WO2016006656A1 - 排気浄化システム - Google Patents

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朗義 工藤
治樹 濱田
泰雄 岡本
嘉久 植田
久仁男 野田
信貴 石井
真治 原
尊史 長谷山
哲也 村田
越智　直文
新一郎 河合
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Isuzu Motors Ltd
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    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
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    • B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
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    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust purification system.
  • Patent Document 1 discloses, in order from the exhaust upstream side, a pre-stage oxidation catalyst, a diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF), a middle-stage oxidation catalyst, a selective reduction catalyst (hereinafter referred to as SCR catalyst), The structure which has arrange
  • DPF diesel particulate filter
  • SCR catalyst selective reduction catalyst
  • particulate matter (hereinafter referred to as PM) and nitrogen compound (hereinafter referred to as NOx) in exhaust gas are simultaneously purified, and high-temperature exhaust gas is introduced into a bypass passage at high exhaust temperature to form a middle-stage oxidation catalyst.
  • high-temperature exhaust gas is introduced into a bypass passage at high exhaust temperature to form a middle-stage oxidation catalyst.
  • An object of the present invention is to prevent an excessive exhaust temperature rise when supplying unburned hydrocarbon (HC) to an oxidation catalyst, and effectively suppress thermal degradation of the SCR catalyst.
  • an exhaust purification system of the present invention includes a first oxidation catalyst that is provided in an exhaust system of an internal combustion engine and that can oxidize unburned hydrocarbons (HC), and is downstream of the first oxidation catalyst.
  • a first oxidation catalyst that is provided in an exhaust system of an internal combustion engine and that can oxidize unburned hydrocarbons (HC), and is downstream of the first oxidation catalyst.
  • a selective reduction catalyst for reducing and purifying nitrogen compounds (NOx) in the exhaust gas using a reducing agent, temperature detection means for detecting an exhaust temperature flowing into the selective reduction catalyst, and unburned hydrocarbons in the first oxidation catalyst (HC) is supplied and the temperature rise control means for periodically executing the temperature rise control for raising the exhaust gas temperature detected by the temperature detection means to a predetermined target temperature; and the temperature detection during the temperature rise control.
  • the target temperature correction means is a value obtained by subtracting the target temperature from the peak value when the peak value of the exhaust temperature detected by the temperature detection means is higher than the target temperature during the temperature increase control. Is preferably subtracted from the target temperature of the temperature increase control to be executed next.
  • the target temperature correction means is a value obtained by subtracting the peak value from the target temperature when the peak value of the exhaust gas temperature detected by the temperature detection means is lower than the target temperature during the temperature increase control. Is preferably added to the target temperature of the temperature increase control to be executed next.
  • combustion control means for controlling the fuel injection of the internal combustion engine by multistage injection to reduce the soot component in the exhaust discharged from the internal combustion engine.
  • ECU electronice control unit
  • each cylinder of a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 10 is provided with an injector 11 that directly injects high-pressure fuel pressured by a common rail (not shown) into each cylinder.
  • the fuel injection amount and fuel injection timing of each injector 11 are controlled according to an instruction signal input from an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 60.
  • ECU electronice control unit
  • the pre-stage post-processing apparatus 30 is configured by arranging a first oxidation catalyst 31 and a second oxidation catalyst 32 in order from the upstream side in a case 30A.
  • a case 30 ⁇ / b> A upstream of the first oxidation catalyst 31 is provided with a first exhaust temperature sensor 50 that detects an inlet exhaust temperature of the first oxidation catalyst 31 (hereinafter referred to as a DOC inlet temperature).
  • the case 30A between the first oxidation catalyst 31 and the second oxidation catalyst 32 is provided with a second exhaust temperature sensor 51 that detects the outlet exhaust temperature of the first oxidation catalyst 31 (hereinafter referred to as DOC outlet temperature). It has been.
  • the sensor values of these sensors 50 and 51 are transmitted to the electrically connected ECU 60.
  • the first oxidation catalyst 31 is formed, for example, by supporting a NO2 generating catalyst or the like on a porous ceramic carrier, and functions to generate NO2 from NO contained in the exhaust, and unburned hydrocarbons supplied by post injection. It has a function of oxidizing (HC).
  • the second oxidation catalyst 32 is formed by, for example, supporting a SOF oxidation catalyst on a porous ceramic carrier, and has a function of oxidizing and purifying mainly SOF components in PM contained in the exhaust gas.
  • the post-stage post-treatment device 40 is configured by arranging a SCR catalyst 41 and a third oxidation catalyst 42 in order from the upstream side in the case 40A.
  • the exhaust passage 16 upstream of the SCR catalyst 41 is provided with a urea addition valve 44 of the urea water injector 43 and a NOx sensor 52 that detects the NOx value in the exhaust gas flowing into the SCR catalyst 41.
  • a third exhaust temperature sensor 53 for detecting an inlet exhaust temperature of the SCR catalyst 41 (hereinafter referred to as SCR inlet temperature) is provided in the exhaust passage 16 upstream of the SCR catalyst 41.
  • SCR inlet temperature an inlet exhaust temperature of the SCR catalyst 41
  • the urea water injection device 43 opens and closes the urea addition valve 44 in response to an instruction signal input from the ECU 60, so that the urea water is supplied from the urea water tank 45 into the exhaust passage 16 upstream of the SCR catalyst 41.
  • the urea water pumped by the pump 46 is injected.
  • the injected urea water is hydrolyzed by exhaust heat to be generated as NH3, and supplied to the SCR catalyst 41 on the downstream side as a reducing agent.
  • the SCR catalyst 41 is formed, for example, by supporting zeolite or the like on a porous ceramic carrier.
  • the SCR catalyst 41 adsorbs NH3 supplied as a reducing agent from the urea water injection device 43, and selectively reduces and purifies NOx from the exhaust gas passing through the adsorbed NH3.
  • the third oxidation catalyst 42 is formed, for example, by supporting an oxidation catalyst on a porous ceramic carrier, and has a function of oxidizing NH 3 slipped downstream from the SCR catalyst 41.
  • the PM reduction combustion control unit 61 executes PM reduction injection control for mainly reducing soot components in PM contained in exhaust gas by controlling the fuel injection of each injector 11 by multi-injection.
  • the soot component in the PM is reduced by the combustion control of the engine 10, and the SOF component in the PM is oxidized and purified by the second oxidation catalyst 32, so that the DPM is omitted even if the DPF is omitted. It is configured to effectively suppress the release to the atmosphere.
  • control for increasing the supercharging pressure by adjusting the opening of a variable capacity supercharger or EGR device may be executed.
  • the temperature raising control unit 62 (1) removes the sulfate deposited on the first oxidation catalyst 31, (2) removes white deposits generated from the urea water, and (3) is discharged from the engine 10 to the SCR catalyst 41.
  • the temperature increase control is performed for the purpose of correcting the error between the estimated NH3 occlusion amount and the actual NH3 occlusion amount by removing the accumulated HC and (4) removing NH3 occluded in the SCR catalyst 41.
  • this temperature increase control supplies unburned hydrocarbons (HC) to the first oxidation catalyst 31 by post injection that injects a predetermined amount of fuel in the exhaust stroke, and raises the exhaust temperature with oxidation reaction heat. This is realized.
  • HC unburned hydrocarbons
  • step (hereinafter, the step is simply referred to as S) 100 it is determined whether or not an elapsed time (hereinafter referred to as an interval) from the completion of the previous temperature rise control to the present has reached a predetermined first threshold time.
  • an elapsed time hereinafter referred to as an interval
  • the present control proceeds to S110 and the purge flag F is turned on.
  • S120 it is determined whether or not the DOC inlet temperature detected by the first exhaust temperature sensor 50 is equal to or higher than a predetermined first threshold temperature indicating a catalyst active state. Further, in S130, it is determined whether or not the DOC outlet temperature detected by the second exhaust temperature sensor 51 is equal to or higher than the first threshold temperature. If any of these conditions is satisfied (Yes), the process proceeds to S140. On the other hand, if any of these conditions is not satisfied (No), the purge flag F is kept on and a standby state is entered.
  • the post-injection SCR inlet temperature detected by the third exhaust temperature sensor 53 is the exhaust gas temperature is raised to a predetermined target temperature T n is started.
  • the target temperature T n is corrected as necessary by a target temperature correction unit 63 described later.
  • S150 it is determined whether or not the DOC inlet temperature detected by the first exhaust temperature sensor 50 is equal to or higher than the first threshold temperature.
  • S160 the DOC outlet detected by the second exhaust temperature sensor 51 is determined. It is determined whether or not the temperature maintains the first threshold temperature. If any of these conditions is satisfied (Yes), the process proceeds to S170. If any of these conditions is not satisfied (No), post injection is interrupted until the condition is satisfied again.
  • S170 it is determined whether or not the cumulative injection amount of the post injection has reached a predetermined upper limit injection amount. If the cumulative injection amount has reached the upper limit injection amount (Yes), the purge flag F is turned off in S200, and the present control ends (temperature increase control: failure). On the other hand, when the cumulative injection amount has not reached the upper limit injection amount (No), the process proceeds to S180.
  • termination determination of the temperature rise control is executed.
  • the end of the temperature raising control is performed by measuring the second exhaust temperature sensor 51 at a predetermined second threshold temperature or higher that can remove the sulfate, white deposit, HC, and NH3 defined in the above (1) to (4). It is determined based on the accumulated time.
  • the process proceeds to S190, the purge flag F is turned off, and the present control ends (temperature increase control: success).
  • the present control is returned to S140 to continue the temperature increase control.
  • the exhaust purification system of this embodiment includes a first oxidation catalyst 31 that generates NO2 in order from the exhaust upstream side, and a second oxidation catalyst 32 that oxidizes and purifies SOF components in PM mainly composed of unburned fuel, lubricating oil, and the like.
  • a SCR catalyst 41 for reducing and purifying NOx and a third oxidation catalyst 42 for preventing NH3 slip are arranged.
  • fuel injection of the engine 10 is controlled by PM reduction injection that mainly reduces soot components in PM by multi-injection. That is, the exhaust emission performance can be effectively maintained without using the DPF by reducing the soot component in the PM by the combustion control of the engine 10 and purifying the SOF component by the second oxidation catalyst 32. ing. Therefore, it is possible to omit the DPF, and it is possible to effectively suppress an increase in size and cost of the apparatus.
  • the DPF eliminates the need for periodic cleaning of the DPF for removing ash, and the maintenance performance can be effectively improved.
  • the sulfate poisoning of the first oxidation catalyst 31 can be removed by regular temperature increase control, there is a problem that it is not possible to cope with phosphorus poisoning and temporal thermal deterioration. Therefore, if temperature rise control is performed without considering the effects of phosphorus poisoning and aging heat deterioration, as shown in FIG. 5, the SCR inlet temperature becomes higher than the DOC outlet temperature due to HC slip, and the exhaust gas is excessively heated There is a possibility that deterioration of the SCR catalyst 41 due to temperature cannot be prevented.
  • the exhaust purification system of the present embodiment reliably removes sulfate poisoning by periodically performing temperature rise control, while appropriately setting a target temperature for temperature rise control for phosphorus poisoning and aging deterioration. By correcting, it is configured to effectively prevent HC slip during temperature rise control. Therefore, it is possible to effectively suppress the exhaust excessive temperature rise during the temperature rise control, and the thermal deterioration of the SCR catalyst 41 can be surely prevented.
  • a fuel injection device may be provided in the exhaust passage 16 upstream of the first oxidation catalyst 31 and may be performed by exhaust pipe injection.

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Abstract

　酸化触媒にＨＣを供給する際の排気過昇温を防止して、ＳＣＲ触媒の熱劣化を効果的に抑止する。　内燃機関（１０）の排気系に設けられた第１酸化触媒（３１）と、第１酸化触媒（３１）よりも下流側の排気系に設けられた第２酸化触媒（３２）と、第２酸化触媒（３２）よりも下流側の排気系に設けられて尿素水から生成されるＮＨ３を還元剤として排気中のＮＯｘを還元浄化する選択的還元触媒（４１）と、選択的還元触媒（４１）に流入する排気温度を検出する第３排気温度センサ（５３）と、第１酸化触媒（３１）にＨＣを供給して第３排気温度センサ（５３）で検出される排気温度を所定の目標温度まで上昇させる昇温制御を定期的に実行する昇温制御部（６２）と、昇温制御の実行中に第３排気温度センサ（５３）で検出された排気温度と目標温度との差に基づいて、当該昇温制御の次に実行される昇温制御の目標温度を補正する目標温度補正部（６３）とを備えた。

Description

排気浄化システム
　本発明は、排気浄化システムに関する。
　エンジンの排気浄化システムとして、例えば、特許文献１には、排気上流側から順に前段酸化触媒、ディーゼルパティキュレイトフィルタ（以下、ＤＰＦ）、中段酸化触媒、選択的還元触媒（以下、ＳＣＲ触媒）、後段酸化触媒を配置した構成が開示されている。
　特許文献１記載の技術では、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭ）及び窒素化合物（以下、ＮＯｘ）を同時に浄化しつつ、排気高温時はバイパス通路に高温排気を導入して中段酸化触媒に吸熱させることで、ＳＣＲ触媒の熱劣化防止を図っている。
特開２０１３－２２８３号公報
　ところで、特許文献１記載の技術では、前段酸化触媒と中段酸化触媒との間にＤＰＦを配置し、さらに中段酸化触媒をバイパス通路に配置しているため、構造全体が複雑となり、装置の大型化やコスト上昇等を招く課題がある。
　また、前段酸化触媒にサルフェートの堆積（サルフェート被毒）が進むと、ＤＰＦ強制再生時のポスト噴射によって供給された未燃炭化水素（ＨＣ）が前段酸化触媒からスリップして中段酸化触媒で反応し、排気温度を過度に上昇させることで、直下流に配置されたＳＣＲ触媒の熱劣化を防止できない可能性もある。
　また、サルフェート被毒以外にも、例えば、酸化触媒の経時的な熱劣化や、排気に流入したエンジンオイル中のリン（Ｐ）によって触媒金属が被毒すると、上述と同様のＨＣスリップによる排気過昇温が生じ、ＳＣＲ触媒の熱劣化を防止できない可能性がある。
　本発明の目的は、酸化触媒に未燃炭化水素（ＨＣ）を供給する際の排気過昇温を防止して、ＳＣＲ触媒の熱劣化を効果的に抑止することにある。
　上述の目的を達成するため、本発明の排気浄化システムは、内燃機関の排気系に設けられて未燃炭化水素（ＨＣ）を酸化可能な第１酸化触媒と、前記第１酸化触媒よりも下流側の排気系に設けられて可溶性有機成分（ＳＯＦ）を酸化可能な第２酸化触媒と、前記第２酸化触媒よりも下流側の排気系に設けられて尿素水から生成されるアンモニア（ＮＨ３）を還元剤として排気中の窒素化合物（ＮＯｘ）を還元浄化する選択的還元触媒と、前記選択的還元触媒に流入する排気温度を検出する温度検出手段と、前記第１酸化触媒に未燃炭化水素（ＨＣ）を供給して前記温度検出手段で検出される排気温度を所定の目標温度まで上昇させる昇温制御を定期的に実行する昇温制御手段と、昇温制御の実行中に前記温度検出手段で検出された排気温度と目標温度との差に基づいて、当該昇温制御の次に実行される昇温制御の目標温度を補正する目標温度補正手段とを備える。
　また、前記目標温度補正手段は、昇温制御の実行中に前記温度検出手段で検出された排気温度のピーク値が目標温度よりも高かった場合は、当該ピーク値から当該目標温度を減算した値を次に実行される昇温制御の目標温度から減算することが好ましい。
　また、前記目標温度補正手段は、昇温制御の実行中に前記温度検出手段で検出された排気温度のピーク値が目標温度よりも低かった場合は、当該目標温度から当該ピーク値を減算した値を次に実行される昇温制御の目標温度に加算することが好ましい。
　また、前記内燃機関の燃料噴射を多段噴射で制御して前記内燃機関から排出される排気中のスート成分を低減させる燃焼制御手段さらに備えるものであってもよい。
本実施形態の排気浄化システムを示す模式的な全体構成図である。 本実施形態の電子制御ユニット（ＥＣＵ）を示す機能ブロック図である。 本実施形態の排気浄化システムによる昇温制御を説明するフローチャート図である。 本実施形態の排気浄化システムによる昇温制御の目標温度補正を説明する図である。 ＨＣスリップが生じた場合のＤＯＣ出口温度とＳＣＲ入口温度とを比較した図である。
　以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る排気浄化システムを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
　図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１０の各気筒には、コモンレール（不図示）に畜圧した高圧燃料を各気筒内に直接噴射するインジェクタ１１がそれぞれ設けられている。これら各インジェクタ１１の燃料噴射量や燃料噴射タイミングは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）６０から入力される指示信号に応じてコントロールされる。
　エンジン１０の吸気マニホールド１０Ａには、新気を導入する吸気通路１２が接続されている。排気マニホールド１０Ｂには、排気を導出する排気通路１６が接続されている。排気通路１６には、排気上流側から順に前段後処理装置３０、後段後処理装置４０等が設けられている。
　前段後処理装置３０は、ケース３０Ａ内に上流側から順に第１酸化触媒３１、第２酸化触媒３２を配置して構成されている。第１酸化触媒３１よりも上流側のケース３０Ａには、第１酸化触媒３１の入口排気温度（以下、ＤＯＣ入口温度という）を検出する第１排気温度センサ５０が設けられている。また、第１酸化触媒３１と第２酸化触媒３２との間のケース３０Ａには、第１酸化触媒３１の出口排気温度（以下、ＤＯＣ出口温度という）を検出する第２排気温度センサ５１が設けられている。これらセンサ５０，５１のセンサ値は、電気的に接続されたＥＣＵ６０に送信される。
　第１酸化触媒３１は、例えば多孔質セラミック担体にＮＯ２生成触媒等を担持して形成されており、排気中に含まれるＮＯからＮＯ２を生成する機能や、ポスト噴射によって供給される未燃炭化水素（ＨＣ）を酸化する機能を有している。
　第２酸化触媒３２は、例えば多孔質セラミック担体にＳＯＦ酸化触媒を担持して形成されており、排気に含まれるＰＭ中の主にＳＯＦ成分を酸化浄化する機能を有している。
　後段後処理装置４０は、ケース４０Ａ内に上流側から順にＳＣＲ触媒４１、第３酸化触媒４２を配置して構成されている。ＳＣＲ触媒４１よりも上流側の排気通路１６には、尿素水噴射装置４３の尿素添加弁４４及び、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気中のＮＯｘ値を検出するＮＯｘセンサ５２が設けられている。さらに、ＳＣＲ触媒４１よりも上流側の排気通路１６には、ＳＣＲ触媒４１の入口排気温度（以下、ＳＣＲ入口温度という）を検出する第３排気温度センサ５３が設けられている。これらセンサ５２，５３のセンサ値は、電気的に接続されたＥＣＵ６０に送信される。
　尿素水噴射装置４３は、ＥＣＵ６０から入力される指示信号に応じて尿素添加弁４４を開閉動作させることで、ＳＣＲ触媒４１よりも上流側の排気通路１６内に、尿素水タンク４５内から尿素水ポンプ４６によって圧送される尿素水を噴射する。噴射された尿素水は排気熱により加水分解されてＮＨ３に生成され、下流側のＳＣＲ触媒４１に還元剤として供給される。
　ＳＣＲ触媒４１は、例えば多孔質セラミック担体にゼオライト等を担持して形成されている。ＳＣＲ触媒４１は、尿素水噴射装置４３から還元剤として供給されるＮＨ３を吸着すると共に、吸着したＮＨ３で通過する排気中からＮＯｘを選択的に還元浄化する。
　第３酸化触媒４２は、例えば多孔質セラミック担体に酸化触媒を担持して形成されており、ＳＣＲ触媒４１から下流側にスリップしたＮＨ３を酸化する機能を有している。
　ＥＣＵ６０は、エンジン１０等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。また、ＥＣＵ６０は、図２に示すように、ＰＭ低減燃焼制御部６１と、昇温制御部６２と、目標温度補正部６３とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるＥＣＵ６０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
　ＰＭ低減燃焼制御部６１は、各インジェクタ１１の燃料噴射をマルチ噴射で制御することで、排気に含まれるＰＭ中の主にスート成分を低減させるＰＭ低減噴射制御を実行する。このように、本実施形態では、ＰＭ中のスート成分をエンジン１０の燃焼制御によって低減し、ＰＭ中のＳＯＦ成分を第２酸化触媒３２で酸化浄化することにより、ＤＰＦを省略してもＰＭの大気への放出を効果的に抑制できるように構成されている。なお、このＰＭ低減噴射制御と併せて、何れも図示しない可変容量型過給機やＥＧＲ装置の開度を調整して過給圧を上昇させる制御を実行してもよい。
　昇温制御部６２は、（１）第１酸化触媒３１に堆積したサルフェートの除去、（２）尿素水から生成された白色堆積物の除去、（３）エンジン１０から排出されてＳＣＲ触媒４１に堆積したＨＣの除去及び、（４）ＳＣＲ触媒４１に吸蔵されたＮＨ３の除去により推定ＮＨ３吸蔵量と実ＮＨ３吸蔵量との誤差修正を目的とする昇温制御を実行する。本実施形態において、この昇温制御は排気行程で所定量の燃料を噴射するポスト噴射によって第１酸化触媒３１に未燃炭化水素（ＨＣ）を供給し、酸化反応熱で排気温度を昇温することで実現される。以下、昇温制御の詳細を図３のフローチャートに基づいて説明する。
　ステップ（以下、ステップを単にＳという）１００では、前回の昇温制御完了から現在までの経過時間（以下、インターバルという）が所定の第１閾値時間に達したか否かが判定される。インターバルが第１閾値時間に達した場合（Ｙｅｓ）、本制御はＳ１１０に進みパージフラグＦをオンにする。
　Ｓ１２０では、第１排気温度センサ５０で検出されるＤＯＣ入口温度が触媒活性状態を示す所定の第１閾値温度以上か否かが判定される。さらに、Ｓ１３０では、第２排気温度センサ５１で検出されるＤＯＣ出口温度が第１閾値温度以上か否かが判定される。これら何れの条件も満たす場合（Ｙｅｓ）は、Ｓ１４０に進む。一方、これら何れかの条件を満たさない場合（Ｎｏ）は、パージフラグＦをオンにしたまま待機状態となる。
　Ｓ１４０では、第３排気温度センサ５３で検出されるＳＣＲ入口温度が所定の目標温度Ｔnとなるように排気温度を上昇させるポスト噴射が開始される。この目標温度Ｔnは、後述する目標温度補正部６３によって必要に応じて補正される。
　Ｓ１５０では、第１排気温度センサ５０で検出されるＤＯＣ入口温度が第１閾値温度以上を維持しているか否かが判定され、さらに、Ｓ１６０では、第２排気温度センサ５１で検出されるＤＯＣ出口温度が第１閾値温度を維持しているか否かが判定される。これら何れの条件も満たす場合（Ｙｅｓ）はＳ１７０に進む一方、これら何れかの条件を満たさない場合（Ｎｏ）は、再び条件が満たされるまでポスト噴射は中断される。
　Ｓ１７０では、ポスト噴射の累積噴射量が所定の上限噴射量に達したか否かが判定される。累積噴射量が上限噴射量に達した場合（Ｙｅｓ）は、Ｓ２００でパージフラグＦをオフにして本制御は終了する（昇温制御：失敗）。一方、累積噴射量が上限噴射量に達していない場合（Ｎｏ）はＳ１８０に進む。
　Ｓ１８０では、昇温制御の終了判定が実行される。この昇温制御の終了は、第２排気温度センサ５１が上述の（１）～（４）に規定したサルフェート、白色堆積物、ＨＣ、ＮＨ３を除去可能な所定の第２閾値温度以上を計測した累積時間に基づいて判定される。累積時間が所定の第２閾値時間に達した場合（Ｙｅｓ）は、Ｓ１９０に進みパージフラグＦをオフにして本制御は終了する（昇温制御：成功）。一方、累積時間が第２閾値時間に達していない場合（Ｎｏ）は、昇温制御を継続すべく本制御はＳ１４０に戻される。
　目標温度補正部６３は、昇温制御中に第３排気温度センサ５３で検出されるＳＣＲ入口温度に基づいて目標温度Ｔnを増減させる温度補正を実行する。具体的には、ｎ回目（ｎは１以上の自然数）の昇温制御中に第３温度センサ５３で検出されたＳＣＲ入口温度のピーク値Ｔpeak_nをＥＣＵ６０の図示しない記録部に記録させておき、ｎ＋１回目の昇温制御を実行する際は、その目標温度Ｔn+1をｎ回目の目標温度Ｔnとピーク値Ｔpeak_nとの差ΔＴn（＝Ｔn－Ｔpeak_n）に応じて増減補正する。例えば、図４に示すように、ｎ回目のピーク値Ｔpeak_nが目標温度Ｔnよりも高かった場合は、その差ΔＴnだけｎ＋１回目の目標温度Ｔn+1を減少させる（Ｔn+1＝Ｔn－（Ｔpeak_n－Ｔn））。さらに、ｎ＋１回目のピーク値Ｔpeak_n+1が目標温度Ｔn+1よりも低かった場合は、その差ΔＴn+1だけｎ＋２回目の目標温度Ｔn+2を増加させる（Ｔn+2＝Ｔn+1＋（Ｔn+1－Ｔpeak_n+1））。このように、昇温制御中のＳＣＲ入口温度と目標温度との差に応じて次回以降の目標温度を段階的に増減補正することで、ＳＣＲ触媒４１の過昇温を効果的に抑止することができる。
　次に、本実施形態に係る排気浄化システムの作用効果を説明する。
　本実施形態の排気浄化システムは、排気上流側から順にＮＯ２を生成する第１酸化触媒３１、未燃燃料や潤滑油等を主成分とするＰＭ中のＳＯＦ成分を酸化浄化する第２酸化触媒３２、ＮＯｘを還元浄化するＳＣＲ触媒４１、ＮＨ３スリップを防止する第３酸化触媒４２を配置して構成されている。さらに、エンジン１０の燃料噴射は、マルチ噴射によりＰＭ中の主にスート成分を低減させるＰＭ低減噴射によって制御されるようになっている。すなわち、ＰＭ中のスート成分等をエンジン１０の燃焼制御によって低減し、ＳＯＦ成分を第２酸化触媒３２で浄化することで、ＤＰＦを用いることなく排気エミッション性能を効果的に維持できるように構成されている。したがって、ＤＰＦを省略することが可能となり、装置の大型化やコスト上昇を効果的に抑制することができる。
　また、ＤＰＦを省略したことで、ポスト噴射や排気管内噴射によるフィルタ強制再生を行う必要が無くなり、燃費性能を効果的に向上することができる。また、ＤＰＦの省略によって、アッシュを除去するＤＰＦの定期的な掃除等が不要になり、メンテナンス性も効果的に向上することができる。
　また、第１酸化触媒３１のサルフェート被毒に対しては定期的な昇温制御によって除去すること可能だが、リン被毒や経時的な熱劣化に対しては対応できない課題がある。そのため、これらリン被毒や経年熱劣化の影響を考慮することなく昇温制御を行うと、図５に示すように、ＨＣスリップによってＳＣＲ入口温度がＤＯＣ出口温度に対して高くなり、排気過昇温によるＳＣＲ触媒４１の劣化を防止できない可能性がある。
　本実施形態の排気浄化システムは、サルフェート被毒に対しては昇温制御を定期的に行うことで確実に除去しつつ、リン被毒や経年劣化に対しては昇温制御の目標温度を適宜補正することで、昇温制御中のＨＣスリップを効果的に防止するように構成されている。したがって、昇温制御中の排気過昇温を効果的に抑制することが可能となり、ＳＣＲ触媒４１の熱劣化を確実に防止することができる。
　なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
　例えば、昇温制御はポスト噴射で行うものとして説明したが、第１酸化触媒３１よりも上流側の排気通路１６に燃料噴射装置を設けて排気管噴射で行うように構成してもよい。

Claims (4)

  1. 　内燃機関の排気系に設けられて未燃炭化水素（ＨＣ）を酸化可能な第１酸化触媒と、
    　前記第１酸化触媒よりも下流側の排気系に設けられて可溶性有機成分（ＳＯＦ）を酸化可能な第２酸化触媒と、
    　前記第２酸化触媒よりも下流側の排気系に設けられて尿素水から生成されるアンモニア（ＮＨ３）を還元剤として排気中の窒素化合物（ＮＯｘ）を還元浄化する選択的還元触媒と、
    　前記選択的還元触媒に流入する排気温度を検出する温度検出手段と、
    　前記第１酸化触媒に未燃炭化水素（ＨＣ）を供給して前記温度検出手段で検出される排気温度を所定の目標温度まで上昇させる昇温制御を定期的に実行する昇温制御手段と、
    　昇温制御の実行中に前記温度検出手段で検出された排気温度と目標温度との差に基づいて、当該昇温制御の次に実行される昇温制御の目標温度を補正する目標温度補正手段と、を備える
    　排気浄化システム。
  2. 　前記目標温度補正手段は、
    　昇温制御の実行中に前記温度検出手段で検出された排気温度のピーク値が目標温度よりも高かった場合は、当該ピーク値から当該目標温度を減算した値を次に実行される昇温制御の目標温度から減算する
    　請求項１に記載の排気浄化システム。
  3. 　前記目標温度補正手段は、
    　昇温制御の実行中に前記温度検出手段で検出された排気温度のピーク値が目標温度よりも低かった場合は、当該目標温度から当該ピーク値を減算した値を次に実行される昇温制御の目標温度に加算する
    　請求項１又は２に記載の排気浄化システム。
  4. 　前記内燃機関の燃料噴射を多段噴射で制御して前記内燃機関から排出される排気中のスート成分を低減させる燃焼制御手段さらに備える
    　請求項１から３の何れか一項に記載の排気浄化システム。
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