JP7288738B2 - Exhaust treatment system controller and exhaust treatment system - Google Patents

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Description

本発明は、NOx還元触媒を有する排気処理システムの制御装置、及び、排気処理システムに関する。 The present invention relates to a control device for an exhaust treatment system having a NOx reduction catalyst, and an exhaust treatment system.

従来、内燃機関の排気処理システムとして、内燃機関の排気通路に配置されたNOx還元触媒(SCR触媒)と、このNOx還元触媒よりも上流側の排気通路に配置されて、当該排気通路の排気中に尿素水を供給する尿素水供給弁と、この尿素水供給弁を制御する制御装置と、を有する排気処理システムが知られている(例えば特許文献1,2参照)。このような排気処理システムにおいては、尿素水供給弁から排気中に供給された尿素水が排気の熱で加水分解されて、アンモニア(NH)が生成される。このアンモニアは、NOx還元触媒の触媒作用の下で排気中のNOxを還元させる。このようにして、排気中のNOxの浄化が図られている。また、このような排気処理システムの場合、一般に、NOx還元触媒よりも下流側の排気通路にNOxセンサが配置されている(例えば特許文献1,2参照)。 Conventionally, as an exhaust treatment system for an internal combustion engine, a NOx reduction catalyst (SCR catalyst) is arranged in an exhaust passage of the internal combustion engine, and an exhaust passage is arranged upstream of the NOx reduction catalyst. There is known an exhaust treatment system having a urea water supply valve that supplies urea water to the urea water supply valve and a control device that controls the urea water supply valve (see Patent Documents 1 and 2, for example). In such an exhaust treatment system, the urea water supplied from the urea water supply valve into the exhaust gas is hydrolyzed by the heat of the exhaust gas to produce ammonia (NH 3 ). This ammonia reduces NOx in the exhaust under the catalytic action of the NOx reduction catalyst. In this manner, purification of NOx in the exhaust gas is achieved. Further, in the case of such an exhaust treatment system, a NOx sensor is generally arranged in the exhaust passage on the downstream side of the NOx reduction catalyst (for example, see Patent Documents 1 and 2).

また、近年では、所定の目標吸蔵量までアンモニアをNOx還元触媒に吸蔵させておくアンモニアストレージ制御も一般に行われている(例えば特許文献2参照)。 Further, in recent years, ammonia storage control is generally performed in which ammonia is stored in the NOx reduction catalyst up to a predetermined target storage amount (see, for example, Patent Document 2).

特開2010-77812号公報JP 2010-77812 A 特開2012-2063号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-2063

NOx還元触媒は、その温度が高くなるほどNOx還元触媒が吸蔵できるアンモニア量(ストレージ容量)が低下する。このため、例えば車両が急加速した場合や、フィルタに堆積したPMを除去するPM再生処理が実行された場合のように、排気温度が急上昇した場合、これに伴ってNOx還元触媒の温度が急上昇して、NOx還元触媒のストレージ容量が急低下して、吸蔵されていたアンモニアが放出される可能性がある。このような場合において、仮に、尿素水供給弁から通常通りに尿素水が供給された場合、NOx還元触媒よりも下流に流出するアンモニアの量(すなわち、アンモニアスリップ量)が過大になるおそれがある。 The higher the temperature of the NOx reduction catalyst, the lower the amount of ammonia (storage capacity) that the NOx reduction catalyst can store. Therefore, when the temperature of the exhaust gas rises sharply, such as when the vehicle is suddenly accelerated or when PM regeneration processing for removing PM accumulated on the filter is executed, the temperature of the NOx reduction catalyst rises accordingly. As a result, the storage capacity of the NOx reduction catalyst may drop sharply and the stored ammonia may be released. In such a case, if urea water is normally supplied from the urea water supply valve, the amount of ammonia flowing downstream from the NOx reduction catalyst (that is, ammonia slip amount) may become excessive. .

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、NOx還元触媒の温度が急上昇した場合にアンモニアスリップ量が過大になることを抑制できる排気処理システムの制御装置及び排気処理システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a control device for an exhaust treatment system and an exhaust treatment system capable of suppressing an excessive ammonia slip amount when the temperature of a NOx reduction catalyst rises sharply. It is to provide a system.

上記の目的を達成するため、本発明に係る排気処理システムの制御装置は、内燃機関の排気通路に配置されたNOx還元触媒と、前記NOx還元触媒よりも上流側の前記排気通路に配置された尿素水供給弁と、前記NOx還元触媒よりも下流側の前記排気通路に配置されたNOxセンサと、を有する排気処理システムに適用された制御装置であって、前記NOx還元触媒よりも上流側の排気中のNOx濃度である上流NOx濃度を取得する上流NOx濃度取得部と、前記NOxセンサの検出値であり、排気中のNOx濃度およびアンモニア濃度を合計した下流NOx濃度を取得する下流NOx濃度取得部と、前記NOx還元触媒の温度の上昇速度が予め設定された基準値より大きくなっ後において、前記下流NOx濃度取得部によって取得された前記下流NOx濃度と前記上流NOx濃度取得部によって取得された前記上流NOx濃度との差が予め設定された閾値より大きくなったときに、前記尿素水供給弁からの尿素水の供給を停止させる、又は、前記尿素水供給弁からの尿素水の供給量を減少させる制御処理の実行を開始する制御部と、を備え、前記閾値は前記制御処理の実行をアンモニアスリップ開始応答遅れ時間以上の時間が経過した後に開始する値に設定されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the control device for an exhaust treatment system according to the present invention includes a NOx reduction catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, and a NOx reduction catalyst disposed upstream of the NOx reduction catalyst in the exhaust passage. A control device applied to an exhaust treatment system having a urea water supply valve and a NOx sensor arranged in the exhaust passage downstream of the NOx reduction catalyst, the control device being applied to an exhaust treatment system upstream of the NOx reduction catalyst. An upstream NOx concentration acquisition unit that acquires an upstream NOx concentration, which is the NOx concentration in the exhaust, and a downstream NOx concentration acquisition unit that acquires a downstream NOx concentration, which is a detection value of the NOx sensor and is the sum of the NOx concentration and the ammonia concentration in the exhaust. and the downstream NOx concentration acquired by the downstream NOx concentration acquiring unit and the downstream NOx concentration acquired by the upstream NOx concentration acquiring unit after the rate of increase in the temperature of the NOx reduction catalyst has become greater than a preset reference value. stop the supply of the urea water from the urea water supply valve, or the amount of urea water supplied from the urea water supply valve when the difference from the upstream NOx concentration becomes larger than a preset threshold value and a control unit that starts executing a control process that reduces the threshold, wherein the threshold value is set to a value that starts execution of the control process after a time equal to or longer than the ammonia slip start response delay time has passed. do.

また上記の目的を達成するため、本発明に係る排気処理システムは、内燃機関の排気通路に配置されたNOx還元触媒と、前記NOx還元触媒よりも上流側の前記排気通路に配置された尿素水供給弁と、前記NOx還元触媒よりも下流側の前記排気通路に配置されたNOxセンサと、上記の制御装置と、を備えることを特徴とする。 Further, in order to achieve the above object, an exhaust treatment system according to the present invention includes a NOx reduction catalyst arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine, and urea water arranged in the exhaust passage on the upstream side of the NOx reduction catalyst. It is characterized by comprising a supply valve, a NOx sensor arranged in the exhaust passage on the downstream side of the NOx reduction catalyst, and the control device described above.

一般に、NOxセンサは、その濃度の検出原理上、排気中のNOx濃度のみならず、排気中のアンモニア濃度も検出する性質がある。したがって、NOxセンサの検出値である下流NOx濃度は、純粋なNOxのみならずアンモニアも含んだ濃度(NOx濃度+アンモニア濃度)である。このため、アンモニアスリップ量が多いほど、このNOxセンサの検出値である下流NOx濃度は高くなる傾向があり、この結果、下流NOx濃度と上流NOx濃度との差は大きくなる傾向がある。したがって、下流NOx濃度と上流NOx濃度との差が予め設定された閾値より大きくなった場合、アンモニアスリップ量が増加したと判定することができる。 In general, the NOx sensor has the property of detecting not only the NOx concentration in the exhaust gas but also the ammonia concentration in the exhaust gas due to its concentration detection principle. Therefore, the downstream NOx concentration, which is the value detected by the NOx sensor, is the concentration (NOx concentration+ammonia concentration) containing not only pure NOx but also ammonia. Therefore, the downstream NOx concentration, which is the value detected by the NOx sensor, tends to increase as the amount of ammonia slip increases, and as a result, the difference between the downstream NOx concentration and the upstream NOx concentration tends to increase. Therefore, when the difference between the downstream NOx concentration and the upstream NOx concentration becomes larger than a preset threshold value, it can be determined that the ammonia slip amount has increased.

そして、本発明によれば、NOx還元触媒の温度の上昇速度が予め設定された基準値より大きくなった場合において、下流NOx濃度と上流NOx濃度との差が予め設定された閾値より大きくなったとき、すなわち、NOx還元触媒の温度が急上昇して、アンモニアスリップ量が増加したときに、尿素水供給弁からの尿素水の供給を停止させる、又は、尿素水供給弁からの尿素水の供給量を減少させる制御処理の実行を開始しているので、NOx還元触媒の温度が急上昇した場合にアンモニアスリップ量が過大になることを抑制できる。 Then, according to the present invention, when the rate of increase in the temperature of the NOx reduction catalyst becomes larger than a preset reference value, the difference between the downstream NOx concentration and the upstream NOx concentration becomes larger than the preset threshold value. When the temperature of the NOx reduction catalyst suddenly rises and the amount of ammonia slip increases, the supply of urea water from the urea water supply valve is stopped, or the amount of urea water supplied from the urea water supply valve Since the execution of the control process for decreasing the NOx reduction catalyst is started, it is possible to suppress the ammonia slip amount from becoming excessively large when the temperature of the NOx reduction catalyst suddenly rises.

実施形態に係る車両の一部の構成を模式的に示す構成図である。1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a portion of a vehicle according to an embodiment; FIG. アンモニアスリップ抑制制御処理を説明するためのフローチャートの一例である。It is an example of the flowchart for demonstrating ammonia slip suppression control processing.

(実施形態)
以下、本発明の実施形態に係る排気処理システム10、及び、この排気処理システム10に適用された制御装置20について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係る車両1の一部の構成を模式的に示す構成図である。車両1の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態では、車両1の一例として、トラック、バス等の大型の商用車両を用いている。
(embodiment)
Hereinafter, an exhaust treatment system 10 according to an embodiment of the present invention and a control device 20 applied to this exhaust treatment system 10 will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a configuration of part of a vehicle 1 according to this embodiment. Although the type of the vehicle 1 is not particularly limited, in this embodiment, a large commercial vehicle such as a truck or a bus is used as an example of the vehicle 1 .

車両1は、内燃機関2、排気通路4、及び、排気処理システム10を備えている。本実施形態では、内燃機関2の一例として、軽油を燃料とするディーゼル機関(ディーゼルエンジン)を用いている。排気通路4は、内燃機関2の気筒3から排出された排気が通過する通路であり、その上流側端部が分岐して各気筒3の排気ポートに接続している。 A vehicle 1 includes an internal combustion engine 2 , an exhaust passage 4 and an exhaust treatment system 10 . In this embodiment, as an example of the internal combustion engine 2, a diesel engine that uses light oil as fuel is used. The exhaust passage 4 is a passage through which the exhaust gas discharged from the cylinders 3 of the internal combustion engine 2 passes.

排気処理システム10は、酸化触媒11と、フィルタ12と、尿素水供給弁13と、NOx還元触媒14と、アンモニアスリップ触媒15と、各種のセンサ類と、制御装置20とを備えている。なお、図1においては、センサ類として、上流NOxセンサ16、下流
NOxセンサ17、及び、温度センサ18が例示されている。酸化触媒11、フィルタ12、NOx還元触媒14、及び、アンモニアスリップ触媒15は、排気流動方向で見た場合に、この順序で排気通路4に配置されている。また、尿素水供給弁13は、NOx還元触媒14よりも上流側、且つ、フィルタ12よりも下流側の排気通路4に配置されている。
The exhaust treatment system 10 includes an oxidation catalyst 11 , a filter 12 , a urea water supply valve 13 , a NOx reduction catalyst 14 , an ammonia slip catalyst 15 , various sensors, and a control device 20 . Note that FIG. 1 illustrates an upstream NOx sensor 16, a downstream NOx sensor 17, and a temperature sensor 18 as sensors. The oxidation catalyst 11, the filter 12, the NOx reduction catalyst 14, and the ammonia slip catalyst 15 are arranged in the exhaust passage 4 in this order when viewed in the exhaust flow direction. The urea water supply valve 13 is arranged in the exhaust passage 4 upstream of the NOx reduction catalyst 14 and downstream of the filter 12 .

フィルタ12は、排気中のPM(粒子状物質)を捕集する機能を有している。酸化触媒11は、排気が通過可能な担持体に、白金(Pt)、パラジウム(Pd)等の貴金属触媒が担持された構成を有している。酸化触媒11は、その貴金属触媒の酸化触媒作用によって、排気中の一酸化窒素(NO)を二酸化窒素(NO)に変化させる酸化反応を促進させる。排気温度が酸化触媒11の活性温度以上になった場合、この酸化触媒11において生成された二酸化窒素によって、フィルタ12に捕集されたPMを燃焼させて、二酸化炭素(CO)として排出させることができる。 The filter 12 has a function of collecting PM (particulate matter) in the exhaust. The oxidation catalyst 11 has a structure in which a noble metal catalyst such as platinum (Pt) or palladium (Pd) is supported on a carrier through which exhaust gas can pass. The oxidation catalyst 11 accelerates an oxidation reaction that converts nitrogen monoxide (NO) in the exhaust gas into nitrogen dioxide (NO 2 ) by the oxidation catalytic action of the noble metal catalyst. When the exhaust gas temperature reaches or exceeds the activation temperature of the oxidation catalyst 11, the nitrogen dioxide generated in the oxidation catalyst 11 burns the PM trapped in the filter 12 and discharges it as carbon dioxide (CO 2 ). can be done.

尿素水供給弁13は、配管(図示せず)を介して尿素水供給装置(図示せず)に接続されており、尿素水供給装置から供給された尿素水を排気中に供給する弁体である。NOx還元触媒14は、尿素水の加水分解によって生成されたアンモニアを用いて、排気中のNOxを選択的に還元させる触媒(すなわち、SCR触媒(選択還元型触媒))である。なお、NOx還元触媒14の具体的な種類は特に限定されるものではなく、例えば、バナジウム(V)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、ゼオライト等のような、公知のNOx還元触媒を用いることができる。 The urea water supply valve 13 is connected to a urea water supply device (not shown) through a pipe (not shown), and is a valve body that supplies the urea water supplied from the urea water supply device to the exhaust gas. be. The NOx reduction catalyst 14 is a catalyst (that is, an SCR catalyst (selective reduction catalyst)) that selectively reduces NOx in exhaust gas using ammonia generated by hydrolysis of urea water. The specific type of the NOx reduction catalyst 14 is not particularly limited, and a known NOx reduction catalyst such as vanadium (V), molybdenum (Mo), tungsten (W), zeolite, etc. is used. be able to.

尿素水供給弁13は、制御装置20の指示を受けて、NOx還元触媒14が活性温度以上になった後に、NOx還元触媒14よりも上流側の排気中に尿素水を供給する。この排気中に供給された尿素水中の尿素は、排気の熱によって加水分解され、この結果、アンモニア(NH)が生成される。このアンモニアは、NOx還元触媒14の触媒作用の下で、NOxを還元させる。この結果、窒素及び水が生成される。このようにして、排気中のNOxの浄化(低減)が図られている。 The urea water supply valve 13 receives an instruction from the control device 20 and supplies the urea water into the exhaust upstream of the NOx reduction catalyst 14 after the NOx reduction catalyst 14 reaches the activation temperature or higher. Urea in the urea water supplied into the exhaust is hydrolyzed by the heat of the exhaust, and as a result, ammonia (NH 3 ) is produced. This ammonia reduces NOx under the catalytic action of the NOx reduction catalyst 14 . As a result, nitrogen and water are produced. In this way, purification (reduction) of NOx in the exhaust gas is achieved.

アンモニアスリップ触媒15は、NOx還元触媒14を通過したアンモニアを酸化させる酸化触媒である。本実施形態のように排気処理システム10がアンモニアスリップ触媒15を備えることで、アンモニアの大気への放出を効果的に抑制することができる。但し、アンモニアスリップ触媒15は本実施形態に必須の構成というわけではない。このため、排気処理システム10はアンモニアスリップ触媒15を備えていなくてもよい。 The ammonia slip catalyst 15 is an oxidation catalyst that oxidizes ammonia that has passed through the NOx reduction catalyst 14 . By including the ammonia slip catalyst 15 in the exhaust treatment system 10 as in the present embodiment, it is possible to effectively suppress the release of ammonia into the atmosphere. However, the ammonia slip catalyst 15 is not an essential component for this embodiment. Therefore, the exhaust treatment system 10 does not have to include the ammonia slip catalyst 15 .

上流NOxセンサ16は、NOx還元触媒14よりも上流側の排気中のNOx濃度(以下、「上流NOx濃度」と称する)を検出して、検出値を制御装置20に伝える。なお、本実施形態に係る上流NOxセンサ16は、一例として、NOx還元触媒14よりも上流側で、さらに尿素水供給弁13よりも上流側の排気中のNOx濃度を検出している。 The upstream NOx sensor 16 detects the NOx concentration in the exhaust upstream of the NOx reduction catalyst 14 (hereinafter referred to as “upstream NOx concentration”) and notifies the controller 20 of the detected value. As an example, the upstream NOx sensor 16 according to the present embodiment detects the NOx concentration in the exhaust upstream of the NOx reduction catalyst 14 and further upstream of the urea water supply valve 13 .

下流NOxセンサ17は、NOx還元触媒14よりも下流側の排気通路4に配置されたNOxセンサである。この下流NOxセンサ17の検出値としての濃度を「下流NOx濃度」と称する。なお、本実施形態に係る下流NOxセンサ17は、さらにアンモニアスリップ触媒15よりも下流側に配置されているので、本実施形態に係る下流NOx濃度は、アンモニアスリップ触媒15よりも下流側の排気中の濃度値となっている。下流NOxセンサ17は、検出値を制御装置20に伝える。 The downstream NOx sensor 17 is a NOx sensor arranged in the exhaust passage 4 on the downstream side of the NOx reduction catalyst 14 . The concentration as a value detected by the downstream NOx sensor 17 is called "downstream NOx concentration". Note that the downstream NOx sensor 17 according to the present embodiment is arranged further downstream than the ammonia slip catalyst 15, so the downstream NOx concentration according to the present embodiment is the same as that in the exhaust gas downstream of the ammonia slip catalyst 15. is the concentration value of Downstream NOx sensor 17 conveys the detected value to control device 20 .

なお、この下流NOxセンサ17は、一般的な排気処理システムにおいて、NOx還元触媒よりも下流側の排気通路の部分に配置されているNOxセンサ(すなわち、既存のNOxセンサ)を、本実施形態に活用したものである。 Note that the downstream NOx sensor 17 is a NOx sensor (that is, an existing NOx sensor) arranged in a portion of the exhaust passage on the downstream side of the NOx reduction catalyst in a general exhaust treatment system. It is used.

温度センサ18は、NOx還元触媒14の温度を検出して、検出値を制御装置20に伝える。 A temperature sensor 18 detects the temperature of the NOx reduction catalyst 14 and notifies the controller 20 of the detected value.

制御装置20は、マイクロコンピュータを備えており、このマイクロコンピュータは、各種の制御処理を実行するCPU21と、このCPU21の動作に用いられる各種情報やプログラム等を記憶する記憶部22と、を備えている。なお、記憶部22としては、例えばROM、RAM等を用いることができる。制御装置20は、内燃機関2の燃料噴射時期、燃料噴射量等を制御する。また、制御装置20は、尿素水供給弁13の尿素水供給時期、尿素水供給量等を制御することで、排気処理システム10の動作を制御する。すなわち、本実施形態においては、内燃機関2の動作を統合的に制御する制御装置20が、尿素水供給弁13を制御する制御装置としての機能を兼務している。但し、車両1の制御システムの構成はこれに限定されるものではなく、例えば、内燃機関2の動作を統合的に制御する制御装置とは別に、尿素水供給弁13を制御する制御装置を備えていてもよい。 The control device 20 includes a microcomputer, and the microcomputer includes a CPU 21 that executes various control processes, and a storage unit 22 that stores various information, programs, and the like used for the operation of the CPU 21. there is Note that, for example, a ROM, a RAM, or the like can be used as the storage unit 22 . The control device 20 controls the fuel injection timing, fuel injection amount, etc. of the internal combustion engine 2 . Further, the control device 20 controls the operation of the exhaust treatment system 10 by controlling the urea water supply timing of the urea water supply valve 13, the urea water supply amount, and the like. That is, in the present embodiment, the control device 20 that integrally controls the operation of the internal combustion engine 2 also functions as a control device that controls the urea water supply valve 13 . However, the configuration of the control system of the vehicle 1 is not limited to this. may be

続いて、制御装置20による尿素水供給弁13の制御の詳細について説明する。制御装置20は、内燃機関2の始動後において、NOx還元触媒14が活性温度以上になった場合に、尿素水供給弁13に尿素水を供給させる制御処理(以下、「通常時制御処理」と称する)の実行を開始する。 Next, details of control of the urea water supply valve 13 by the control device 20 will be described. After the internal combustion engine 2 is started, the control device 20 performs a control process for supplying urea water to the urea water supply valve 13 when the NOx reduction catalyst 14 reaches the activation temperature or higher (hereinafter referred to as "normal control process"). ) is started.

この通常時制御処理において、制御装置20は、予め設定された所定の目標吸蔵量(目標ストレージ量)までアンモニアをNOx還元触媒14に吸蔵させるストレージ制御処理を実行する。そして、制御装置20は、このNOx還元触媒14に吸蔵されたアンモニア量を加味して、内燃機関2から排出されるNOx量を還元可能なアンモニア量を算出し、この算出されたアンモニア量のアンモニアを生成できる尿素水量を算出する。制御装置20は、この算出された尿素水量の尿素水が排気中に定期的に供給されるように、尿素水供給弁13を制御する。なお、この通常時制御処理は、排気処理システムを備える車両において一般に行われているものであり、公知技術の範疇の事項であるため、これ以上詳細な説明は省略する。 In this normal time control process, the control device 20 executes a storage control process for causing the NOx reduction catalyst 14 to store ammonia up to a predetermined target storage amount (target storage amount) set in advance. Then, the control device 20 calculates the amount of ammonia that can reduce the amount of NOx discharged from the internal combustion engine 2, taking into account the amount of ammonia occluded in the NOx reduction catalyst 14. Calculate the amount of urea water that can generate The control device 20 controls the urea water supply valve 13 so that the calculated urea water amount is periodically supplied during exhaustion. It should be noted that this normal time control process is generally performed in a vehicle equipped with an exhaust treatment system, and is within the category of known technology, so further detailed description will be omitted.

一方、制御装置20は、NOx還元触媒14の温度の上昇速度が予め設定された基準値より大きくなった場合(すなわちNOx還元触媒14の温度が急上昇した場合)において、下流NOx濃度と上流NOx濃度との差が予め設定された閾値より大きくなったときには、尿素水供給弁13からの尿素水の供給を停止させる、又は、尿素水供給弁13からの尿素水の供給量を減少させる制御処理(以下、「アンモニアスリップ抑制制御処理」と称する)の実行を開始する。このアンモニアスリップ抑制制御処理について、フローチャートを用いて説明すると、次のようになる。 On the other hand, when the rate of increase in the temperature of the NOx reduction catalyst 14 exceeds a preset reference value (that is, when the temperature of the NOx reduction catalyst 14 rises sharply), the controller 20 controls the downstream NOx concentration and the upstream NOx concentration becomes larger than a preset threshold value, the control process ( Execution of the "ammonia slip suppression control process" hereinafter) is started. This ammonia slip suppression control process will be described below using a flowchart.

図2は、アンモニアスリップ抑制制御処理を説明するためのフローチャートの一例である。図2の最初のスタート時において、既に通常時制御処理が実行されているものとする。また図2の各ステップは、制御装置20の具体的にはCPU21が実行する。 FIG. 2 is an example of a flowchart for explaining the ammonia slip suppression control process. It is assumed that the normal time control process has already been executed at the time of the first start in FIG. Each step in FIG. 2 is executed by the CPU 21 of the control device 20 .

ステップS10において、制御装置20は、NOx還元触媒14の温度の上昇速度(以下、「触媒温度上昇速度」と称する)が予め設定された基準値より大きくなったか否かを判定する。このステップS10の詳細は以下のとおりである。 In step S10, the control device 20 determines whether or not the temperature increase rate of the NOx reduction catalyst 14 (hereinafter referred to as "catalyst temperature increase rate") has exceeded a preset reference value. The details of this step S10 are as follows.

まず、ステップS10の基準値としては、例えば、触媒温度上昇速度がこの基準値より大きくなった場合(つまり、NOx還元触媒14の温度が急上昇した場合)に、NOx還元触媒14のストレージ容量が急低下してしまい、これに起因して、NOx還元触媒14から所定値よりも多量のアンモニアが放出されてしまうと考えられる値を用いることがで
きる。この基準値は、予め実験、数値シミュレーション等を行うことで適切な値を求めておき、記憶部22に記憶させておく(すなわち予め設定しておく)。
First, as the reference value in step S10, for example, when the rate of catalyst temperature rise exceeds this reference value (that is, when the temperature of the NOx reduction catalyst 14 rapidly rises), the storage capacity of the NOx reduction catalyst 14 suddenly increases. It is possible to use a value that is considered to decrease and cause the NOx reduction catalyst 14 to release a larger amount of ammonia than the predetermined value. An appropriate value for this reference value is obtained in advance by performing experiments, numerical simulations, or the like, and is stored in the storage unit 22 (that is, set in advance).

なお、本実施形態においては、少なくとも車両1が急加速した時(アクセルペダルが急に踏み込まれた時)、又は、PM再生処理(フィルタ12よりも上流側の排気温度を強制的に上昇させることでフィルタ12に堆積したPMを除去する制御処理)が実行された時に、ステップS10でYESと判定されるように、ステップS10の基準値は予め設定されている。すなわち、本実施形態の場合、少なくとも車両1が急加速した時、又は、PM再生処理が実行された時に、ステップS10はYESと判定される。 In the present embodiment, at least when the vehicle 1 is suddenly accelerated (when the accelerator pedal is suddenly depressed), or when PM regeneration processing (forcibly increasing the exhaust gas temperature upstream of the filter 12) The reference value in step S10 is set in advance so that a YES determination is made in step S10 when the control process for removing PM deposited on the filter 12 in step S10 is executed. That is, in the case of the present embodiment, YES is determined in step S10 at least when the vehicle 1 is rapidly accelerated or when the PM regeneration process is executed.

また、本実施形態に係る制御装置20は、ステップS10の触媒温度上昇速度について、温度センサ18の検出結果に基づいて、これを取得する。そして、制御装置20は、このようにして取得された触媒温度上昇速度が記憶部22の基準値よりも大きいか否かを判定することで、ステップS10を実行している。 Also, the control device 20 according to the present embodiment acquires the rate of increase in catalyst temperature in step S10 based on the detection result of the temperature sensor 18 . Then, the control device 20 executes step S10 by determining whether or not the catalyst temperature increase rate acquired in this manner is greater than the reference value of the storage section 22 .

但し、ステップS10の具体的な実行手法は上記手法に限定されるものではない。例えば、制御装置20は、ステップS10で触媒温度上昇速度を取得するにあたり、NOx還元触媒14の温度と相関を有するパラメータ(排気温度や、内燃機関2の運転状態等)に基づいて、この触媒温度上昇速度を推定してもよい。 However, the specific execution method of step S10 is not limited to the above method. For example, when acquiring the catalyst temperature increase rate in step S10, the control device 20 determines the catalyst temperature A rate of climb may be estimated.

ステップS10でYESと判定された場合、制御装置20は、下流NOx濃度と上流NOx濃度との差が予め設定された閾値より大きいか否かを判定する(ステップS20)。具体的には制御装置20は、下流NOxセンサ17の検出したNOx濃度を、ステップS20の「下流NOx濃度」として取得する。また制御装置20は、上流NOxセンサ16の検出したNOx濃度を、ステップS20の「上流NOx濃度」として取得する。そして制御装置20は、このようにして取得された下流NOx濃度と上流NOx濃度との差を演算し、この差の値が、記憶部22に記憶されている閾値より大きいか否かを判定することで、ステップS20を実行している。 When determined as YES in step S10, the control device 20 determines whether or not the difference between the downstream NOx concentration and the upstream NOx concentration is greater than a preset threshold (step S20). Specifically, the controller 20 acquires the NOx concentration detected by the downstream NOx sensor 17 as the "downstream NOx concentration" in step S20. Further, the control device 20 acquires the NOx concentration detected by the upstream NOx sensor 16 as the "upstream NOx concentration" in step S20. Then, the control device 20 calculates the difference between the downstream NOx concentration and the upstream NOx concentration thus obtained, and determines whether or not the value of this difference is greater than the threshold value stored in the storage unit 22. Thus, step S20 is executed.

ここで、一般に、NOxセンサは、その濃度の検出原理上、排気中のNOx濃度のみならず、排気中のアンモニア濃度も検出する性質がある。このため、下流NOxセンサ17の検出値である「下流NOx濃度」は、純粋なNOxのみならずアンモニアも含んだ濃度(NOx濃度+アンモニア濃度)となっている。このため、アンモニアスリップ量が多いほど、下流NOxセンサ17によって検出された下流NOx濃度は高くなる傾向があり、この結果、下流NOx濃度と上流NOx濃度との差は大きくなる傾向がある。したがって、下流NOx濃度と上流NOx濃度との差が閾値よりも大きくなった場合、アンモニアスリップ量が増加したと判定することができる。 Here, in general, the NOx sensor has the property of detecting not only the NOx concentration in the exhaust gas but also the ammonia concentration in the exhaust gas due to its concentration detection principle. Therefore, the "downstream NOx concentration", which is the value detected by the downstream NOx sensor 17, is a concentration (NOx concentration+ammonia concentration) containing not only pure NOx but also ammonia. Therefore, as the amount of ammonia slip increases, the downstream NOx concentration detected by the downstream NOx sensor 17 tends to increase, and as a result, the difference between the downstream NOx concentration and the upstream NOx concentration tends to increase. Therefore, when the difference between the downstream NOx concentration and the upstream NOx concentration becomes larger than the threshold value, it can be determined that the ammonia slip amount has increased.

なお、このステップS20の閾値は、後述するステップS30を実行するか否かを切り分けるための「下流NOx濃度と上流NOx濃度との差の値」に相当するものである。この閾値は、ゼロよりも大きい値であれば、その具体的な値は特に限定されるものではないが、例えば以下の観点に基づいて設定することが好ましい。 It should be noted that the threshold in step S20 corresponds to "the value of the difference between the downstream NOx concentration and the upstream NOx concentration" for determining whether or not to execute step S30, which will be described later. Although the specific value of this threshold is not particularly limited as long as it is a value greater than zero, it is preferable to set it based on, for example, the following points of view.

まず、ステップS20の閾値が小さいほど、ステップS20でYESと判定され易くなり、この結果、後述するステップS30が実行され易くなる傾向がある(すなわち、ステップS30の実行頻度が高くなる傾向がある)。したがって、ステップS20の閾値を適切に設定することで、ステップS30の実行頻度を調整することができる。そこで、ステップS30の実行頻度が適切な値になるように、閾値を設定することが好ましい。 First, the smaller the threshold in step S20 is, the more likely it is that step S20 will be determined to be YES, and as a result, step S30, which will be described later, tends to be executed more easily (that is, step S30 tends to be executed more frequently). . Therefore, by appropriately setting the threshold value of step S20, the execution frequency of step S30 can be adjusted. Therefore, it is preferable to set the threshold so that the execution frequency of step S30 becomes an appropriate value.

また、ステップS20の閾値が小さいほど、ステップS10でYESと判定されてから
ステップS30が実行されるまでの経過時間が短くなる傾向がある。すなわち、ステップS20の閾値の大きさによって、ステップS10でYESと判定されてからステップS30が実行されるまでの経過時間を調整することもできる。そこで、ステップS10でYESと判定されてからステップS30が実行されるまでの経過時間が適切な値になるように、閾値を設定することが好ましい。
In addition, the smaller the threshold in step S20, the shorter the elapsed time from the determination of YES in step S10 to the execution of step S30. That is, it is also possible to adjust the elapsed time from when YES is determined in step S10 to when step S30 is executed, depending on the magnitude of the threshold in step S20. Therefore, it is preferable to set the threshold value so that the elapsed time from the determination of YES in step S10 to the execution of step S30 has an appropriate value.

具体的には、NOx還元触媒14からのアンモニア放出(アンモニアスリップ)は、NOx還元触媒14の温度が急上昇してから、少し遅れて開始される傾向がある。すなわち、NOx還元触媒14からのアンモニアスリップは、ステップS10でYESと判定されてから、所定の時間(これを「アンモニアスリップ開始応答遅れ時間」と称する)が経過した後に開始される。そこで、ステップS10でYESと判定されてからアンモニアスリップ開始応答遅れ時間以上の時間が経過した後にステップS20でYESと判定されてステップS30が実行されるように、ステップS20の閾値の大きさを設定することが好ましい。 Specifically, the release of ammonia (ammonia slip) from the NOx reduction catalyst 14 tends to start with a slight delay after the temperature of the NOx reduction catalyst 14 rises sharply. That is, the ammonia slip from the NOx reduction catalyst 14 is started after a predetermined time (this is referred to as "ammonia slip start response delay time") has passed after the determination of YES in step S10. Therefore, the magnitude of the threshold in step S20 is set so that a YES determination is made in step S20 and step S30 is executed after a period of time equal to or longer than the ammonia slip start response delay time has elapsed since the determination was YES in step S10. preferably.

なお、ステップS20の閾値の具体的な数値例として、例えば50ppm~150ppmの範囲内の値を用いれば、ステップS30の実行頻度を適切にしつつ、ステップS10でYESと判定されてからステップS30が実行されるまでの経過時間をアンモニアスリップ開始応答遅れ時間以上にすることができると考えられる。そこで、本実施形態においては、ステップS20の閾値の一例として、この数値範囲から選択された値(具体的には100ppm)を用いることとする。但し、この数値はあくまでも一例に過ぎず、これに限定されるものではない。 As a specific numerical example of the threshold value of step S20, for example, if a value within the range of 50 ppm to 150 ppm is used, the execution frequency of step S30 is appropriate, and step S30 is executed after it is determined YES in step S10. It is thought that the elapsed time until the ammonia slip start response delay time can be made longer. Therefore, in the present embodiment, a value (specifically, 100 ppm) selected from this numerical range is used as an example of the threshold in step S20. However, this numerical value is merely an example, and is not limited to this.

ステップS20でYESと判定された場合、制御装置20は、アンモニアスリップ抑制制御処理の実行を開始する(ステップS30)。具体的には制御装置20は、尿素水供給弁13からの尿素水の供給を停止させる、又は、尿素水供給弁13からの尿素水の供給量(mm/s)をステップS20でYESと判定された時点の供給量(これは、通常時制御処理のときの尿素水の供給量である)よりも減少させる。 If it is determined YES in step S20, the control device 20 starts executing the ammonia slip suppression control process (step S30). Specifically, the control device 20 stops the supply of the urea water from the urea water supply valve 13, or changes the supply amount (mm 3 /s) of the urea water from the urea water supply valve 13 to YES in step S20. The amount of urea water supplied at the time of determination (this is the amount of urea water supplied during normal control processing) is decreased.

なお、本実施形態に係る制御装置20は、このステップS30の具体例として、尿素水の供給を停止させるものとする。 As a specific example of step S30, the control device 20 according to the present embodiment stops the supply of urea water.

ステップS30に係るアンモニアスリップ抑制制御処理は、ステップS20でNOと判定されるまで継続して実行される。すなわち、本実施形態に係るアンモニアスリップ抑制制御処理は、下流NOx濃度と上流NOx濃度との差が閾値以上になるまで継続して実行されている。 The ammonia slip suppression control process in step S30 is continuously executed until NO is determined in step S20. That is, the ammonia slip suppression control process according to the present embodiment is continuously executed until the difference between the downstream NOx concentration and the upstream NOx concentration becomes equal to or greater than the threshold.

ステップS10でNOと判定された場合、又は、ステップS20でNOと判定された場合、制御装置20は、通常時制御処理を実行する(ステップS40)。具体的には制御装置20は、ステップS40の実行前に通常時制御処理が既に実行されている場合には、ステップS40において通常時制御処理の実行を継続し、ステップS40の実行前に通常時制御処理が実行されていない場合(アンモニアスリップ抑制制御処理が実行されている場合)には、ステップS40においてアンモニアスリップ抑制制御処理の実行を終了して、通常時制御処理の実行を開始する。ステップS40の後に制御装置20は、フローチャートをスタートから再度実行する(リターン)。 If NO is determined in step S10, or if NO is determined in step S20, the control device 20 executes normal control processing (step S40). Specifically, when the normal-time control process has already been executed before step S40 is executed, the control device 20 continues executing the normal-time control process in step S40. When the control process is not being executed (when the ammonia slip suppression control process is being executed), the execution of the ammonia slip suppression control process is ended in step S40, and the execution of the normal time control process is started. After step S40, the control device 20 executes the flowchart again from the start (return).

なお、ステップS20において、上流NOx濃度を取得する制御装置20のCPU21及び下流側NOx濃度を取得する制御装置20のCPU21は、それぞれ、「上流NOx濃度取得部」及び「下流NOx濃度取得部」としての機能を有する部材の一例である。ステップS30を実行する制御装置20のCPU21は、尿素水供給弁13からの尿素水の
供給を停止させる、又は、尿素水供給弁13からの尿素水の供給量を減少させる制御処理(アンモニアスリップ抑制制御処理)の実行を開始する「制御部」としての機能を有する部材の一例である。
In step S20, the CPU 21 of the control device 20 that acquires the upstream NOx concentration and the CPU 21 of the control device 20 that acquires the downstream NOx concentration act as an "upstream NOx concentration acquisition unit" and a "downstream NOx concentration acquisition unit", respectively. is an example of a member having the function of The CPU 21 of the control device 20 that executes step S30 stops the supply of urea water from the urea water supply valve 13 or reduces the amount of urea water supplied from the urea water supply valve 13 (ammonia slip suppression). It is an example of a member having a function as a “control unit” that starts execution of control processing).

以上説明したような本実施形態によれば、NOx還元触媒14の温度の上昇速度が予め設定された基準値より大きくなった場合において、下流NOx濃度と上流NOx濃度との差が予め設定された閾値よりも大きくなったとき、すなわち、NOx還元触媒14の温度が急上昇して、アンモニアスリップ量が増加したときに、尿素水供給弁13からの尿素水の供給を停止させる、又は、尿素水供給弁13からの尿素水の供給量を減少させることができる。これにより、NOx還元触媒14の温度が急上昇した場合にアンモニアスリップ量が過大になることを抑制できる。 According to the present embodiment as described above, when the rate of increase in the temperature of the NOx reduction catalyst 14 exceeds the preset reference value, the difference between the downstream NOx concentration and the upstream NOx concentration is set in advance. When the threshold value is exceeded, that is, when the temperature of the NOx reduction catalyst 14 rapidly rises and the amount of ammonia slip increases, the urea water supply from the urea water supply valve 13 is stopped or the urea water supply is stopped. The amount of urea water supplied from the valve 13 can be reduced. As a result, it is possible to prevent the ammonia slip amount from becoming excessively large when the temperature of the NOx reduction catalyst 14 suddenly rises.

また、本実施形態によれば、NOx還元触媒14よりも下流側の下流NOxセンサ17(すなわち既存のNOxセンサ)の検出値を活用してアンモニアスリップ抑制制御処理を実行しているので、アンモニアスリップ量の増加を検出するために、別途、アンモニアセンサをNOx還元触媒14よりも下流側に配置する必要がない。この点において、コストの増加が抑制されている。すなわち、本実施形態によれば、コストの増加をできるだけ抑制しつつ、NOx還元触媒14の温度が急上昇した場合にアンモニアスリップ量が過大になることを抑制できる。 Further, according to the present embodiment, the detection value of the downstream NOx sensor 17 (that is, the existing NOx sensor) on the downstream side of the NOx reduction catalyst 14 is used to execute the ammonia slip suppression control process. It is not necessary to separately arrange an ammonia sensor downstream of the NOx reduction catalyst 14 in order to detect the increase in the amount. In this respect, an increase in cost is suppressed. That is, according to the present embodiment, it is possible to prevent the ammonia slip amount from becoming excessively large when the temperature of the NOx reduction catalyst 14 suddenly rises, while suppressing an increase in cost as much as possible.

(実施形態の変形例1)
続いて、上記の実施形態の変形例1について説明する。本変形例に係る制御装置20は、ステップS20の上流NOx濃度を取得するにあたり、上流NOxセンサ16の検出値を取得する代わりに、内燃機関2の運転状態に基づいて上流NOx濃度を推定する。
(Modification 1 of Embodiment)
Next, Modification 1 of the above embodiment will be described. In acquiring the upstream NOx concentration in step S20, the control device 20 according to this modification estimates the upstream NOx concentration based on the operating state of the internal combustion engine 2 instead of acquiring the detection value of the upstream NOx sensor 16 .

具体的には、本変形例においては、内燃機関2の運転状態を示すパラメータの一例として、内燃機関2の回転数及び負荷を用いる。制御装置20は、この内燃機関2の回転数及び負荷に基づいて上流NOx濃度を推定し、この推定された上流NOx濃度をステップS20の「上流NOx濃度」として取得する。 Specifically, in this modified example, the rotational speed and load of the internal combustion engine 2 are used as an example of parameters indicating the operating state of the internal combustion engine 2 . The control device 20 estimates the upstream NOx concentration based on the rotational speed and load of the internal combustion engine 2, and obtains the estimated upstream NOx concentration as the "upstream NOx concentration" in step S20.

より具体的には、本変形例に係る制御装置20の記憶部22には、内燃機関2の回転数(rpm)及び負荷(一例として燃料噴射量)に基づいて上流NOx濃度を算出するためのマップが予め記憶されている。制御装置20は、ステップS20において内燃機関2の回転数及び負荷を取得し、この取得された内燃機関2の回転数及び負荷と記憶部22のマップとを用いて上流NOx濃度を算出し(すなわち推定し)、この算出された上流NOx濃度をステップS20の上流NOx濃度として取得する。 More specifically, in the storage unit 22 of the control device 20 according to the present modification, a storage unit for calculating the upstream NOx concentration based on the rotation speed (rpm) and the load (fuel injection amount as an example) of the internal combustion engine 2 is stored. A map is pre-stored. The control device 20 acquires the rotational speed and load of the internal combustion engine 2 in step S20, and calculates the upstream NOx concentration using the acquired rotational speed and load of the internal combustion engine 2 and the map of the storage unit 22 (that is, estimated), and this calculated upstream NOx concentration is obtained as the upstream NOx concentration in step S20.

なお、制御装置20は、上記のマップから算出されたNOx濃度について、さらに冷却水の温度に基づいて補正したものをステップS20に係る上流NOx濃度として用いてもよい。また、制御装置20は、内燃機関2の運転状態が過渡状態の場合には、上述した手法で推定された上流NOx濃度をさらに補正したものをステップS20に係る上流NOx濃度として取得してもよい。 Note that the control device 20 may use the NOx concentration calculated from the map as the upstream NOx concentration in step S20, which is further corrected based on the cooling water temperature. Further, when the operating state of the internal combustion engine 2 is in a transitional state, the control device 20 may acquire, as the upstream NOx concentration related to step S20, the upstream NOx concentration estimated by the above-described method and further corrected. .

本変形例においても、前述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また本変形例によれば、上流NOxセンサ16を備えなくてもよい点において、前述した実施形態に比較して、排気処理システム10の製造コストの低減を図ることができる。 Also in this modified example, it is possible to obtain the same effects as those of the above-described embodiment. In addition, according to this modified example, the manufacturing cost of the exhaust treatment system 10 can be reduced compared to the above-described embodiment in that the upstream NOx sensor 16 is not required.

(実施形態の変形例2)
続いて、上記の実施形態の変形例2について説明する。本変形例に係る排気処理システム10は、上流NOxセンサ16が、NOx還元触媒14よりも上流側、且つ、尿素水供
給弁13よりも下流側の排気通路4の部分に配置されている点において、前述した実施形態と異なっている。本変形例においても、前述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
(Modification 2 of Embodiment)
Next, Modification 2 of the above embodiment will be described. The exhaust treatment system 10 according to this modification is characterized in that the upstream NOx sensor 16 is arranged in a portion of the exhaust passage 4 upstream of the NOx reduction catalyst 14 and downstream of the urea water supply valve 13. , differs from the previous embodiment. Also in this modified example, it is possible to obtain the same effects as those of the above-described embodiment.

但し、本変形例のように、上流NOxセンサ16が尿素水供給弁13よりも下流側に配置されている場合、この上流NOxセンサ16は、排気中のNOx濃度のみならず、尿素水供給弁13から排気中に供給された尿素水の加水分解によって生じたアンモニアの濃度も上流NOx濃度として検出してしまう。そこで、本変形例の制御装置20は、ステップS20において、尿素水供給弁13から供給された尿素水の加水分解によって生じるアンモニア濃度を推定し、このアンモニア濃度を上流NOxセンサ16の検出値から差し引く補正をし、この補正された値を「上流NOx濃度」として取得することが好ましい。これにより、NOx還元触媒14よりも上流側のNOx濃度を精度良く取得することができる。 However, when the upstream NOx sensor 16 is arranged downstream of the urea water supply valve 13 as in this modification, the upstream NOx sensor 16 detects not only the NOx concentration in the exhaust gas but also the urea water supply valve The concentration of ammonia generated by hydrolysis of the urea water supplied from 13 into the exhaust is also detected as the upstream NOx concentration. Therefore, in step S20, the control device 20 of this modification estimates the concentration of ammonia produced by hydrolysis of the urea water supplied from the urea water supply valve 13, and subtracts this ammonia concentration from the detected value of the upstream NOx sensor 16. It is preferable to correct and obtain this corrected value as the "upstream NOx concentration". As a result, the NOx concentration on the upstream side of the NOx reduction catalyst 14 can be obtained with high accuracy.

なお、制御装置20は、尿素水供給弁13から供給された尿素水の加水分解によって生じるアンモニア濃度を推定するにあたり、予め設定されたマップデータ(例えば尿素水の供給量と排気温度とからアンモニア濃度を推定するマップデータ)を用いて、このアンモニア濃度を推定すればよい。 In estimating the concentration of ammonia generated by hydrolysis of the urea water supplied from the urea water supply valve 13, the control device 20 uses preset map data (for example, the amount of urea water supplied and the exhaust gas temperature to determine the ammonia concentration This ammonia concentration can be estimated using map data for estimating .

あるいは、上記のように上流NOxセンサ16の検出値を補正するのではなく、ステップS20の「閾値」を変更してもよい。具体的には、尿素水供給弁13よりも下流側に配置された上流NOxセンサ16の検出値は、尿素水供給弁13よりも上流側に配置された上流NOxセンサ16の検出値よりも、尿素水の加水分解によって生じるアンモニアの濃度を含む分だけ、大きな値になる傾向がある。そこで、上流NOxセンサ16が尿素水供給弁13よりも下流側に配置されている場合には、上流NOxセンサ16が尿素水供給弁13よりも上流側に配置されている場合に比較して、ステップS20の「閾値」として、より小さい値を使用することが好ましい。なお、この閾値は、実験、数値シミュレーション等によって、アンモニア濃度の影響をキャンセルできるような適切な値を設定すればよい。 Alternatively, instead of correcting the detection value of the upstream NOx sensor 16 as described above, the "threshold" in step S20 may be changed. Specifically, the detected value of the upstream NOx sensor 16 arranged on the downstream side of the urea water supply valve 13 is higher than the detected value of the upstream NOx sensor 16 arranged on the upstream side of the urea water supply valve 13. The value tends to be large because it includes the concentration of ammonia generated by hydrolysis of urea water. Therefore, when the upstream NOx sensor 16 is arranged on the downstream side of the urea water supply valve 13, compared to the case where the upstream NOx sensor 16 is arranged on the upstream side of the urea water supply valve 13, A smaller value is preferably used as the "threshold" in step S20. It should be noted that this threshold should be set to an appropriate value that can cancel the influence of the ammonia concentration through experiments, numerical simulations, or the like.

また、前述した変形例1に係る「上流NOx濃度を推定する手法」で推定された上流NOx濃度は、アンモニア濃度を含まないNOx濃度(すなわち、純粋なNOx濃度)であるので、尿素水供給弁13よりも下流側に配置された上流NOxセンサ16の検出値(これはアンモニア濃度を含んでいる)は、この変形例1に係る上流NOx濃度の推定値よりも大きくなる傾向がある。そこで、上流NOxセンサ16が尿素水供給弁13よりも下流側に配置されている場合には、前述した変形例1のように上流NOx濃度を推定する場合よりも、ステップS20の「閾値」として、より小さい値を使用することが好ましい。 Further, since the upstream NOx concentration estimated by the "method for estimating the upstream NOx concentration" according to Modification 1 described above is the NOx concentration that does not include the ammonia concentration (that is, the pure NOx concentration), the urea water supply valve The detected value of the upstream NOx sensor 16 (which includes the concentration of ammonia) located downstream of the NOx sensor 13 tends to be larger than the estimated value of the upstream NOx concentration according to the first modification. Therefore, when the upstream NOx sensor 16 is arranged downstream of the urea water supply valve 13, the "threshold" in step S20 is set to , it is preferable to use a smaller value.

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. is possible.

1 車両
2 内燃機関
4 排気通路
10 排気処理システム
11 酸化触媒
12 フィルタ
13 尿素水供給弁
14 NOx還元触媒
15 アンモニアスリップ触媒
16 上流NOxセンサ
17 下流NOxセンサ
18 温度センサ
20 制御装置
21 CPU(上流NOx濃度取得部、下流NOx濃度取得部、制御部)
1 vehicle 2 internal combustion engine 4 exhaust passage 10 exhaust treatment system 11 oxidation catalyst 12 filter 13 urea water supply valve 14 NOx reduction catalyst 15 ammonia slip catalyst 16 upstream NOx sensor 17 downstream NOx sensor 18 temperature sensor 20 control device 21 CPU (upstream NOx concentration acquisition unit, downstream NOx concentration acquisition unit, control unit)

Claims (2)

内燃機関の排気通路に配置されたNOx還元触媒と、前記NOx還元触媒よりも上流側の前記排気通路に配置された尿素水供給弁と、前記NOx還元触媒よりも下流側の前記排気通路に配置されたNOxセンサと、を有する排気処理システムに適用された制御装置であって、
前記NOx還元触媒よりも上流側の排気中のNOx濃度である上流NOx濃度を取得する上流NOx濃度取得部と、
前記NOxセンサの検出値であり、排気中のNOx濃度およびアンモニア濃度を合計した下流NOx濃度を取得する下流NOx濃度取得部と、
前記NOx還元触媒の温度の上昇速度が予め設定された基準値より大きくなっ後において、前記下流NOx濃度取得部によって取得された前記下流NOx濃度と前記上流NOx濃度取得部によって取得された前記上流NOx濃度との差が予め設定された閾値より大きくなったときに、前記尿素水供給弁からの尿素水の供給を停止させる、又は、前記尿素水供給弁からの尿素水の供給量を減少させる制御処理の実行を開始する制御部と、を備え
前記閾値は前記制御処理の実行をアンモニアスリップ開始応答遅れ時間以上の時間が経過した後に開始する値に設定されることを特徴とする排気処理システムの制御装置。
A NOx reduction catalyst arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine, a urea water supply valve arranged in the exhaust passage upstream of the NOx reduction catalyst, and arranged in the exhaust passage downstream of the NOx reduction catalyst. A control device applied to an exhaust treatment system having a NOx sensor,
an upstream NOx concentration acquiring unit that acquires an upstream NOx concentration, which is the NOx concentration in the exhaust upstream of the NOx reduction catalyst;
a downstream NOx concentration acquisition unit that acquires a downstream NOx concentration that is a detected value of the NOx sensor and that is the sum of the NOx concentration and the ammonia concentration in exhaust gas;
After the rate of increase in the temperature of the NOx reduction catalyst becomes greater than a preset reference value, the downstream NOx concentration acquired by the downstream NOx concentration acquiring unit and the upstream NOx concentration acquired by the upstream NOx concentration acquiring unit When the difference from the NOx concentration becomes greater than a preset threshold value, the urea water supply from the urea water supply valve is stopped, or the urea water supply amount from the urea water supply valve is reduced. A control unit that starts executing the control process ,
A control device for an exhaust gas treatment system, wherein the threshold value is set to a value at which execution of the control process is started after a time equal to or longer than an ammonia slip start response delay time has elapsed.
内燃機関の排気通路に配置されたNOx還元触媒と、
前記NOx還元触媒よりも上流側の前記排気通路に配置された尿素水供給弁と、
前記NOx還元触媒よりも下流側の前記排気通路に配置されたNOxセンサと、
請求項に記載の制御装置と、を備えることを特徴とする排気処理システム。
a NOx reduction catalyst disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine;
a urea water supply valve arranged in the exhaust passage on the upstream side of the NOx reduction catalyst;
a NOx sensor disposed in the exhaust passage downstream of the NOx reduction catalyst;
An exhaust treatment system comprising: the control device according to claim 1 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006274844A (en) 2005-03-28 2006-10-12 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5177413B2 (en) * 2008-09-24 2013-04-03 マツダ株式会社 Engine exhaust purification system
JP5983937B2 (en) * 2012-11-28 2016-09-06 三菱自動車工業株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006274844A (en) 2005-03-28 2006-10-12 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2007162487A (en) 2005-12-09 2007-06-28 Nissan Diesel Motor Co Ltd Exhaust emission control device

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