JP7310730B2 - 浄化制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、浄化制御装置に関する。

従来から、例えば商用車などの車両において、排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）を浄化するＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ触媒、ＬＮＴ：Ｌｅａｎ ＮＯ_Ｘ Ｔｒａｐ）および選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒、ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）などの浄化装置が排気管に配置されており、この浄化装置を制御する浄化制御装置が実用化されている。

ＳＣＲ触媒は、還元剤の供給により排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘを還元して浄化する。このとき、ＳＣＲ触媒に過剰な還元剤が供給されると、排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘを効率的に還元反応することができず、ＮＯ_Ｘの浄化率の低下およびＳＣＲ触媒からのアンモニアのスリップなどを引き起こすおそれがある。

そこで、例えば、特許文献１には、ＮＯ_Ｘの浄化率を向上しつつアンモニアのスリップを抑制する排気浄化装置が開示されている。この排気浄化装置は、ＬＮＴ触媒で生成されるアンモニアをＳＣＲ触媒でストレージし、そのストレージされたアンモニアで排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘを還元処理することでＳＣＲ触媒からのアンモニアのスリップを抑制する。

特開２０１５－１５１９２９号公報

しかしながら、特許文献１の装置は、還元剤をＳＣＲ触媒に供給することなく、ＬＮＴ触媒からスリップするアンモニアをＳＣＲ触媒にストレージして排気ガスのＮＯ_Ｘを還元処理するため、排気ガスのＮＯ_Ｘ量が変化した場合にＮＯ_Ｘを効率的に浄化できないおそれがある。

本開示は、排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘを効率的に浄化する浄化制御装置を提供することを目的とする。

本開示に係る浄化制御装置は、車両の排気管においてＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒の下流側に配置された選択還元型触媒への還元剤の供給量を調節して、選択還元型触媒におけるＮＯ_Ｘの還元を制御する浄化制御装置であって、選択還元型触媒に還元剤を供給する期間においてＮＯ _Ｘ 吸蔵還元型触媒の温度を順次取得し、取得されたＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒の温度に基づいて、ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒の下流側を流通する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率を順次算出する比率算出部と、比率算出部で算出された比率に基づいて、選択還元型触媒に対する還元剤の供給量を算出する供給制御部とを備えるものである。

本開示によれば、排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘを効率的に浄化することが可能となる。

本開示の実施の形態１に係る浄化制御装置を備えた車両の構成を示す図である。 ＬＮＴ触媒から流出する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値を算出するためのＬＮＴ用ベースマップを示す図である。 ＬＮＴ触媒における硫黄の吸蔵量に対する補正係数の変化を示すグラフである。 実施の形態２においてＬＮＴ触媒におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量に対する補正係数の変化を示すグラフである。 実施の形態３に係る浄化制御装置の要部の構成を示す図である。 実施の形態３において微粒子捕集フィルタから流出する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値を算出するためのフィルタ用ベースマップを示す図である。

以下、本開示に係る実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１に、本開示の実施の形態１に係る浄化制御装置を備えた車両の構成を示す。車両は、内燃機関１と、吸気管２と、排気管３と、内燃機関制御部４と、浄化装置５とを有する。なお、車両としては、例えば、トラックなどの商用車が挙げられる。

内燃機関１は、車両を駆動するためのもので、例えば、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程の４つの行程を繰り返す、いわゆる４ストローク機関から構成されている。内燃機関１としては、例えば、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。

吸気管２は、先端部が内燃機関１の吸気口に接続され、外部から吸入された空気を内燃機関１に供給する流路である。
排気管３は、内燃機関１の排気口から外部に延びるように配置され、内燃機関１から排出される排気ガスを外部に排出する流路である。

内燃機関制御部４は、内燃機関１を制御するもので、内燃機関１および浄化装置５の浄化制御部１２にそれぞれ接続されている。内燃機関制御部４は、例えば、吸気の流量、排気ガスの流量、燃料の供給量およびエンジン回転数などを制御する。なお、燃料としては、例えば軽油が挙げられる。

浄化装置５は、ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ触媒）６と、選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）７と、浄化制御装置８とを有する。

ＬＮＴ触媒６は、排気管３内に配置され、排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘを吸蔵および還元して浄化する。例えば、ＬＮＴ触媒６は、白金などの貴金属触媒と、バリウムなどのアルカリ土類金属などで形成されるＮＯ_Ｘ吸蔵材とを担体に担持させた成型体から構成することができる。これにより、排気ガスがリーン空燃比、すなわちストイキ空燃比より燃料比率が低い空燃比のときに、排気ガスに含まれるＮＯ_ＸがＮＯ_Ｘ吸蔵材に吸蔵される。そして、排気ガスがリッチ空燃比、すなわちストイキ空燃比より燃料比率が高い空燃比にされると、酸素濃度が減少すると共に一酸化炭素および炭化水素などの還元剤量が増加するため、貴金属触媒の三元機能により、ＮＯ_Ｘ吸蔵材に吸蔵されたＮＯ_Ｘが還元剤と反応して窒素などに還元されて浄化する。

ＳＣＲ触媒７は、排気管３内においてＬＮＴ触媒６の下流側に配置され、還元剤の供給により排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘを還元して浄化する。例えば、ＳＣＲ触媒７は、鉄イオン交換アルミノシリケートおよび銅イオン交換アルミノシリケートなどのゼオライト触媒などから構成することができる。これにより、例えば、尿素水が還元剤として排気管３内に供給されると、その尿素水が排気ガスの高温な熱で熱分解および加水分解されてアンモニアが生成され、生成されたアンモニアがＳＣＲ触媒７にストレージされる。そして、ＳＣＲ触媒７は、ストレージされたアンモニアで排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘを窒素などに還元して浄化する。

浄化制御装置８は、入口ラムダセンサ９ａと、出口ラムダセンサ９ｂと、温度センサ１０ａおよび１０ｂと、供給部１１と、浄化制御部１２とを有する。また、浄化制御部１２は、空燃比制御部１３と、比率算出部１４と、供給制御部１５とを有する。空燃比制御部１３は、比率算出部１４を介して供給制御部１５に接続されている。また、空燃比制御部１３は、入口ラムダセンサ９ａ、出口ラムダセンサ９ｂおよび温度センサ１０ａにそれぞれ接続されている。また、供給制御部１５は、温度センサ１０ｂおよび供給部１１にそれぞれ接続されている。さらに、空燃比制御部１３、比率算出部１４および供給制御部１５は、それぞれ、内燃機関制御部４に接続されている。

入口ラムダセンサ９ａは、排気管３においてＬＮＴ触媒６の上流側に配置され、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比を検出する。すなわち、入口ラムダセンサ９ａは、ＬＮＴ触媒６がＮＯ_Ｘと反応する前の空燃比を検出する。

出口ラムダセンサ９ｂは、排気管３においてＬＮＴ触媒６の下流側に配置され、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスの空燃比を検出する。すなわち、出口ラムダセンサ９ｂは、ＬＮＴ触媒６がＮＯ_Ｘと反応した後の空燃比を検出する。

温度センサ１０ａは、排気管３においてＬＮＴ触媒６の上流側に配置され、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの温度を検出する。
温度センサ１０ｂは、排気管３においてＳＣＲ触媒７の上流側に配置され、ＳＣＲ触媒７に流入する排気ガスの温度を検出する。

供給部１１は、排気管３においてＳＣＲ触媒７の上流側に配置され、ＳＣＲ触媒７に対して還元剤を供給する。還元剤としては、アンモニアなどのＮＯ_Ｘを直接還元するものだけでなく、その前駆体、例えばアンモニアの前駆体である尿素水なども含むものである。

空燃比制御部１３は、入口ラムダセンサ９ａ、出口ラムダセンサ９ｂ、温度センサ１０ａで検出される検出値に基づいて、内燃機関制御部４を介してＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比を調節し、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵および還元を制御する。

比率算出部１４は、温度センサ１０ａで検出されるＬＮＴ触媒６の入口温度に基づいて、ＬＮＴ触媒６の下流側を流通する排気ガスに含まれるＮＯ（一酸化窒素）とＮＯ_２（二酸化窒素）との比率を算出する。

供給制御部１５は、温度センサ１０ｂで検出される温度が所定の範囲内である場合に、ＳＣＲ触媒７におけるアンモニアのストレージ容量に応じた供給量の還元剤を供給するように供給部１１を制御する。このとき、供給制御部１５は、空燃比制御部１３で算出された比率に基づいて、ＳＣＲ触媒７に対する還元剤の供給量を算出する。

なお、内燃機関制御部４、浄化制御部１２、空燃比制御部１３、比率算出部１４および供給制御部１５の機能は、コンピュータプログラムにより実現させることもできる。例えば、コンピュータの読取装置が、内燃機関制御部４、浄化制御部１２、空燃比制御部１３、比率算出部１４および供給制御部１５の機能を実現するためのプログラムを記録した記録媒体からそのプログラムを読み取り、記憶装置に記憶させる。そして、ＣＰＵが、記憶装置に記憶されたプログラムをＲＡＭにコピーし、そのプログラムに含まれる命令をＲＡＭから順次読み出して実行することにより、内燃機関制御部４、浄化制御部１２、空燃比制御部１３、比率算出部１４および供給制御部１５の機能を実現することができる。

次に、本実施の形態の動作について説明する。

まず、図１に示すように、内燃機関制御部４が内燃機関１を制御して車両が走行されると、内燃機関１で生じた排気ガスが排気管３を流通して外部に排出される。例えば、内燃機関１では、リーン空燃比の排気ガスが生成され、この排気ガスが排気管３に配置されたＬＮＴ触媒６を流通することにより、排気ガスに含まれるＮＯ_ＸがＬＮＴ触媒６で順次吸蔵される。

このＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量は、空燃比制御部１３で算出される。空燃比制御部１３は、例えば、内燃機関制御部４から順次入力される内燃機関１の吸気の流量などに基づいて、排気ガスにおけるＮＯ_Ｘの含有量を算出し、このＮＯ_Ｘの含有量に基づいてＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量を算出することができる。また、空燃比制御部１３は、図示しないＮＯ_ＸセンサでＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスのＮＯ_Ｘ量を検出し、そのＮＯ_Ｘ量に基づいてＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量を算出することもできる。

空燃比制御部１３は、算出されるＮＯ_Ｘの吸蔵量が所定の値、例えばＬＮＴ触媒６に吸蔵可能なＮＯ_Ｘの容量を超えた場合には、入口ラムダセンサ９ａおよび出口ラムダセンサ９ｂの検出値に基づいて内燃機関制御部４を制御することにより、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスをリッチ空燃比に低下させる。これにより、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスが、リーン空燃比と比べて、酸素濃度が減少すると共に一酸化炭素および炭化水素などの還元剤が増加する。この還元剤の増加により、ＬＮＴ触媒６に吸蔵されたＮＯ_Ｘが、放出および還元されて窒素、水および二酸化炭素などの物質に浄化される。

一方、供給制御部１５は、例えば、温度センサ１０ｂで検出される温度がＳＣＲ触媒７の還元反応に適した範囲内となった場合に、ＳＣＲ触媒７に対して尿素水を供給する。
ここで、ＳＣＲ触媒７では、一般的に、Ｆａｓｔ ＳＣＲ反応（ＮＯ＋ＮＯ_２＋ＮＨ_３→２Ｎ_２＋３Ｈ_２Ｏ）、Ｓｔａｎｄａｒｄ ＳＣＲ反応（４ＮＯ＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ）およびＳｌｏｗ ＳＣＲ反応（６ＮＯ_２＋８ＮＨ_３→７Ｎ_２＋１２Ｈ_２Ｏ）によりＮＯ_Ｘが還元される。これらの還元反応のうち低温から速い反応速度を示すＦａｓｔ ＳＣＲ反応は、ＮＯとＮＯ_２との比率に応じて反応速度が変化し、ＮＯとＮＯ_２との比率が１：１の場合に反応速度が最大となる。このため、排気ガスにおけるＮＯとＮＯ_２との比率を考慮せずに尿素水を供給すると、Ｆａｓｔ ＳＣＲ反応が速やかに進行しないおそれがある。

そこで、ＳＣＲ触媒７に流入する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率を算出する。このとき、ＳＣＲ触媒７に流入する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率は、ＳＣＲ触媒７の上流側に配置されたＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの浄化処理に応じて大きく変動する。このため、比率算出部１４が、温度センサ１０ａで検出されるＬＮＴ触媒６の入口温度に基づいて、ＬＮＴ触媒６から流出して下流側を流通する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率を算出する。このとき、比率算出部１４は、排気ガスの流量を内燃機関制御部４から取得し、ＬＮＴ触媒６の入口温度と排気ガスの流量に基づいて、ＬＮＴ触媒６の下流側を流通する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率を算出することが好ましい。

例えば、比率算出部１４には、図２に示すように、ＬＮＴ触媒６の入口温度および排気ガスの流量に対して、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値の変化を示すＬＮＴ用ベースマップが予め保存されている。このＬＮＴ用ベースマップは、例えばＮＯ／ＮＯ_２の値が最大となる条件で、実験およびシミュレーションなどに基づいて、ＬＮＴ触媒６の入口温度および排気ガスの流量を変化させたときのＮＯ／ＮＯ_２の値を算出して作成することができる。なお、ＮＯ／ＮＯ_２の変動に関する条件としては、例えば、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量およびＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量などが挙げられる。

このＬＮＴ用ベースマップは、ＬＮＴ触媒６の入口温度Ｃ１およびＣ３に対してその間の入口温度Ｃ２近傍で、ＮＯ／ＮＯ_２の値が最大となる山型の分布を示す。また、ＬＮＴ用ベースマップは、排気ガスの流量が増えるほどＮＯ／ＮＯ_２の値が減少する分布を示す。

比率算出部１４は、空燃比制御部１３から出力されるＬＮＴ触媒６の入口温度と排気ガスの流量とに基づいて、ＬＮＴ触媒６の下流側を流通する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値をＬＮＴ用ベースマップから順次算出する。

このとき、ＮＯ／ＮＯ_２の値は、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスがリーン空燃比とされるリーン空燃比期間において大きく変動する。このため、比率算出部１４は、リーン空燃比期間のときに、ＮＯ／ＮＯ_２の値を算出することが好ましい。
このようにして、比率算出部１４は、ＬＮＴ用ベースマップに基づいて、排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値を容易に算出することができる。

また、比率算出部１４は、リーン空燃比期間においてＬＮＴ触媒６に吸蔵された硫黄の吸蔵量、例えばＳＯ_Ｘ（硫黄酸化物）の吸蔵量を取得し、硫黄の吸蔵量が多いほどＮＯ／ＮＯ_２の値が低下するように比率を補正することが好ましい。比率算出部１４は、例えば、空燃比制御部１３から出力された内燃機関１における燃料の供給量に基づいて、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量を算出することができる。硫黄の吸蔵量は、例えば、下記式（１）で算出することができる。

硫黄の吸蔵量＝燃料における硫黄の重量濃度×内燃機関１における燃料の供給量×燃料の比重 ・・・（１）
なお、燃料における硫黄の重量濃度および燃料の比重は、燃料の規格に応じて比率算出部１４に予め設定することができる。

ここで、実際に、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量に対して、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値の変化を測定したところ、硫黄の吸蔵量が多いほどＮＯ／ＮＯ_２の値が減少することがわかった。これは、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量が多い場合には、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_２の吸蔵量が低下し、これに伴ってＬＮＴ触媒６からのＮＯ_２のスリップ量が低下することで、ＮＯ／ＮＯ_２の値が減少したものと考えられる。そこで、比率算出部１４は、算出されたＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量が多いほど、ＮＯ／ＮＯ_２の値が低下するように、ＬＮＴ用ベースマップから算出されたＮＯ／ＮＯ_２の値を補正する。

例えば、比率算出部１４には、図３に示すように、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量に対する補正係数の値が実験およびシミュレーションなどに基づいて予め設定されている。この補正係数は、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量が多いほどＬＮＴ触媒６の下流側を流通する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値が低下するように設定されている。

比率算出部１４は、上記式（１）で算出された硫黄の吸蔵量に対応する補正係数を求め、ＬＮＴ用ベースマップに基づいて算出されたＮＯ／ＮＯ_２の値に補正係数を乗算することでＮＯ／ＮＯ_２の値を補正する。

ここで、硫黄の吸蔵量に応じた排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値の変化は、ＬＮＴ触媒６の入口温度および排気ガスの流量に応じた排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値の変化とは異なる要因によるものである。このため、比率算出部１４は、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量に基づいてＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値を補正することで、その値をより正確に算出することができる。
また、比率算出部１４は、補正係数に基づいてＮＯ／ＮＯ_２の値を補正するため、ＮＯ／ＮＯ_２の値を容易に算出することができる。

このようにして、比率算出部１４は、ＬＮＴ触媒６の下流側を流通する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値を算出すると、その値を供給制御部１５に順次出力する。

続いて、供給制御部１５が、比率算出部１４で算出されるＮＯ／ＮＯ_２の値に基づいて、ＳＣＲ触媒７に対する尿素水の供給量を算出する。例えば、供給制御部１５は、図示しないＮＯ_Ｘセンサで検出された値に基づいて、ＳＣＲ触媒７に流入する排気ガスのＮＯ_Ｘ量を算出し、そのＮＯ_Ｘ量とＮＯ／ＮＯ_２の値に基づいて排気ガスにおけるＮＯおよびＮＯ_２の量を算出する。そして、供給制御部１５は、算出されたＮＯおよびＮＯ_２の量に基づいて、Ｆａｓｔ ＳＣＲ反応が向上するように尿素水の供給量を算出する。

このようにして、供給制御部１５は、尿素水の供給量を算出すると、その供給量の尿素水を供給部１１から供給させる。供給部１１から供給された尿素水は、排気ガスの熱で熱分解および加水分解されてアンモニアが生成され、そのアンモニアが排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘを窒素などに還元して浄化する。

このように、供給制御部１５が、比率算出部１４で算出されたＮＯ／ＮＯ_２の値に基づいて尿素水の供給量を算出するため、排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値に応じた適量の尿素水をＳＣＲ７に供給することができる。これにより、排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘを効率的に浄化することができ、ＳＣＲ触媒７からのアンモニアのスリップも抑制することができる。

本実施の形態によれば、供給制御部１５が、ＬＮＴ触媒６の下流側を流通する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率に基づいてＳＣＲ触媒７に対する還元剤の供給量を算出する。これにより、ＳＣＲ７に対して適量の尿素水を供給することができ、排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘを効率的に浄化することができる。

（実施の形態２）
以下、本開示の実施の形態２について説明する。ここでは、上記の実施の形態１との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。

上記の実施の形態１では、比率算出部１４は、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量に基づいてＬＮＴ触媒６の下流側を流通する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率を補正したが、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量に基づいてＮＯとＮＯ_２との比率を補正することもできる。

例えば、比率算出部１４は、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量を取得し、ＮＯ_Ｘの吸蔵量が多いほど、ＬＮＴ触媒６の下流側を流通する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値が増加するように比率を補正することができる。

ここで、実際に、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量に対して、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値の変化を測定したところ、ＮＯ_Ｘの吸蔵量が多いほどＮＯ／ＮＯ_２の値が増加することがわかった。これは、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量が多いほどＮＯ_Ｘの還元量が増加し、これに伴ってＮＯ／ＮＯ_２の値も増加したものと考えられる。そこで、比率算出部１４は、取得されたＮＯ_Ｘの吸蔵量が多いほど、ＬＮＴ触媒６の下流側を流通する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値が増加するように、ＬＮＴ用ベースマップから算出されたＮＯ／ＮＯ_２の値を補正する。

例えば、比率算出部１４には、図４に示すように、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量に対する補正係数の値が実験およびシミュレーションなどに基づいて予め設定されている。この補正係数は、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量が多いほど、ＮＯ／ＮＯ_２の値が増加するように設定されている。

比率算出部１４は、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量を取得し、そのＮＯ_Ｘの吸蔵量に対応する補正係数を求める。比率算出部１４は、例えば、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスのＮＯ_Ｘ濃度と、内燃機関１における吸気の流量とに基づいて、ＮＯ_Ｘの吸蔵量を算出することができる。このとき、比率算出部１４は、ＬＮＴ触媒６にＮＯ_Ｘを吸蔵するリーン空燃比期間における排気ガスのＮＯ_Ｘ濃度と吸気の流量とを取得して補正係数を求めることが好ましい。
なお、排気ガスのＮＯ_Ｘ濃度は、内燃機関１における燃料の供給量などに基づいて算出することができ、またはＬＮＴ触媒６の上流側にＮＯ_Ｘセンサを配置して取得することもできる。また、吸気の流量は、内燃機関制御部４から取得することができる。

そして、比率算出部１４は、ＬＮＴ用ベースマップに基づいて算出されたＮＯ／ＮＯ_２の値に対して、硫黄の吸蔵量に対応する補正係数に加えて、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量に対応する補正係数をさらに乗算することでＮＯ／ＮＯ_２の値を補正する。

ここで、ＮＯ／ＮＯ_２の値は、ＮＯ_Ｘの吸蔵量に応じて大きく変化する。このため、比率算出部１４は、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量に基づいて、ＮＯ／ＮＯ_２の値を補正することで、排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率をより正確に算出することができる。

本実施の形態によれば、比率算出部１４が、ＮＯ_Ｘの吸蔵量が多いほどＮＯ／ＮＯ_２の値が増加するように比率をさらに補正するため、ＬＮＴ触媒６の下流側を流通する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率をより正確に算出することができる。

（実施の形態３）
以下、本開示の実施の形態３について説明する。ここでは、上記の実施の形態１および２との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１および２との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。

上記の実施の形態１および２において、ＳＣＲ触媒７の上流側に酸化触媒を含む微粒子捕集フィルタが配置された場合に、比率算出部１４は、ＬＮＴ触媒６の温度と微粒子捕集フィルタの温度に基づいて、ＬＮＴ触媒６および微粒子捕集フィルタの下流側を流通する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率を算出することができる。

例えば、図５に示すように、実施の形態１のＬＮＴ触媒６とＳＣＲ触媒７との間に微粒子捕集フィルタ２１および温度センサ２２を新たに配置し、この温度センサ２２を比率算出部１４に再生処理制御部２３を介して接続することができる。

微粒子捕集フィルタ２１は、ＳＣＲ触媒７の上流側に配置され、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するように形成されている。また、微粒子捕集フィルタ２１は、酸化触媒を含むように設けられている。この酸化触媒は、例えば内燃機関１のアフター噴射などにより排気管３内に供給された燃料を酸化して、その反応熱で排気ガスを高温に加熱する。なお、微粒子捕集フィルタ２１としては、例えば、触媒付煤フィルタ（ＣＳＦ：Ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｓｏｏｔ Ｆｉｌｔｅｒ）などが挙げられる。ここで、微粒子捕集フィルタ２１は、酸化触媒を内部に含むものに限られるものではなく、微粒子捕集フィルタ２１の近傍に酸化触媒を配置してもよい。

温度センサ２２は、微粒子捕集フィルタ２１の上流側に配置され、微粒子捕集フィルタ２１の入口温度を検出する。

再生処理制御部２３は、図示しない差圧センサで検出される微粒子捕集フィルタ２１の上流側と下流側の差圧に基づいて、微粒子捕集フィルタ２１を再生処理する。このとき、再生処理制御部２３は、内燃機関制御部４を介して内燃機関１を制御することにより排気管３内に燃料を供給し、その燃料と酸化触媒との反応熱で排気ガスを高温に加熱することで、微粒子捕集フィルタ２１に捕捉された粒子状物質を燃焼して除去する。

比率算出部１４は、再生処理制御部２３を介して温度センサ２２で検出される微粒子捕集フィルタ２１の入口温度を取得し、ＬＮＴ触媒６の入口温度と微粒子捕集フィルタ２１の入口温度に基づいて、ＬＮＴ触媒６および微粒子捕集フィルタ２１の下流側を流通する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率を算出する。

このような構成により、実施の形態１と同様に、比率算出部１４が、ＬＮＴ触媒６の入口温度と排気ガスの流量に基づいて、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスに含まれるＮＯ／ＮＯ_２の値をＬＮＴ用ベースマップから算出する。このとき、ＬＮＴ触媒６とＳＣＲ触媒７の間には微粒子捕集フィルタ２１が配置されており、この微粒子捕集フィルタ２１に設けられた酸化触媒の反応により、排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率が変動するおそれがある。

ここで、実際に、微粒子捕集フィルタ２１の入口温度に対して、微粒子捕集フィルタ２１から流出する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値の変化を測定したところ、ＮＯ／ＮＯ_２の値が山型の変化を示すことがわかった。

そこで、比率算出部１４には、図６に示すように、微粒子捕集フィルタ２１の入口温度に対して、ＬＮＴ用ベースマップのＮＯ／ＮＯ_２の値を補正する補正量の変動を示すフィルタ用マップが記憶されている。このフィルタ用マップは、微粒子捕集フィルタ２１の入口温度Ｃ４およびＣ６に対して、その間の入口温度Ｃ５近傍で補正量が最大となる山型の分布を示す。

比率算出部１４は、微粒子捕集フィルタ２１の入口温度が温度センサ２２で検出されると、フィルタ用マップから微粒子捕集フィルタ２１の入口温度に対応する補正量を順次算出する。そして、比率算出部１４は、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値に補正量を加算することにより、ＬＮＴ触媒６および微粒子捕集フィルタ２１の下流側を流通する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値を算出する。すなわち、補正量は、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値に対して、排気ガスが微粒子捕集フィルタ２１を通過することにより変動するＮＯ／ＮＯ_２の変動量を加えて、排気ガスが微粒子捕集フィルタ２１を通過した後のＮＯ／ＮＯ_２の値に補正するものである。

なお、比率算出部１４は、ＬＮＴ用ベースマップとフィルタ用マップを一体化したベースマップを記憶し、ＬＮＴ触媒６の温度と微粒子捕集フィルタ２１の温度を代表する代表温度に基づいて、ＬＮＴ触媒６および微粒子捕集フィルタ２１の下流側を流通する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値を算出することもできる。代表温度としては、例えば、ＬＮＴ触媒６の入口温度と微粒子捕集フィルタ２１の入口温度を平均した温度などが上げられる。

このように、比率算出部１４が、ＬＮＴ触媒６および微粒子捕集フィルタ２１の下流側を流通する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値を算出するため、ＳＣＲ触媒７に流入する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率をより正確に算出することができる。例えば、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値は、ＬＮＴ触媒６の入口温度が約４００℃以上の高温になると大きく低下する。このため、ＬＮＴ触媒６および微粒子捕集フィルタ２１の下流側を流通する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値は、ＬＮＴ触媒６の入口温度が約４００℃以上の場合には、微粒子捕集フィルタ２１から流出する排気ガスのＮＯ／ＮＯ_２の値の寄与が大きく、その値を考慮して算出することが好ましい。

そして、供給制御部１５が、比率算出部１４で算出されるＮＯ／ＮＯ_２の値に基づいて、ＳＣＲ触媒７に対する尿素水の供給量を算出する。

本実施の形態によれば、供給制御部１５が、ＬＮＴ触媒６および微粒子捕集フィルタ２１の下流側を流通する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率に基づいてＳＣＲ触媒７に対する還元剤の供給量を算出する。これにより、ＳＣＲ触媒７に対してより適量の尿素水を供給することができ、排気ガスに含まれるＮＯ_Ｘをさらに効率的に浄化することができる。

その他、上記の実施の形態は、何れも本発明の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、上記の実施の形態で説明した各部の形状や個数などについての開示はあくまで例示であり、適宜変更して実施することができる。

本開示に係る浄化制御装置は、ＬＮＴ触媒の下流側に配置されたＳＣＲ触媒への還元剤の供給量を調節して、ＳＣＲ触媒におけるＮＯ_Ｘの還元を制御する装置に利用できる。

１ 内燃機関
２ 吸気管
３ 排気管
４ 内燃機関制御部
５ 浄化装置
６ ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒
７ 選択還元型触媒
８ 浄化制御装置
９ａ 入口ラムダセンサ
９ｂ 出口ラムダセンサ
１０ａ，１０ｂ，２２ 温度センサ
１１ 供給部
１２ 浄化制御部
１３ 空燃比制御部
１４ 比率算出部
１５ 供給制御部
２１ 微粒子捕集フィルタ
２３ 再生処理制御部
Ｃ１～Ｃ６ 温度

Claims (4)

1. 車両の排気管においてＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒の下流側に配置された選択還元型触媒への還元剤の供給量を調節して、前記選択還元型触媒におけるＮＯ_Ｘの還元を制御する浄化制御装置であって、
   前記選択還元型触媒に還元剤を供給する期間において前記ＮＯ _Ｘ 吸蔵還元型触媒の温度を順次取得し、取得された前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒の温度に基づいて、前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒の下流側を流通する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率を順次算出する比率算出部と、
   前記比率算出部で算出された比率に基づいて、前記選択還元型触媒に対する還元剤の供給量を算出する供給制御部とを備える浄化制御装置。
2. 前記比率算出部は、リーン空燃比期間において前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒における硫黄の吸蔵量を取得し、前記リーン空燃比期間における前記硫黄の吸蔵量が多いほどＮＯ／ＮＯ_２の値が低下するように前記比率を補正する請求項１に記載の浄化制御装置。
3. 前記比率算出部は、リーン空燃比期間において前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒におけるＮＯ_Ｘの吸蔵量を取得し、前記リーン空燃比期間における前記ＮＯ_Ｘの吸蔵量が多いほどＮＯ／ＮＯ_２の値が増加するように前記比率を補正する請求項１または２に記載の浄化制御装置。
4. 排気管内に供給された燃料を酸化して排気ガスを加熱する酸化触媒を含む微粒子捕集フィルタが前記選択還元型触媒の上流側に配置され、
   前記比率算出部は、前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒が所定の温度以上の場合、前記微粒子捕集フィルタの温度に基づいて、前記ＮＯ _Ｘ 吸蔵還元型触媒より前記微粒子捕集フィルタから流出するＮＯ／ＮＯ _２ の値の寄与が大きくなるように前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒および前記微粒子捕集フィルタの下流側を流通する排気ガスに含まれるＮＯとＮＯ_２との比率を算出する請求項１～３のいずれか一項に記載の浄化制御装置。