JP2019094801A

JP2019094801A - エンジンの自動停止制御装置

Info

Publication number: JP2019094801A
Application number: JP2017222890A
Authority: JP
Inventors: 真斗勝田; Masato Katsuta
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2019-06-20
Anticipated expiration: 2037-11-20
Also published as: JP6573225B2

Abstract

【課題】エンジン自動停止制御を行った場合に、エンジン再始動時、ＳＣＲ触媒がＮＯｘを還元浄化することができるエンジンの自動停止制御装置を提供する。【解決手段】エンジンの自動停止制御装置７０は、エンジンの排気路内に設けられたＮＯｘを還元浄化するＳＣＲ触媒と、このＳＣＲ触媒に尿素水を供給する尿素供給装置３５を備えるエンジンの自動停止制御装置７０であって、所定の開始条件が成立するとエンジンを自動停止させて、所定の再始動条件が成立するとエンジンを再始動させるエンジン自動停止制御を実行するエンジン自動停止制御手段８０と、尿素供給装置による尿素水の供給を制御する尿素供給制御手段８２と、を有し、ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化性能が低下する所定条件が成立している場合、エンジン自動停止制御手段はエンジン自動停止制御の実行を禁止してエンジンの作動を継続させると共に、尿素供給装置による尿素水の供給を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンの自動停止制御装置に係り、特に、エンジンの排気路内に設けられたＮＯｘを還元浄化するＳＣＲ触媒と、このＳＣＲ触媒に尿素水を供給する尿素供給装置と、を備えるエンジンの自動停止制御装置に関する。

従来から、ディーゼル車両は、大気汚染を防止するために、エンジンから排出される排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を還元浄化して、ＮＯｘが大気中へ排出されるのを抑制している。具体的に、エンジンの排気系統には、ＳＣＲ触媒（選択触媒還元；Selective Catalytic Reduction）と、ＳＣＲ触媒へ尿素水を供給する尿素供給装置とが設けられている。尿素供給装置は、排気系統へ尿素水を供給して、排気ガスの熱により加水分解されアンモニアをＳＣＲ触媒に吸着させる。ＳＣＲ触媒に吸着されたアンモニアは、ＮＯｘを還元浄化して、ＮＯｘが大気中へ排出されるのを抑制する。

ここで、エンジン停止後に再始動された時は、排気系統内に排気ガスが流れていない又は排気ガスが低温であるので、排気系統へ尿素水を供給してもアンモニアをＳＣＲ触媒に吸着させることができない。このため、再始動時、ＳＣＲ触媒がＮＯｘを還元浄化することできない場合がある。そこで、特許文献１では、運転者が車両の停止を操作した際に、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が目標吸着量より小さい場合、エンジンを停止せずアイドル状態を継続すると共に、尿素水を供給してＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量を増加させている。

一方、運転者が停車後にブレーキペダルを踏むとエンジンを自動で停止させて、アクセルペダルを踏むとエンジンを自動で再始動させるエンジン自動停止制御、いわゆるアイドルストップ制御が知られている。このアイドルストップ制御により、停車時の燃料の消費や排気ガスの排出を抑制することができる。

特開２００９−１９７７２８号公報

しかしながら、アイドルストップ制御中は、エンジンが自動で停止されて排気系統に排気ガスが流れないので、排気系統へ尿素水を供給してもＳＣＲ触媒にアンモニアを吸着させることができない。即ち、アイドルストップ制御時にＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が不十分であると、エンジンを再始動時にＳＣＲ触媒がＮＯｘを還元浄化することができない可能性があるという問題がある。

従って、本発明は、エンジン自動停止制御を行った場合に、エンジン再始動時、ＳＣＲ触媒がＮＯｘを還元浄化することができるエンジンの自動停止制御装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、エンジンの排気路内に設けられたＮＯｘを還元浄化するＳＣＲ触媒と、このＳＣＲ触媒に尿素水を供給する尿素供給装置と、を備えるエンジンの自動停止制御装置であって、所定の開始条件が成立するとエンジンを自動停止させて、所定の再始動条件が成立するとエンジンを再始動させるエンジン自動停止制御を実行するエンジン自動停止制御手段と、尿素供給装置による尿素水の供給を制御する尿素供給制御手段と、を有し、ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化性能が低下する所定条件が成立している場合、エンジン自動停止制御手段はエンジン自動停止制御の実行を禁止してエンジンの作動を継続させると共に、尿素供給制御手段は尿素供給装置による尿素水の供給を行う、ことを特徴としている。

このように構成された本発明においては、ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化性能が低下する所定条件が成立している場合、エンジンの作動を継続させてＳＣＲ触媒に尿素水を供給するので、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量を増加させることができる。したがって、エンジン自動停止制御を行った場合でも、エンジン再始動時、ＳＣＲ触媒がＮＯｘを還元浄化することができる。

また、本発明において、好ましくは、ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化性能が低下する所定条件は、ＳＣＲ触媒に吸着しているアンモニア吸着量が設定吸着量よりも小さい場合である。このように構成された本発明においては、アンモニア吸着量に基づいて、エンジン自動停止制御の実行を禁止して尿素水を供給するので、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が不十分な場合にアンモニア吸着量を増加させることができる。

本発明において、好ましくは、尿素供給制御手段は、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が目標吸着量に到達するまで尿素供給装置によりＳＣＲ触媒に尿素水を供給し、設定吸着量は、目標吸着量に設定されている。このように構成された本発明においては、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量を目標吸着量まで確実に増加させることができる。

また、本発明において、好ましくは、尿素供給制御手段は、ＳＣＲ触媒の温度に応じて目標吸着量を設定する。このように構成された本発明においては、温度に応じて目標吸着量を設定するので、温度に応じた適切な量の尿素水を供給することができる。

本発明において、好ましくは、ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化性能が低下する所定条件は、ＳＣＲ触媒の温度が設定温度よりも低い場合である。このように構成された本発明においては、ＳＣＲ触媒の温度に基づいて、エンジン自動停止制御の実行を禁止して尿素水を供給するので、ＳＣＲ触媒の温度が設定温度より低下している場合にアンモニア吸着量を増加させることができる。

また、本発明において、好ましくは、尿素供給制御手段は、ＳＣＲ触媒の温度が尿素をアンモニアへ加水分解可能な分解温度以上である場合に、尿素供給装置によりＳＣＲ触媒に尿素水を供給し、設定温度は、分解温度に設定されている。このように構成された本発明においては、ＳＣＲ触媒のアンモニアへ加水分可能な分解温度より低下している場合にアンモニア吸着量を増加させることができる。

本発明のエンジンの自動停止制御装置によれば、エンジン自動停止制御を行った場合に、エンジン再始動時、ＳＣＲ触媒がＮＯｘを還元浄化することができる。

本発明の実施形態によるエンジンの自動停止制御装置が適用されるエンジンの概略構成図である。本発明の実施形態によるエンジンの自動停止制御装置を示すブロック図である。本発明の実施形態によるエンジンの自動停止制御装置により実行される制御フローを示すフローチャートである。図３のＳ１で読み込まれるＳＣＲ触媒の温度、アンモニア吸着量、目標吸着量、尿素水噴射量を算出する具体的手順を示すフローチャートである。ＳＣＲ触媒の温度とアンモニアの上限吸着量及び目標吸着量との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの自動停止制御装置７０を説明する。
まず、図１を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの自動停止制御装置７０を備えたエンジンの概略構成を説明する。図１は、本発明の実施形態によるエンジンの自動停止制御装置７０を備えたエンジンの概略構成図である。

図１に示すように、エンジン１は、燃焼室２ａを形成するシリンダ２と、このシリンダ２内で往復運動するピストン４と、このピストン４に一端が連結されたコネクティングロッド６と、このコネクティングロッド６の他端が連結されたクランクシャフト８とを備えている。エンジン１は、さらに、クランクシャフト８の回転角及び回転数を検出するクランク角センサ９と、燃焼室２ａに燃料を供給する燃料供給装置１０とを備えている。エンジン１は、ピストンの作用により圧縮高温となった燃料室内に軽油を主成分とする燃料を噴射することにより自然着火される、いわゆるディーゼルエンジンである。

燃料供給装置１０は、燃料を貯留する燃料タンク４０と、この燃料タンク４０内の燃料を圧送する低圧燃料ポンプ４２と、低圧燃料ポンプ４２から圧送された燃料を加圧する高圧燃料ポンプ４４と、高圧燃料ポンプ４４によって加圧された燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ４６と、高圧燃料ポンプ４４によって加圧された燃料を燃焼室２ａ内に噴射する燃料噴射弁であるインジェクタ４８とを備えている。

燃焼室２ａに空気を供給する吸気系統には、吸入された空気を浄化するエアクリーナ１２と、このエアクリーナ１２から吸気ポート２０まで延びる吸気路１３とが設けられている。吸気路１３には、エアクリーナ１２を介して吸入された空気の温度及び流量を検出する吸気温／流量センサ１４と、吸入空気量を変化させるスロットル弁１６と、このスロットル弁１６の開度を検出するスロットル弁センサ１８とが設けられている。これらの吸気系統を介して吸入された空気は、燃焼室２ａの吸気開口に連通した吸気ポート２０及びその吸気開口を開閉する吸気弁２２を介して、燃焼室２ａ内に流入する。

また、燃焼室２ａから空気を排出する排気系統には、燃焼室２ａの排気開口に連通した排気ポート２４及び排気開口を開閉する排気弁２６と、この排気ポート２４から車外周囲まで延びる排気路３０とが設けられている。排気路３０には、排気路３０を通って排出されるガス（排気ガス）中のＣＯ及びＨＣを酸化して無害化する酸化触媒３１と、排気ガス中のスート（煤）を捕集するためのＤＰＦ（Diesel particulate filter）３２と、ＳＣＲ触媒３３と、ＳＣＲ触媒３３で使用されず下流に流れてきたアンモニアを酸化するスリップ触媒３４とが設けられている。燃焼室２ａで生じた排気ガスは、排気ポート２４から排気路３０へ流入して、各種触媒を通過して車外周囲に排出される。

ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒３３は、排気ガス中に含まれるＮＯｘを還元浄化して無害化する（Ｎ２やＨ２Ｏに変換する）触媒である。ＳＣＲ触媒３３は、アンモニアを吸着して排気ガスが通過したときに排気ガス中のＮＯｘを還元浄化するようになっている。具体的に、ＳＣＲ触媒３３は、アンモニアを還元剤として用いた化学反応により、排気ガス中のＮＯｘをＮ２やＨ２Ｏに変換させるようになっている。

ＤＰＦ３２とＳＣＲ触媒３３との間の排気路３０には、排気路３０内に向けて尿素水を供給する尿素供給装置３５と、尿素水を排気路３０の流路断面において均一に分散させて下流側へ流すためのミキシングプレート３６とが設けられている。

尿素供給装置３５は、尿素水を貯留するタンク３７と、貯留された尿素水を供給するための供給管３８と、供給管３８の下流端に接続して排気路３０内に尿素水を噴射する尿素インジェクタ３９とが設けられている。尿素インジェクタ３９は、エンジン制御部７２からの信号に基づいて尿素水を噴射又は停止する噴射弁である。尿素供給装置３５は、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓが尿素をアンモニアへ加水分解可能な分解温度以上である場合に、尿素インジェクタ３９から尿素水を噴射するようになっている。

また、ＤＰＦ３２とＳＣＲ触媒３３との間の排気路３０には、尿素インジェクタ３９の上流側に設けられて排気路３０を通過する排気ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度センサ７８と、ミキシングプレート３６の下流側に設けられて排気路３０を通過する排気ガスの温度を検出する排気温センサ７９とが設けられている。

次に、図２を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの自動停止制御装置７０を説明する。図２は、本発明の実施形態によるエンジンの自動停止制御装置７０を示すブロック図である。

図２に示すように、本実施形態によるエンジンの自動停止制御装置７０は、各種センサと、各種センサの検出信号に基づきエンジン１及び尿素供給装置３５を制御するエンジン制御部７２と、エンジン制御部７２からの要求信号に基づいて作動される吸気弁２２、排気弁２６、インジェクタ４８及び尿素供給装置３５とを備えている。各種センサは、車速（車両の絶対速度）を検出する車速センサ７３、アクセルペダルのオン／オフ状態を検出するアクセルセンサ７４、ブレーキペダルのオン／オフ状態を検出するブレーキセンサ７６、ＮＯｘ濃度センサ７８、排気温センサ７９及び吸気温／流量センサ１４である。

エンジン制御部７２は、各機器からの信号を統合、計算、記憶し、各機器に要求処理を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。エンジン制御部７２は、各種センサからの信号を入力するための入力インターフェイス回路、各機器へ要求信号を出力するための出力インターフェイス回路、入力された信号を処理するためのＣＰＵ、メモリ及びこれらを作動させるためのプログラム（以上、図示せず）から構成されている。エンジン制御部７２は、本発明のエンジン自動停止制御手段８０及び尿素供給制御手段８２として機能する。

エンジン制御部７２（エンジン自動停止制御手段８０）は、所定の開始条件（例えば、停車且つブレーキペダルがオン状態）が成立するとエンジン１を自動停止させて、所定の再始動条件（例えば、アクセルペダルがオン状態）が成立するとエンジン１を再始動させるエンジン自動停止制御、いわゆるアイドルストップ制御を実行する。また、エンジン制御部７２（尿素供給制御手段８２）は、尿素供給装置３５を作動させることによって排気路３０内へ尿素水を供給してＳＣＲ触媒３３にアンモニアを吸着させる尿素供給制御を実行する。エンジン制御部７２は、ＮＯｘ濃度センサ７８、排気温センサ７９、吸気温／流量センサ１４及び外気温センサ（図示せず）から検出されるデータに基づいて、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓ、アンモニア吸着量Ｑｃ、アンモニアの目標吸着量Ｑａ及び尿素水噴射量Ｕを算出する。エンジン制御部７２は、所定条件が成立したタイミング及び尿素水噴射量Ｕで尿素インジェクタ３９から尿素水を噴射する。

次に、図３を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの自動停止制御装置７０による制御フローについて説明する。図３は、本発明の実施形態によるエンジンの自動停止制御装置７０により実行される制御フローを示すフローチャートである。図３において、Ｓは各ステップを示す。

まず、図３に示すように、Ｓ１において、エンジン制御部７２は、現在の車速、アクセルペダル及びブレーキペダルのオン／オフ状態、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓ、アンモニア吸着量Ｑｃ、目標吸着量Ｑａ、尿素水噴射量Ｕの各種データを適時読み込む。温度Ｔｓ、アンモニア吸着量Ｑｃ、目標吸着量Ｑａ、尿素水噴射量Ｕを算出する具体的手順については後述する。

次に、Ｓ２において、エンジン制御部７２は、現在の車速、ブレーキペダルのオン／オフ状態に基づいて、エンジン自動停止制御の開始条件が成立しているか否かを判定する。ここで、開始条件は、停車中（時速０ｋｍ）であり且つブレーキペダルがオン状態であるか否かに設定されている。なお、エンジン自動停止制御の開始条件は、これに代えて、例えば、現在の車速が時速１２ｋｍ以下であり且つアクセルペダルがオフ状態であるか否か等に設定しても良い。

車両が走行中又は停車しているがブレーキペダルがオフ状態である場合（Ｓ２；Ｎｏ）、エンジン制御部７２は、通常運転モードを継続して（Ｓ３）、運転者の運転操作に応じてエンジン１及び尿素供給装置３５を制御する。

停車中であり且つブレーキペダルがオン状態である場合（Ｓ２；Ｙｅｓ）、車両は停車状態であると予想されるので、Ｓ５に移行する。Ｓ５において、エンジン制御部７２は、ＳＣＲ触媒３３の現在の温度Ｔｓが設定温度より低いか否か（第１の所定条件）を判定する。設定温度は、エンジン制御部７２に予め記憶されており、尿素をアンモニアへ加水分解可能な分解温度に設定されている。ここでの分解温度は、約１８０℃であり、尿素がアンモニアへ加水分解を開始する分解温度（約１７０℃）に対して約１０℃のマージンを加えた値に設定されている。分解温度未満ではアンモニアが吸着されずＳＣＲ触媒３３のＮＯｘ浄化性能が低下している可能性が高いので、設定温度を分解温度に設定することによってＳＣＲ触媒３３のＮＯｘ浄化性能が低下しているか否かを判定することができる。

Ｓ５において、ＳＣＲ触媒３３の温度が設定温度以上である場合（Ｓ５；Ｎｏ）、ＳＣＲ触媒３３のＮＯｘ浄化性能が十分な状態にあるので、エンジン制御部７２は、エンジン自動停止制御を実行する（Ｓ７）と共に、尿素供給装置３５を停止させる（Ｓ８）。具体的に、エンジン制御部７２は、インジェクタ４８から燃焼室２ａ内への燃料噴射を停止（燃料カット）させてエンジン１を自動停止させる。これと共に、エンジン制御部７２は、尿素インジェクタ３９を閉弁させて排気路３０内への尿素水の供給を停止させる。

Ｓ５において、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓが設定温度より低い場合（Ｓ５；Ｙｅｓ）、ＳＣＲ触媒３３のＮＯｘ浄化性能が低下している可能性が高いので、Ｓ６に移行する。Ｓ６において、エンジン制御部７２は、ＳＣＲ触媒３３の現在のアンモニア吸着量Ｑｃが設定吸着量より小さいか否か（第２の所定条件）を判定する。ここで、設定吸着量は、排気路３０を通過する排気ガス中のＮＯｘをＳＣＲ触媒３３が還元浄化可能なアンモニア吸着量である目標吸着量Ｑａ（約１ｇ）に設定される。これにより、ＮＯｘを還元浄化可能な量のアンモニアがＳＣＲ触媒３３に吸着されているか否かを判定することができる。

Ｓ６において、ＳＣＲ触媒３３のアンモニア吸着量Ｑｃが設定量以上である場合（Ｓ６；Ｎｏ）、ＳＣＲ触媒３３のＮＯｘ浄化性能が十分な状態にあるので、エンジン制御部７２は、エンジン自動停止制御を実行する（Ｓ７）と共に、尿素供給装置３５を停止させる（Ｓ８）。

Ｓ６において、ＳＣＲ触媒３３のアンモニア吸着量Ｑｃが設定吸着量より低い場合（Ｓ６；Ｙｅｓ）、目標吸着量Ｑａに対してアンモニア吸着量Ｑｃが不足しているので、Ｓ９に移行する。Ｓ９において、エンジン制御部７２は、ＳＣＲ触媒３３のＮＯｘ浄化性能が低下している（ＳＣＲ触媒３３のアンモニア吸着量が不足している）ので、エンジン制御部７２は、エンジン自動停止制御の実行を禁止する（Ｓ９）。これにより、エンジン１は、アイドル状態を継続して、エンジン１の負荷に応じた高温の排気ガスを排気路３０内に通過させる。

次に、Ｓ１０において、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓは、排気ガスの熱により分解温度以上に達しており、エンジン制御部７２は、尿素供給装置３５を作動させて尿素供給制御を実行する。具体的に、エンジン制御部７２は、尿素インジェクタ３９を開弁させて、タンク３７に貯留されている尿素水を排気路３０内へ噴射させる。そのとき、尿素インジェクタ３９から噴射される量は、Ｓ１で読み込んだ尿素水噴射量Ｕに設定されている。

Ｓ１１において、各種センサによりＳＣＲ触媒３３のアンモニア吸着量Ｑｃが目標吸着量Ｑａに到達したことを検知すると、エンジン制御部７２は、尿素水の供給を終了して、エンジン自動停止制御を実行する。この後、上述した制御フローが繰り返して実行される。

図４は、図３のＳ１で読み込まれるＳＣＲ触媒の温度Ｔｓ、アンモニア吸着量Ｑｃ、目標吸着量Ｑａ、尿素水噴射量Ｕを算出する具体的手順を示すフローチャートであり、図５は、ＳＣＲ触媒の温度Ｔｓとアンモニアの上限吸着量Ｑｘ及び目標吸着量Ｑａとの関係を示すグラフである。図３のＳ１で読み込まれるＳＣＲ触媒の温度Ｔｓ及びアンモニア吸着量Ｑｃ、尿素水噴射量Ｕを算出する具体的手順を説明する。図４において、Ｓは各ステップを示す。

図４に示すように、まず、Ｓ２１において、エンジン制御部７２は、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓを推定する。なお、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓは、例えば、ＳＣＲ触媒３３の担体の温度、床温である。

具体的に、Ｓ２１において、エンジン制御部７２は、まず、排気温センサ７９により検出される排気ガスの温度と、排気ガスの流量に基づいて、ＳＣＲ触媒３３への入熱量を算出する。なお、排気ガスの流量は、吸気温／流量センサ１４により検出される吸気流量やＥＧＲ弁（図示せず）の開度等から推定される。次に、エンジン制御部７２は、車速センサ７３により検出される車速と、外気温センサ（図示せず）により検出される外気温とに基づいて、ＳＣＲ触媒３３からの放熱量を算出する。入熱量及び放熱量、予め記憶されているＳＣＲ触媒３３の熱容量に基づいて、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓを算出する。温度Ｔｓは、車速が高いほど放熱が促進されるので低くなり、車速が小さいほど放熱は小さくなるので高くなる。

次に、Ｓ２２において、エンジン制御部７２は、温度Ｔｓに基づいて、ＳＣＲ触媒３３に吸着させるべきアンモニアの目標吸着量Ｑａを決定する。具体的に、エンジン制御部７２は、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓと目標吸着量Ｑａとの関係を定めたマップ（図５）を予め記憶しており、このマップに基づいて温度Ｔｓに対応する目標吸着量Ｑａを決定する。

図５に示すように、アンモニアの目標吸着量Ｑａは、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓに応じて可変する。目標吸着量Ｑａは、アンモニアの上限吸着量Ｑｘよりも小さい値に設定される。上限吸着量Ｑｘとは、ＳＣＲ触媒３３に吸着させることが可能な上限のアンモニア吸着量Ｑｃであり、いわゆる飽和吸着量である。ＳＣＲ触媒３３は、その温度が高くなるほどアンモニアを吸着し難くなるという性質がある。このため、上限吸着量Ｑｘは、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓが高くなるほど小さくなる。

具体的に、図５に示すように、アンモニアの目標吸着量Ｑａは、上限吸着量Ｑｘの傾向に合わせて設定され、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓが高くなるほど小さくなるように設定される。第１所定温度Ｔ１から第２所定温度Ｔ２までの範囲では、温度Ｔｓに依存して目標吸着量Ｑａが変化するように設定されている。第１所定温度Ｔ１以下となる低温側の範囲では、目標吸着量Ｑａが、ＮＯｘ浄化性能が十分に得られる一定値Ｑ１に設定されている。また、第２所定温度Ｔ２以上となる高温側の範囲では、目標吸着量Ｑａはゼロに設定されている。

Ｓ２３において、エンジン制御部７２は、現時点でＳＣＲ触媒３３に吸着されているアンモニアの量であるアンモニア吸着量Ｑｃを推定する。具体的に、アンモニア吸着量Ｑｃは、過去の履歴として記憶されている各時点のアンモニア供給量から、ＳＣＲ触媒３３での各時点のアンモニア消費量を減算し、この減算値を積分することにより算定される。

次に、Ｓ２４において、エンジン制御部７２は、ＳＣＲ触媒３３において消費されるアンモニアの量であるアンモニア消費量Ｗを推定する。具体的に、エンジン制御部７２は、排気ガス中のＮＯｘ濃度と排気ガスの流量とに基づいて、ＳＣＲ触媒３３に流入するＮＯｘの量を算出する。ＮＯｘの流入量及び予め記憶されているＳＣＲ触媒３３の単位当たりのＮＯｘに対するアンモニア消費量に基づいて、ＳＣＲ触媒３３でＮＯｘ還元のために消費されるアンモニア消費量Ｗを算出する。

Ｓ２５において、エンジン制御部７２は、尿素インジェクタ３９から噴射すべき尿素水噴射量Ｕを決定する。具体的に、尿素水噴射量Ｕは、ＳＣＲ触媒３３においてアンモニア吸着量Ｑｃを目標吸着量Ｑａまで高めるのに必要なアンモニアの供給量である。尿素水噴射量Ｕは、Ｓ２２で決定されたアンモニアの目標吸着量Ｑａから、Ｓ２３で算出されたアンモニア吸着量Ｑｃを減算して算定される。なお、尿素水噴射量Ｕは、これに代えて、アンモニア消費量Ｗに基づいて算出しても良い。これで、ＳＣＲ触媒の温度Ｔｓ、アンモニア吸着量Ｑｃ、目標吸着量Ｑａ、尿素水噴射量Ｕを算出する具体的手順を完了する。

なお、エンジン制御部７２は、上述した具体的手順による計算を適時行い、ＳＣＲ触媒の温度Ｔｓ、アンモニア吸着量Ｑｃ、目標吸着量Ｑａ及び尿素水噴射量Ｕの各種データを記憶している。

次に、本発明の本実施形態によるエンジンの自動停止制御装置７０の（作用）効果について説明する。
本実施形態のエンジンの自動停止制御装置７０によれば、ＳＣＲ触媒３３のＮＯｘ浄化性能が低下する第１又は第２の所定条件が成立している場合、エンジン制御部７２（エンジン自動停止制御手段８０）は、エンジン自動停止制御の実行を禁止してエンジン１の作動を継続させると共に、エンジン制御部７２（尿素供給制御手段８２）は、尿素供給装置３５に尿素水を供給する尿素供給制御を実行するので、ＮＯｘ浄化性能が低下しているＳＣＲ触媒３３のアンモニア吸着量Ｑｃを増加させることができる。したがって、エンジン自動停止制御を行った場合でも、エンジン再始動時、ＳＣＲ触媒３３がＮＯｘを還元浄化することができる。

また、本実施形態によれば、上記第１の所定条件は、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓが設定温度よりも低い場合であるので、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓが設定温度より低下している場合にアンモニア吸着量Ｑｃを増加させることができる。

本実施形態によれば、エンジン制御部７２（尿素供給制御手段８２）は、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓが尿素をアンモニアへ加水分解可能な分解温度以上である場合に、尿素供給装置３５によりＳＣＲ触媒３３に尿素水を供給し、上記設定温度は、そのときの分解温度に設定されている。このような本実施形態によれば、ＳＣＲ触媒３３のアンモニアへ加水分解可能な分解温度より低下している場合、即ち、ＮＯｘ浄化性能が低下している可能性が高い場合にアンモニア吸着量Ｑｃを増加させることができる。

また、本実施形態によれば、上記第２の所定条件は、ＳＣＲ触媒３３に吸着しているアンモニア吸着量Ｑｃが設定吸着量よりも小さい場合であるので、ＳＣＲ触媒３３のアンモニア吸着量Ｑｃが不十分な場合、即ち、ＮＯｘ浄化性能が低下している場合にアンモニア吸着量Ｑｃを増加させることができる。

本実施形態によれば、エンジン制御部７２（尿素供給制御手段８２）は、ＳＣＲ触媒３３のアンモニア吸着量Ｑｃが目標吸着量Ｑａに到達するまで尿素供給装置３５によりＳＣＲ触媒３３に尿素水を供給し、上記設定吸着量は、そのときの目標吸着量Ｑａに設定されている。このような本実施形態によれば、ＳＣＲ触媒３３のアンモニア吸着量Ｑｃを、ＮＯｘ浄化性能が十分な状態である目標吸着量Ｑａまで確実に増加させることができる。

また、本実施形態によれば、エンジン制御部７２（尿素供給制御手段８２）は、ＳＣＲ触媒３３の温度Ｔｓに応じて目標吸着量Ｑａを設定するので、温度Ｔｓに応じた適切な量の尿素水を供給することができ、尿素供給制御を短時間で終了させることができる。

１エンジン
３０排気路
３３ＳＣＲ触媒
３５尿素供給装置
３９尿素インジェクタ
７０エンジンの自動停止制御装置
７２エンジン制御部
８０エンジン自動停止制御手段
８２尿素供給制御手段
Ｑａ目標吸着量
Ｑｃアンモニア吸着量
Ｔｓ温度

Claims

エンジンの排気路内に設けられたＮＯｘを還元浄化するＳＣＲ触媒と、このＳＣＲ触媒に尿素水を供給する尿素供給装置と、を備えるエンジンの自動停止制御装置であって、
所定の開始条件が成立すると上記エンジンを自動停止させて、所定の再始動条件が成立すると上記エンジンを再始動させるエンジン自動停止制御を実行するエンジン自動停止制御手段と、
上記尿素供給装置による尿素水の供給を制御する尿素供給制御手段と、を有し、
上記ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化性能が低下する所定条件が成立している場合、上記エンジン自動停止制御手段は上記エンジン自動停止制御の実行を禁止して上記エンジンの作動を継続させると共に、上記尿素供給制御手段は上記尿素供給装置による尿素水の供給を行う、エンジンの自動停止制御装置。
上記ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化性能が低下する所定条件は、上記ＳＣＲ触媒に吸着しているアンモニア吸着量が設定吸着量よりも小さい場合である、請求項１に記載のエンジンの自動停止制御装置。
上記尿素供給制御手段は、上記ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が目標吸着量に到達するまで上記尿素供給装置により上記ＳＣＲ触媒に尿素水を供給し、
上記設定吸着量は、上記目標吸着量に設定されている、請求項２に記載のエンジンの自動停止制御装置。
上記尿素供給制御手段は、上記ＳＣＲ触媒の温度に応じて上記目標吸着量を設定する、請求項３に記載のエンジンの自動停止制御装置。
上記ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化性能が低下する所定条件は、上記ＳＣＲ触媒の温度が設定温度よりも低い場合である、請求項１に記載のエンジンの自動停止制御装置。
上記尿素供給制御手段は、上記ＳＣＲ触媒の温度が尿素をアンモニアへ加水分解可能な分解温度以上である場合に、上記尿素供給装置により上記ＳＣＲ触媒に尿素水を供給し、
上記設定温度は、上記分解温度に設定されている、請求項５に記載のエンジンの自動停止制御装置。