＯｘ量は、上流側ＮＯｘセンサ２２の検出信号により算出され、排気流量は、空気量センサ１８の検出信号により算出され、排気温度は、排気温度センサ２３の検出信号により算出される。なお、予め定められた推定モデルや演算式等を用い、エンジン回転速度やエンジン負荷に基づいて、排出ＮＯｘ量や、排気流量、排気温度を推定することも可能である。

ステップＳ１５では、ＮＯｘ触媒２１に関する触媒情報を取得する。触媒情報には、例えばＮＯｘ触媒２１の温度や、ＮＯｘ触媒２１において既に吸蔵されている吸蔵ＮＯｘ量といった触媒パラメータが含まれる。触媒温度は、触媒温度センサ２５の検出信号により算出され、吸蔵ＮＯｘ量は、エンジン１０の運転履歴等から推定により算出される。例えば、リッチ燃焼を行わせた後の燃料噴射回数や燃料噴射量に基づいて吸蔵ＮＯｘ量が推定されるとよい。

その後、ステップＳ１６では、上記ステップＳ１３〜Ｓ１５で取得したオゾン量情報、排気情報、触媒情報に基づいて、ＮＯｘ触媒２１の下流側に排出されるＮＯｘ量を推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）として算出する。ここで、オゾン量情報、排気情報、触媒情報における各種パラメータと推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との関係について説明する。

図４（ａ）には、オゾン量情報としてのオゾン量と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との関係を示している。ＥＣＵ４０は、オゾン量が小さいほど、推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）として大きい値を算出する。

図４（ｂ）には、排気情報としての排出ＮＯｘ量と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との関係を示している。ＥＣＵ４０は、排出ＮＯｘ量が大きいほど、推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）として大きい値を算出する。

図４（ｃ）には、排気情報としての排気流量と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との関係を示している。ＥＣＵ４０は、排気流量が大きいほど、推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）として大きい値を算出する。なお、排気流量に代えて排気圧力を排気情報として用いることも可能である。この場合、排気圧力が高いほど、推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）として大きい値を算出する。

図４（ｄ）には、排気情報としての排気温度と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との関係を示している。ＥＣＵ４０は、排気温度が低いほど、推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）として大きい値を算出する。

図４（ｅ）には、触媒情報としての触媒温度と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との関係を示している。ＥＣＵ４０は、触媒温度が低いほど、推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）として大きい値を算出する。なお、触媒温度と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との関係はオゾン量に依存するため、オゾン量を加味した関係が定められていてもよい。この場合、図４（ｅ）に破線で示すように、オゾン量が小さいほど、推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）を大きくし、かつ触媒温度に対する推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）の傾き（負の傾き）を大きくするとよい。

図４（ｆ）には、触媒情報としての吸蔵ＮＯｘ量と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との関係を示している。ＥＣＵ４０は、吸蔵ＮＯｘ量が大きいほど、推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）として大きい値を算出する。

上記図４（ａ）〜（ｆ）の関係は、予めマップや数式として定められているとよく、マップや数式に各パラメータの数値を代入することで、推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）が算出されるとよい。

なお、排気情報として、排出ＮＯｘ量、排気流量、排気温度のうちいずれか１つ又は２つを用いて推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）を算出してもよい。また、触媒情報として、触媒温度、吸蔵ＮＯｘ量のいずれかを用いて推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）を算出してもよい。さらに、オゾン量情報、排気情報、触媒情報のうちいずれか１つ又は２つを用いて推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）を算出してもよい。

その後、ステップＳ１７では、下流側ＮＯｘセンサ２４により検出された検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）を取得する。この検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）は、ＮＯｘ触媒２１の下流側における実ＮＯｘ量に相当するものである。

ステップＳ１８では、検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）から推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）を減算して求めた差ΔＹ（ΔＹ＝ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ−ＮＯｘ＿ｅｓｔ）が所定の閾値ＴＨよりも大きいか否かを判定する。このとき、同ステップＳ１８では、オゾン供給装置から供給されている筈のオゾン量（本来のオゾン量）に対して、触媒下流側のＮＯｘ量が過大になっているか否かが判定される。閾値ＴＨは、ＮＯｘ触媒２１の下流側における許容ＮＯｘ量、すなわち環境基準等に基づいて定められた触媒下流側への流出許容ＮＯｘ量に基づいて定められているとよい。

そして、ΔＹ≦ＴＨであれば、ステップＳ１９に進み、差ΔＹに基づいて、オゾン供給量のフィードバック制御を実施する。この場合、差ΔＹに応じて、オゾン供給量（供給指令値）を増量補正する補正量が設定され、その補正量によりオゾン供給量が更新されるとよい。より具体的には、図５（ａ）に示すように、差ΔＹの０〜閾値ＴＨの範囲内において、差ΔＹが大きいほど、すなわち推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）に対して検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）が大きいほど、補正量として大きい値が設定される。ΔＹ≦０の場合は補正量＝０であるとよい。そして、現在のオゾン供給量に対して補正量が加算されることで、新たなオゾン供給量が算出される。

ただし、補正量は、差ΔＹに応じて可変に設定される以外に、予め定めた一定の増加補正値であってもよい。また、図５（ｂ）の関係を用いて補正量を設定してもよい。図５（ｂ）によれば、差ΔＹが正の場合、すなわちＮＯｘ＿ｓｅｎｓ＞ＮＯｘ＿ｅｓｔの場合には、正の補正量によりオゾン供給量が増加補正され、差ΔＹが負の場合、すなわちＮＯｘ＿ｓｅｎｓ＜ＮＯｘ＿ｅｓｔの場合には、負の補正量によりオゾン供給量が減少補正される。

続くステップＳ２０では、新たに算出されたオゾン供給量について上限ガード処理を実施する。具体的には、新たなオゾン供給量が所定の上限値に達しているか否かを判定し、上限値に達している場合に、オゾン供給量を上限値で制限する。これにより、オゾン供給量は、上限値までの範囲で制限されつつ、都度の差ΔＹに応じてフィードバック制御される。

オゾン供給量を増加する場合、例えばオゾン生成器３３によるオゾン生成量を大きくすべく、印加電圧を大きくするとよい。またこれに加え、エアポンプ３２の送風量を大きくしてもよい。なお、ΔＹ＜ＴＨである場合には、オゾン供給装置が正常である旨が判定されるものとなっている。

また、ΔＹ≧ＴＨであれば、ステップＳ２１に進み、オゾン供給装置に異常が生じている旨を判定する。続くステップＳ２２では、オゾン供給装置が異常であることを報知すべく故障警告灯や音声による警告を実施する。また、オゾン供給装置によるオゾン供給を停止する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

エンジン１０が運転状態あり、かつオゾン供給装置によりオゾンが供給されている状態において下流側ＮＯｘセンサ２４により検出された検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）を取得し、その検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）に基づいてオゾン供給量制御及び異常診断を実施するようにした。これにより、実際のＮＯｘ浄化率が低下したことを監視しつつ、オゾン供給量制御や異常診断を適正に実施できる。その結果、オゾン供給を適正に行い、ひいては適正なるＮＯｘ浄化を実現することが可能となる。

オゾン供給装置に異常が生じ、所望のＮＯｘ浄化性能が得られない場合には、警告を発したり、オゾン供給を停止したりすることで、適正な対処が可能となる。

エンジン１０の排気情報とＮＯｘ触媒２１に関する触媒情報とに基づいて、触媒下流側のＮＯｘ量を推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）として算出するとともに、その推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）と、下流側ＮＯｘセンサ２４による検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）との比較結果に基づいて、オゾン供給量制御、及びオゾン供給装置の異常診断を実施する構成とした。これにより、エンジン運転状態等に応じて排気やＮＯｘ触媒２１の状態が変化していても、オゾン供給量制御や異常診断を適正に実施することができる。

エンジン１０からの排出ＮＯｘ量、排気流量、及び排気温度に基づいて推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）を算出する構成にしたため、これらの各パラメータの変化に伴いオゾン供給量制御の精度や異常診断の精度や低下するといった不都合を抑制できる。

ＮＯｘ触媒２１の温度、及びＮＯｘ触媒２１の吸蔵ＮＯｘ量に基づいて推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）を算出する構成にしたため、これらの各パラメータの変化に伴いオゾン供給量制御の精度や異常診断の精度や低下するといった不都合を抑制できる。

排気管１２に供給されているオゾン量を取得し、そのオゾン量に基づいて推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）を算出する構成にしたため、オゾン量の変化に伴いオゾン供給量制御の精度や異常診断の精度や低下するといった不都合を抑制できる。

検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との差ΔＹが閾値ＴＨよりも小さい場合には、差ΔＹに基づいてオゾン供給量制御を実施し、差ΔＹが閾値ＴＨよりも大きい場合には、オゾン供給装置の異常診断を実施する構成とした。これにより、オゾン供給装置について、オゾン供給量制御と異常診断とを必要に応じて適正に実施することができる。この場合、オゾン供給装置が異常と判定される以前には、オゾン供給量制御により、ＮＯｘ触媒２１での安定した浄化性能を得ることが可能となる。

オゾン供給量が所定の上限値となるまでの範囲内で、オゾン供給量を、検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）に基づいて制御するとともに、オゾン供給量が上限値であることに基づいてオゾン供給装置の異常診断を実施する構成とした。この場合、オゾン供給が可能な制御範囲内において最大限のオゾン供給が実施されるとともに、その最大限のオゾン供給が行われた状態下で、オゾン供給装置の異常診断が実施されるため、オゾン供給を極力行わせつつ適正なる異常診断を実施することができる。

エンジン１０の運転状態が過渡でなく安定していることが満たされる場合に、オゾン供給量制御や異常診断を実施する構成とした。したがって、オゾン供給量制御の制御精度を向上させることができる。また、異常診断での誤診断を抑制し、診断精度を向上させることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・上記実施形態では、ＥＣＵ４０が、オゾン供給量制御と異常診断とを実施する構成としたが、このうち一方のみを実施する構成であってもよい。例えば、ＥＣＵ４０が、検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との差ΔＹに基づいて、オゾン供給量制御を実施する。又は、ＥＣＵ４０が、検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との差ΔＹに基づいて、オゾン供給装置の異常診断を実施する。

・上記実施形態では、検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）との差ΔＹに基づいて、オゾン供給量制御や異常診断を実施したが、これを変更し、検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）と推定ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｅｓｔ）とのうち検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）だけを用いて、オゾン供給量制御や異常診断を実施するようにしてもよい。この場合、オゾン供給装置が一定量のオゾン供給を行う構成とする。そして、ＥＣＵ４０は、検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）に基づいてオゾン供給量を設定することとし、具体的には検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）が大きいほどオゾン供給量を大きくする。また、検出ＮＯｘ量（ＮＯｘ＿ｓｅｎｓ）が所定値以上となる場合、オゾン供給装置に異常が生じている旨を判定する。

・排気浄化システムは、図１に示すものだけに限られず、ＮＯｘ触媒２１の上流側に酸化触媒を有するものや、ＮＯｘ触媒２１の下流側にＤＰＦ、触媒付きＤＰＦを有するものであってもよい。

・上記実施形態の排気浄化システムを、ディーゼルエンジン以外に、ガソリンエンジン等、他の型式のエンジンに適用することも可能である。また、車両用エンジン以外のエンジンにも適用可能である。

１０…エンジン（内燃機関）、２１…ＮＯｘ触媒、２４…下流側ＮＯｘセンサ、３２…エアポンプ、３３…オゾン生成器、４０…ＥＣＵ（ＮＯｘ量取得部、制御部）。

Claims (7)

1. 内燃機関（１０）の排気通路に設けられ、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ吸蔵還元型の触媒（２１）と、前記排気通路において前記触媒の上流側にオゾンを供給するオゾン供給装置（３２，３３）と、前記触媒の下流側に設けられ、排気中のＮＯｘ量を検出するＮＯｘセンサ（２４）とを備える排気浄化システムに適用され、
   前記内燃機関が運転状態あり、かつ前記オゾン供給装置によりオゾンが供給されている状態において前記ＮＯｘセンサにより検出された検出ＮＯｘ量を取得するＮＯｘ量取得部と、
   前記ＮＯｘ量取得部により取得された前記検出ＮＯｘ量に基づいて、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量制御、及び前記オゾン供給装置の異常診断の少なくともいずれかを実施する制御部と、
   を備える排気浄化システムの制御装置。
2. 前記内燃機関から排出される排気に関する排気情報、及び前記触媒に関する触媒情報の少なくともいずれかに基づいて、前記触媒の下流側に排出されるＮＯｘ量を推定ＮＯｘ量として算出する算出部を備え、
   前記制御部は、前記ＮＯｘ量取得部により取得された検出ＮＯｘ量と、前記算出部により算出された推定ＮＯｘ量とを比較し、その比較の結果に基づいて、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量制御、及び前記オゾン供給装置の異常診断の少なくともいずれかを実施する請求項１に記載の排気浄化システムの制御装置。
3. 前記算出部は、前記排気情報として、前記内燃機関から排出されるＮＯｘ量、排気流量、及び排気温度の少なくともいずれかである排気パラメータを用い、その排気パラメータに基づいて前記推定ＮＯｘ量を算出する請求項２に記載の排気浄化システムの制御装置。
4. 前記算出部は、前記触媒情報として、前記触媒の温度、及び前記触媒に吸蔵されているＮＯｘ吸蔵量の少なくともいずれかである触媒パラメータを用い、その触媒パラメータに基づいて前記推定ＮＯｘ量を算出する請求項２又は３に記載の排気浄化システムの制御装置。
5. 前記オゾン供給装置により前記排気通路に供給されているオゾン量を取得するオゾン量取得部を備え、
   前記算出部は、前記排気情報及び前記触媒情報の少なくともいずれかと、前記オゾン量取得部により取得されたオゾン量とに基づいて、前記推定ＮＯｘ量を算出する請求項２乃至４のいずれか１項に記載の排気浄化システムの制御装置。
6. 前記制御部は、
   前記ＮＯｘ量取得部により取得された検出ＮＯｘ量から、前記算出部により算出された推定ＮＯｘ量を減算した差が所定値よりも小さい場合に、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量制御及び前記オゾン供給装置の異常診断のうちオゾン供給量制御を実施し、
   前記差が前記所定値よりも大きい場合に、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量制御及び前記オゾン供給装置の異常診断のうち異常診断を実施する請求項２乃至５のいずれか１項に記載の排気浄化システムの制御装置。
7. 前記制御部は、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量が所定の上限値となるまでの範囲内で、当該オゾン供給量を、前記ＮＯｘ量取得部により取得された前記検出ＮＯｘ量に基づいて制御するとともに、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量が前記上限値であることに基づいて、前記オゾン供給装置の異常診断を実施する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の排気浄化システムの制御装置。

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