(57)【要約】【課題】  堆積物のミキサへの堆積量の推定精度を向上する。【解決手段】  内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、前記排気通路に添加剤を添加する添加弁と、前記排気通路の前記添加弁よりも下流側に設けられ、排気を浄化する触媒と、前記排気通路の前記添加弁よりも下流側であって前記触媒よりも上流側に設けられ、前記添加剤と前記排気との混合を促進するミキサと、前記添加剤に由来する可溶性堆積物の前記ミキサへの堆積量を取得する取得部と、前記添加剤の添加により前記ミキサに付着する添加剤の量を推定する付着量推定部と、前記ミキサに付着する添加剤に溶解する前記可溶性堆積物の溶解量を推定する溶解量推定部と、前記ミキサに付着する添加剤の量と、前記溶解量と、を用いて、前記添加剤を添加した後に前記ミキサに堆積する前記可溶性堆積物の堆積量を推定する堆積量推定部と、を備える。【選択図】図３
2020133421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、前記排気通路に添加剤を添加する添加弁と、
前記排気通路の前記添加弁よりも下流側に設けられ、排気を浄化する触媒と、
前記排気通路の前記添加弁よりも下流側であって前記触媒よりも上流側に設けられ、前記添加剤と前記排気との混合を促進するミキサと、
前記添加剤に由来する可溶性堆積物の前記ミキサへの堆積量を取得する取得部と、
前記添加剤の添加により前記ミキサに付着する添加剤の量を推定する付着量推定部と、
前記ミキサに付着する添加剤に溶解する前記可溶性堆積物の溶解量を推定する溶解量推定部と、
前記ミキサに付着する添加剤の量と、前記溶解量と、を用いて、前記添加剤を添加した後に前記ミキサに堆積する前記可溶性堆積物の堆積量を推定する堆積量推定部と、
を備える内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記添加弁から前記添加剤を添加した後の前記ミキサの温度を推定する温度推定部を備え、
前記溶解量推定部は、前記添加剤を添加した後の前記ミキサの温度が高いほど、前記溶解量を少なく推定する、
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記溶解量推定部は、前記可溶性堆積物の堆積量が少ないほど、前記溶解量を少なく推定する、請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から発生する排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するために、内燃機関の排気通路に、添加剤（尿素水）を添加する添加弁と、例えば選択型還元触媒（ＳＣＲ触媒：Selective Catalytic Reduction）などの触媒と、を配置した排気浄化装置が知られている。触媒は、添加弁よりも下流側に配置される。排気浄化装置は、添加弁から排気に尿素水を添加し、尿素水からアンモニアを発生させる。触媒はＮＯｘを吸着し、アンモニアと還元反応させることで窒素と水に分解し、ＮＯｘを浄化する。
【０００３】
このような排気浄化装置において、ミキサに尿素水を衝突させることで、尿素水と排気とを混合させ、触媒の浄化性能を高めることがある。しかし、尿素水由来の堆積物がミキサに堆積することがある。堆積物が堆積すると、ミキサにより尿素水を排気に分散させることが難しくなり、浄化性能が悪化したり、排気通路の圧力損失（圧損）が増加したりするおそれがあるため、浄化性能の確保などのために、堆積物をミキサから除去するなどの対策を取ることがある。このため堆積物のミキサへの堆積量を正確に推定する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１７８８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、ミキサに付着した尿素水に堆積物の一部が溶解することを考慮していないため、堆積物の堆積量の推定精度が不十分であるおそれがある。
【０００６】
そこで、本明細書開示の内燃機関の排気浄化装置は、堆積物のミキサへの堆積量の推定精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するために、本明細書に開示された内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、前記排気通路に添加剤を添加する添加弁と、前記排気通路の前記添加弁よりも下流側に設けられ、排気を浄化する触媒と、前記排気通路の前記添加弁よりも下流側であって前記触媒よりも上流側に設けられ、前記添加剤と前記排気との混合を促進するミキサと、前記添加剤に由来する可溶性堆積物の前記ミキサへの堆積量を取得する取得部と、前記添加剤の添加により前記ミキサに付着する添加剤の量を推定する付着量推定部と、前記ミキサに付着する添加剤に溶解する前記可溶性堆積物の溶解量を推定する溶解量推定部と、前記ミキサに付着する添加剤の量と、前記溶解量と、を用いて、前記添加剤を添加した後に前記ミキサに堆積する前記可溶性堆積物の堆積量を推定する堆積量推定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本明細書開示の内燃機関の排気浄化装置によれば、堆積物のミキサへの堆積量の推定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置を例示する模式図である。
【図２】図２（Ａ）から図２（Ｃ）はミキサの拡大図である。
【図３】図３はＥＣＵが行う堆積量推定処理を例示するフローチャート（その１）である。
【図４】図４はＥＣＵが行う堆積量推定処理を例示するフローチャート（その２）である。
【図５】図５（Ａ）は、尿素水添加後ミキサ温度と寄与率η１との関係を示す図であり、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）は、可溶性堆積物の堆積量と実付着率λとの関係を示す図であり、図５（Ｄ）は、尿素水添加後ミキサ温度に対する水１００［ｍｌ］あたりの尿素の飽和溶解量を表すグラフである。
【図６】図６は、温度と反応速度係数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。
【００１１】
図１は、一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置１００を例示する模式図である。排気浄化装置１００はエンジン１０（内燃機関）に適用され、添加弁２７、ミキサ４０、ＳＣＲ触媒４２およびＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備える。エンジン１０は例えば自動車などの車両に搭載されるディーゼルエンジンであり、例えば４気筒エンジンなどの多気筒エンジンとすることができる。
【００１２】
エンジン１０にインテークマニホールド１１およびエキゾーストマニホールド１２が接続されている。インテークマニホールド１１は吸気管１３に接続されている。エキゾーストマニホールド１２は排気管１４に接続され、排気通路を形成する。
【００１３】
吸気管１３には、上流側から下流側にかけて、エアクリーナ１５、ターボチャージャ３０のコンプレッサ３２、インタークーラ１６、スロットルバルブ１７およびエアフローメータ１８が設けられている。インテークマニホールド１１には吸気温度センサ１９が設けられている。エアクリーナ１５は、例えば吸気管１３に導入される吸気を濾過する。インタークーラ１６は吸気を冷却する。スロットルバルブ１７は吸気の流量を調整する。エアフローメータ１８は吸気の流量を測定する。吸気温度センサ１９は吸気の温度を測定する。
【００１４】
排気管１４には、上流側から下流側にかけて、ターボチャージャ３０のタービン３４、排気温度センサ２５、ＮＯｘセンサ２６、添加弁２７、ミキサ４０およびＳＣＲ触媒４２が設けられている。排気温度センサ２５は排気の温度を測定する。ＮＯｘセンサ２６は排気中のＮＯｘの濃度を検出する。
【００１５】
添加弁２７はミキサ４０に向けて尿素水を噴射する。尿素水はミキサ４０に衝突し、ミキサ４０は尿素水の排気への分散を促進させる。尿素水は排気の熱によりアンモニア（ＮＨ３）に分解される。ＳＣＲ触媒４２はアンモニアを利用して排気中のＮＯｘを還元して窒素および水に分解することで、排気を浄化する。なお、排気管１４には、排気中の粒子状物質（ＰＭ：Particle Matter）を捕集するフィルタ（例えばＤＰＦ：Diesel Particle Filter）、および酸化触媒などが設けられてもよい。
【００１６】
吸気管１３と排気管１４とは、ＥＧＲ通路２１により接続され、排気の一部は、ＥＧＲ通路２１を通じて、排気管１４から吸気管１３へと循環する。ＥＧＲ通路２１にはＥＧＲクーラ２２およびＥＧＲバルブ２３が設けられている。ＥＧＲクーラ２２はＥＧＲ通路２１内の排気（ＥＧＲガス）を冷却する。ＥＧＲバルブ２３はＥＧＲガスの流量を調整する。
【００１７】
エンジン１０には気筒ごとに燃料噴射弁２８が設けられ、燃料噴射弁２８はコモンレール２９と連結されている。燃料は不図示の燃料ポンプからコモンレール２９に供給され、各燃料噴射弁２８からエンジン１０の燃焼室内に噴射される。
【００１８】
ターボチャージャ３０は、連結部３６により連結されたコンプレッサ３２およびタービン３４を含む。タービン３４は排気により回転する。コンプレッサ３２はタービン３４とともに回転し、吸気を圧縮する。
【００１９】
図２（Ａ）から図２（Ｃ）はミキサ４０の拡大図であり、排気の流れる方向から見た正面図である。図２（Ａ）から図２（Ｃ）に示すように、ミキサ４０は旋回翼４０ａを備える。旋回翼４０ａは、放射状に延び、例えば排気の流れにより旋回する。旋回翼４０ａが回転することで、尿素水が排気中に拡散される。なお、旋回翼４０ａは、回転しなくてもよい。図２（Ｂ）および図２（Ｃ）に示すように、ミキサ４０にはデポジット４１が堆積することがある。図２（Ｂ）は少量のデポジット４１が堆積した状態であり、図２（Ｃ）は大量のデポジット４１が堆積した状態である。デポジット４１はミキサ４０による尿素水の分散を阻害する恐れがある。この結果、ＳＣＲ触媒４２の浄化性能が低下し、排気管１４の圧力損失（圧損）が増大する恐れもある。
【００２０】
ミキサ４０への堆積物は可溶性堆積物と不溶性堆積物とに分類することができる。可溶性堆積物は、液体状の尿素水、または析出した尿素であり、水溶性の成分である。可溶性堆積物はミキサ４０による尿素水の拡散に大きく影響しない。一方、不溶性堆積物は図２（Ｂ）および図２（Ｃ）に示すデポジット４１であり、例えば尿素水が化学反応することで生じる水に溶けにくい固体である。可溶性堆積物は熱により不溶性堆積物に変質することがある。
【００２１】
ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び記憶装置等を備える。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより各種制御を行う。ＥＣＵ５０は、取得部、付着量推定部、溶解量推定部、堆積量推定部、及び温度推定部の一例である。
【００２２】
ＥＣＵ５０は、スロットルバルブ１７、エアフローメータ１８、吸気温度センサ１９、ＥＧＲバルブ２３、排気温度センサ２５、ＮＯｘセンサ２６、添加弁２７、燃料噴射弁２８に電気的に接続される。ＥＣＵ５０は、ミキサ４０に設けられた不図示のヒータに接続されてもよい。
【００２３】
ＥＣＵ５０は、エアフローメータ１８から吸入空気量を、排気温度センサ２５から排気の温度を、ＮＯｘセンサ２６からＮＯｘの濃度を取得する。ＥＣＵ５０は、吸入空気量に基づき排気流量を算出し、かつ例えば排気温度、排気流量、尿素水の添加量および温度などからミキサ４０の温度を推定する。ＥＣＵ５０は、スロットルバルブ１７およびＥＧＲバルブ２３の開度を調整し、また燃料噴射弁２８の燃料噴射量および噴射時期を制御し、さらに例えばＮＯｘの濃度に応じて添加弁２７からの尿素水の添加量および添加時期を制御する。ＥＣＵ５０は、ミキサ４０に設けられた不図示のヒータを用いてミキサ４０を加熱することで、デポジット４１を除去してもよい。さらにＥＣＵ５０は、図３及び図４に示す堆積量推定処理を行う。
【００２４】
（堆積量推定処理）
図３及び図４はＥＣＵ５０が行う堆積量推定処理を例示するフローチャートである。堆積量推定処理は、例えば車両の運転中に所定の周期ごとに繰り返し実行される。
【００２５】
図３に示すように、ＥＣＵ５０はエンジン１０の状態を取得する（ステップＳ１００）。エンジン１０の状態とは、エアフローメータ１８により測定される吸入空気量、排気流量、排気温度センサ２５により測定される排気の温度、ＮＯｘセンサ２６により測定されるＮＯｘの濃度、本処理の開始の所定時間（Δｔ秒）前におけるミキサ４０への可溶性堆積物の堆積量Ｄ１ｂおよび不溶性堆積物の堆積量Ｄ２ｂなどである。堆積量Ｄ１ｂおよびＤ２ｂ、は例えばＥＣＵ５０が備える記憶装置に記憶されている。また、ＥＣＵ５０は、排気流量及び排気温度に基づき、尿素水を添加する前のミキサ４０の温度（尿素水添加前ミキサ温度）を推定する（ステップＳ１０３）。なお、ステップＳ１００とＳ１０３とは順番を入れ替えてもよい。
【００２６】
次に、ＥＣＵ５０は、添加弁２７による尿素水の添加を実行するか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ＥＣＵ５０は、例えば、ミキサ４０の温度が所定温度以上である場合、尿素水の添加を実行すると判定し、ミキサ４０の温度が所定温度未満であれば、尿素水の添加を実行しないと判定する。
【００２７】
尿素水の添加を実行しないと判定した場合（ステップＳ１０５／ＮＯ）、後述するステップＳ１２５に移行する。一方、尿素水の添加を実行すると判定した場合（ステップＳ１０５／ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、添加弁２７を制御して、尿素水の添加を実行する（ステップＳ１０７）。
【００２８】
次に、ＥＣＵ５０は、排気流量、排気温度、尿素水添加量、及び、尿素水温度に基づいて、尿素水を添加後のミキサ４０の温度（尿素水添加後ミキサ温度）を推定する（ステップＳ１０９）。
【００２９】
次に、ＥＣＵ５０は、尿素水添加量及び尿素水添加後ミキサ温度に基づいて、添加された尿素水のうちミキサ４０に付着する尿素水の量（尿素水推定付着量）Ｄａｄｄを推定する（ステップＳ１１１）。例えば、ＥＣＵ５０は、尿素水添加後ミキサ温度に基づいて、計算式又はマップから、添加弁２７から噴射された尿素水のうちミキサ４０に付着する量（付着量）を決定するパラメータである付着係数を取得する。そして、ＥＣＵ５０は、尿素水添加量に付着係数を乗算することにより、尿素水推定付着量Ｄａｄｄを推定する（尿素水推定付着量Ｄａｄｄ＝尿素水添加量×付着係数）。添加直後にミキサ４０に付着するのは液体の状態の尿素水である。したがって、尿素水推定付着量Ｄａｄｄは、尿素水の添加による可溶性堆積物の増加量に相当する。
【００３０】
次に、ＥＣＵ５０は、尿素水添加後ミキサ温度が所定温度（例えば、１５０°）以上か否かを判定する（ステップＳ１１３）。ミキサ４０の温度が所定温度以上となると、ミキサ４０の温度が高くなるほど、ミキサ４０に付着する尿素水の量が減少する。すなわち、ミキサ４０の温度が高くなるほど、可溶性堆積物の溶解に寄与する尿素水の量が減少する。そこで、尿素水添加後ミキサ温度が所定温度以上の場合（ステップＳ１１３／ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１１１で算出した尿素水推定付着量Ｄａｄｄを補正し（ステップＳ１１５）、ステップＳ１１９に移行する。具体的には、図５（Ａ）に示す尿素水添加後ミキサ温度と寄与率η１との関係を示すマップから、尿素水添加後ミキサ温度に基づいて、寄与率η１を取得し、尿素水推定付着量Ｄａｄｄに乗算する。すなわち、補正後の尿素水推定付着量Ｄａｄｄ＝尿素水推定付着量Ｄａｄｄ×寄与率η１である。
【００３１】
ここで、図５（Ａ）に示す尿素水添加後ミキサ温度と寄与率η１との関係を示すマップでは、ミキサ４０の温度が高くなると、可溶性堆積物の溶解に寄与する尿素水の量が減少することを反映して、尿素水添加後ミキサ温度が高いほど、寄与率η１が小さくなるように設定されている。これにより、尿素水添加後ミキサ温度が高いほど、可溶性堆積物の溶解量が小さく推定される。
【００３２】
図３に戻り、尿素水添加後ミキサ温度が所定温度未満の場合（ステップＳ１１３／ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１１５の処理を行わずに、ステップＳ１１９に移行する。
【００３３】
次に、ＥＣＵ５０は、尿素水推定付着量Ｄａｄｄと、堆積量Ｄ１ｂとに基づいて、可溶性堆積物に付着する尿素水の量（尿素水堆積物付着量）を推定する（ステップＳ１１９）。具体的には、ＥＣＵ５０は、図５（Ｂ）又は図５（Ｃ）に示すマップから、可溶性堆積物の堆積量Ｄ１ｂに基づいて、実付着率λを取得する。ＥＣＵ５０は、尿素水推定付着量に実付着率λを乗算し、堆積物に付着する尿素水の量を算出する。
【００３４】
ミキサ４０に堆積している可溶性堆積物の堆積量が少ない場合、添加された尿素水が可溶性堆積物に付着する量自体が減少する。そのため、図５（Ｂ）又は図５（Ｃ）に示すマップでは、可溶性堆積物の堆積量が少ないほど、実付着率λが小さくなるように設定されている。これにより、可溶性堆積物の堆積量が少ないほど、可溶性堆積物の溶解量が小さく推定される。可溶性堆積物に付着する尿素水の量が減ると、尿素水に溶解する可溶性堆積物の量も減少するためである。
【００３５】
次に、ＥＣＵ５０は、尿素水堆積物付着量に基づいて、尿素水への可溶性堆積物の溶解量Ｄｄｉｓを推定する（ステップＳ１２１）。具体的には、尿素水堆積物付着量及び尿素水添加後ミキサ温度に基づき、尿素の飽和溶解度曲線を用いて、可溶性堆積物の尿素水への溶解量を求める。
【００３６】
可溶性堆積物の溶解量Ｄｄｉｓの推定について、さらに詳細に説明する。図５（Ｄ）は、尿素水添加後ミキサ温度に対する水１００［ｍｌ］あたりの尿素の飽和溶解量を表すグラフである。ＥＣＵ５０は、図５（Ｄ）に示すグラフから、ステップＳ１０９で推定した尿素水添加後ミキサ温度における尿素の飽和溶解量を取得する。ここで、図５（Ｄ）は、水１００［ｍｌ］に対する尿素の飽和溶解量を示している。そこで、ＥＣＵ５０は、取得した飽和溶解量を用いて、堆積物に付着した尿素水の量（尿素水堆積物付着量）に対する尿素の飽和溶解量を算出する。例えば、水１００［ｍｌ］に対する尿素の飽和溶解量がＪ［ｇ］であり、尿素水堆積物付着量がＫ［ｍｌ］であった場合、尿素水堆積物付着量Ｋ［ｍｌ］に対する尿素の飽和溶解量Ｌ［ｇ］は、Ｌ［ｇ］＝（Ｊ×Ｋ）／１００で求めることができる。ＥＣＵ５０は、算出した飽和溶解量から、尿素水堆積物付着量の尿素水に既に含まれている尿素の量を減算し、溶解量Ｄｄｉｓを推定する。尿素水堆積物付着量の尿素水に含まれている尿素の量は、添加弁２７から添加される尿素水の尿素濃度に基づいて算出できる。
【００３７】
図４に戻り、ＥＣＵ５０は、尿素水推定付着量（可溶性堆積物の増加量）Ｄａｄｄと溶解量Ｄｄｉｓと、ステップＳ１００で取得した可溶性堆積物の堆積量Ｄ１ｂとから、尿素水添加後のミキサ４０における可溶性堆積物の堆積量Ｄ１ａを推定する（ステップＳ１２３）。具体的には、ステップＳ１００で取得した可溶性堆積物の堆積量Ｄ１ｂに尿素水推定付着量Ｄａｄｄを加算し、溶解量Ｄｄｉｓを減算する。
【００３８】
次に、ＥＣＵ５０は、ミキサ４０の温度又は排気温度に基づいて、反応速度係数を取得する（ステップＳ１２５）。反応速度係数とは、可溶性堆積物の不溶性堆積物（デポジット４１）への変質に関するパラメータである可溶性堆積物変質速度係数、可溶性堆積物の熱分解に関するパラメータである可溶性堆積物熱分解速度係数、不溶性堆積物の熱分解に関するパラメータである不溶性堆積物熱分解速度係数などである。
【００３９】
より具体的には、ＥＣＵ５０は、図６に示す、温度と反応速度係数との関係を示すマップを用いて、反応速度係数を取得する。図６において、横軸は温度の逆数、縦軸は反応速度係数を示す。温度とはミキサ４０の温度または排気温度である。円は可溶性堆積物変質速度係数、四角は可溶性堆積物熱分解速度係数、三角は不溶性堆積物熱分解速度係数を表す。図６に示すように、いずれの係数も温度が低いほど小さく、温度が高いほど大きい。例えばＴ２未満の低温（１／Ｔ２より右側）においては可溶性堆積物変質速度係数が小さいため、可溶性堆積物が不溶性堆積物に変質しにくい。また、Ｔ３よりも高温（１／Ｔ３より左側）においては可溶性堆積物熱分解速度係数および不溶性堆積物熱分解速度係数が大きいため、可溶性堆積物および不溶性堆積物の熱分解量が多くなる。したがって低温および高温では不溶性堆積物（デポジット４１）が堆積しにくい。一方、中程度の温度（例えばＴ２〜Ｔ３）では、可溶性堆積物が不溶性堆積物に変質し、かつ可溶性堆積物および不溶性堆積物が熱分解しにくい。したがって不溶性堆積物が堆積しやすい。
【００４０】
デポジット４１の堆積量が少ない場合、ミキサ４０の露出面積が大きい。したがってミキサ４０の表面から堆積物へと熱が伝わりやすく、ミキサ４０の温度が、変質および熱分解に大きく影響する。そこで、本実施形態において、ＥＣＵ５０は、例えば、デポジット４１の堆積量が所定量未満の場合には、ミキサ４０の温度に基づいて反応速度係数を取得する。一方、堆積量が多くなると、ミキサ４０の露出面積が小さくなる（図２（Ａ）から図２（Ｃ）参照）。したがって、堆積物には、ミキサ４０からの熱が伝わりにくくなる。このためミキサ４０の温度よりも排気温度が変質および熱分解に大きく影響する。そこで、本実施形態において、ＥＣＵ５０は、デポジット４１の堆積量が所定量以上の場合、排気温度に基づいて反応速度係数を取得する。
【００４１】
上記の各反応速度係数を用いた以下の式（１）により、各反応の反応速度が算出される。
反応速度＝反応速度係数×物質量  （１）
反応速度の一例として、可溶性堆積物から不溶性堆積物への変質速度の算出式を次の式（２）に示す。
可溶性堆積物の変質速度＝可溶性堆積物変質速度係数×可溶性堆積物の物質量  （２）
【００４２】
ＥＣＵ５０は反応速度係数を用いて、変質速度、可溶性堆積物および不溶性堆積物それぞれの熱分解速度（反応速度と総称）を算出する。こうして算出された反応速度を用いて、反応量（可溶性堆積物の不溶性堆積物への変質量、可溶性堆積物および不溶性堆積物それぞれの熱分解量など）を算出することができる。
【００４３】
次に、ＥＣＵ５０は可溶性堆積物の堆積量Ｄ３および不溶性堆積物の堆積量Ｄ４を推定する（ステップＳ１２７）。推定は例えば以下のように行われる。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１２５で得られた各種の反応速度係数および式（１）を用いて各反応速度を計算し、さらに反応量（可溶性堆積物から不溶性堆積物への変質量、ならびに可溶性堆積物および不溶性堆積物それぞれの熱分解量）を算出する。ステップＳ１２３で得られた尿素水添加後の可溶性堆積物の堆積量Ｄ１ａから、熱分解量および不溶性堆積物に変質する量を減じた後の量が可溶性堆積物の堆積量Ｄ３である。また、ステップＳ１００で取得されたΔｔ前の不溶性堆積物の堆積量Ｄ２ｂに、不溶性堆積物への変質量を加え、不溶性堆積物の熱分解量を減じたものが不溶性堆積物（デポジット４１）の堆積量Ｄ４である。
【００４４】
ＥＣＵ５０は堆積量Ｄ３およびＤ４を記憶装置に格納する（ステップＳ１２９）。ステップＳ１２９の後、処理は終了する。ここで格納された堆積量は、所定時間後に行われる図３及び図４の処理において用いられる。つまり可溶性堆積物の堆積量Ｄ３は、次に行われる処理では堆積量Ｄ１ｂとして用いられ、不溶性堆積物の堆積量Ｄ４は堆積量Ｄ２ｂとして用いられる。また、例えば不溶性堆積物の堆積量Ｄ４が所定量より多い場合、ＥＣＵ５０はミキサ４０を加熱してデポジット４１を除去してもよい。ＳＣＲ触媒４２の浄化率の悪化を抑制するため、ＥＣＵ５０は添加弁２７からの尿素水の添加量を増加させてもよい。
【００４５】
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、排気浄化装置１００は、エンジン１０の排気通路に設けられ、排気通路に尿素水（添加剤）を添加する添加弁２７と、排気通路の添加弁２７よりも下流側に設けられ、排気を浄化するＳＣＲ触媒４２と、排気通路の添加弁２７よりも下流側であってＳＣＲ触媒４２よりも上流側に設けられ、尿素水と排気との混合を促進するミキサ４０と、ＥＣＵ５０と、を備える。ＥＣＵ５０は、尿素水に由来する可溶性堆積物のミキサ４０への堆積量を取得し、尿素水の添加によりミキサ４０に付着する尿素水の量（尿素水推定付着量）を推定し、ミキサ４０に付着する尿素水に溶解する可溶性堆積物の溶解量を推定する。ＥＣＵ５０は、ミキサに付着する尿素水の量と、溶解量と、を用いて、尿素水を添加した後にミキサ４０に堆積する可溶性堆積物の堆積量を推定する。このように、ミキサ４０に付着する尿素水に溶解する可溶性堆積物の溶解量が考慮されるので、可溶性堆積物の堆積量の推定精度が向上する。さらに、不溶性堆積物の堆積量の推定には、可溶性堆積物の堆積量の推定値も使用されるため、不溶性堆積物の堆積量の推定精度も向上し、堆積物のミキサ４０への堆積量の推定精度が全体として向上する。
【００４６】
また、本実施形態によれば、ＥＣＵ５０は、添加弁２７から尿素水を添加した後のミキサ４０の温度を推定し、尿素水を添加した後のミキサ４０の温度が高いほど、溶解量を少なく推定する。これにより、可溶性堆積物の堆積量の推定精度をより向上させることができるため、堆積物のミキサ４０への堆積量の推定精度をより向上させることができる。
【００４７】
また、本実施形態によれば、ＥＣＵ５０は、可溶性堆積物の堆積量が少ないほど、溶解量を少なく推定する。これにより、可溶性堆積物の堆積量の推定精度をより向上させることができるため、堆積物のミキサ４０への堆積量の推定精度をより向上させることができる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、デポジット４１の堆積量が所定量以上か否かに応じて、ミキサ４０の温度または排気温度を用いて、反応速度係数を取得していたが、ミキサ４０の温度または排気温度のいずれか一方のみを用いて反応速度係数を取得してもよい。これにより処理が簡単になる。
【００４９】
また、上記実施形態では、ミキサ４０は旋回翼４０ａを有するとしたが、異なる構成を有してもよく、尿素水を排気中に拡散させるものであればよい。また、添加剤は尿素水以外の還元剤でもよい。エンジンはディーゼルエンジン以外にガソリンエンジンでもよい。
【００５０】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係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。
【符号の説明】
【００５１】
１０            エンジン
１４            排気管
２７            添加弁
２８            燃料噴射弁
４０            ミキサ
４１            デポジット
４２            ＳＣＲ触媒
５０            ＥＣＵ
１００          排気浄化装置
【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】
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【図６】
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