JP2021046834A - 排気浄化装置の制御装置、及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＣＲ触媒中に堆積する析出物の堆積量を推定し、ＳＣＲ触媒のパージ制御を最適化することが可能な排気浄化装置の制御装置を提供すること。【解決手段】内燃機関１０の排気管３０内に配設されたＳＣＲ触媒４２を有する排気浄化装置の制御装置１００であって、ＳＣＲ触媒４２の上流側に配設された尿素水噴射手段５１から、尿素水を噴射させる噴射制御部１０１と、内燃機関１０の排ガスの温度と尿素水の噴射量とに基づいて、尿素水の分解作用で生成される析出物がＳＣＲ触媒４２に堆積する単位時間当たりの堆積量を推定し、単位時間当たりの堆積量を積算することにより、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量を推定する堆積量推定部１０２と、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量に基づいて、内燃機関１０におけるパージモードの実施時期又は実施時間を調整するパージ制御部１０３と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、排気浄化装置の制御装置、及び制御方法に関する。

従来、アンモニア（ＮＨ_３）を還元剤として、排ガス中のＮＯｘを選択的に還元するＮＯｘ選択還元型触媒（Selective Catalytic Reduction：以下、「ＳＣＲ触媒」と称する）を有する内燃機関の排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１２−１８９００７号公報

ところで、この種の排気浄化装置においては、ＳＣＲ触媒の上流側で、尿素水を噴射し、排ガス中で当該尿素水を加水分解することによって、アンモニアを生成している。しかしながら、当該尿素水は、排ガス温度が低温時（例えば、１５０℃以下）に噴射されると、加水分解反応が十分に行われず、ＳＣＲ触媒に、白色の析出物（例えば、尿素水を原料として生成されるシアヌル酸）（以下、「析出物」と略称する）が堆積することが知られている。

このようなＳＣＲ触媒に堆積した析出物は、ＳＣＲ触媒における脱硝性能の低下を引き起こし、排気管抵抗の増大に伴うエンジン出力の低下を引き起こすおそれがある。

ＳＣＲ触媒に堆積した析出物は、高温の排ガスに触れると昇華して除去できるため、従来技術においては、定期的に、内燃機関に対して、排ガス温度を上げる動作を実行させ、ＳＣＲ触媒に堆積した析出物を除去する制御を行っている（以下、「パージ制御」と称する）。

しかしながら、従来技術においては、パージ制御を実行するタイミングや実施時間については、十分に検討がなされておらず、ＳＣＲ触媒に析出物が残留したり、パージ制御を過剰に長時間実行することによって燃費の悪化を招くおそれがあった。

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ＳＣＲ触媒中に堆積する析出物の堆積量を推定し、ＳＣＲ触媒のパージ制御を最適化することが可能な排気浄化装置の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、
内燃機関の排気管内に配設されたＳＣＲ触媒を有する排気浄化装置の制御装置であって、
前記ＳＣＲ触媒の上流側に配設された尿素水噴射手段から、尿素水を噴射させる噴射制御部と、
前記内燃機関の排ガスの温度と前記尿素水の噴射量とに基づいて、前記尿素水の分解作用で生成される析出物が前記ＳＣＲ触媒に堆積する単位時間当たりの堆積量を推定し、前記単位時間当たりの堆積量を積算することにより、前記ＳＣＲ触媒中の前記析出物の全堆積量を推定する堆積量推定部と、
前記ＳＣＲ触媒中の前記析出物の全堆積量に基づいて、前記内燃機関におけるパージモードの実施時期又は実施時間を調整するパージ制御部と、
を備える排気浄化装置の制御装置である。

又、他の局面では、
内燃機関の排気管内に配設されたＳＣＲ触媒を有する排気浄化装置の制御方法であって、
前記ＳＣＲ触媒の上流側に配設された尿素水噴射手段から、尿素水を噴射させ、
前記内燃機関の排ガスの温度と前記尿素水の噴射量とに基づいて、前記尿素水の分解作用で生成される析出物が前記ＳＣＲ触媒に堆積する単位時間当たりの堆積量を推定し、前記単位時間当たりの堆積量を積算することにより、前記ＳＣＲ触媒中の前記析出物の全堆積量を推定し、
前記ＳＣＲ触媒中の前記析出物の全堆積量に基づいて、前記内燃機関におけるパージモードの実施時期又は実施時間を調整する、
排気浄化装置の制御方法である。

本開示に係る排気浄化装置の制御装置によれば、ＳＣＲ触媒中に堆積する析出物の堆積量を推定し、ＳＣＲ触媒のパージ制御を最適化することが可能である。

第１の実施形態に係る排気浄化装置の構成の一例を示す図 第１の実施形態に係る噴射制御部の構成の一例を示すブロック図 第１の実施形態に係る堆積量推定部が参照する演算マップの一例を示す図 第１の実施形態に係る堆積量推定部が参照する演算マップの一例を示す図 第１の実施形態に係るパージ制御部が参照する制御マップの一例を示す図 第１の実施形態に係るＥＣＵの動作の一例を示すフローチャート 第２の実施形態に係るパージ制御部が参照する制御マップの一例を示す図

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
［排気浄化装置の構成］
以下、図１を参照して、第１の実施形態に係る排気浄化装置の構成について説明する。

図１は、本実施形態に係る排気浄化装置Ｕの構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る排気浄化装置Ｕは、例えば、トラック等の車両に搭載されており、エンジン１０の排ガス中のＮＯｘを浄化する。

エンジン１０は、例えば、燃焼室、燃焼室内で燃料を噴射する燃料噴射装置等（図示せず）を含んで構成される。エンジン１０は、燃焼室内で、燃料と空気の混合気を燃焼及び膨張させて、動力を発生する。エンジン１０には、燃焼室内に空気を導入する吸気管２０と、燃焼室から排出される燃焼後の排ガスを、車両の外部に排出する排気管３０と、が接続されている。

尚、本実施形態に係るエンジン１０は、４気筒エンジンであり、吸気管２０は吸気マニホルドを介して四つの燃焼室に分岐し、排気管３０は排気マニホルドを介して四つの燃焼室それぞれに接続された構成となっている。

排気浄化装置Ｕは、ＰＭフィルタ４１、ＳＣＲ触媒４２、尿素水噴射装置５０、各種センサ６１〜６３、及び、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００を備えている。尚、排気管３０内には、上流側から下流側に向かって、ＰＭフィルタ４１、尿素水噴射装置５０の尿素水添加弁５１、及び、ＳＣＲ触媒４２がこの順に配設されている。

ＰＭフィルタ４１は、排ガス中に含まれるＰＭ（Particulate Matter）を捕捉する。ＰＭフィルタ４１としては、典型的には、コージェライトや炭化ケイ素の多孔質セラミックが素材として用いられる。ＰＭフィルタ４１は、例えば、当該多孔質セラミックで形成した捕集壁中を排ガスが通過するように入口と出口を交互に目封じしたハニカム構造を呈している。尚、ＰＭフィルタ４１は、例えば、エンジン１０側から排出される未燃焼燃料の炭化水素（ＨＣ）を酸化して、当該酸化熱により、排ガスを高温化し得るように、酸化触媒を担持している。

ＳＣＲ触媒４２は、尿素水噴射装置５０から噴射される尿素水が加水分解して生成されるアンモニアを吸着すると共に、当該吸着したアンモニアによって排ガス中からＮＯｘを選択的に還元浄化する。ＳＣＲ触媒４２としては、公知のＳＣＲ触媒を用いることができ、例えば、セラミック製の担持体の表面に、Ｆｅゼオライト、Ｃｕゼオライト又はバナジウム等のＮＯｘ還元触媒を担持したものを用いることができる。尚、ＳＣＲ触媒４２としては、触媒上で尿素水をアンモニアに変換するタイプのものを用いてもよい。

尿素水噴射装置５０は、排気管３０内のＳＣＲ触媒４２の上流側において、尿素水を噴射する。尿素水噴射装置５０は、例えば、尿素水添加弁５１（本発明の「尿素水噴射手段」に相当）、尿素水タンク５２、及び、サプライポンプ５３を含んで構成される。

尿素水噴射装置５０においては、尿素水タンク５２からサプライポンプ５３によって圧送された尿素水が、尿素水添加弁５１から排気管３０中に噴射される。尿素水添加弁５１から排気管３０中に噴射された尿素水は、排ガスの高温により加水分解され、アンモニアに変換されてＳＣＲ触媒４２に供給される。そして、当該アンモニアは、ＳＣＲ触媒４２に吸着して、当該ＳＣＲ触媒４２の作用でＮＯｘと反応して、ＮＯｘを還元浄化する。

尿素水噴射装置５０から排気管３０に噴射する尿素水の噴射量は、尿素水添加弁５１の開度の調整により行われる。尚、尿素水添加弁５１の開度の制御は、ＥＣＵ１００（噴射制御部１０１）から出力される制御信号によって行われる。

各種センサ６１〜６３は、排気管３０を通流する排ガスの状態、及びＳＣＲ触媒４２の状態等を検出するために設けられている。具体的には、排気管３０には、ＮＯｘセンサ６１、温度センサ６２、及び流量センサ６３等が備え付けられている。

ＮＯｘセンサ６１は、排気管３０のＳＣＲ触媒４２の上流側に配設され、ＳＣＲ触媒４２に流入するＮＯｘ量（即ち、ＮＯｘ濃度）を検出する。温度センサ６２は、排気管３０のＳＣＲ触媒４２の上流側に配設され、ＳＣＲ触媒４２に流入する排ガスの温度を検出する。流量センサ６３は、エンジン１０から排出される排ガスの流量を検出する。そして、これらの各種センサ６１〜６３は、検出により得られたセンサ情報を、逐次、ＥＣＵ１００に送信する。

ＥＣＵ１００（本発明の「制御装置」に相当）は、排気浄化装置Ｕの動作を制御する。ＥＣＵ１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力ポート、及び出力ポート等を含んで構成されている。ＥＣＵ１００の後述する各機能は、例えば、ＣＰＵがＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。但し、当該機能は、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア回路によっても実現できることは勿論である。

尚、ＥＣＵ１００は、エンジン１０及び尿素水噴射装置５０と通信することで、これらを制御したり、これらの状態情報を取得したりする。又、ＥＣＵ１００は、各種センサ６１〜６３からセンサ情報を取得して、排気管３０を通流する排ガスの状態、及びＳＣＲ触媒４２の状態等を検出する。

［ＥＣＵの構成］
次に、図２、図３Ａ、図３Ｂを参照して、本実施形態に係るＥＣＵ１００の詳細構成について説明する。

ＥＣＵ１００は、噴射制御部１０１、堆積量推定部１０２、及び、パージ制御部１０３を備えている。

＜噴射制御部１０１について＞
噴射制御部１０１は、尿素水添加弁５１に開度指令信号を出力することによって、尿素水噴射装置５０からの尿素水噴射を制御する。この際、噴射制御部１０１は、例えば、ＳＣＲ触媒４２に吸着するアンモニアの量（以下、「アンモニアストレージ量」と称する）が所定量以上となるように、尿素水噴射装置５０の尿素水噴射量を制御する。これによって、ＳＣＲ触媒４２を、ＮＯｘ浄化率が高い状態で維持する。

図２は、噴射制御部１０１の構成の一例を示す図である。噴射制御部１０１は、例えば、目標アンモニアストレージ量設定部１０１ａと、実アンモニアストレージ量演算部１０１ｂと、噴射量決定部１０１ｃと、を有している。

目標アンモニアストレージ量設定部１０１ａは、ＳＣＲ触媒４２におけるアンモニアストレージ量の目標値を設定する。ＳＣＲ触媒４２におけるアンモニアストレージ量の目標値は、例えば、ＳＣＲ触媒４２におけるストレージ可能量の８０％程度に設定される。但し、ＳＣＲ触媒４２のストレージ可能量は、触媒温度に依拠して変化するため、本実施形態に係る目標アンモニアストレージ量設定部１０１ａは、温度センサ６２が示す排ガス温度に基づいて、ＳＣＲ触媒４２におけるアンモニアストレージ量の目標値を設定している。

実アンモニアストレージ量演算部１０１ｂは、現時点におけるＳＣＲ触媒４２中のアンモニアストレージ量の実際値を算出する。実アンモニアストレージ量演算部１０１ｂは、例えば、尿素水噴射装置５０の尿素水噴射量に基づいて、ＳＣＲ触媒４２に新たに吸着するアンモニアの吸着量を算出する。そして、実アンモニアストレージ量演算部１０１ｂは、ＳＣＲ触媒４２に新たに吸着したアンモニアの吸着量から、ＳＣＲ触媒４２中で消費したアンモニアの消費量を減算することによって、現時点におけるＳＣＲ触媒４２中のアンモニアストレージ量を推定する。つまり、実アンモニアストレージ量演算部１０１ｂは、尿素水噴射装置５０の尿素水噴射量の推移とＳＣＲ触媒４２におけるアンモニア消費量の推移とに基づいて、記憶部（例えば、ＲＡＭ）に記憶する現時点のアンモニアストレージ量を逐次的に更新していく。

尚、ＳＣＲ触媒４２中のアンモニアの消費量は、例えば、ＮＯｘセンサ６１のセンサ信号が示すＮＯｘ濃度と流量センサ６３のセンサ信号が示す排ガス流量とから推定されるＳＣＲ触媒４２に到来するＮＯｘ量に基づいて、算出される。

噴射量決定部１０１ｃは、例えば、現時点のＳＣＲ触媒４２におけるアンモニアストレージ量の実際値と目標値の差分を算出し、当該差分に基づいて、尿素水噴射装置５０の尿素水噴射量を決定する。尚、噴射量決定部１０１ｃは、例えば、現時点のＳＣＲ触媒４２におけるアンモニアストレージ量の実際値と目標値の差分と、尿素水噴射装置５０の尿素水噴射量とを関連付けた制御マップを用いて、尿素水噴射装置５０の尿素水噴射量を決定する。

尚、噴射制御部１０１にて、尿素水噴射装置５０の尿素水噴射量を制御する構成は、上記構成に限らない。噴射制御部１０１は、エンジン１０からＳＣＲ触媒４２に到来するＮＯｘ量に対応するように、尿素水噴射量を制御するものであればよい。

＜堆積量推定部１０２について＞
堆積量推定部１０２は、エンジン１０の排ガスの温度と、尿素水噴射装置５０の尿素水噴射量とに基づいて、尿素水の分解作用で生成される析出物がＳＣＲ触媒４２に堆積する単位時間当たりの堆積量を推定し、単位時間当たりの堆積量を積算することにより、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量を推定する。

具体的には、堆積量推定部１０２は、図３Ａ及び図３Ｂの演算マップを用いて、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量を推定する。

図３Ａ、図３Ｂは、堆積量推定部１０２が参照する演算マップの一例を示す図である。尚、図３Ａ、図３Ｂの演算マップは、予め実験やシミュレーションによって求められ、ＥＣＵ１００の記憶部（例えば、ＲＯＭ）に記憶されている。

図３Ａは、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の析出量を算出するための演算マップを示す図である。図３Ａの横軸は排ガス温度を表し、縦軸は尿素水噴射装置５０の尿素水噴射量を表している。図３Ａでは、Ｌ１線、Ｌ２線、Ｌ３線の順に、析出物の析出量が多くなることを示している。

図３Ａに示すように、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の析出量は、尿素水噴射装置５０の尿素水噴射量が増加するにつれて増加する。又、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の析出量は、排ガス温度が低下するにつれて増加する。尚、ここで、排ガス温度が低下するにつれて、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の析出量が増加するのは、排ガス温度が低下するにつれて、尿素水の加水分解反応が十分に行われなくなるためである。

図３Ｂは、ＳＣＲ触媒４２から消失する単位時間当たりの析出物の消失量を算出するための演算マップを示す図である。図３Ｂの横軸は排ガス温度を表し、縦軸は排ガス流量を表している。図３Ｂでは、Ｌ１１線、Ｌ１２線、Ｌ１３線、Ｌ１４線の順に、析出物の消失量が多くなることを示している。

図３Ｂに示すように、ＳＣＲ触媒４２から消失（即ち、除去される）する単位時間当たりの析出物の消失量は、排ガス流量が増加するにつれて、増加する。又、ＳＣＲ触媒４２から消失する単位時間当たりの析出物の消失量は、排ガス温度が上昇するにつれて、増加する。即ち、ＳＣＲ触媒４２に到来する排ガスの熱エネルギーが増加するにつれて、ＳＣＲ触媒４２から消失する単位時間当たりの析出物の消失量は多くなる。

堆積量推定部１０２は、例えば、噴射制御部１０１が決定した尿素水噴射量を取得すると共に、温度センサ６２のセンサ信号（即ち、排ガス温度）を取得し、図３Ａに示した演算マップを参照して、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の析出量を算出する。

次に、堆積量推定部１０２は、例えば、温度センサ６２のセンサ信号（即ち、排ガス温度）を取得すると共に、流量センサ６３のセンサ信号（即ち、排ガス流量）を取得し、図３Ｂに示した演算マップを参照して、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の消失量を算出する。

次に、堆積量推定部１０２は、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の析出量から、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の消失量を差し引いて、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の堆積量を推定する。

次に、堆積量推定部１０２は、推定されたＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の堆積量を、記憶部（例えば、ＲＡＭ）に記憶された一時刻前のＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量に加算することによって、現時点のＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量を推定する。

尚、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の消失量の方が、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の析出量よりも多い場合には、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の堆積量は、マイナスの値となり、現時点のＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量は、一時刻前のＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量から、単位時間当たりの析出物の堆積量を減算した値として算出される。

このように、堆積量推定部１０２は、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量を逐次的に更新する。

尚、堆積量推定部１０２がＳＣＲ触媒４２から消失する単位時間当たりの析出物の消失量を算出する際、排ガス流量は、流量センサ６３によって直接的に検出されてもよいし、エンジン１０の回転数から間接的に検出されてもよい。

＜パージ制御部１０３について＞
パージ制御部１０３は、ＳＣＲ触媒４２に堆積する析出物を除去するべく、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量に基づいて、エンジン１０におけるパージモードの実施時期又は実施時間を調整する。尚、パージモードの実施時間を補正する態様については、第２の実施形態にて後述する。

パージ制御部１０３は、例えば、堆積量推定部１０２に推定されるＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量が閾値以上になった場合、エンジン１０をパージモードにて運転させる。パージ制御部１０３は、典型的には、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量が閾値以上になった場合、自動的に、エンジン１０に対してパージモードを開始させる。

又、パージ制御部１０３は、図４に示すような制御マップを用いて、エンジン１０におけるパージモードの実施時期を調整してもよい。図４は、パージ制御部１０３が参照する制御マップの一例を示す図である。図４の横軸は、所定タイミング（例えば、エンジン１０の運転時間を基準としたタイミング）におけるＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量を表し、縦軸は、パージ実施時期の補正量を表す。かかる態様においては、パージ制御部１０３は、所定タイミングにおけるＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量が基準値よりも多い場合には、エンジン１０をパージモードにて運転させる実施時期を早め、所定タイミングにおけるＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量が基準値よりも少ない場合には、エンジン１０をパージモードにて運転させる実施時期を遅くするように調整してもよい。

エンジン１０におけるパージモードは、典型的には、圧縮上死点直前に行うメイン噴射に加えてポスト噴射又はアフター噴射を実行し、排ガス温度を高温化させるものであり、換言すると、排ガス昇温制御である。又、その他、パージモードは、エンジン１０のＥＧＲ量を増大させることによって、排ガス温度を高温化するものであってもよい。

パージモードの実施時間（以下、「パージ実施時間」と略称する）は、例えば、エンジン１０に対してパージモードを開始させる際の基準となるＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量の閾値に基づいて予め設定された所定時間としてもよい。但し、より確実にＳＣＲ触媒４２中の析出物を除去する観点から、パージモード実施時間は、エンジン１０に対してパージモードを開始させてから、堆積量推定部１０２によって推定されるＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量がゼロ付近となるまでとするのが望ましい。

［ＥＣＵの動作フロー］
図５は、ＥＣＵ１００の動作の一例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートは、例えば、ＥＣＵ１００がコンピュータプログラムに従って、所定間隔（例えば、１００ｍｓｅｃ間隔）で実行する処理である。

ステップＳ１において、ＥＣＵ１００は、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の堆積量を算出する。このステップＳ１において、ＥＣＵ１００は、上記したように、尿素水噴射装置５０の尿素水噴射量及び排ガスの温度に基づいて推定されるＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の析出量から、排ガスの温度及び流量に基づいて推定されるＳＣＲ触媒４２から消失する単位時間当たりの析出物の消失量を差し引くようにして、ＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の堆積量を推定する（図３Ａ、図３Ｂを参照）。

ステップＳ２において、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１で算出されたＳＣＲ触媒４２における単位時間当たりの析出物の堆積量を、一時刻前に算出されたＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量に加算して、現時点におけるＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量を算出する。

ステップＳ３において、ＥＣＵ１００は、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量が閾値以上か否かを判定する。ここで、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量が閾値以上の場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４に処理を進める。一方、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量が閾値未満の場合（Ｓ３：ＮＯ）、特に処理を実行することなく、図５のフローチャートを終了する。

ステップＳ４において、ＥＣＵ１００は、エンジン１０に対してパージモードの実行を開始させる。

ステップＳ５において、ＥＣＵ１００は、ＳＣＲ触媒４２中の析出物のパージが完了することを待ち受ける（Ｓ５：ＮＯ）。ＥＣＵ１００は、例えば、パージモード実施時間を予め定めた所定時間に設定し、当該所定時間が経過することを待ち受ける。そして、ＥＣＵ１００は、ＳＣＲ触媒４２中の析出物のパージが完了した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、ステップＳ６に処理を進める。

ステップＳ６において、ＥＣＵ１００は、エンジン１０に対してパージモードの実行を終了させる。

以上のようにして、ＥＣＵ１００は、定期的に、ＳＣＲ触媒４２中の析出物のパージを行う。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る排気浄化装置Ｕによれば、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量を正確に推定し、ＳＣＲ触媒４２中の析出物のパージを実行するタイミングや、その実施時間を調整する。これによって、ＳＣＲ触媒４２中の析出物を確実に除去することができる。又、これによって、パージの実行頻度と実行時間を必要最低限に抑えられるため、エンジン１０を排ガス昇温モードで運転させる（例えば、ポスト噴射）ことに伴う燃費の悪化を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、図６を参照して、第２の実施形態に係る排気浄化装置Ｕの構成について説明する。本実施形態に係る排気浄化装置Ｕは、ＥＣＵ１００のパージ制御部１０３の構成の点で、第１の実施形態と相違する。尚、第１の実施形態と共通する構成については、説明を省略する。

上記実施形態では、パージ制御部１０３が、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量が閾値以上になった場合、自動的に、エンジン１０に対してパージモードを開始させる態様を示した。かかる態様は、自動的に、ＳＣＲ触媒４２中の析出物のパージが行われるため、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量が過剰に堆積する事態を抑制できる点で、有用である。

但し、ＳＣＲ触媒４２中の析出物のパージを行う場合、エンジン１０から外部環境に排出される排ガス温度が高温化するため、外部環境の環境温度を上昇させることになる。そのため、パージが実行されるタイミングによっては、外部環境に存在する物体に対して悪影響を及ぼすおそれがある。

本実施形態に係るパージ制御部１０３は、かかる観点から、エンジン１０に対してパージモードを開始させるタイミングについては、ユーザが、排気浄化装置Ｕに設けられた操作スイッチ等にて、パージ実行開始指令を行ったタイミングとする。そして、パージ制御部１０３は、パージ実行開始指令が行われたタイミングにおけるＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量に基づいて、パージ実施時間を設定する。

図６は、本実施形態に係るパージ制御部１０３が参照する制御マップの一例を示す図である。図６の横軸は、パージ実行開始指令が行われたタイミングにおけるＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量を表し、縦軸は、パージ実施時間の補正量を表す。

図６では、パージ実行開始指令が行われたタイミングにおけるＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量が基準値に対して多いほど、パージ実施時間を基準時間から長くなるように補正し、パージ実行開始指令が行われたタイミングにおけるＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量が基準値に対して少ないほど、パージ実施時間を基準時間から短くなるように補正することを表す。

尚、パージ実施時間の補正量は、予め実験やシミュレーションによって求められた、ＳＣＲ触媒４２中の析出物の全堆積量と、ＳＣＲ触媒４２中の析出物が全て除去されるまでのパージ実施時間との関係に基づいて設定される。

以上のように、本実施形態に係る排気浄化装置Ｕにおいては、エンジン１０をパージモードで運転させる際の実施時間を適切に設定することができるため、ＳＣＲ触媒４２中の析出物を確実に除去することができ、加えて、エンジン１０をパージモードで運転させることに伴う燃費の悪化も抑制することが可能である。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

上記実施形態では、一例として、排気浄化装置Ｕをディーゼルエンジンに適用した態様ついて説明する。但し、本実施形態に係る排気浄化装置Ｕは、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンンジンにも適用し得る。

又、上記実施形態では、排気浄化装置Ｕの適用対象の一例として、車両を示したが、排気浄化装置Ｕの適用対象は、これに限定されない。例えば、排気浄化装置Ｕは、発電機、建設機械、船舶等に適用されてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本開示に係る排気浄化装置の制御装置によれば、ＳＣＲ触媒中に堆積する析出物の堆積量を推定し、ＳＣＲ触媒のパージ制御を最適化することが可能である。

Ｕ 排気浄化装置
１０ エンジン
２０ 吸気通路
３０ 排気通路
４１ ＰＭフィルタ
４２ ＳＣＲ触媒
５０ 尿素水噴射装置
５１ 尿素水添加弁（尿素水噴射手段）
５２ 尿素水タンク
５３ サプライポンプ
６１ ＮＯｘセンサ
６２ 温度センサ
６３ 流量センサ
１００ ＥＣＵ（制御装置）
１０１ 噴射制御部
１０２ 堆積量推定部
１０３ パージ制御部

Claims (5)

1. 内燃機関の排気管内に配設されたＳＣＲ触媒を有する排気浄化装置の制御装置であって、
   前記ＳＣＲ触媒の上流側に配設された尿素水噴射手段から、尿素水を噴射させる噴射制御部と、
   前記内燃機関の排ガスの温度と前記尿素水の噴射量とに基づいて、前記尿素水の分解作用で生成される析出物が前記ＳＣＲ触媒に堆積する単位時間当たりの堆積量を推定し、前記単位時間当たりの堆積量を積算することにより、前記ＳＣＲ触媒中の前記析出物の全堆積量を推定する堆積量推定部と、
   前記ＳＣＲ触媒中の前記析出物の全堆積量に基づいて、前記内燃機関におけるパージモードの実施時期又は実施時間を調整するパージ制御部と、
   を備える排気浄化装置の制御装置。
2. 前記堆積量推定部は、
   前記尿素水の噴射量及び前記排ガスの温度に基づいて、前記ＳＣＲ触媒における前記析出物の単位時間当たりの析出量を推定し、
   前記排ガスの温度及び前記排ガスの流量に基づいて、前記ＳＣＲ触媒における前記析出物の単位時間当たりの消失量を推定し、
   前記単位時間当たりの析出量から前記単位時間当たりの消失量を差し引くようにして、前記単位時間当たりの堆積量を推定する、
   請求項１に記載の排気浄化装置の制御装置。
3. 前記パージ制御部は、前記ＳＣＲ触媒中の前記析出物の全堆積量が閾値以上となった場合、前記内燃機関を、前記パージモードにて運転させる、
   請求項１又は２に記載の排気浄化装置の制御装置。
4. 前記パージ制御部は、前記ＳＣＲ触媒中の前記析出物の全堆積量に基づいて、前記パージモードの実施時間を制御する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の排気浄化装置の制御装置。
5. 内燃機関の排気管内に配設されたＳＣＲ触媒を有する排気浄化装置の制御方法であって、
   前記ＳＣＲ触媒の上流側に配設された尿素水噴射手段から、尿素水を噴射させ、
   前記内燃機関の排ガスの温度と前記尿素水の噴射量とに基づいて、前記尿素水の分解作用で生成される析出物が前記ＳＣＲ触媒に堆積する単位時間当たりの堆積量を推定し、前記単位時間当たりの堆積量を積算することにより、前記ＳＣＲ触媒中の前記析出物の全堆積量を推定し、
   前記ＳＣＲ触媒中の前記析出物の全堆積量に基づいて、前記内燃機関におけるパージモードの実施時期又は実施時間を調整する、
   排気浄化装置の制御方法。
   

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