JP5850166B2 - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関し、特に内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタと選択還元型触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)を備えた排気浄化システムに関する。
従来、内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタと、パティキュレートフィルタより下流の排気通路に配置されたSCRと、SCRへ流入する排気中に還元剤を添加する還元剤供給手段と、排気通路から吸気通路へ排気の一部を還流させるEGR機構と、を備えた排気浄化システムが知られている。このような排気浄化システムにおいて、パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質(PM:Particulate Matter)の酸化を目的として該パティキュレートフィルタを昇温させるときに、EGRガスの還流量を減少させる技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタと、排気通路から吸気通路へ排気の一部(EGRガス)を還流させるEGR装置と、を備えた排気浄化装置において、内燃機関が中負荷運転状態にあるときに、EGRガス量を多くすることにより、内燃機関のNOX排出量を低減する技術も提案されている(例えば、特許文献2を参照)。
内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタと、排気通路から吸気通路へ排気の一部(EGRガス)を還流させるEGR装置と、を備えた排気浄化装置において、パティキュレートフィルタの温度が高く、且つ排気中の酸素濃度が高いときに、EGRガス量を増加させる等の処理を行うことにより、パティキュレートフィルタを通過する排気の量を減少させる技術も提案されている(例えば、特許文献3を参照)。
内燃機関の排気通路に配置されたNOX触媒と、排気通路から吸気通路へ排気の一部(EGRガス)を還流させるEGR装置と、を備えた排気浄化装置において、NOX触媒の温度が活性領域より高いときに、EGR率を大きくすることにより、排気温度の低下を図る技術も提案されている(例えば、特許文献4を参照)。
内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタと、タービンより上流の排気通路からコンプレッサより下流の排気通路へ排気の一部(EGRガス)を還流させる第1EGR装置と、タービンより下流の排気通路からコンプレッサより上流の排気通路へ排気の一部(EGRガス)を還流させる第2EGR装置と、を備えた排気浄化装置において、排気温度がパティキュレートフィルタの再生温度より高いときは、第2EGR装置を利用してEGRガスを還流させる技術も提案されている(例えば、特許文献5を参照)。
内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタと、パティキュレートフィルタより下流の排気通路に配置されたNOX触媒と、を備えた排気浄化装置において、排気中の酸素濃度を調整することにより、パティキュレートフィルタの再生とNOXの脱硝を行う技術も提案されている(例えば、特許文献6を参照)。
ところで、パティキュレートフィルタとSCRを備えた排気浄化システムにおいて、EGRガス量が減量されると、内燃機関から排出されるNOXの量が増加するため、SCRによって浄化(還元)されずに大気中へ排出されるNOXの量が多くなる可能性がある。
特に、SCRの温度がNOX浄化ウィンドの上限値(凡そ400℃)より高い場合は、SCRに吸着される還元剤(例えば、アンモニア(NH3))の量が少なくなるめ、SCRによって浄化(還元)されずに大気中へ排出されるNOXの量が増加し易い。
本発明は、上記した実情鑑みてなされたものであり、その主な目的は、パティキュレートフィルタとSCRとを備えた排気浄化システムにおいて、大気中へ排出されるNOX量を好適に減少させることができる技術の提供にある。
本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関の排気通路に配置されるパティキュレートフィルタと、パティキュレートフィルタより下流の排気通路に配置される選択還元型触媒と、選択還元型触媒より上流の排気通路へアンモニア又はアンモニアの前駆体である還元剤を供給する還元剤供給装置と、内燃機関の排気通路から吸気通路へ排気の一部をEGRガスとして供給するEGR機構と、を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、パティキュレートフィルタの温度が粒子状物質の酸化し得る最低の温度以上であり且つパティキュレートフィルタのPM捕集量が少ないときはEGRガスの量を増加させ、パティキュレートフィルタの温度が粒子状物質の酸化し得る最低の温度より低い温度範囲に属し且つ選択還元型触媒の温度がNOX浄化ウィンドに収まっているときは排気に含まれるNOXの量を増加させるようにした。
詳細には、内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタより下流の排気通路に配置された選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒より上流の排気通路へアンモニア又はアンモニアの前駆体である還元剤を供給する還元剤供給装置と、
排気通路を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気通路に供給するEGR装置と、
前記パティキュレートフィルタの温度と相関する温度を検出する第一温度検出手段と、
前記選択還元型触媒の温度と相関する温度を検出する第二温度検出手段と、
前記パティキュレートフィルタに捕集されているPMの量であるPM捕集量を検出する検出手段と、
前記第一温度検出手段の検出値が粒子状物質の酸化し得る最低の温度以上であり且つPM再生処理の実行条件となるPM捕集量の閾値に比して前記検出手段により検出されたPM捕集量が所定量以上少ないときは、EGRガス量が増加するようにEGR装置を制御し、前記第一温度検出手段の検出値が粒子状物質の酸化し得る最低の温度より低い温度範囲であってパティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質と排気中に含まれるNOXの一部である二酸化窒素との酸化還元反応を促進させる温度範囲に属し且つ第二温度検出手段の検出値が前記NOX浄化ウィンドに属するときは、内燃機関から排出されるNOXを増加させる処理であるNOX増加処理を行う制御手段と、
を備えるようにした。
前記パティキュレートフィルタより下流の排気通路に配置された選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒より上流の排気通路へアンモニア又はアンモニアの前駆体である還元剤を供給する還元剤供給装置と、
排気通路を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気通路に供給するEGR装置と、
前記パティキュレートフィルタの温度と相関する温度を検出する第一温度検出手段と、
前記選択還元型触媒の温度と相関する温度を検出する第二温度検出手段と、
前記パティキュレートフィルタに捕集されているPMの量であるPM捕集量を検出する検出手段と、
前記第一温度検出手段の検出値が粒子状物質の酸化し得る最低の温度以上であり且つPM再生処理の実行条件となるPM捕集量の閾値に比して前記検出手段により検出されたPM捕集量が所定量以上少ないときは、EGRガス量が増加するようにEGR装置を制御し、前記第一温度検出手段の検出値が粒子状物質の酸化し得る最低の温度より低い温度範囲であってパティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質と排気中に含まれるNOXの一部である二酸化窒素との酸化還元反応を促進させる温度範囲に属し且つ第二温度検出手段の検出値が前記NOX浄化ウィンドに属するときは、内燃機関から排出されるNOXを増加させる処理であるNOX増加処理を行う制御手段と、
を備えるようにした。
ここでいう「粒子状物質の酸化し得る最低の温度」は、パティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質(PM)を酸化及び除去する処理であるPM再生処理が実行されるときのパティキュレートフィルタの目標温度(例えば、500℃から600℃)より低い温度であり、パティキュレートフィルタに捕集されているPMの一部が酸化し始める温度(例えば、450℃)である。「EGRガスの量を増加させる」は、パティキュレートフィルタの温度がPMの酸化し得る最低の温度を下回っているときに比べ、EGRガス量を多くする処理である。「パティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質と排気中に含まれる二酸化窒素との酸化還元反応を促進させる温度範囲」は、「粒子状物質の酸化し得る最低の温度」より低い温度範囲(例えば、350℃前後の温度範囲)である。「NOX浄化ウィンド」は、選択還元型触媒(以下、「SCR」と記す)のNOX浄化率(SCRへ流入するNOX量に対してSCRで浄化されるNOX量の比率)が予め定められた最低のNOX浄化率以上となる温度範囲であり、予め実験的に求められている。
還元剤供給装置から供給された還元剤(アンモニア(NH3))は、SCRに吸着される。SCRに吸着されたアンモニア(NH3)は、排気中のNOXと反応してN2やH2O等に転化される。ところで、SCRへ流入するNOXの量が多くなると、SCRにおいて還元されずに大気中へ排出されるNOXの量が多くなる可能性がある。また、SCRへ流入するNOXの量が多くなると、SCRにおいてNOXの浄化に消費される還元剤の量が多くなる可能性もある。よって、SCRへ流入するNOXの量は、可能な限り少なくされることが望ましい。
これに対し、内燃機関の気筒内で燃焼される混合気の燃焼時期を遅角させることにより、混合気が燃焼する際に発生するNOXの量(内燃機関から排出されるNOXの量)を減少させる方法が考えられる。詳細には、圧縮着火式の内燃機関において燃料噴射時期を遅角させ、又は火花点火式の内燃機関において点火時期を遅角させる方法が考えられる。混合気の燃焼時期が遅角された場合は遅角されない場合に比べ、混合気の燃焼温度が低下する。その結果、混合気が燃焼する際に発生するNOXの量(内燃機関から排出されるNOXの量)が減少する。内燃機関から排出されるNOXの量が減少すると、SCRへ流入するNOXの量も減少する。
しかしながら、燃料噴射時期又は点火時期が遅角されると、混合気の燃焼時に発生する熱エネルギのうち、内燃機関の出力に寄与する熱エネルギの量が少なくなる。そのため、内燃機関の発生トルクを運転者の要求トルクと同等にするためには、燃料噴射量を増量させる必要があり、燃料消費量や二酸化炭素(CO2)の発生量が増加する可能性がある。
そこで、本発明の内燃機関の排気浄化システムは、パティキュレートフィルタの温度がPMの酸化し得る最低の温度(以下、「PM酸化開始温度」と称する)以上であるときは、EGRガス量を増量させるようにした。EGRガス量が増量されたときは、混合気の燃焼温度が低くなるため、内燃機関から排出されるNOXの量が減少する。その結果、燃料噴射時期又は点火時期の遅角量を少なく抑えつつ、内燃機関から排出されるNOXの量を減少させることができる。よって、燃料消費量やCO2発生量の増加を抑えつつ、SCRへ流入するNOXの量を少なくすることができる。
なお、EGRガス量が増加されたときは、混合気の燃焼時に発生するPMの量(内燃機関から排出されるPMの量)が増加する可能性がある。しかしながら、内燃機関から排出されるPMはパティキュレートフィルタによって捕集されるため、大気中へ排出されるPMの量が増加する事態を回避することができる。
ただし、内燃機関から排出されるPMの量が増加すると、パティキュレートフィルタのPM捕集量が増加し易くなるため、パティキュレートフィルタに捕集されているPMを酸化及び除去するための処理(PM再生処理)の実行頻度が高くなる可能性がある。PM再生処理の実行頻度が高くなると、燃料消費量が増加することも懸念される。
これに対し、本発明においてEGRガスを増量させる処理は、パティキュレートフィルタの温度がPM酸化開始温度以上であるときに実行されるため、パティキュレートフィルタのPM捕集量が大幅に増加する事態を回避することができる。その結果、PM再生処理の実行頻度が高くなる事態を回避しつつ、大気中に排出されるNOX及びPMの増加を抑制することができる。
ところで、パティキュレートフィルタのPM捕集量が多いときにEGRガス量が増加されると、パティキュレートフィルタのPM捕集量が過剰に多くなったり、パティキュレートフィルタで酸化されるPMの量が過剰に多くなったりする可能性がある。その結果、パティキュレートフィルタの圧力損失の増加に因る背圧の上昇や、PM酸化量(PM酸化速度)の増加に因るパティキュレートフィルタの過昇温などが誘発される可能性がある。
これに対し、本発明の制御手段は、PM再生処理の実行条件となるPM捕集量の閾値(以下、「PM再生閾値」と称する)に対し、検出手段により検出されたPM捕集量が所定量以上少ないことを条件として、EGRガス量を増加させるようにした。このような方法によれば、パティキュレートフィルタのPM捕集量が過剰に多くなったり、パティキュレートフィルタで酸化されるPMの量が過剰に多くなったりする事態を回避することが可能になる。その結果、パティキュレートフィルタの圧力損失の増加に因る背圧の上昇や、PM酸化量(PM酸化速度)の増加に因るパティキュレートフィルタの過昇温を抑制することが可能になる。ここでいう「所定量」は、EGRガス量の増加によりパティキュレートフィルタへ流入するPMの量が増加した場合であっても、背圧の上昇やパティキュレートフィルタの過昇温を回避することができると考えられる量であり、予め実験等を利用した適合処理によって求められる量である。
一方、本発明の制御手段は、第一温度検出手段の検出値がパティキュレートフィルタに捕集されているPMとNOXの一部である二酸化窒素(NO2)との酸化還元反応を促進させる温度範囲に属し、且つ、第二温度検出手段の検出値がNOX浄化ウィンドに属するときは、内燃機関から排出されるNOXを増加させる処理であるNOX増加処理を行う。
パティキュレートフィルタの温度がPM酸化開始温度より低い場合であっても、該パティキュレートフィルタの温度が特定の温度範囲(例えば、350℃前後の温度範囲)に属するときは、パティキュレートフィルタに捕集されているPMと排気中のNO2との酸化還元反応が促進(活性)される。
よって、第一温度検出手段の検出値がパティキュレートフィルタに捕集されているPMと排気中のNO2との酸化還元反応を促進させる温度範囲(以下、「NO2還元ウィンド」と称する)に属し、且つ、第二温度検出手段の検出値がNOX浄化ウィンドに属するときに、NOX増加処理が実行されると、排気中に含まれるNOXの増加に伴ってNO2の量も増加する。排気中に含まれるNO2の量が増加すると、パティキュレートフィルタに捕集されているPMのうち、排気中のNO2によって酸化されるPMの量が増加する。その結果、パティキュレートフィルタのPM捕集量が減少する。
上記した方法によりパティキュレートフィルタのPM捕集量が減少されると、第一温度検出手段の検出値がPM酸化開始温度以上に上昇した時点におけるPM捕集量がPM再生閾値より少なくなる確率(頻度)が高くなる。その結果、第一温度検出手段の検出値がPM酸化開始温度以上に上昇したときに、EGRガス量を増加させる処理が実行される確率(頻度)も高くなる。
なお、NOX増加処理が実行された場合は実行されない場合に比べ、SCRへ流入するNOXの量が多くなることが考えられる。しかしながら、NOXの一部であるNO2は、PMと反応して還元される。また、SCRの温度がNOX浄化ウィンドに属しているため、残りのNOX(例えば、一酸化窒素(NO))はSCRによって還元される。よって、NOX増加処理が実行された場合に、大気中へ排出されるNOX量の増加が抑制される。
ここで、NOX増加処理の実行方法としては、EGRガス量を減少させる方法を用いることができる。NOX増加処理の他の実行方法としては、圧縮着火式の内燃機関において燃料噴射時期を進角させる方法、又は火花点火式の内燃機関において点火時期を進角させる方法等を用いることもできる。また、EGRガス量を減少させる方法と、燃料噴射時期又は点火時期を進角させる方法は、併用されてもよい。
本発明の内燃機関の排気浄化システムにおいて、制御手段は、SCRの温度がNOX浄化ウィンドの上限値を超えているときに、EGRガス量を増加させる処理を行うようにしてもよい。詳細には、制御手段は、第二温度検出手段の検出値がNOX浄化ウィンドの上限値より高いときに、第一温度検出手段の検出値がPM酸化開始温度以上であり且つPM捕集量が再生閾値に比して所定量以上少なければ、EGRガス量が増加するようにEGR装置を制御してもよい。
ここでいう「NOX浄化ウィンドの上限値」は、排気中のNOXを浄化する際に必要となる量のアンモニア(NH3)をSCRが吸着しきれなくなる最低の温度と考えることができる。
内燃機関の高負荷運転が継続された場合等は、SCRの温度がNOX浄化ウィンドの上限値より高くなる可能性がある。SCRの温度が前記上限値より高いときは、該SCRに吸着されるNH3の量が減少するため、SCRのNOX浄化率が低下する。その結果、SCRによって浄化されずに大気中へ排出されるNOXの量が多くなる可能性がある。
これに対し、SCRの温度がNOX浄化ウィンドの上限値より高いときに、第一温度検出手段の検出値がPM酸化開始温度以上であり且つPM捕集量が再生閾値に比して所定量以上少ないことを条件としてEGRガス量が増加されると、大気中に排出されるNOXの量を少なく抑えることができる。
本発明の内燃機関の排気浄化システムにおいて、制御手段は、第二温度検出手段の検出値がNOX浄化ウィンドの上限値を超えている期間に、前記還元剤供給装置から供給される還元剤の量を減少させるようにしてもよい。
SCRの温度がNOX浄化ウィンドの上限値より高くなる期間は、SCRの吸着可能なNH3量が少なくなる。そのため、SCRの温度が前記上限値より高いときに低いとき(NOX浄化ウィンドに属するとき)と同量の還元剤が還元剤供給装置から供給されると、SCRに吸着されないNH3が増加する可能性がある。
これに対し、第二温度検出手段の検出値がNOX浄化ウィンドの上限値を超えている期間に、還元剤供給装置から供給される還元剤の量が減少されると、SCRに吸着されないNH3の量(NH3スリップ量)を少なく抑えることができるとともに、NH3の不要な消費を抑制することができる。なお、還元剤供給装置から供給される還元剤の量が減少されると、SCRのNOX浄化率が低下することも想定される。しかしながら、EGRガス量の増加により内燃機関から排出されるNOXの量が少なくされているので、SCRによって浄化されずに大気中へ排出されるNOX量の増加は抑制される。よって、大気中へ排出されるNOX量の増加を抑制しつつ、NH3スリップ量の増加も抑制することができる。
なお、還元剤供給装置から供給される還元剤の減量を開始するタイミングは、EGRガス量の増加が開始されるタイミングと同時である必要はなく、EGRガス量の増加が開始されるタイミングより早くてもよい。つまり、SCRの温度がNOX浄化ウィンドの上限値を超える前に、還元剤の減量が開始されてもよい。SCRの温度が前記上限値を超える前に還元剤の減量が開始されると、SCRの温度が前記上限値を超えたときに該SCRから脱離するNH3の量を少なく抑えることができる。
SCRの温度が前記上限値を超える前に還元剤の減量を開始する場合は、例えば、第二温度検出手段の検出値が前記上限値より低い所定温度に達したときに、第一温度検出手段の検出値が上昇傾向にあることを条件として、還元剤の減量が開始されてもよい。ここでいう「所定温度」は、パティキュレートフィルタの温度上昇に伴ってSCRの温度が該所定温度から前記上限値より高い温度まで上昇すると考えられる最低の温度であり、予め実験等を利用した適合処理によって求めておくことができる。
本発明によれば、パティキュレートフィルタとSCRを備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、大気中へ排出されるNOX量を好適に減少させることができる。
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
<実施例1>
先ず、本発明の第1の実施例について図1乃至図7に基づいて説明する。図1は、本発明が適用される内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、複数の気筒を有する圧縮着火式の内燃機関(ディーゼルエンジン)である。なお、本発明を適用する内燃機関は、圧縮着火式の内燃機関に限られず、希薄燃焼運転される火花点火式の内燃機関(ガソリンエンジン)であってもよい。
先ず、本発明の第1の実施例について図1乃至図7に基づいて説明する。図1は、本発明が適用される内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、複数の気筒を有する圧縮着火式の内燃機関(ディーゼルエンジン)である。なお、本発明を適用する内燃機関は、圧縮着火式の内燃機関に限られず、希薄燃焼運転される火花点火式の内燃機関(ガソリンエンジン)であってもよい。
内燃機関1は、気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁1aを備えている。また、内燃機関1には、吸気通路2と排気通路3が接続されている。吸気通路2は、大気中から取り込まれた新気(空気)を内燃機関1の気筒へ導く通路である。排気通路3は、内燃機関1の気筒内から排出される既燃ガス(排気)を流通させるための通路である。
吸気通路2の途中には、吸気絞り弁(スロットル弁)4が配置されている。スロットル弁4は、吸気通路2の通路断面積を変更することにより、内燃機関1の気筒内に吸入される空気量を調整する弁機構である。なお、スロットル弁4は、弁体と該弁体を開閉駆動するための電動機とを備え、電動機は後述するECU10によって制御される。
排気通路3の途中には、第一触媒ケーシング5と第二触媒ケーシング6が上流側から直列に配置されている。第一触媒ケーシング5は、筒状のケーシング内に酸化触媒とパティキュレートフィルタを内装している。その際、酸化触媒は、パティキュレートフィルタの上流に配置される触媒担体に担持されてもよく、あるいはパティキュレートフィルタに担持されてもよい。
また、第二触媒ケーシング6は、筒状のケーシング内に、選択還元型触媒(SCR)が担持された触媒担体を収容したものである。触媒担体は、例えば、コーディライトやFe−Cr−Al系の耐熱鋼から成るハニカム形状の横断面を有するモノリスタイプの基材に、アルミナ系又はゼオライト系の活性成分(担体)をコーティングしたものである。さらに、触媒担体には、酸化能を有する貴金属触媒(例えば、白金(Pt)やパラジウム(Pd)等)が担持されている。
なお、第二触媒ケーシング6の内部において、SCRより下流には酸化触媒を担持した触媒担体が配置されるようにしてもよい。その場合の酸化触媒は、後述する還元剤添加弁7からSCRへ供給される還元剤のうち、SCRをすり抜けた還元剤を酸化するためのものである。
第一触媒ケーシング5と第二触媒ケーシング6との間の排気通路3には、NH3又はNH3の前駆体である還元剤を排気中へ添加(噴射)するための還元剤添加弁7が取り付けられている。還元剤添加弁7は、ニードルの移動により開閉される噴孔を有する弁装置である。還元剤添加弁7は、ポンプ70を介して還元剤タンク71に接続されている。ポンプ70は、還元剤タンク71に貯留されている還元剤を吸引するとともに、吸引された還元剤を還元剤添加弁7へ圧送する。還元剤添加弁7は、ポンプ70から圧送されてくる還元剤を排気通路3内へ噴射する。なお、還元剤添加弁7とポンプ70は、本発明に係わる還元剤供給装置の一実施態様である。
ここで、還元剤タンク71に貯留される還元剤としては、尿素やカルバミン酸アンモニウム等の水溶液や、アンモニアガスを用いることができる。本実施例では、還元剤として、尿素水溶液を用いる例について述べる。
還元剤添加弁7から尿素水溶液が噴射されると、尿素水溶液が排気とともに第二触媒ケーシング6へ流入する。その際、尿素水溶液が排気や第二触媒ケーシング6の熱を受けて熱分解又は加水分解される。尿素水溶液が熱分解又は加水分解されると、アンモニア(NH3)が生成される。このようにして生成されたNH3は、SCRに吸着(又は吸蔵)される。SCRに吸着されたNH3は、排気中に含まれる窒素酸化物(NOX)と反応して窒素(N2)や水(H2O)を生成する。つまり、NH3は、NOXの還元剤として機能する。
また、内燃機関1は、吸気通路2と排気通路3を連通するEGR通路100、及び該EGR通路100の通路断面積を変更するEGR弁101を含むEGR装置を備えている。EGR通路100は、排気通路3を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気通路2のスロットル弁4より下流へ導く通路である。EGR弁101は、前記EGR通路100の通路断面積を変更することにより、排気通路3から吸気通路2へ供給されるEGRガス量を調整する弁機構である。なお、EGR弁101は、弁体と該弁体を開閉駆動するための電動機とを備え、電動機は後述するECU10によって制御される。
このように構成された内燃機関1には、ECU10が併設されている。ECU10は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等を備えた電子制御ユニットである。ECU10は、第一排気温度センサ8、第二排気温度センサ9、クランクポジションセンサ11、アクセルポジションセンサ12、エアフローメータ13、及びA/Fセンサ14等の各種センサと電気的に接続されている。
第一排気温度センサ8は、第一触媒ケーシング5より下流、且つ第二触媒ケーシング6より上流の排気通路3に配置され、第一触媒ケーシング5から流出する排気の温度、言い換えると、第一触媒ケーシング5に収容されたパティキュレートフィルタの温度に相関する電気信号を出力する。第二排気温度センサ9は、第二触媒ケーシング6より下流の排気通路3に配置され、第二触媒ケーシング6から流出する排気の温度、言い換えると、第二触媒ケーシング6に収容されたSCRの温度に相関する電気信号を出力する。なお、第一排気温度センサ8は、本発明に係わる第一温度検出手段に相当する。第二排気温度センサ9は、本発明に係わる第二温度検出手段に相当する。
クランクポジションセンサ11は、内燃機関1の出力軸(クランクシャフト)の回転位置に相関する電気信号を出力する。アクセルポジションセンサ12は、アクセルペダルの操作量(アクセル開度)に相関する電気信号を出力する。エアフローメータ13は、内燃機関1に吸入される空気量(吸入空気量)に相関する電気信号を出力する。A/Fセンサ14は、第一触媒ケーシング5より上流の排気通路3に配置され、排気の空燃比に相関する電気信号を出力する。
ECU10は、燃料噴射弁1a、スロットル弁4、還元剤添加弁7、ポンプ70、及びEGR弁101等の各種機器と電気的に接続されている。ECU10は、前記した各種センサの出力信号に基づいて、前記各種機器を電気的に制御する。例えば、ECU10は、内燃機関1の燃料噴射制御や、還元剤添加弁7から間欠的に還元剤を噴射させる添加制御等の既知の制御に加え、第二触媒ケーシング6に収容されたSCRのNOX浄化率が低下するときに内燃機関1から排出されるNOXの量を低減させるNOX低減処理を実行する。以下、本実施例におけるNOX低減処理の実行方法について述べる。
先ず、SCRのNOX浄化能力が活性する温度範囲(NOX浄化ウィンド)について図2に基づいて説明する。図2中の横軸はSCRの温度を示し、縦軸はSCRのNOX浄化率(SCRへ流入するNOX量に対してSCRで浄化されるNOX量の比率)を示す。SCRの温度が第一温度Te1より低いときは、該SCRの還元能力が低くなるため、NOX浄化率が予め定められた下限値より低くなる。一方、SCRの温度が第一温度Te1より高い第二温度Te2より高くなると、該SCRの吸着可能なNH3の量が少なくなるため、NOX浄化率が下限値より低くなる。よって、SCRは、第一温度Te1から第二温度Te2までの温度範囲(NOX浄化ウィンド)において有効なNOX浄化能力を発揮する。なお、前記第二温度Te2は、SCRの担持量や容量等によって変化するが、凡そ400℃程度である。
ところで、内燃機関1の高負荷運転状態が継続された場合等は、SCRの温度が第二温度Te2より高くなる可能性がある。SCRの温度が前記第二温度Te2より高くなると、SCRによって浄化されずに大気中へ排出されるNOXの量が多くなる可能性がある。
これに対し、SCRの温度がNOX浄化温度ウィンドの上限値(第二温度Te2)より高いときに、内燃機関の気筒内で燃焼される混合気の燃焼時期を遅角させる方法が考えられる。燃料噴射弁1aの燃料噴射時期が遅角された場合は遅角されない場合に比べ、混合気の燃焼温度が低下する。その結果、混合気が燃焼する際に発生するNOXの量(内燃機関1から排出されるNOXの量)が減少する。しかしながら、燃料噴射時期が遅角されると、機関出力の低下を招くため、燃料噴射量を増量させる必要があり、燃料消費量や二酸化炭素(CO2)の発生量が増加する可能性がある。
そこで、本実施例のNOX低減処理では、ECU10は、SCRの温度がNOX浄化ウィンドの上限値(第二温度Te2)より高い場合において、パティキュレートフィルタの温度がPMの酸化し得る最低の温度(PM酸化開始温度)以上であるときは、EGRガス量を増量させるようにした。
EGRガス量が多いときは少ないときに比べ、混合気の燃焼温度が低くなるため、NOX発生量が減少する。その結果、燃料噴射時期の遅角量を少なくすることができる。よって、燃料消費量やCO2発生量の増加を抑制しつつ、内燃機関から排出されるNOXの量を減らすことができる。すなわち、SCRの温度がNOX浄化ウィンドの上限値(第二温度Te2)より高いときに、燃料消費量やCO2発生量の増加を抑えつつ、大気中へ排出されるNOXの増加を抑制することができる。
図3は、燃料噴射時期とEGRガス量とNOX発生量(内燃機関1から排出されるNOXの量)とPM発生量(内燃機関1から排出されるPMの量)との関係を示す図である。図3中の実線は、燃料噴射時期の遅角量が少ない場合(例えば、SCRの温度がNOX浄化ウィンドに収まっているときの遅角量)において、EGRガス量を変化させたときのPM発生量とNOX発生量の関係を示す。一方、図3中の破線は、燃料噴射時期の遅角量が多い場合において、EGRガス量を変化させたときのPM発生量とNOX発生量との関係を示す。なお、図3中の実線及び破線において、図中の左側へ進むほどEGRガス量が多くなるものとする。
図3において、SCRの温度がNOX浄化ウィンドに収まっているときは、実線上の破線白丸で示すように、燃料噴射時期の遅角量が少なく、且つEGRガス量が少なくされる。また、SCRの温度がNOX浄化ウィンドの上限値(第二温度Te2)より高いときに、破線上の黒丸で示すように燃料噴射時期が遅角されると、PM発生量の増加を少なく抑えつつNOX発生量の増加も少なく抑えることができる。一方、実線上の実線白丸で示すように、燃料噴射時期の遅角量を少なく抑えつつEGRガス量が増加されると、NOX発生量を少なく抑えることができるものの、PM発生量が多くなる。
次に、燃料噴射時期とEGRガス量とNOX発生量と燃料消費量との関係を図4に示す。図4中の実線は、燃料噴射時期の遅角量が少ない場合において、EGRガス量を変化させたときの燃料消費量とNOX発生量との関係を示す。一方、図4中の破線は、燃料噴射時期の遅角量が多い場合において、EGRガス量を変化させたときの燃料消費量とNOX発生量との関係を示す。なお、図4中の破線白丸、実線白丸、及び実線黒丸のそれぞれにおける燃料噴射時期とEGRガス量は、前述の図3中の破線白丸、実線白丸、及び実線黒丸と同等である。
図4において、破線上の実線黒丸の燃料噴射時期及びEGRガス量によって内燃機関1が運転された場合は、実線上の実線白丸の燃料噴射時期及びEGRガス量によって内燃機関1が運転された場合に比べ、燃料消費量が悪化する。
ここで、パティキュレートフィルタの温度がPM酸化開始温度より高いときに、図3中及び図4中の実線白丸の燃料噴射時期及びEGRガス量が選択されると、内燃機関1から排出されるPM量の増加分は、パティキュレートフィルタにおいて酸化されるPM量によって相殺することができる。つまり、PM発生量の増加に伴うパティキュレートフィルタのPM捕集量の増加を可能な限り少なく抑えることができる。よって、PM再生処理の実行頻度の増加を抑えつつ、NOX発生量及び燃料消費量を少なく抑えることが可能になる。
なお、パティキュレートフィルタにおいて単位時間あたりに酸化されるPMの量(PM酸化速度)は、図5に示すように、所定の温度(PM酸化開始温度)Tpm以上のときに増加し始める。よって、SCRの温度が前記第二温度Te2より高く、且つ、パティキュレートフィルタの温度がPM酸化開始温度Tpm以上であるときに、上記したNOX低減処理(燃料噴射時期の遅角を抑制しつつEGRガス量を増加させる処理)が実施されると、燃料消費量の増加(CO2発生量の増加)、PM再生処理の実行頻度の増加、並びに大気中に排出されるPM量の増加を抑えつつ、大気中に排出されるNOX量の増加を抑制することができる。前記したPM酸化開始温度Tpmは、パティキュレートフィルタの材質やパティキュレートフィルタの容量等によって変化するが、凡そ450℃程度である。
ところで、パティキュレートフィルタのPM捕集量がPM再生閾値以上又はPM再生閾値に近似しているときに、EGRガス量の増量によるNOX低減処理が実行されると、パティキュレートフィルタのPM捕集量が過剰に多くなったり、パティキュレートフィルタで酸化されるPMの量が過剰に多くなったりする可能性がある。その結果、パティキュレートフィルタの圧力損失の増加に因る背圧の上昇や、PM酸化量(PM酸化速度)の増加に因るパティキュレートフィルタの過昇温などが誘発される可能性がある。
これに対し、パティキュレートフィルタのPM捕集量がPM再生閾値に対して所定量以上少ないときにEGRガス量の増量によるNOX低減処理が実行されると、パティキュレートフィルタのPM捕集量が過剰に多くなったり、パティキュレートフィルタで酸化されるPMの量が過剰に多くなったりする事態を回避することが可能になる。その結果、パティキュレートフィルタの圧力損失の増加に因る背圧の上昇や、PM酸化量(PM酸化速度)の増加に因るパティキュレートフィルタの過昇温を抑制することが可能になる。ここでいう「所定量」は、EGRガス量の増加によりパティキュレートフィルタへ流入するPMの量が増加した場合であっても、背圧の上昇やパティキュレートフィルタの過昇温を回避することができると考えられる量であり、予め実験等を利用した適合処理によって求められる量である。
なお、パティキュレートフィルタの温度Tfltが前記PM酸化開始温度Tpmより低い所定の温度範囲にあるときは、パティキュレートフィルタに捕集されたPMが排気中の二酸化窒素(NO2)と反応して酸化される。
パティキュレートフィルタの温度とNO2によるPMの酸化速度との関係を図6に示す。図6において、パティキュレートフィルタの温度が第一フィルタ温度Tf1以上且つ第二フィルタ温度Tf2以下の温度範囲(NO2還元ウィンド)に属するときは、排気中のNO2と反応して酸化されるPMの量(PM酸化速度)が増加する。なお、第一フィルタ温度Tf1と第二フィルタ温度Tf2とにより特定される温度範囲は、凡そ350℃前後の温度範囲であり、予め実験的に求めておくことができる。
したがって、パティキュレートフィルタの温度Tfltが前記NO2還元ウィンドに属しているときに、内燃機関1から排出されるNO2の量が増加されると、パティキュレートフィルタのPM捕集量ΣPMを減少させることができる。その結果、パティキュレートフィルタの温度TfltがPM酸化開始温度Tpm以上になったときに、パティキュレートフィルタのPM捕集量ΣPMが上限量Aを下回る確率が高くなる。つまり、パティキュレートフィルタの温度TfltがPM酸化開始温度Tpm以上になったときに、NOX低減処理が実行され易くなる。
内燃機関1から排出されるNO2を増量させる方法としては、EGRガス量を減量する方法や燃料噴射時期を進角(遅角量を減少)させる方法等を用いることができる。しかしながら、EGRガス量を減量させる処理や料噴射時期を進角させる処理が実行されると、内燃機関1から排出される一酸化窒素(NO)の量も増加する。よって、内燃機関1から排出されるNO2を増量させるための処理は、SCRの温度TscrがNOX浄化ウィンドに収まっていることを条件として実行されることが望ましい。
そこで、ECU10は、SCRの温度TscrがNOX浄化ウィンドに属していることを条件としてNO2を増量させる処理を実行することにより、大気中へ排出されるNOX量の増加を抑制しつつ、パティキュレートフィルタのPM捕集量ΣPMを減少させるようにした。
以下、本実施例におけるNOX低減処理の実行手順について図7に沿って説明する。図7は、NOX低減処理が実行される際に、ECU10が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。図7の制御ルーチンは、ECU10のROMに記憶されているルーチンであり、ECU10によって周期的に実行されるルーチンである。
図7の制御ルーチンでは、ECU10は、S101の処理において、パティキュレートフィルタの温度Tflt、SCRの温度Tscr、及びパティキュレートフィルタのPM捕集量ΣPMを読み込む。パティキュレートフィルタの温度Tfltとしては、前記第一排気温度センサ8の出力信号を用いることができる。SCRの温度Tscrとしては、前記第二排気温度センサ9の出力信号を用いることができる。なお、パティキュレートフィルタの温度Tfilt、又はSCRの温度Tscrの温度は、内燃機関1の運転状態(燃料噴射量や吸入空気量等)をパラメータとして推定演算されてもよい。パティキュレートフィルタのPM捕集量は、既知の方法により求めることができる。例えば、パティキュレートフィルタの前後差圧(図しない差圧センサの測定値)と排気流量(エアフローメータ13の測定値)等をパラメータとして、PM捕集量が演算されてもよい。また、パティキュレートフィルタの温度と内燃機関1の機関運転状態(吸入空気量や燃料噴射量)等をパラメータとして、PM捕集量が演算されてもよい。
S102の処理では、ECU10は、前記S101で読み込まれたPM捕集量ΣPMが上限量A以下であるか否かを判別する。上限量Aは、前述のPM再生閾値から所定量を減算した量である。S102の処理において肯定判定された場合(ΣPM≦A)は、ECU10は、S103の処理へ進む。一方、S102の処理において否定判定された場合(ΣPM>A)は、ECU10は、本ルーチンの実行を一旦終了する。その際、ECU10は、前述した図3中及び図4中の実線黒丸で示したように燃料噴射時期を遅角させることにより、PM発生量とNOX発生量の増加を抑制してもよい。
S103の処理では、ECU10は、前記S101で読み込まれたSCRの温度TscrがNOX浄化ウィンドの上限値(第二温度Te2)より高いか否かを判別する。S103の処理において肯定判定された場合(Tscr>Te2)は、ECU10は、S104の処理へ進む。
S104の処理では、ECU10は、前記S101で読み込まれたパティキュレートフィルタの温度TfltがPM酸化開始温度Tpm以上であるか否かを判別する。S104の処理において肯定判定された場合(Tflt≧Tpm)は、ECU10は、S105の処理へ進む。
S105の処理では、ECU10は、EGRガス量を増加させることにより、内燃機関1から排出されるNOXの量を減少させる。具体的には、ECU10は、燃料噴射時期及びEGRガス量が前述の図3中及び図4中の実線白丸で示した燃料噴射時期及びEGRガス量と一致するように、燃料噴射弁1a及びEGR弁101を制御する。その場合、燃料消費量の増加を抑えつつNOX発生量を減少させることができる。また、EGRガス量が増加された場合はPM発生量が増加するが、内燃機関1から排出されるPMはパティキュレートフィルタによって捕集されるため、大気中に排出されるPMの量が増加する事態を回避することができる。さらに、パティキュレートフィルタの温度TfltがPM酸化開始温度Tpm以上であるため、PM発生量の増加分はパティキュレートフィルタにおいて酸化されるPMの量によって相殺される。その結果、PM再生処理の実行頻度の増加を抑制しつつ、NOX発生量の増加を抑制することができる。また、PM捕集量ΣPMが上限量A以下であることを条件としてEGRガス量が増加されるため、パティキュレートフィルタのPM捕集量が過剰に多くなったり、パティキュレートフィルタで酸化されるPMの量が過剰に多くなったりする事態を回避しつつNOX低減処理を行うことが可能になる。その結果、パティキュレートフィルタの圧力損失の増加に因る背圧の上昇や、PM酸化量(PM酸化速度)の増加に因るパティキュレートフィルタの過昇温を抑制することもできる。
ところで、SCRの温度TscrがNOX浄化ウィンドの上限値(第二温度Te2)より高いときは、該SCRの吸着可能なNH3の量が少なくなる。そのため、SCRの温度TscrがNOX浄化ウィンドに属するとき(Te1≦Tscr≦Te2)と同量の還元剤が還元剤添加弁7から供給されると、SCRに吸着されないNH3の量(NH3スリップ量)が多くなる可能性がある。
そこで、ECU10は、前記S104の処理においてEGRガス量を増加させるときに、還元剤添加弁7から供給される還元剤の量を減量させるようにした。その場合、SCRへ供給されるNH3の量が減少するため、SCRに吸着されないNH3の量が増加する事態を回避することができる。ところで、還元剤添加弁7から供給される還元剤の量が減少されると、SCRのNOX浄化率が低下することも想定される。しかしながら、EGRガス量の増加により内燃機関1から排出されるNOXの量が少なくされているので、SCRによって浄化されずに大気中へ排出されるNOX量の増加は抑制される。よって、大気中へ排出されるNOX量の増加を抑制しつつ、NH3スリップ量の増加も抑制することができる。
なお、前記S102の処理において否定判定された場合(ΣPM>A)、又は前記S103の処理において否定判定された場合(Tscr≦Te2)は、ECU10は、S106の処理へ進む。S106の処理では、ECU10は、前記S101において読み込まれたSCRの温度TscrがNOX浄化ウィンドに属しているか否かを判別する。すなわち、ECU10は、SCRの温度Tscrが前記第一温度Te1以上且つ前記第二温度Te2以下の範囲に属しているか否かを判別する。S106の処理において否定判定された場合(Tscr<Te1、又はTscr>Te2)は、ECU10は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、S106の処理において肯定判定された場合(Te1≦Tscr≦Te2)は、ECU10は、S107の処理へ進む。
S107の処理では、ECU10は、前記S101の処理で読み込まれたパティキュレートフィルタの温度Tfltが第一フィルタ温度Tf1以上且つ第二フィルタ温度Tf2以下の温度範囲(NO2還元ウィンド)に属しているか否かを判別する。S107の処理において否定判定された場合(Tflt<Tf1、又はTflt>Tf2)は、ECU10は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、S107の処理において肯定判定された場合(Tf1≦Tflt≦Tf2)は、ECU10は、S108の処理へ進む。
S108の処理では、ECU10は、内燃機関1から排出されるNO2を増量させる処理(NO2増量処理)を実行する。詳細には、ECU10は、EGRガス量を減少させ、又は燃料噴射時期を進角させる。このような手順によりNO2増量処理が実行されると、大気中へ排出されるNOX量の増加を抑制しつつ、パティキュレートフィルタのPM捕集量ΣPMを減少させることが可能になる。その結果、パティキュレートフィルタの温度がPM酸化開始温度Tpm以上となったときに、パティキュレートフィルタのPM捕集量ΣPMが上限量A以下となる確率が高くなる。よって、パティキュレートフィルタの温度がPM酸化開始温度Tpm以上となったときに、EGRガス量の増量によるNOX低減処理が実行される確率(頻度)を高めることができる。
また、前記S104の処理において否定判定された場合(Tflt<Tpm)は、ECU10は、EGRガス量の増量によるNOX低減処理を実行せずに、本ルーチンの実行を終了する。その際、ECU10は、前述した図3中及び図4中の実線黒丸で示したように燃料噴射時期を遅角させることにより、NOX発生量を低減させてもよい。
以上述べたようにECU10が図7の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係わる制御手段が実現される。その結果、SCRの温度がNOX浄化ウィンドの上限値を超えているときに、燃料消費量(CO2)の増加やNH3スリップ量の増加を少なく抑えつつ、大気中に排出されるNOX及びPMの増加を抑制することができる。
<実施例2>
本発明の第2の実施例について図8乃至図9に基づいて説明する。図8は、本発明を適用する内燃機関及びその吸排気系の他の構成例を示す図である。図8中において、前述した実施例と同様の構成要素には同等の符号を付している。
本発明の第2の実施例について図8乃至図9に基づいて説明する。図8は、本発明を適用する内燃機関及びその吸排気系の他の構成例を示す図である。図8中において、前述した実施例と同様の構成要素には同等の符号を付している。
図8において、第一触媒ケーシング5と第二触媒ケーシング6との間の排気通路3には、該排気通路3内へ空気(2次エア)を供給する2次エア供給装置15が設けられている。2次エア供給装置15は、ECU10によって制御される。詳細には、ECU10は、SCRの温度がNOX浄化ウィンドの上限値より高く、且つ、パティキュレートフィルタの温度がPM酸化開始温度未満であるときに、2次エア供給装置15から排気通路3へ2次エアを供給させる。その場合、SCRへ流入する排気は、低温の2次エアにより冷却され、それに伴ってSCRも冷却される。その結果、SCRの温度がNOX浄化ウィンドの上限値より高いにもかかわらず、EGRガス量の増加によるNOX低減処理を実行することができない場合に、SCRの温度を速やかに前記上限値以下へ低下させることができる。よって、NOX低減処理を実行することができないときに、大気中へ排出されるNOX量の増加を可能な限り少なく抑えることができる。
図9は、NOX低減処理の実行時にECU10が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。図9中において、前述した第1の実施例の制御ルーチン(図7を参照)と同等の処理には同一の符号を付している。図9の制御ルーチンと前述した図7の制御ルーチンとの相違点は、S104の処理において否定判定された場合(Tflt<Tpm)に、S201の処理が実行される点にある。S201の処理では、ECU10は、2次エア供給装置15から排気通路3へ2次エアを供給させる。その場合、NOX低減処理を実行することができない条件下においてSCRの温度Tscrが前記上限値(第二温度Te2)より高くなる期間を短縮させることができる。
なお、2次エアの供給は、SCRの温度Tscrが前記上限値(第二温度Te2)に近似したときに実施されるようにしてもよい。その場合、SCRの温度Tscrが前記上限値(第二温度Te2)を上回り難くなる。
前述した第1及び第2の実施例においては、PM捕集量ΣPMが上限量A以下であり、且つパティキュレートフィルタの温度TfltがPM酸化開始温度Tpm以上であり、且つSCRの温度TscrがNOX浄化ウィンドの上限値(第二温度Te2)より高いことを条件として、EGRガス量が増加される例について述べたが、SCRの温度TscrがNOX浄化ウィンドの上限値(第二温度Te2)より高いことは必須の条件ではない。すなわち、PM捕集量ΣPMが上限量A以下であり、且つパティキュレートフィルタの温度TfltがPM酸化開始温度Tpm以上であることを条件として、EGRガス量が増加されてもよい。
PM捕集量ΣPMが上限量A以下であり、且つパティキュレートフィルタの温度TfltがPM酸化開始温度Tpm以上であることを条件として、EGRガス量が増加されると、SCRへ流入するNOXの量が少なくなる。その結果、SCRがNOXを浄化するために必要となる還元剤の量が少なくなる。よって、SCRへ供給される還元剤の量を少なく抑えつつ、大気中へ排出されるNOX量の増加を抑制することができる。
1 内燃機関
1a 燃料噴射弁
2 吸気通路
3 排気通路
4 スロットル弁
5 第一触媒ケーシング
6 第二触媒ケーシング
7 還元剤添加弁
8 第一排気温度センサ
9 第二排気温度センサ
10 ECU
11 クランクポジションセンサ
12 アクセルポジションセンサ
13 エアフローメータ
14 A/Fセンサ
15 2次エア供給装置
70 ポンプ
71 還元剤タンク
100 EGR通路
101 EGR弁
1a 燃料噴射弁
2 吸気通路
3 排気通路
4 スロットル弁
5 第一触媒ケーシング
6 第二触媒ケーシング
7 還元剤添加弁
8 第一排気温度センサ
9 第二排気温度センサ
10 ECU
11 クランクポジションセンサ
12 アクセルポジションセンサ
13 エアフローメータ
14 A/Fセンサ
15 2次エア供給装置
70 ポンプ
71 還元剤タンク
100 EGR通路
101 EGR弁
Claims (5)
- 内燃機関の排気通路に配置されたパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタより下流の排気通路に配置された選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒より上流の排気通路へアンモニア又はアンモニアの前駆体である還元剤を供給する還元剤供給装置と、
排気通路を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気通路に供給するEGR装置と、
前記パティキュレートフィルタの温度と相関する温度を検出する第一温度検出手段と、
前記選択還元型触媒の温度と相関する温度を検出する第二温度検出手段と、
前記パティキュレートフィルタに捕集されているPMの量であるPM捕集量を検出する検出手段と、
前記第一温度検出手段の検出値が粒子状物質の酸化し得る最低の温度以上であり、且つPM再生処理の実行条件となるPM捕集量に比して前記検出手段により検出されたPM捕集量が所定量以上少ないときは、EGRガス量が増加するように前記EGR装置を制御し、前記第一温度検出手段の検出値が粒子状物質の酸化し得る最低の温度より低い温度範囲であってパティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質と排気中に含まれるNOXの一部である二酸化窒素との酸化還元反応を促進させる温度範囲に属し、且つ第二温度検出手段の検出値が前記NOX浄化ウィンドに属するときは、内燃機関から排出されるNOXを増加させる処理であるNOX増加処理を行う制御手段と、
を備える内燃機関の排気浄化システム。 - 請求項1において、前記制御手段は、前記第一温度検出手段の検出値が粒子状物質の酸化し得る最低の温度以上であり、且つPM再生処理の実行条件となるPM捕集量に比して前記検出手段により検出されたPM捕集量が所定量以上少ないときは、前記第二温度検出手段の検出値が前記NOX浄化ウィンドの上限値以上であることを条件として、EGRガス量が増加するように前記EGR装置を制御する内燃機関の排気浄化システム。
- 請求項2において、前記制御手段は、EGRガス量が増加するように前記EGR装置を制御している期間に、前記還元剤供給装置から供給される還元剤の量を減少させる内燃機関の排気浄化システム。
- 請求項1乃至3の何れか1項において、前記NOX増加処理は、EGRガス量が減少するように前記EGR装置を制御する処理である内燃機関の排気浄化システム。
- 請求項1乃至3の何れか1項において、前記内燃機関は、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁を具備する圧縮着火式の内燃機関であり、
前記NOX増加処理は、前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を進角させる処理である内燃機関の排気浄化システム。
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