(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジンの再始動後の排気ガスに含まれるＮＯｘを適切に浄化可能な排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気浄化装置１０では、排気流路２は主流路３と第１流路４ａ及び第２流路４ｂを含む並行部４と切替弁５とを有し、ＳＣＲ８は第１流路４ａが流通可能状態である場合に第１流路４ａを流通する排気ガスが通過するＳＣＲ８ａと第２流路４ｂに設けられたＳＣＲ８ｂとを有する。排気浄化装置１０は、ＳＣＲ８の上流の排気ガスの温度状態を取得する上流温度状態取得部と、添加弁９及び切替弁５を制御する制御部とを備える。制御部は、運転中に温度状態がＮＨ３脱離惹起状態ではない場合、第２流路４ｂを流通可能状態とすると共にＳＣＲ８ｂにＮＨ３を吸着させ、運転中に温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合、第２流路４ｂを流通不可能状態とすると共に第１流路４ａを流通可能状態とし、停止した場合、第２流路４ｂを流通可能状態とする。【選択図】図１
2020148180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気流路に設けられ、前記エンジンの排気ガスに含まれるＮＯｘを還元して浄化する選択還元触媒と、前記選択還元触媒に尿素水を添加する添加弁と、を備える排気浄化装置であって、
前記排気流路は、主流路と、前記主流路から分岐する第１流路及び第２流路を含む並行部と、前記並行部における前記排気ガスの流通状態を切り替え可能な切替部と、を有し、
前記選択還元触媒は、前記第１流路が流通可能状態である場合に前記第１流路を流通する前記排気ガスが通過する第１触媒と、前記第２流路に設けられた第２触媒と、を有し、
前記エンジンの運転、停止、及び再始動を含むエンジン状態を取得するエンジン状態取得部と、
前記選択還元触媒の上流の前記排気ガスの温度状態を取得する上流温度状態取得部と、
前記エンジン状態と前記温度状態とに基づいて、前記添加弁及び前記切替部を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記エンジンの運転中において前記温度状態が所定のＮＨ３脱離惹起状態ではない場合、前記第２流路を流通可能状態とすると共に前記第２触媒にＮＨ３を吸着させるように前記添加弁及び前記切替部を制御し、
前記エンジンの運転中において前記温度状態が前記ＮＨ３脱離惹起状態である場合、前記第２流路を流通不可能状態とすると共に前記第１流路を流通可能状態とするように前記切替部を制御し、
運転中の前記エンジンが停止した場合、前記第２流路を流通可能状態とするように前記切替部を制御する、排気浄化装置。
【請求項２】
前記選択還元触媒の上流の前記排気ガスの温度を検出する温度センサを備え、
前記上流温度状態取得部は、前記排気ガスの温度が温度閾値以上となった場合、前記温度状態として前記ＮＨ３脱離惹起状態を取得する、請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記排気流路における前記選択還元触媒の上流に設けられた微粒子フィルタを備え、
前記制御部は、前記微粒子フィルタの再生制御を実行し、
前記上流温度状態取得部は、前記再生制御が実行されている場合、前記温度状態として前記ＮＨ３脱離惹起状態を取得する、請求項１又は２に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御部は、運転中の前記エンジンが停止する際に前記温度状態が前記ＮＨ３脱離惹起状態である場合、前記第１流路を流通不可能状態とすると共に前記第２流路を流通可能状態とするように前記切替部を制御する、請求項１〜３の何れか一項に記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記第１触媒の上流及び下流に設けられた一対のＮＯｘセンサの検出結果に基づいて、前記主流路又は前記第１流路に設けられた前記選択還元触媒におけるＮＨ３の吸着量を推定する吸着量推定部を備え、
前記制御部は、運転中の前記エンジンが停止する際に前記吸着量が吸着量閾値未満となっている場合、前記第１流路を流通不可能状態とすると共に前記第２流路を流通可能状態とするように前記切替部を制御する、請求項１〜４の何れか一項に記載の排気浄化装置。
【請求項６】
前記第１触媒は、前記第１流路に設けられており、
前記選択還元触媒は、前記主流路に設けられた第３触媒を更に有し、
前記第３触媒の上流及び下流に設けられた一対のＮＯｘセンサの検出結果に基づいて、前記第３触媒の浄化率を算出する浄化率算出部を備え、
前記制御部は、前記エンジンが再始動した場合において前記浄化率が浄化率閾値以上となったとき、前記第１流路を流通可能状態とするように前記切替部を制御する、請求項４又は５に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の排気浄化装置として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１に記載の技術では、エンジンの排気流路に選択還元触媒を並列に設け、理論空燃比以下でエンジンが運転されているか否かに基づいて、排気を流通させる選択還元触媒を切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２７９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンの排気流路に設けられた選択還元触媒と、選択還元触媒に尿素水を添加する添加弁と、を備える排気浄化装置では、例えばエンジンが停止した場合、排気ガスによる加熱がなくなることによって、添加弁で添加された尿素水がＮＨ３に好適に変換されなくなる可能性がある。その結果、エンジンの再始動後の排気ガスに含まれるＮＯｘを適切に浄化できないおそれがある。
【０００５】
本発明は、エンジンの再始動後の排気ガスに含まれるＮＯｘを適切に浄化可能な排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る排気浄化装置は、エンジンの排気流路に設けられ、エンジンの排気ガスに含まれるＮＯｘを還元して浄化する選択還元触媒と、選択還元触媒に尿素水を添加する添加弁と、を備える排気浄化装置であって、排気流路は、主流路と、主流路から分岐する第１流路及び第２流路を含む並行部と、並行部における排気ガスの流通状態を切り替え可能な切替部と、を有し、選択還元触媒は、第１流路が流通可能状態である場合に第１流路を流通する排気ガスが通過する第１触媒と、第２流路に設けられた第２触媒と、を有し、エンジンの運転、停止、及び再始動を含むエンジン状態を取得するエンジン状態取得部と、選択還元触媒の上流の排気ガスの温度状態を取得する上流温度状態取得部と、エンジン状態と温度状態とに基づいて、添加弁及び切替部を制御する制御部を備え、制御部は、エンジンの運転中において温度状態がＮＨ３脱離惹起状態ではない場合、第２流路を流通可能状態とすると共に第２触媒にＮＨ３を吸着させるように添加弁及び切替部を制御し、エンジンの運転中において温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合、第２流路を流通不可能状態とすると共に第１流路を流通可能状態とするように切替部を制御し、運転中のエンジンが停止した場合、第２流路を流通可能状態とするように切替部を制御する。
【０００７】
本発明の一態様に係る排気浄化装置では、エンジンの運転中において温度状態がＮＨ３脱離惹起状態ではない場合、第２流路が流通可能状態とされると共に第２触媒にＮＨ３が吸着させられる。エンジンの運転中において温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合になると、第２流路が流通不可能状態とされるため、吸着させられたＮＨ３が第２触媒から脱離することが抑制される。運転中のエンジンが停止した場合には、第２流路が流通可能状態とされるため、例えばエンジンの再始動後には、第２触媒に吸着しているＮＨ３を用いて排気ガスに含まれるＮＯｘが浄化される。したがって、本発明の一態様に係る排気浄化装置によれば、エンジンの再始動後の排気ガスに含まれるＮＯｘを適切に浄化することが可能となる。
【０００８】
一実施形態では、排気浄化装置は、選択還元触媒の上流の排気ガスの温度を検出する温度センサを備え、上流温度状態取得部は、排気ガスの温度が温度閾値以上となった場合、温度状態としてＮＨ３脱離惹起状態を取得してもよい。この場合、温度センサの検出結果を用いてＮＨ３脱離惹起状態を容易に取得することができる。
【０００９】
一実施形態では、排気浄化装置は、排気流路における選択還元触媒の上流に設けられた微粒子フィルタを備え、制御部は、微粒子フィルタの再生制御を実行し、上流温度状態取得部は、再生制御が実行されている場合、温度状態としてＮＨ３脱離惹起状態を取得してもよい。この場合、微粒子フィルタの再生制御の実行中には微粒子フィルタの温度が高められることを利用してＮＨ３脱離惹起状態を取得することができる。
【００１０】
一実施形態では、制御部は、運転中のエンジンが停止する際に温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合、第１流路を流通不可能状態とすると共に第２流路を流通可能状態とするように切替部を制御してもよい。この場合、例えばエンジンの停止前の運転中において温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合に流通可能状態とされている第１流路の第１触媒からＮＨ３が脱離してしまっていたとしても、エンジンの再始動後には、ＮＨ３が脱離した第１触媒への排気ガスの流通が抑制されると共に、第２触媒に吸着しているＮＨ３を用いて排気ガスに含まれるＮＯｘが浄化される。よって、選択還元触媒の上流の排気ガスの温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合にエンジンを停止したとしても、エンジンの再始動後の排気ガスに含まれるＮＯｘを適切に浄化することが可能となる。
【００１１】
一実施形態では、排気浄化装置は、第１触媒の上流及び下流に設けられた一対のＮＯｘセンサの検出結果に基づいて、主流路又は第１流路に設けられた選択還元触媒におけるＮＨ３の吸着量を推定する吸着量推定部を備え、制御部は、運転中のエンジンが停止する際に吸着量が吸着量閾値未満となっている場合、第１流路を流通不可能状態とすると共に第２流路を流通可能状態とするように切替部を制御してもよい。この場合、例えばエンジンの停止前の運転中において、推定された吸着量が吸着量閾値未満となっていたとしても、例えばエンジンの再始動後には、ＮＨ３が脱離した第１触媒への排気ガスの流通が抑制されると共に、第２触媒に吸着しているＮＨ３を用いて排気ガスに含まれるＮＯｘが浄化される。よって、推定された吸着量が吸着量閾値未満となっている場合にエンジンを停止したとしても、エンジンの再始動後の排気ガスに含まれるＮＯｘを適切に浄化することが可能となる。
【００１２】
一実施形態では、第１触媒は、第１流路に設けられており、選択還元触媒は、主流路に設けられた第３触媒を更に有し、排気浄化装置は、第３触媒の上流及び下流に設けられた一対のＮＯｘセンサの検出結果に基づいて、第３触媒の浄化率を算出する浄化率算出部を備え、制御部は、エンジンが再始動した場合において浄化率が浄化率閾値以上となったとき、第１流路を流通可能状態とするように切替部を制御してもよい。この場合、第３触媒に吸着しているＮＨ３を用いて排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化しつつ、ＮＨ３が脱離した第１触媒に排気ガスを流通させて第１触媒にＮＨ３を吸着させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エンジンの再始動後の排気ガスに含まれるＮＯｘを適切に浄化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る排気浄化装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の排気浄化装置のＥＣＵに関する構成を示すブロック図である。
【図３】エンジンの運転中における処理を例示するフローチャートである。
【図４】エンジンの再始動後における処理を例示するフローチャートである。
【図５】変形例に係る排気浄化装置を示す概略構成図である。
【図６】変形例に係る排気浄化装置を示す概略構成図である。
【図７】変形例に係る排気浄化装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
［排気浄化装置の構成］
図１は、実施形態に係る排気浄化装置を示す概略構成図である。図１において、排気浄化装置１０は、例えば車両に搭載されており、ディーゼルエンジン１の排気流路２に設けられた触媒により、ディーゼルエンジン１から排出される排気ガスを浄化する。ディーゼルエンジン１は、燃焼室に燃料を噴射するインジェクタを有している（図示省略）。
【００１７】
排気流路２は、主流路３と、主流路３から分岐する第１流路４ａ及び第２流路４ｂを含む並行部４と、並行部４における排気ガスの流通状態を切り替え可能な切替弁（切替部）５と、を有する。並行部４では、第１流路４ａ及び第２流路４ｂが並列的に設けられている。第１流路４ａ及び第２流路４ｂは、例えば、並行部４の下流側において主流路６に合流している。
【００１８】
切替弁５は、例えば電動弁又は電磁弁であり、主流路３から第１流路４ａ及び第２流路４ｂへの分岐箇所に設けられている。切替弁５は、第１流路４ａ及び第２流路４ｂのそれぞれにおける排気ガスの流通状態を、流通可能状態と流通不可能状態とのいずれかに切り替える。切替弁５の動作は、後述の後述のＥＣＵ［Electronic  Control  Unit］２０によって制御される。
【００１９】
流通状態は、排気ガスが流路を流通できるか否かを表す状態である。流通不可能状態は、切替弁５によって流路が遮断され、排気ガスが流路を流通できない状態である。流通可能状態は、切替弁５によって流路が連通（開放）され、排気ガスが流路を流通できる状態である。流通可能状態としては、例えば、当該流路に触媒が設けられている場合、排気ガスが触媒を流通できる程度に低流量な状態も含まれてもよい。
【００２０】
並行部４における排気ガスの流通状態としては、具体的には、第１流路４ａの流通状態が流通可能状態であって第２流路４ｂの流通状態が流通不可能状態である状態と、第１流路４ａの流通状態が流通不可能状態であって第２流路４ｂの流通状態が流通可能状態である状態と、が含まれる。
【００２１】
排気浄化装置１０は、触媒として、ディーゼルエンジン１の排気流路２に設けられたディーゼル排気微粒子除去フィルタ（微粒子フィルタ）［ＤＰＦ：Diesel  Particulate  Filter］７と選択還元触媒［ＳＣＲ：Selective  Catalytic  Reduction］８とを備えている。ＤＰＦ７は、排気流路２におけるＳＣＲ８の上流に設けられている。ＤＰＦ７は、排気ガスに含まれる粒子状物質［ＰＭ：Particulate  Matter］を捕集することで、排気ガスからＰＭを取り除く。ＳＣＲ８は、排気ガスに含まれるＮＯｘを還元して浄化する。
【００２２】
ここでのＳＣＲ８は、一例として、第１流路４ａに設けられたＳＣＲ（第１触媒）８ａと、第２流路４ｂに設けられたＳＣＲ（第２触媒）８ｂと、主流路６に設けられたＳＣＲ（第３触媒）８ｃと、を有している。ＳＣＲ８ａ及びＳＣＲ８ｃは、例えば、ディーゼルエンジン１の通常の運転中などのＮＯｘの浄化のために用いられる。ＳＣＲ８ｂは、例えば、ディーゼルエンジン１が停止した後の再始動の際などのＮＯｘの浄化のために用いられる。ＳＣＲ８ａには、第１流路４ａが流通可能状態である場合に第１流路４ａを流通する排気ガスが通過する。
【００２３】
排気浄化装置１０は、排気流路２におけるＳＣＲ８の上流側、具体的にはＤＰＦ７と切替弁５との間に配設された添加弁９を備えている。添加弁９は、供給管を介して尿素水タンクと接続され、ＳＣＲ８に尿素水を添加する。添加弁９により尿素水がＳＣＲ８に添加されると、尿素水がＮＨ３となってＳＣＲ８に吸着され、そのＮＨ３が排気ガス中のＮＯｘと反応することで、ＮＯｘが還元される。
【００２４】
図２は、図１の排気浄化装置のＥＣＵに関する構成を示すブロック図である。図１及び図２に示されるように、排気浄化装置１０は、吸気量センサ１１と、エンジン状態センサ１２と、上流圧センサ１３と、下流圧センサ１４と、温度センサ１５と、ＮＯｘセンサ１６と、ＮＯｘセンサ１７と、ＮＯｘセンサ１８と、ＥＣＵ２０と、を備えている。ＥＣＵ２０には、上記各センサ１１〜１８、添加弁９及び、切替弁５が接続されている。
【００２５】
吸気量センサ１１は、例えばディーゼルエンジン１の吸気通路に設けられ、ディーゼルエンジン１の吸入空気量を検出する検出器である。吸気量センサ１１は、検出した吸入空気量の検出信号をＥＣＵ２０に送信する。
【００２６】
エンジン状態センサ１２は、エンジン状態として、例えば、ディーゼルエンジン１の回転数（以下、エンジン回転数という）、ディーゼルエンジン１の負荷、及びディーゼルエンジン１の始動信号等を検出する検出器である。エンジン状態センサ１２は、検出したエンジン状態に関する検出信号をＥＣＵ２０に送信する。
【００２７】
上流圧センサ１３は、排気流路２におけるＤＰＦ７の上流の排気ガスの圧力（入口圧）を上流圧として検出する検出器である。上流圧センサ１３は、検出した上流圧の検出信号をＥＣＵ２０に送信する。
【００２８】
下流圧センサ１４は、排気流路２におけるＤＰＦ７の下流の排気ガスの圧力（出口圧）を下流圧として検出する検出器である。下流圧センサ１４は、検出した下流圧の検出信号をＥＣＵ２０に送信する。
【００２９】
温度センサ１５は、排気流路２におけるＳＣＲ８の上流の排気ガスの温度（入口温度）を排気温度として検出する検出器である。温度センサ１５は、検出した排気温度の検出信号をＥＣＵ２０に送信する。
【００３０】
ＮＯｘセンサ１６は、ＳＣＲ８ａの上流の排気ガスの第１ＮＯｘ濃度を検出する検出器である。ＮＯｘセンサ１６は、検出した第１ＮＯｘ濃度の検出信号をＥＣＵ２０に送信する。
【００３１】
ＮＯｘセンサ１７は、ＳＣＲ８ａの下流の排気ガス（ＳＣＲ８ｃの上流の排気ガス）の第２ＮＯｘ濃度を検出する検出器である。ＮＯｘセンサ１７は、検出した第２ＮＯｘ濃度の検出信号をＥＣＵ２０に送信する。
【００３２】
ＮＯｘセンサ１８は、ＳＣＲ８ｃの下流の排気ガスの第３ＮＯｘ濃度を検出する検出器である。ＮＯｘセンサ１８は、検出した第３ＮＯｘ濃度の検出信号をＥＣＵ２０に送信する。
【００３３】
なお、ＮＯｘセンサ１６及びＮＯｘセンサ１７は、ＳＣＲ８ａの上流及び下流に設けられた一対のＮＯｘセンサである。ＮＯｘセンサ１７及びＮＯｘセンサ１８は、ＳＣＲ８ｃの上流及び下流に設けられた一対のＮＯｘセンサである。
【００３４】
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ［Central  Processing  Unit］、ＲＯＭ［Read  Only  Memory］、ＲＡＭ［Random  Access  Memory］、ＣＡＮ［Controller  Area  Network］通信回路等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ２０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ＥＣＵ２０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。
【００３５】
ＥＣＵ２０は、機能的構成として、エンジン状態取得部２１と、上流温度状態取得部２２と、吸着量推定部２３と、浄化率算出部２４と、制御部２５と、を有している。
【００３６】
エンジン状態取得部２１は、エンジン状態センサ１２で検出したエンジン状態と吸気量センサ１１で検出した吸入空気量とに基づいて、エンジン状態を取得する。エンジン状態には、ディーゼルエンジン１の運転、停止、及び再始動が含まれる。ディーゼルエンジン１の停止及び再始動は、例えば、車両のキースイッチ又はスタートボタン等を車両の乗員が操作することにより実施される態様が想定される。エンジン状態には、ディーゼルエンジン１が停止してからの経過時間であるエンジン停止時間と、停止したディーゼルエンジン１が再始動してからの運転時間である始動後経過時間と、が含まれてもよい。
【００３７】
エンジン状態取得部２１は、エンジン回転数と負荷とから燃料噴射量を算出し、燃料噴射量と吸入空気量とからＳＣＲ８の温度を推定してもよい。ＳＣＲ８の温度としては、第１流路４ａの流通状態が流通可能状態である状態におけるＳＣＲ８ａの床温が挙げられる。ＳＣＲ８ａの床温は、後述のＳＣＲ８ａにおけるＮＨ３の吸着量の推定に用いられる。
【００３８】
上流温度状態取得部２２は、ＳＣＲ８の上流の排気ガスの温度状態を取得する。排気ガスの温度状態とは、ＳＣＲ８へ流入する排気ガスがＳＣＲ８の床温にどのような影響を与える状態かを表す。排気ガスの温度状態には、ＮＨ３脱離惹起状態が含まれる。ＮＨ３脱離惹起状態は、ＳＣＲ８に吸着していたＮＨ３の脱離を引き起こす程度にＳＣＲ８の床温が高くなるようなＳＣＲ８の上流の排気ガスの温度状態を意味する。
【００３９】
より具体的には、上流温度状態取得部２２は、温度センサ１５で検出された排気ガスの温度が温度閾値以上となった場合、温度状態としてＮＨ３脱離惹起状態を取得してもよい。温度閾値は、温度状態がＮＨ３脱離惹起状態であるか否かを判定するためのＳＣＲ８の上流の排気ガスの温度の閾値である。この場合、ＤＰＦ７の再生制御が実行されていない場合であっても、例えばディーゼルエンジン１の高負荷運転に伴って排気ガスの温度が高くなった場合には、ＮＨ３脱離惹起状態が取得され得る。
【００４０】
上流温度状態取得部２２は、後述の制御部２５によりＤＰＦ７の再生制御が実行されている場合、温度状態としてＮＨ３脱離惹起状態を取得してもよい。ＤＰＦ７の再生制御が実行されている際、ＤＰＦ７の温度が一定温度以上に高められていることに伴って、ＤＰＦ７の下流の排気ガスの温度（ＳＣＲ８の上流の排気ガスの温度）が高くなる。この場合、必ずしも温度センサ１５を用いてＮＨ３脱離惹起状態が取得されなくてもよい。
【００４１】
吸着量推定部２３は、ＮＯｘセンサ１６及びＮＯｘセンサ１７の検出結果に基づいて、ＳＣＲ８ａにおけるＮＨ３の吸着量を推定する。吸着量推定部２３は、例えば、ＮＯｘセンサ１６及びＮＯｘセンサ１７で検出された第１及び第２ＮＯｘ濃度から算出されたＳＣＲ８ａにおけるＮＨ３の消費量と、添加弁９で添加される尿素水の量から算出されたＮＨ３の供給量との差分から、ＳＣＲ８ａにおけるＮＨ３の吸着量を推定する。吸着量推定部２３は、エンジン状態取得部２１で推定したＳＣＲ８ａの床温を用いて、ＳＣＲ８ａからのＮＨ３のスリップ量を考慮してもよい。なお、添加弁９で添加される尿素水の量は、例えば、ＮＯｘセンサ１６で検出された第１ＮＯｘ濃度のＮＯｘを全て浄化するために必要となるＮＨ３の量に対応する量であってもよい。
【００４２】
浄化率算出部２４は、ＮＯｘセンサ１７及びＮＯｘセンサ１８の検出結果に基づいて、ＳＣＲ８ｃの浄化率を算出する。浄化率算出部２４は、例えば、ＮＯｘセンサ１７及びＮＯｘセンサ１８で検出された第２及び第３ＮＯｘ濃度の差分から、公知の手法により浄化率を算出する。
【００４３】
制御部２５は、ＤＰＦ７の再生制御を実行する。再生制御とは、ＤＰＦ７に捕集されたＰＭを燃焼させてＤＰＦ７を再生させる制御である。制御部２５は、例えば上流圧センサ１３及び下流圧センサ１４で検出した上流圧及び下流圧の差圧に基づいて、公知の手法により推定したＰＭ堆積量が一定値以上となった場合、再生制御を実行してもよい。再生制御が実行される際、堆積したＰＭが燃焼するように、ＤＰＦ７の温度が一定温度以上に高められる。
【００４４】
制御部２５は、エンジン状態取得部２１で取得したエンジン状態と、上流温度状態取得部２２で取得した温度状態とに基づいて、添加弁９及び切替弁５を制御する。
【００４５】
制御部２５は、例えば、ディーゼルエンジン１の運転中において温度状態がＮＨ３脱離惹起状態ではない場合、第２流路４ｂを流通可能状態とすると共にＳＣＲ８ｂにＮＨ３を吸着させるように添加弁９及び切替弁５を制御する。この場合、第１流路４ａの流通状態は、流通可能状態及び流通不可能状態のいずれであってもよい。これにより、ＳＣＲ８ｂにＮＨ３が吸着させられる。
【００４６】
制御部２５は、例えば、ディーゼルエンジン１の運転中において温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合、第２流路４ｂを流通不可能状態とすると共に第１流路４ａを流通可能状態とするように切替弁５を制御する。これにより、ＮＨ３脱離惹起状態の排気ガスにＳＣＲ８ｂが晒されることが抑制されるため、吸着させられたＮＨ３がＳＣＲ８ｂから脱離することが抑制される。
【００４７】
制御部２５は、例えば、運転中のディーゼルエンジン１が停止した場合、第２流路４ｂを流通可能状態とするように切替弁５を制御する。制御部２５は、運転中のディーゼルエンジン１が停止した場合において、エンジン停止時間が所定の停止時間閾値以上であるとき、第２流路４ｂを流通可能状態とするように切替弁５を制御してもよい。停止時間閾値は、ディーゼルエンジン１が停止した場合に第２流路４ｂを流通可能状態とするための始動後経過時間の閾値である。停止時間閾値は、例えば、ディーゼルエンジン１の停止に伴い排気ガスによる加熱がなくなったことによって、添加弁９で添加された尿素水がＮＨ３に好適に変換されなくなるまでの所用時間程度とすることができる。停止時間閾値は、温度センサ１５で検出された温度が例えば１３０℃を下回る程度の時間であってもよい。これにより、例えばディーゼルエンジン１の再始動後には、ＳＣＲ８ｂに吸着しているＮＨ３を用いて排気ガスに含まれるＮＯｘが浄化される。
【００４８】
この場合において、運転中のディーゼルエンジン１が停止する際に温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合には、制御部２５は、第１流路４ａを流通不可能状態とすると共に第２流路４ｂを流通可能状態とするように切替弁５を制御してもよい。また、運転中のエンジンが停止する際にＳＣＲ８ａにおけるＮＨ３の吸着量が吸着量閾値未満となっている場合には、制御部２５は、第１流路４ａを流通不可能状態とすると共に第２流路４ｂを流通可能状態とするように切替弁５を制御してもよい。これにより、例えばディーゼルエンジン１の停止前の運転中において温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合に流通可能状態とされている第１流路４ａのＳＣＲ８ａからＮＨ３が脱離してしまっていたとしても、ディーゼルエンジン１の再始動後には、ＮＨ３が脱離したＳＣＲ８ａへの排気ガスの流通が抑制される。
【００４９】
制御部２５は、ディーゼルエンジン１が再始動した場合においてＳＣＲ８ｃの浄化率が浄化率閾値以上となったとき、第１流路４ａを流通可能状態とするように切替弁５を制御してもよい。浄化率閾値は、ディーゼルエンジン１が再始動した場合に第１流路４ａを流通可能状態とすることを許容するための浄化率の閾値である。浄化率閾値は、例えば、ＳＣＲ８ａからＮＨ３が脱離してしまった状態で第１流路４ａを流通可能状態に切り替えたとしても、ディーゼルエンジン１の排気ガスに含まれるＮＯｘがＳＣＲ８ｃで適切に浄化できる程度の浄化率とすることができる。これにより、ＳＣＲ８ｃに吸着しているＮＨ３を用いて排気ガスに含まれるＮＯｘを適切に浄化しつつ、ＮＨ３が脱離したＳＣＲ８ａに排気ガスが流通されてＳＣＲ８ａにＮＨ３が吸着させられる。
【００５０】
制御部２５は、ディーゼルエンジン１が再始動した場合において始動後経過時間が時間閾値以上となったとき、第１流路４ａを流通可能状態とするように切替弁５を制御してもよい。時間閾値は、ディーゼルエンジン１が再始動した場合に第１流路４ａを流通可能状態とすることを許容するための始動後経過時間の閾値である。時間閾値は、例えば、ディーゼルエンジン１の排気ガスの熱によって、添加弁９で添加された尿素水がＮＨ３に好適に変換されるための所用時間程度とすることができる。時間閾値は、ＳＣＲ８の上流の排気ガスの温度が例えば１３０℃に達する程度の時間として、例えば２００秒であってもよい。これにより、例えば、ＳＣＲ８の上流の排気ガス及びＳＣＲ８の温度が上昇することで添加弁９で添加された尿素水がＮＨ３に適切に変換されるようになってから第１流路４ａを流通可能状態とすることで、変換されたＮＨ３がＳＣＲ８ａに吸着させられる。
【００５１】
［ＥＣＵによる処理］
次に、ＥＣＵ２０による処理の一例について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、エンジンの運転中における処理を例示するフローチャートである。排気浄化装置１０のＥＣＵ２０は、ディーゼルエンジン１の運転中（例えば車両の走行中）に、図３に示される処理を繰り返し実行する。
【００５２】
図３に示されるように、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０において、エンジン状態取得部２１により、エンジン状態の取得を行う。ＥＣＵ２０は、Ｓ１１において、上流温度状態取得部２２により、ＳＣＲ８の上流の排気ガスの温度状態の取得を行う。ＥＣＵ２０は、Ｓ１２において、吸着量推定部２３により、ＳＣＲ８のけるＮＨ３の吸着量の推定を行う。
【００５３】
ＥＣＵ２０は、Ｓ１３において、制御部２５により、ディーゼルエンジン１が停止するか否かの判定を行う。なお、「ディーゼルエンジン１が停止する」とは、図３の処理が終了してからディーゼルエンジン１が停止することを意味する。
【００５４】
ディーゼルエンジン１が停止しないと制御部２５により判定された場合（Ｓ１３：ＮＯ）、ＥＣＵ２０は、Ｓ１４において、制御部２５により、温度状態がＮＨ３脱離惹起状態であるか否かの判定を行う。温度状態がＮＨ３脱離惹起状態ではないと制御部２５により判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ＥＣＵ２０は、Ｓ１５において、制御部２５により、第２流路４ｂを流通可能状態とすると共にＳＣＲ８ｂにＮＨ３を吸着させるように添加弁９及び切替弁５の制御を行う。その後、ＥＣＵ２０は、図３の処理を終了する。
【００５５】
一方、温度状態がＮＨ３脱離惹起状態であると制御部２５により判定された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２０は、Ｓ１６において、制御部２５により、第２流路４ｂを流通不可能状態とすると共に第１流路４ａを流通可能状態とするように切替弁５の制御を行う。その後、ＥＣＵ２０は、図３の処理を終了する。
【００５６】
一方、ディーゼルエンジン１が停止すると制御部２５により判定された場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２０は、Ｓ１７において、制御部２５により、第２流路４ｂを流通可能状態とするように切替弁５の制御を行う。
【００５７】
ＥＣＵ２０は、Ｓ１８において、制御部２５により、吸着量が吸着量閾値未満となっているか否かの判定を行う。吸着量が吸着量閾値未満となっていると制御部２５により判定された場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２０は、Ｓ１９において、制御部２５により、第１流路４ａを流通不可能状態とするように切替弁５の制御を行う。一方、吸着量が吸着量閾値未満となっていないと制御部２５により判定された場合（Ｓ１８：ＮＯ）、ＥＣＵ２０は、図３の処理を終了する。その後、ディーゼルエンジン１は停止する。
【００５８】
図４は、エンジンの再始動後における処理を例示するフローチャートである。ＥＣＵ２０は、図３の処理の後に停止したディーゼルエンジン１が再始動された場合に、始動後経過時間が時間閾値よりも大きい一定時間が経過するまで、図４に示される処理を繰り返し実行する。なお、ＥＣＵ２０は、図４の処理の実行が終了してから、再度の図３の処理の実行をすることができる。
【００５９】
図４に示されるように、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０において、エンジン状態取得部２１により、始動後経過時間の取得を行う。ＥＣＵ２０は、Ｓ２１において、浄化率算出部２４により、ＳＣＲ８ｃの浄化率の算出を行う。
【００６０】
ＥＣＵ２０は、Ｓ２２において、制御部２５により、始動後経過時間が時間閾値以上であるか否かの判定を行う。始動後経過時間が時間閾値以上ではないと制御部２５により判定された場合（Ｓ２２：ＮＯ）、ＥＣＵ２０は、Ｓ２３において、制御部２５により、ＳＣＲ８ｃの浄化率が浄化率閾値以上であるか否かの判定を行う。
【００６１】
ＳＣＲ８ｃの浄化率が浄化率閾値以上ではないと制御部２５により判定された場合（Ｓ２３：ＮＯ）、ＥＣＵ２０は、Ｓ２４において、制御部２５により、並行部４における排気ガスの流通状態を維持するように切替弁５の制御を行う。その後、ＥＣＵ２０は、図４の処理を終了する。
【００６２】
一方、ＳＣＲ８ｃの浄化率が浄化率閾値以上であると制御部２５により判定された場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、あるいは、始動後経過時間が時間閾値以上であると制御部２５により判定された場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２０は、Ｓ２５において、制御部２５により、第１流路４ａを流通可能状態とするように切替弁５の制御を行う。その後、ＥＣＵ２０は、図４の処理を終了する。
【００６３】
［作用及び効果］
以上説明したように、排気浄化装置１０では、ディーゼルエンジン１の運転中において温度状態がＮＨ３脱離惹起状態ではない場合、第２流路４ｂが流通可能状態とされると共にＳＣＲ８ｂにＮＨ３が吸着させられる。ディーゼルエンジン１の運転中において温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合になると、第２流路４ｂが流通不可能状態とされるため、吸着させられたＮＨ３がＳＣＲ８ｂから脱離することが抑制される。運転中のディーゼルエンジン１が停止した場合には、第２流路４ｂが流通可能状態とされるため、例えばディーゼルエンジン１の再始動後には、ＳＣＲ８ｂに吸着しているＮＨ３を用いて排気ガスに含まれるＮＯｘが浄化される。したがって、排気浄化装置１０によれば、ディーゼルエンジン１の再始動後の排気ガスに含まれるＮＯｘを適切に浄化することが可能となる。
【００６４】
排気浄化装置１０は、ＳＣＲ８の上流の排気ガスの温度を検出する温度センサ１５を備えている。上流温度状態取得部２２は、排気ガスの温度が温度閾値以上となった場合、温度状態としてＮＨ３脱離惹起状態を取得する。これにより、温度センサ１５の検出結果を用いてＮＨ３脱離惹起状態を容易に取得することができる。
【００６５】
排気浄化装置１０は、排気流路２におけるＳＣＲ８の上流に設けられたＤＰＦ７を備えている。制御部２５は、ＤＰＦ７の再生制御を実行する。上流温度状態取得部２２は、再生制御が実行されている場合、温度状態としてＮＨ３脱離惹起状態を取得する。これにより、ＤＰＦ７の再生制御の実行中にはＤＰＦ７の温度が高められることを利用してＮＨ３脱離惹起状態を取得することができる。
【００６６】
排気浄化装置１０では、制御部２５は、運転中のディーゼルエンジン１が停止する際に温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合、第１流路４ａを流通不可能状態とすると共に第２流路４ｂを流通可能状態とするように切替弁５を制御する。これにより、例えばディーゼルエンジン１の停止前の運転中において温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合に流通可能状態とされている第１流路４ａのＳＣＲ８ａからＮＨ３が脱離してしまっていたとしても、ディーゼルエンジン１の再始動後には、ＮＨ３が脱離したＳＣＲ８ａへの排気ガスの流通が抑制されると共に、ＳＣＲ８ｂに吸着しているＮＨ３を用いて排気ガスに含まれるＮＯｘが浄化される。よって、ＳＣＲ８の上流の排気ガスの温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合にディーゼルエンジン１を停止したとしても、ディーゼルエンジン１の再始動後の排気ガスに含まれるＮＯｘを適切に浄化することが可能となる。
【００６７】
排気浄化装置１０は、ＳＣＲ８ａの上流及び下流に設けられた一対のＮＯｘセンサ１６及びＮＯｘセンサ１７の検出結果に基づいて、ＳＣＲ８ａにおけるＮＨ３の吸着量を推定する吸着量推定部２３を備えている。制御部２５は、運転中のディーゼルエンジン１が停止する際に吸着量が吸着量閾値未満となっている場合、第１流路４ａを流通不可能状態とすると共に第２流路４ｂを流通可能状態とするように切替弁５を制御する。これにより、例えばディーゼルエンジン１の停止前の運転中において、推定された吸着量が吸着量閾値未満となっていたとしても、例えばディーゼルエンジン１の再始動後には、ＮＨ３が脱離したＳＣＲ８ａへの排気ガスの流通が抑制されると共に、ＳＣＲ８ｂに吸着しているＮＨ３を用いて排気ガスに含まれるＮＯｘが浄化される。よって、推定された吸着量が吸着量閾値未満となっている場合にディーゼルエンジン１を停止したとしても、ディーゼルエンジン１の再始動後の排気ガスに含まれるＮＯｘを適切に浄化することが可能となる。
【００６８】
排気浄化装置１０では、ＳＣＲ８ａは、第１流路４ａに設けられており、ＳＣＲ８は、主流路３に設けられたＳＣＲ８ｃを更に有している。排気浄化装置１０は、ＳＣＲ８ｃの上流及び下流に設けられた一対のＮＯｘセンサ１７及びＮＯｘセンサ１８の検出結果に基づいて、ＳＣＲ８ｃの浄化率を算出する浄化率算出部２４を備えている。制御部２５は、ディーゼルエンジン１が再始動した場合において浄化率が浄化率閾値以上となったとき、第１流路を流通可能状態とするように切替弁５を制御する。これにより、ＳＣＲ８ｃに吸着しているＮＨ３を用いて排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化しつつ、ＮＨ３が脱離したＳＣＲ８ａに排気ガスを流通させてＳＣＲ８ａにＮＨ３を吸着させることができる。また、ＳＣＲ８ｃが設けられていない場合と比較して、例えばＤＰＦ７の再生制御の実行中などにおいて、排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化し易くなる。
［変形例］
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られるものではない。
【００６９】
上流温度状態取得部２２は、必ずしも、排気ガスの温度が温度閾値以上となった場合に温度状態としてＮＨ３脱離惹起状態を取得しなくてもよい。この場合、温度センサ１５は省略されてもよい。また、上流温度状態取得部２２は、必ずしも、再生制御が実行されている場合に温度状態としてＮＨ３脱離惹起状態を取得しなくてもよい。この場合、ＤＰＦ７、上流圧センサ１３及び下流圧センサ１４は省略されてもよい。
【００７０】
制御部２５は、必ずしも、運転中のディーゼルエンジン１が停止する際に温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合に第１流路４ａを流通不可能状態とすると共に第２流路４ｂを流通可能状態とするように切替弁５を制御しなくてもよい。また、制御部２５は、必ずしも、運転中のディーゼルエンジン１が停止する際に吸着量が吸着量閾値未満となっている場合に第１流路４ａを流通不可能状態とすると共に第２流路４ｂを流通可能状態とするように切替弁５を制御しなくてもよい。また、制御部２５は、必ずしも、ディーゼルエンジン１が再始動した場合において浄化率が浄化率閾値以上となったときに第１流路４ａを流通可能状態とするように切替弁５を制御しなくてもよい。要は、制御部２５は、運転中のディーゼルエンジン１が停止した場合、第２流路４ｂを流通可能状態とするように切替弁５を制御すればよい。
【００７１】
上記実施形態では、ＳＣＲ（第３触媒）８ｃは、図１に示されるように主流路６に設けられていたが、図５に示されるように主流路３に設けられていてもよい。この場合、ＮＯｘセンサ１８及びＮＯｘセンサ１７は、ＳＣＲ８ａの上流及び下流に設けられた一対のＮＯｘセンサとして用いることができる。吸着量推定部２３は、ＮＯｘセンサ１８及びＮＯｘセンサ１７の検出結果に基づいて、ＳＣＲ８ａにおけるＮＨ３の吸着量を推定してもよい。また、ＮＯｘセンサ１６及びＮＯｘセンサ１８は、ＳＣＲ８ｃの上流及び下流に設けられた一対のＮＯｘセンサとして用いることができる。浄化率算出部２４は、ＮＯｘセンサ１６及びＮＯｘセンサ１８の検出結果に基づいて、ＳＣＲ８ｃの浄化率を算出してもよい。
【００７２】
ＳＣＲ（第３触媒）８ｃ及びＮＯｘセンサ１８は、省略されてもよい。この場合、上記実施形態では、ＳＣＲ（第１触媒）８ａは、図１又は図５に示されるように第１流路４ａに設けられていたが、図６又は図７に示されるように主流路６又は主流路３に設けられていてもよい。図６及び図７の場合、ＮＯｘセンサ１６及びＮＯｘセンサ１７は、ＳＣＲ８ａの上流及び下流に設けられた一対のＮＯｘセンサとして用いることができる。吸着量推定部２３は、ＮＯｘセンサ１６及びＮＯｘセンサ１７の検出結果に基づいて、ＳＣＲ８ａにおけるＮＨ３の吸着量を推定してもよい。
【００７３】
主流路３から分岐する第１流路４ａ及び第２流路４ｂを含む並行部４の配管レイアウトは、上記実施形態及び変形例のものに限定されない。また、図５及び図７の例にあっては、第１流路４ａ及び第２流路４ｂは、必ずしも主流路６に合流しなくてもよい。
【００７４】
切替弁５は、第１流路４ａ及び第２流路４ｂから主流路６への合流箇所に設けられていてもよい。切替弁５は、三方弁であってもよく、回転式（ロータリー式）に可動する機構により流路の開放又は閉塞を切り替え可能に構成されていてもよい。また、流路を閉塞可能な複数の弁体が第１流路４ａ及び第２流路４ｂのそれぞれに設けられることで、切替部としての機能を実現してもよい。
【００７５】
ＳＣＲ８の上流の排気ガスの温度は、温度センサ１５に代えて、公知の推定手法によって取得されてもよい。
【００７６】
上記実施形態では、４気筒直列型エンジンのディーゼルエンジン１を例示したが、エンジンは、これに限定されない。例えば、ディーゼルエンジン１と同様にスロットルバルブ及びターボ過給機を備えて燃料噴射量及び目標吸気圧に基づく制御をするものであれば、ガソリンエンジンにも適用可能である。また、上記実施形態では、ディーゼルエンジン１の停止及び再始動は、車両のキースイッチ又はスタートボタン等を車両の乗員が操作することにより実施される態様が想定されていたが、エンジンの停止及び再始動として、例えば、アイドリングストップ機能によってエンジンの停止及び再始動が実施される態様、あるいは、車両がハイブリッド車両である場合にハイブリッドシステムによってエンジンの停止及び再始動が自動的に実施される態様が含まれてもよい。この場合、エンジンの運転中において温度状態がＮＨ３脱離惹起状態である場合となって第２流路４ｂが流通不可能状態とされた後、例えば所定の温度低下時間が経過したときには、ＳＣＲ（第２触媒）８ｂの温度低下を抑制するため、制御部２５は、所定の温度保持時間だけ第２流路４ｂを流通可能状態としてもよい。これにより、例えばエンジンの運転中に第２流路４ｂの流通不可能状態が継続されてＳＣＲ８ｂの温度が低下し不活性となってしてしまった場合と比較して、アイドリングストップ機能又はハイブリッドシステムによるエンジンの停止及び再始動が実施された場合におけるＳＣＲ８ｂの浄化性能を維持することが可能となる。
【符号の説明】
【００７７】
２…排気流路、３，６…主流路、４…並行部、４ａ…第１流路、４ｂ…第２流路、５…切替弁（切替部）、７…ＤＰＦ（微粒子フィルタ）、８…ＳＣＲ（選択還元触媒）、８ａ…ＳＣＲ（第１触媒）、８ｂ…ＳＣＲ（第２触媒）、８ｃ…ＳＣＲ（第３触媒）、９…添加弁、１０…排気浄化装置、１５…温度センサ、１６，１７，１８…ＮＯｘセンサ、２１…エンジン状態取得部、２２…上流温度状態取得部、２３…吸着量推定部、２４…浄化率算出部、２５…制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020148180.tif 000007
【図６】
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【図７】
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