JP6877138B2

JP6877138B2 - 還元剤供給装置の制御装置

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Publication number: JP6877138B2
Application number: JP2016255948A
Authority: JP
Inventors: 匡教渡辺
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2036-12-28
Also published as: JP2018105293A

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に還元剤を供給する還元剤供給装置を制御するための還元剤供給装置の制御装置に関する。

ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガス中にはＮＯ_X（窒素酸化物）が含まれる場合がある。かかる排気ガス中に含まれるＮＯ_Xを還元して窒素や水等に分解し、排気ガスを浄化するための装置として、尿素ＳＣＲ（ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＣａｔａｌｙｓｔｉｃＲｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムが実用化されている。尿素ＳＣＲシステムでは、還元剤として尿素水溶液が用いられ、尿素水溶液から生成されるアンモニアが排気ガス中のＮＯ_Xと反応することによってＮＯ_Xが分解される。

尿素ＳＣＲシステムは、排気通路に配設された選択還元触媒と、選択還元触媒よりも上流側の排気通路に尿素水溶液を供給するための還元剤供給装置とを備える。選択還元触媒は、尿素水溶液が分解して生成されるアンモニアを吸着し、流入する排気ガス中のＮＯ_Xとアンモニアとの還元反応を促進する機能を有する。還元剤供給装置は、タンク内に貯蔵された尿素水溶液を圧送するポンプと、ポンプにより圧送される尿素水溶液を噴射する噴射弁と、ポンプ及び噴射弁の駆動制御を行う制御装置とを備える。

還元剤供給装置による尿素水溶液の供給量は、少なくとも内燃機関の排気ガス中のＮＯ_X量に基づいて設定される。尿素水溶液の供給量が不足する場合、浄化しきれないＮＯ_Xが選択還元触媒の下流側に流出するおそれがある。一方、尿素水溶液の供給量が過剰である場合、選択還元触媒におけるアンモニアの吸着可能量を超えるアンモニアが選択還元触媒に供給されて、余剰分のアンモニアが選択還元触媒の下流側に流出するおそれがある（以下、「アンモニアスリップ」ともいう。）。このため、尿素水溶液の供給量は、出来る限り過不足のないように制御される。

例えば、特許文献１には、制御装置により、ＮＯ_Xセンサを用いて選択還元触媒の下流側のＮＯ_X濃度を検出し、当該ＮＯ_X濃度が目標濃度となるように尿素水溶液の供給量を制御する方法が開示されている。つまり、制御装置は、選択還元触媒の下流側のＮＯ_X濃度が目標濃度を超えている場合には、排気ガス中のＮＯ_X量に基づいて設定される供給量を増量補正する。また、制御装置は、選択還元触媒の下流側のＮＯ_X濃度が目標濃度を下回っている場合には、排気ガス中のＮＯ_X量に基づいて設定される供給量を減量補正する。

特開２０１５−１５５６６９号公報

ここで、ＮＯ_Xセンサは、ＮＯ_Xだけでなく、アンモニア（ＮＨ₃）にも反応することが知られている。上述のとおり、選択還元触媒の下流側には、尿素水溶液の供給量に応じて、ＮＯ_X又はアンモニアのいずれかが流出し得るため、選択還元触媒の下流側に設けられたＮＯ_Xセンサのセンサ値（以下、「ＮＯ_Xセンサ値」ともいう。）は、ＮＯ_X又はアンモニアのいずれかに反応した値を示すことになる。

図１は、尿素水溶液の供給量とＮＯ_Xセンサによって検出されるＮＯ_X量又はアンモニア量との関係を示している。尿素水溶液の供給量が少ないほど、浄化しきれないＮＯ_X量が増えて選択還元触媒の下流側のＮＯ_X濃度が高くなり、尿素水溶液の供給量が多いほど、アンモニアスリップ量が増えて選択還元触媒の下流側のアンモニア濃度が高くなる。しかしながら、制御装置は、ＮＯ_Xセンサ値が、ＮＯ_Xに反応した値であるのか、アンモニアに反応した値であるのかを判別することができない。

これに対して、制御装置は、例えば、尿素水溶液の供給量を増量補正した後にＮＯ_Xセンサ値が低下した場合、あるいは、尿素水溶液の供給量を減量補正した後にＮＯ_Xセンサ値が上昇した場合に、図１中の領域Ａの範囲内で尿素水溶液の噴射制御が行われていると判別することができる。また、制御装置は、例えば、尿素水溶液の供給量を増量補正した後にＮＯ_Xセンサ値が上昇した場合、あるいは、尿素水溶液の供給量を減量補正した後にＮＯ_Xセンサ値が低下した場合に、図１中の領域Ｂの範囲内で尿素水溶液の噴射制御が行われていると判別することができる。かかる判別及び供給量補正を繰り返しながら、制御装置は、選択還元触媒の下流側におけるＮＯ_Xセンサのセンサ値が目標値となるように、尿素水溶液の供給量を制御する。

しかしながら、選択還元触媒は、使用期間の経過等による劣化に伴ってアンモニアの吸着可能量が減少するため、アンモニアスリップを生じやすくなる。また、選択還元触媒は、アンモニアの吸着量が多いほどＮＯ_Xの還元効率が良いという特性を有しているため、選択還元触媒の劣化に伴って、選択還元触媒の下流側にＮＯ_Xが流出しやすくなる。そうすると、ＮＯ_X又はアンモニアに反応したＮＯ_Xセンサの値が、常時目標値を上回ることとなって、もはや尿素水溶液の供給量を適切に制御することが困難になるおそれがあった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、選択還元触媒の下流側に設けられたＮＯ_Xセンサのセンサ値を用いて、還元剤の供給量を適切に制御可能な、新規かつ改良された還元剤供給装置の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、排気通路に配設された選択還元触媒の上流側に、内燃機関の排気ガス中のＮＯ_Xを浄化するための還元剤を供給する還元剤供給装置を制御するための制御装置であって、少なくとも内燃機関の排気ガス中のＮＯ_X量に基づいて還元剤の基本供給量を算出する基本供給量算出部と、選択還元触媒の下流側に設けられたＮＯ_Xセンサのセンサ値と当該センサ値の目標値とに基づいて還元剤の基本供給量を増量補正又は減量補正して供給量を設定する供給量補正部と、還元剤の供給量の補正後におけるセンサ値の増減に応じて目標値を変更する目標値設定部と、を備える、還元剤供給装置の制御装置が提供される。

供給量補正部は、センサ値が目標値よりも大きい場合には還元剤の基本供給量を増量補正させ、センサ値が目標値よりも小さい場合には還元剤の基本供給量を減量補正させてもよい。

目標値設定部は、還元剤の増量補正後のセンサ値が上昇した場合には目標値を増大させ、還元剤の増量補正後のセンサ値が低下した場合には目標値を維持させてもよい。

目標値設定部は、目標値を増大する場合、センサ値が目標値以下となるまで目標値の増大を繰り返してもよい。

目標値設定部は、還元剤の減量補正後のセンサ値が低下した場合には目標値を減少させ、還元剤の減量補正後のセンサ値が上昇した場合には目標値を維持させてもよい。

以上説明したように本発明によれば、選択還元触媒の下流側に設けられたＮＯ_Xセンサのセンサ値を用いて、還元剤の供給量を適切に制御することができる。

尿素水溶液の供給量とＮＯ_Xセンサ値との関係を示す説明図である。本発明の実施の形態に係る還元剤供給装置を備えた尿素ＳＣＲシステムの構成例を示す模式図である。同実施形態に係る還元剤供給装置の制御装置の構成例を示す説明図である。従来の制御による新品の選択還元触媒使用時のＮＯ_Xセンサ値の変化を示す説明図である。従来の制御による選択還元触媒の劣化時のＮＯ_Xセンサ値の変化を示す説明図である。従来の制御による選択還元触媒の過度の劣化時のＮＯ_Xセンサ値の変化を示す説明図である。同実施形態に係る還元剤供給装置の制御装置による目標値設定処理を示すフローチャートである。ＮＯ_Xセンサ値が目標値を超える場合の処理を示すフローチャートである。ＮＯ_Xセンサ値が目標値以下の場合の処理を示すフローチャートである。ＮＯ_Xセンサ値の目標値の設定処理を示す説明図である。ＮＯ_Xセンサ値の目標値の設定処理を示す説明図である。ＮＯ_Xセンサ値の目標値の設定処理を示す説明図である。ＮＯ_Xセンサ値の目標値の設定処理を示す説明図である。ＮＯ_Xセンサ値の目標値の設定処理を示す説明図である。ＮＯ_Xセンサ値の目標値の設定処理を示す説明図である。ＮＯ_Xセンサ値の目標値の設定処理を示す説明図である。ＮＯ_Xセンサ値の目標値の設定処理を示す説明図である。ＮＯ_Xセンサ値の目標値の設定処理を示す説明図である。ＮＯ_Xセンサ値の目標値の設定処理を示す説明図である。ＮＯ_Xセンサ値の目標値の設定処理を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成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。

＜１．尿素ＳＣＲシステムの全体構成＞
まず、本実施形態に係る還元剤供給装置の制御装置が適用され得る尿素ＳＣＲシステムの全体構成の一例について説明する。図２は、尿素ＳＣＲシステム１０の構成例を示す模式図である。

尿素ＳＣＲシステム１０は、ディーゼルエンジン等に代表される内燃機関５の排気系に接続された排気管１１の途中に配設された選択還元触媒１３と、選択還元触媒１３よりも上流側で排気管１１内に還元剤を供給する還元剤供給装置３０とを備える。尿素ＳＣＲシステム１０は、車両や建設機械、農機、産業機械等の内燃機関５の排気系に設けられ、還元剤としての尿素水溶液を用いて、内燃機関５の排気ガス中のＮＯ_Xを還元して分解し、排気ガスを浄化する。

尿素水溶液としては、例えば、凍結温度が最も低い、約３２．５％濃度の尿素水溶液が用いられる。この場合の凍結温度は、約−１１℃である。かかる尿素水溶液は、濃度が上昇するにつれて凍結温度が上昇する特性を有しており、溶媒としての水分が蒸発することによって、結晶化しやすくなる。

選択還元触媒１３は、内燃機関５の排気ガス中に含まれるＮＯ_Xを選択的に還元する。本実施形態では、還元剤供給装置３０により噴射される尿素水溶液が分解して生成されるアンモニアが選択還元触媒１３に吸着され、選択還元触媒１３に流入する排気ガス中のＮＯ_Xは、アンモニアと反応することによって還元される。かかる選択還元触媒１３は、触媒温度が高いほどアンモニアの吸着可能量が減少する特性を有する。また、選択還元触媒１３は、吸着可能量に対する実際のアンモニアの吸着率が高いほど、ＮＯ_Xの還元効率が高くなる特性を有する。

還元剤供給装置３０は、選択還元触媒１３よりも上流側の排気管１１内に、還元剤としての尿素水溶液を噴射する。尿素水溶液の供給量は、排気ガス中に含まれるＮＯ_Xの濃度や、選択還元触媒１３の温度、選択還元触媒１３におけるアンモニアの吸着量等に基づいて設定され、選択還元触媒１３の下流側にＮＯ_Xあるいはアンモニアが流出しないように制御される。

還元剤供給装置３０は、少なくとも、選択還元触媒１３よりも上流側の排気管１１に固定された噴射弁３１と、尿素水溶液を圧送するポンプ４１とを備える。ポンプ４１及び噴射弁３１は、制御装置１００によって駆動される。ポンプ４１から噴射弁３１に供給される尿素水溶液の圧力Ｐｕは、圧力センサ４３により検出可能になっている。

ポンプ４１としては、例えば、電動式のダイヤフラムポンプや電動式のギヤポンプが用いられる。ポンプ４１の出力は、制御装置１００から出力される駆動信号により制御される。本実施形態では、制御装置１００は、噴射弁３１に供給される尿素水溶液の圧力Ｐｕが所定の目標値Ｐｔｇｔで維持されるように、圧力センサ４３により検出される圧力Ｐｕと目標値Ｐｔｇｔとの差分ΔＰに基づいて、ポンプ４１の出力をフィードバック制御する。

噴射弁３１としては、例えば、通電制御により開弁及び閉弁が切り替えられる電磁式噴射弁が用いられる。かかる噴射弁３１は電磁コイルを備え、当該電磁コイルへの通電により発生する磁力によって弁体が移動して開弁する構造を有している。本実施形態では、噴射弁３１に供給される尿素水溶液の圧力Ｐｕが所定の目標値Ｐｔｇｔとなるように制御されており、制御装置１００は、尿素水溶液の供給量に応じて開弁時間を調節する。噴射弁３１は、例えば、排気管１１内に直接的に尿素水溶液を噴射するものとされ、噴孔が排気管１１内に臨むようにして排気管１１に取り付けられる。

選択還元触媒１３よりも上流側の排気管１１には、排気温度Ｔｇａｓを検出するための排気温度センサ２１が設けられている。排気温度センサ２１によって検出される排気温度Ｔｇａｓは、選択還元触媒１３の温度推定にも用いられる。また、選択還元触媒１３よりも下流側の排気管１１には、主としてＮＯ_X濃度の検出に用いられるＮＯ_Xセンサ２３が設けられている。かかるＮＯ_Xセンサ２３によって、選択還元触媒１３の下流側に流出したＮＯ_Xの濃度が検知されるだけでなく、アンモニア濃度も検知される。

なお、図２においては、選択還元触媒１３よりも上流側の排気管１１に、酸化触媒１９及びパティキュレートフィルタ１７が配設されている。パティキュレートフィルタ１７は、排気ガスに含まれる煤等の微粒子を捕集する。また、酸化触媒１９は、排気ガス中の未燃燃料（ＨＣ）を酸化して排気温度Ｔｇａｓを上昇させたり、排気ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）の一部を酸化して二酸化窒素（ＮＯ₂）へと変化させたりする機能を有する。これらのパティキュレートフィルタ１７や酸化触媒１９は、尿素ＳＣＲシステム１０に必須の構成要素ではない。

＜２．制御装置＞
次に、本実施形態に係る還元剤供給装置３０の制御装置１００の構成例について説明する。図３は、本実施形態に係る制御装置１００の構成例を説明するためのブロック図である。制御装置１００は、制御部１１０と、記憶部１４０と、噴射弁駆動部１５０と、ポンプ駆動部１６０とを備える。

（２−１．記憶部）
記憶部１４０は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）又はＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の一つ又は複数の記憶素子を有する。記憶部１４０には、制御部１１０により実行されるソフトウェアプログラム、演算に用いられる制御パラメータ、制御部１１０による演算結果、及び、検出されたセンサ値等が記憶される。

（２−２．噴射弁駆動部）
噴射弁駆動部１５０は、例えば、噴射弁３１を駆動する駆動回路により構成され、制御部１１０の噴射弁制御部１２０から入力される指示信号に基づいて噴射弁３１を駆動する。また、ポンプ駆動部１６０は、例えば、ポンプ４１を駆動する駆動回路により構成され、制御部１１０のポンプ制御部１２６から入力される指示信号に基づいてポンプ４１を駆動する。

（２−３．制御部）
制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ又はＭＰＵ等の公知のマイクロコンピュータ及び電気回路により構成される。制御部１１０は、下流側ＮＯ_X濃度推定部１１２と、目標値設定部１１４と、基本供給量算出部１１６と、供給量補正部１１８と、噴射弁制御部１２０と、ポンプ制御部１２２とを有する。これらの各部は、具体的には、マイクロコンピュータによるソフトウェアプログラムの実行により実現される機能であってよい。制御部１１０は、ＮＯ_Xセンサ２３のセンサ信号Ｓ＿ｎｕ、排気温度センサ２１のセンサ信号Ｓ＿ｔｇ、及び、圧力センサ４３のセンサ信号Ｓ＿ｐｕの他、内燃機関５の回転数Ｎｅや燃料噴射量Ｑ等の内燃機関５の運転条件の情報を、直接、あるいは、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等の通信手段を介して、取得可能になっている。

（２−３−１．ポンプ制御部）
ポンプ制御部１２２は、例えば、圧力センサ４３のセンサ信号Ｓ＿ｐｕに基づき検出される尿素水溶液の圧力Ｐｕが、あらかじめ設定された目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔとなるように、ポンプ４１の出力をフィードバック制御する。具体的に、ポンプ制御部１２２は、検出された尿素水溶液の圧力Ｐｕと目標圧力Ｐｕ＿ｔｇｔとの差分ΔＰに基づいてポンプ４１の出力を設定し、ポンプ駆動部１６０に対して駆動指示信号を出力する。ポンプ駆動部１６０は、入力された駆動指示信号に基づいて、ポンプ４１を駆動する。

（２−３−２．下流側ＮＯ_X濃度推定部）
下流側ＮＯ_X濃度推定部１１２は、選択還元触媒１３の下流側におけるＮＯ_X濃度を演算により推定する。例えば、下流側ＮＯ_X濃度推定部１１２は、内燃機関５の運転条件、排気温度Ｔｇａｓ、及び、選択還元触媒１３におけるアンモニアの吸着率等の情報に基づいて、選択還元触媒１３の下流側に流出するＮＯ_Xの濃度を推定する。かかるＮＯ_X濃度の推定方法としては、従来公知の推定方法が適用され得るため、詳細な説明を省略する。

（２−３−３．基本供給量算出部）
基本供給量算出部１１６は、少なくとも内燃機関５の排気ガス中のＮＯ_X量に基づいて、還元剤供給装置３０による尿素水溶液の基本供給量を算出する。例えば、基本供給量算出部１１６は、内燃機関５の運転条件に基づいて推定される排気ガス中のＮＯ_X濃度（ｐｐｍ又はｍｇ／ｍ³）に排気流量（ｍ³／秒）を掛けることで排気ガス中のＮＯ_Xの流量（ｍｇ／秒）を算出し、単位時間当たりのＮＯ_Xの流量（ｍｇ）を還元させ得るアンモニア量（ｍｇ）を算出する。単位時間は、例えば、噴射弁３１からの尿素水溶液の噴射サイクルに設定され得る。排気流量は、例えば、内燃機関５の吸気量及び内燃機関の回転数Ｎｅ等の情報に基づいて推定され得るが、かかる例に限定されない。

また、基本供給量算出部１１６は、選択還元触媒１３の目標吸着量（ｍｇ）から現在のアンモニアの吸着量（ｍｇ）を引いた差分（ｍｇ）を算出する。現在のアンモニアの吸着量は、例えば、吸着量がゼロの状態から、尿素水溶液の供給量に対応するアンモニア量（正の値）と、ＮＯ_Xの還元に用いられたアンモニア量（負の値）と、アンモニアスリップ量（負の値）とを積算し続けることで、推定され得る。また、目標吸着量は、触媒温度の変化によって生じるアンモニアスリップを抑制するために、例えば、触媒温度に応じて変化するアンモニアの吸着可能量の７０〜８０％程度に設定される。つまり、アンモニアの吸着量の差分の値は、正負いずれの値にもなり得る。

基本供給量算出部１１６は、算出された排気ガス中のＮＯ_Xの浄化に要するアンモニア量に対して、選択還元触媒１３の目標吸着量に対するアンモニアの差分の量を加減算して得られるアンモニア量に基づき、当該アンモニア量を生成可能な尿素水溶液の量を基本供給量として算出する。

（２−３−４．供給量補正部）
供給量補正部１１８は、選択還元触媒１３の下流側に設けられたＮＯ_Xセンサ２３のセンサ信号Ｓ＿ｎｕが示すセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔと、当該センサ値の目標値Ｎｕ＿ｔｇｔとに基づいて、尿素水溶液の基本供給量を増量補正又は減量補正して、尿素水溶液の供給量を設定する。かかる目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは、後述する目標値設定部１１４により変更され得る値である。本実施形態に係る制御装置１００において、供給量補正部１１８は、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを上回っている場合に尿素水溶液の基本供給量を増量補正し、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下の場合に尿素水溶液の基本供給量を減量補正する。

制御装置１００は、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値であるのか、アンモニアに反応した値であるのかを判別できない。このため、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを上回っているとしても、制御装置１００は、尿素水溶液の供給量を増量すべきであるのか減量すべきであるのかを判別できない。上述のとおり、尿素水溶液の基本供給量は、アンモニアスリップが生じないように設定される。したがって、供給量補正部１１８は、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値であると仮定して、基本供給量を増量補正又は減量補正するように設定されている。

つまり、供給量補正部１１８は、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを上回っている場合には、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを低下させるために、尿素水溶液の基本供給量を増量補正する。一方、供給量補正部１１８は、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下の場合には、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを上昇させるために、尿素水溶液の供給量を減量補正する。尿素水溶液の供給量を増量補正又は減量補正する場合、供給量補正部１１８は、例えば、基本供給量に対してあらかじめ設定された係数をかけることにより、供給量を増減させてもよい。ただし、増量補正又は減量補正の手法は、かかる例に限定されない。

（２−３−５．噴射弁制御部）
噴射弁制御部１２０は、供給量補正部１１８で設定された尿素水溶液の供給量に基づいて噴射弁３１の制御量を決定し、噴射弁駆動部１５０に対して駆動指示信号を出力する。具体的に、噴射弁制御部１２０は、設定された供給量に基づいて噴射弁３１の開弁時間を制御する。本実施形態に係る制御装置１００においては、上述したように、噴射弁３１に供給される尿素水溶液の圧力Ｐｕは目標値Ｐｕ＿ｔｇｔとなるように制御されている。このため、噴射弁制御部１２０は、あらかじめ設定された噴射サイクルにおける開弁時間の比率である駆動デューティ比を、目標となる供給量に基づいて設定する。噴射弁制御部１２０は、このように設定した駆動デューティ比に基づいて、噴射弁３１の駆動指示信号を噴射弁駆動部１５０に出力する。

（２−３−６．目標値設定部）
目標値設定部１１４は、供給量補正部１１８により用いられるＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔの目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを設定する。目標値設定部１１４は、尿素水溶液の噴射制御を実行している間、尿素水溶液の供給量の補正後におけるＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔの増減に応じて目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを変更する。これにより、選択還元触媒１３の劣化等によってＮＯ_Xの還元効率の変化、又は、アンモニアの吸着可能量の変化が生じた場合であっても、選択還元触媒１３の下流側に流出するＮＯ_X量、又は、アンモニアスリップ量が多大にならないように、尿素水溶液の供給量が制御され得る。

（目標値変更の必要性）
まず、図４〜図６に基づいて、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔの変更の必要性について説明する。図４は、新品の状態の選択還元触媒１３を使用した場合における尿素水溶液の供給量とＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔとの関係を示している。図５は、選択還元触媒１３の劣化時の尿素水溶液の供給量とＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔとの関係を示している。図６は、選択還元触媒１３の過度の劣化時の尿素水溶液の供給量とＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔとの関係を示している。図４〜図６は、内燃機関５の排気ガス中のＮＯ_X量が一定であると仮定した場合を示している。また、図４〜図６に示したＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔの目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは、すべて同一の値であり、選択還元触媒１３の下流側におけるＮＯ_X濃度あるいはアンモニア濃度の許容範囲内において適切な値に設定されている。

図４に示すように、選択還元触媒１３が新品の状態である場合、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下で取り得る範囲（幅）は比較的広い。このため、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがアンモニア濃度を示す場合であっても、当該ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔ（この場合、アンモニア濃度）が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを超えるほどのアンモニアスリップが生じる可能性は小さい。この場合、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが図中の丸印（〇）の位置に向かうように、尿素水溶液の供給量が増量補正又は減量補正される。

一方、図５に示すように、選択還元触媒１３が劣化し始めた場合、選択還元触媒１３のアンモニアの吸着可能量の低下に伴って、ＮＯ_Xの還元効率が低下して選択還元触媒１３の下流側にＮＯ_Xが流出しやすくなり、かつ、アンモニアスリップが生じやすくなる。このため、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが取り得る値は全体的に上方にシフトする。したがって、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下で取り得る範囲（幅）は狭くなる。そうすると、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがアンモニア濃度を示す場合においても、当該ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを超えやすくなる。

ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを超える場合には、尿素水溶液の供給量は増量補正されるために、一旦アンモニアに反応したＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを超えた後には、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは上昇し続けることになる。この状態において、尿素水溶液の供給量が増量補正され続けると、アンモニアスリップ量が多大になってしまうために、尿素水溶液の供給量が所定の上限量を超える場合には、所定の下限量にリセットされて、引続き尿素水溶液の供給量の制御が継続される。このように、選択還元触媒１３の劣化時においては、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが図中の丸印（〇）の位置に落ち着くまでに、アンモニアスリップ量、あるいは、選択還元触媒１３から流出するＮＯ_X量が増えてしまう。

さらに、図６に示すように、選択還元触媒１３が過度に劣化した場合、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが取り得る値はさらに上方にシフトして、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下になる可能性が極めて低くなる。ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが常時目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを上回る状態では、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを示すことはなく、尿素水溶液の供給量は、所定の下限量にリセットされながら増量補正され続ける。この間、アンモニアスリップ量、あるいは、選択還元触媒１３から流出するＮＯ_X量は多大になる。

このように、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔの目標値Ｎｕ＿ｔｇｔが一定のままであると、選択還元触媒１３の劣化時等において、尿素水溶液の供給量を適切に制御することが困難になって、アンモニアスリップ量、あるいは、選択還元触媒１３から流出するＮＯ_X量が増大するおそれがある。これに対して、選択還元触媒１３の使用期間に応じて、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを増大させていくことも考えられるが、選択還元触媒１３の現状を把握することは容易ではないために、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが常時目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを上回る状態になることを完全に避けることができない。

（目標値設定処理の概略）
本実施形態に係る制御装置１００において、目標値設定部１１４は、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔの変更の必要性に対応すべく、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔの増減に応じて目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを変更する。例えば、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値である場合、つまり、図１の領域Ａの範囲で尿素水溶液の供給量の制御が行われている場合、尿素水溶液の供給量を増量補正した後においてＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは低下し、減量補正した後においてＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは上昇する。一方、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがアンモニアに反応した値である場合、つまり、図１の領域Ｂの範囲で尿素水溶液の供給量の制御が行われている場合、尿素水溶液の供給量を増量補正した後においてＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは上昇し、減量補正した後においてＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは低下する。

上述のように、尿素水溶液の供給量の制御は、基本的には、アンモニアスリップを生じさせないようにして行われる。したがって、目標値設定部１１４は、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがアンモニアに反応した値である場合には、尿素水溶液の供給量が減量補正されるように、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを設定する。また、目標値設定部１１４は、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値である場合には、尿素水溶液の供給量が増量補正されるように、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを設定する。これにより、選択還元触媒１３の劣化等による触媒特性の変化にかかわらず、アンモニアスリップ量、あるいは、選択還元触媒１３から流出するＮＯ_X量が多大にならないように、尿素水溶液の供給量が適切に制御される。

（フローチャート）
次に、本実施形態に係る制御装置１００の制御部１１０によるＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔの目標値Ｎｕ＿ｔｇｔの設定処理の一例について詳細に説明する。図７〜図９は、制御部１１０による目標値設定処理の一例を示すフローチャートである。図７は、目標値設定処理のメインルーチンを示すフローチャートであり、図８〜図９は、それぞれ目標値設定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

まず、制御部１１０は、内燃機関５の始動を検知した後、尿素水溶液が解凍状態にあり、かつ、選択還元触媒１３の温度があらかじめ設定した閾値を超えた場合に、尿素水溶液の供給制御を開始する（ステップＳ１１）。次いで、目標値設定部１１４は、下流側ＮＯ_X濃度推定部１１２で算出される下流側ＮＯ_X濃度Ｎｕ＿ｅｓｔを、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔの目標値Ｎｕ＿ｔｇｔの初期値として設定する（ステップＳ１３）。ただし、目標値設定処理開始後の目標値Ｎｕ＿ｔｇｔの初期値は、演算により推定される下流側ＮＯ_X濃度Ｎｕ＿ｔｇｔでなくてもよく、適宜の値に設定され得る。

次いで、目標値設定部１１４は、ＮＯ_Xセンサ２３のセンサ信号Ｓ＿ｎｕに基づいてＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを検出し（ステップＳ１５）、このとき検出されたＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを基準値Ｎｕ＿０に設定する（ステップＳ１７）。さらに、目標値設定部１１４は、設定した基準値Ｎｕ＿０から、ステップＳ１３で設定された目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを引いて、差分ΔＮｕを求める（ステップＳ１９）。

次いで、目標値設定部１１４は、算出された差分ΔＮｕの値が、ゼロを超えているか否かを判別する（ステップＳ２１）。差分ΔＮｕの値がゼロを超えている場合、つまり、基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを超えている場合、制御部１１０は、尿素水溶液の供給量の増量補正及び目標値変更処理を実行する（ステップＳ３０）。一方、差分ΔＮｕの値がゼロ以下の場合、つまり、基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下の場合、制御部１１０は、尿素水溶液の供給量の減量補正及び目標値変更処理を実行する（ステップＳ５０）。

図８に示すように、尿素水溶液の供給量の増量補正及び目標値変更処理において、まず、供給量補正部１１８は、尿素水溶液の供給量を増量補正するとともに、図示しないタイマのカウントを開始させる（ステップＳ３１）。次いで、タイマのカウントを開始させてからの経過時間が、あらかじめ設定した閾値を経過すると（ステップＳ３３）、目標値設定部１１４は、ＮＯ_Xセンサ２３のセンサ信号Ｓ＿ｎｕに基づいてＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを検出する（ステップＳ３５）。経過時間の閾値は、少なくとも、尿素水溶液の供給量を増量補正してから、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが安定するまでの時間以上の時間に設定される。

次いで、目標値設定部１１４は、検出されたＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが、現在設定されている基準値Ｎｕ＿０以下であるか否かを判別する（ステップＳ３７）。つまり、このステップＳ３７では、尿素水溶液の供給量を増量補正した結果、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが上昇したか否かが判別される。検出されたＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが基準値Ｎｕ＿０以下の場合（Ｓ３７：Ｙｅｓ）、現在のＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは、ＮＯ_Xに反応した値であって、少なくとも基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを上回っていたものと判断できる。このため、目標値設定部１１４は、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを維持した状態で、本サブルーチンの処理を終了する。

一方、検出されたＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが基準値Ｎｕ＿０を超える場合（Ｓ３７：Ｎｏ）、現在のＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは、アンモニアに反応した値であって、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを上回っていると判断できる。このため、目標値設定部１１４は、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔがＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを超える値とすべく、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを増大させる（ステップＳ３９）。次いで、目標値設定部１１４は、ＮＯ_Xセンサ２３のセンサ信号Ｓ＿ｎｕに基づきＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを再び検出し（ステップＳ４１）、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下になったか否かを判別する（ステップＳ４３）。

ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを超える場合（Ｓ４３：Ｎｏ）、目標値設定部１１４は、ステップＳ３９に戻って、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔの増大（ステップＳ３９）、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔの検出（ステップＳ４１）、及び、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔと目標値Ｎｕ＿ｔｇｔとの比較（ステップＳ４３）を繰り返す。この間、尿素水溶液の供給量のさらなる増量補正は行われずに、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔがＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを超えるまで、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔが徐々に増大される。その結果、ＮＯXセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下になったときに（Ｓ４３：Ｙｅｓ）、目標値設定部１１４は、本サブルーチンの処理を終了する。

また、図９に示すように、尿素水溶液の供給量の減量補正及び目標値変更処理においては、まず、供給量補正部１１８は、尿素水溶液の供給量を減量補正するとともに、図示しないタイマのカウントを開始させる（ステップＳ５１）。次いで、タイマのカウントを開始させてからの経過時間が、あらかじめ設定した閾値を経過すると（ステップＳ５３）、目標値設定部１１４は、ＮＯ_Xセンサ２３のセンサ信号Ｓ＿ｎｕに基づいてＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを検出する（ステップＳ５５）。経過時間の閾値は、少なくとも、尿素水溶液の供給量を減量補正してから、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが安定するまでの時間以上の時間に設定される。かかる閾値は、尿素水溶液の供給量を増量補正した場合の閾値と同一の値であってもよい。

次いで、目標値設定部１１４は、検出されたＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが、現在設定されている基準値Ｎｕ＿０以下であるか否かを判別する（ステップＳ５７）。つまり、このステップＳ５７では、尿素水溶液の供給量を減量補正した結果、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが上昇したか否かが判別される。検出されたＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが基準値Ｎｕ＿０以下の場合（Ｓ５７：Ｙｅｓ）、現在のＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは、アンモニアに反応した値であって、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下となっていると判断できる。このため、目標値設定部１１４は、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを維持した状態で、本サブルーチンの処理を終了する。

一方、検出されたＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが基準値Ｎｕ＿０を超える場合（Ｓ５７：Ｎｏ）、現在のＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは、ＮＯ_Xに反応した値であって、少なくとも基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下となっていたと判断できる。このため、目標値設定部１１４は、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを減少させて、本サブルーチンを終了する（ステップＳ５９）。これにより、ＮＯ_X濃度を示すＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔの目標値Ｎｕ＿ｔｇｔがより小さい値に変更され、選択還元触媒１３から流出するＮＯ_X量を低減し得るように、尿素水溶液の供給量が制御されることになる。

図７に戻り、尿素水溶液の増量補正又は減量補正、及び、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔの目標値Ｎｕ＿ｔｇｔの変更処理が実行された後、制御部１１０は、尿素水溶液の供給制御が終了しているか否かを判別する（ステップＳ２３）。尿素水溶液の供給制御が継続中である場合（Ｓ２３：Ｎｏ）、制御部１１０は、ステップＳ１５に戻って、上記の各処理を繰り返す。一方、尿素水溶液の供給制御が終了している場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、制御部１１０は、目標値設定処理のルーチンを終了する。

（目標値の変化）
次に、図１０〜図２０を参照して、目標値設定部１１４によって変更される目標値の変化について、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔの挙動と併せて説明する。図１０〜図２０において、三角印（△）が尿素水溶液の供給量の補正前の基準値Ｎｕ＿０を示し、丸印（〇）が尿素水溶液の供給量の補正後のＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを示す。かかる図１０〜図２０は、内燃機関５の排気ガス中のＮＯ_X量を一定と仮定した場合の例を示している。

図１０に示すように、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値であって、基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを超えている場合、尿素水溶液の供給量は増量補正され、これに伴ってＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは低下する。この場合、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは変更されずに維持される。

次の処理サイクルにおいても、図１１に示すように、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値であって、基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを超えているため、尿素水溶液の供給量は増量補正され、これに伴ってＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは引き続き低下する。この場合においても、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは変更されずに維持される。

次の処理サイクルでは、図１２に示すように、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値であって、基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下であるため、尿素水溶液の供給量は減量補正され、これに伴ってＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは上昇する。この場合、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは、より小さい目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ＿ｎｅｗに変更される。これにより、尿素水溶液の供給量は、再び増量補正されやすくなる。

次の処理サイクルでは、図１３に示すように、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値であって、基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを超えているため、尿素水溶液の供給量は増量補正され、これに伴ってＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは再び低下する。この場合、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは変更されずに維持される。

次の処理サイクルにおいても、図１４に示すように、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値であって、基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを超えているため、尿素水溶液の供給量は増量補正され、これに伴ってＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが引き続き低下する。この場合、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは変更されずに維持される。

次の処理サイクルでは、図１５に示すように、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値であって、基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下であるため、尿素水溶液の供給量は減量補正され、これに伴ってＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは上昇する。この場合、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは、さらに小さい目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ＿ｎｅｗに変更される。図１５の例では、変更された目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ＿ｎｅｗは、ＮＯ_Xセンサ２３が取り得る値を下回る値となっている。

次の処理サイクルでは、図１６に示すように、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値であって、基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを超えているため、尿素水溶液の供給量は増量補正され、これに伴ってＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは再び低下する。この場合、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは変更されずに維持される。

次の処理サイクルにおいても、図１７に示すように、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値であって、基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを超えているため、尿素水溶液の供給量は増量補正される。ただし、尿素水溶液の供給量を増量補正した結果、アンモニアスリップが生じ、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがアンモニアに反応した値となって、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが上昇している。この場合、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは、より大きい値Ｎｕ＿ｔｇｔ＿ｎｅｗに変更される。

図１７に示した処理サイクルにおいて増大された目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ＿ｎｅｗは、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを下回っていることから、図１８に示すように、次の処理サイクルでは、尿素水溶液の供給量のさらなる補正は行われず、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは変動しない。この場合、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは、さらに大きい値Ｎｕ＿ｔｇｔ＿ｎｅｗに変更される。その結果、増大された目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ＿ｎｅｗは、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを上回っている。

次の処理サイクルでは、図１９に示すように、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがアンモニアに反応した値であって、基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下であるため、尿素水溶液の供給量は減量補正される。尿素水溶液の供給量を減量補正した結果、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値となって、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが低下している。この場合、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは変更されずに維持される。

次の処理サイクルでは、図２０に示すように、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがＮＯ_Xに反応した値であって、基準値Ｎｕ＿０が目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ以下であるため、尿素水溶液の供給量は減量補正され、これに伴ってＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔは上昇する。この場合、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは、より小さい目標値Ｎｕ＿ｔｇｔ＿ｎｅｗに変更される。その結果、処理後の状態としては、図１３に示した処理サイクルと同じ状態となって、以降図１４〜図２０の状態が繰り返される。

目標値設定部１１４が、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを変更する場合の増大幅あるいは減少幅は、適宜の値に設定され得る。例えば、増大幅が小さすぎる場合には、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔがアンモニアに反応した値である場合に、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔがＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔを上回るまでに時間がかかってしまい、アンモニアスリップ量が増えやすくなる。また、減少幅が大きすぎる場合には、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが常時目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを上回りやすくなり、尿素水溶液の供給量が増量補正されやすくなって、アンモニアスリップ量が増えやすくなる。したがって、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔの増大幅あるいは減少幅は、尿素水溶液の供給量の補正度合い等も考慮しつつ、適切な値に設定され得る。

図１０〜図２０で示した例では、選択還元触媒１３の特性が変化していないが、選択還元触媒１３の特性が変化した場合であっても、目標値Ｎｕ＿ｔｇｔは、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが取り得る値の下限側近傍を増減することになる。また、これに伴って、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが目標値Ｎｕ＿ｔｇｔから大きく乖離しないように尿素水溶液の供給量が制御されるようになる。したがって、アンモニアスリップ量、又は、選択還元触媒１３から流出するＮＯ_X量が多大になることを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る還元剤供給装置３０の制御装置１００によれば、選択還元触媒１３の劣化等による触媒特性の変化にかかわらず、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔの目標値Ｎｕ＿ｔｇｔを、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが取り得る値の下限側近傍で変動させることができる。このため、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが、ＮＯ_Xセンサ値Ｎｕ＿ａｃｔが取り得る値の下限側近傍を推移するように、尿素水溶液の供給量が制御されることになる。これにより、アンモニアスリップ量、又は、選択還元触媒１３から流出するＮＯ_X量が多大になることを抑制することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

５内燃機関
１０尿素ＳＣＲシステム
１１排気管
１３選択還元触媒
２１排気温度センサ
２３ＮＯ_Xセンサ
３０還元剤供給装置
３１噴射弁
４１ポンプ
４３圧力センサ
５０タンク
１００制御装置
１１０制御部
１１４目標値設定部
１１６基本供給量算出部
１１８供給量補正部
１２０噴射弁制御部

Claims

排気通路に配設された選択還元触媒の上流側に、内燃機関の排気ガス中のＮＯ_Xを浄化するための還元剤を供給する還元剤供給装置を制御するための制御装置において、
少なくとも前記内燃機関の排気ガス中のＮＯ_X量に基づいて前記還元剤の基本供給量を算出する基本供給量算出部と、
前記選択還元触媒の下流側に設けられたＮＯ_Xセンサのセンサ値と当該センサ値の目標値とに基づいて前記還元剤の基本供給量を増量補正又は減量補正して供給量を設定する供給量補正部と、
前記還元剤の供給量の補正後における前記センサ値の増減に応じて前記目標値を変更するか否かを判断し、前記センサ値が前記目標値よりも大きい時に前記還元剤の増量補正をした後、前記センサ値が上昇した場合には前記目標値を増大させ、前記センサ値が低下した場合には前記目標値を維持させる目標値設定部と、
を備える、還元剤供給装置の制御装置。
前記供給量補正部は、前記センサ値が前記目標値よりも大きい場合には前記還元剤の基本供給量を増量補正させ、前記センサ値が前記目標値よりも小さい場合には前記還元剤の基本供給量を減量補正させる、請求項１に記載の還元剤供給装置の制御装置。
前記目標値設定部は、前記目標値を増大する場合、前記センサ値が前記目標値以下となるまで前記目標値の増大を繰り返す、請求項１又は２に記載の還元剤供給装置の制御装置。
排気通路に配設された選択還元触媒の上流側に、内燃機関の排気ガス中のＮＯ _X を浄化するための還元剤を供給する還元剤供給装置を制御するための制御装置において、
少なくとも前記内燃機関の排気ガス中のＮＯ _X 量に基づいて前記還元剤の基本供給量を算出する基本供給量算出部と、
前記選択還元触媒の下流側に設けられたＮＯ _X センサのセンサ値と当該センサ値の目標値とに基づいて前記還元剤の基本供給量を増量補正又は減量補正して供給量を設定する供給量補正部と、
前記還元剤の供給量の補正後における前記センサ値の増減に応じて前記目標値を変更するか否かを判断し、前記センサ値が前記目標値以下の時に前記還元剤の減量補正をした後、前記センサ値が上昇した場合には前記目標値を減少させ、前記センサ値が低下した場合には前記目標値を維持させる目標値設定部と、
を備える、還元剤供給装置の制御装置。