(57)【要約】【課題】ＮＯｘ吸蔵還元機能を有する触媒を備える内燃機関において、触媒の機能回復のための燃焼制御を行う際に、触媒に吸蔵されているＮＯｘが触媒後方に染み出すことを抑制する。【解決手段】ＮＯｘ吸蔵還元機能を有するＮＳＲ触媒と、ＮＳＲ触媒に吸蔵された吸蔵ＮＯｘ量を推定するＮＯｘ量推定手段と、所定の実行条件が成立した場合にＮＳＲ触媒に吸蔵された吸蔵ＮＯｘを還元する還元制御を行う還元制御手段と、を備える。還元制御手段は、内燃機関の筒内空燃比を理論空燃比よりも燃料リッチな空燃比に制御するリッチ燃焼手段と、排気通路にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、を含む。還元制御手段は、吸蔵ＮＯｘ量が所定の第一閾値を超えている場合、リッチ燃焼手段を実行し、吸蔵ＮＯｘ量が前記第一閾値よりも大きい第二閾値を超えている場合、リッチ燃焼手段の実行に加えて、ＨＣ供給手段を実行する。【選択図】図８
2020037929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記内燃機関の排気通路に設けられたＮＯｘ吸蔵還元機能を有する触媒と、
前記触媒に吸蔵された吸蔵ＮＯｘ量を推定するＮＯｘ量推定手段と、
所定の実行条件が成立した場合に前記触媒に吸蔵された吸蔵ＮＯｘを還元する還元制御を行う還元制御手段と、を備え、
前記還元制御手段は、
前記内燃機関の筒内空燃比を理論空燃比よりも燃料リッチな空燃比に制御するリッチ燃焼手段と、
前記排気通路にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、を含み、
前記吸蔵ＮＯｘ量が所定の第一閾値を超えている場合、前記リッチ燃焼手段を実行し、前記吸蔵ＮＯｘ量が前記第一閾値よりも大きい第二閾値を超えている場合、前記リッチ燃焼手段の実行に加えて、前記ＨＣ供給手段を実行するように構成されることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【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システムに関し、詳しくは、ＮＯｘ吸蔵還元機能を有する触媒を備えた内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＮＯｘ吸蔵還元型のＮＳＲ触媒を有する内燃機関の排気浄化制御装置に関する技術が開示されている。この技術では、ＮＳＲ触媒へのＮＯｘ吸蔵量が第一閾値を越える場合にリッチスパイク運転をし、当該ＮＯｘ吸蔵量が第一閾値よりも大きい第二閾値を越える場合に、当該ＮＯｘ吸蔵量が第二閾値以下にある場合よりもリーン側の排気空燃比でリッチスパイク運転を開始する。このような構成により、ＮＳＲ触媒から放出されるＮＯｘの放出量を抑えることができるので、排気エミッションの悪化が抑制されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１８６２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＮＳＲ触媒を備えた内燃機関では、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ還元機能の回復のために、筒内空燃比を理論空燃比よりも燃料リッチな空燃比とするリッチ燃焼を定期的に行うことが求められる。しかしながら、ＮＳＲ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元する場合、ＮＯｘの吸蔵状態、還元温度等の条件によって浄化性能が大きく変化する。このため、条件によっては吸蔵されているＮＯｘを浄化しきれず、その一部がＮＳＲ触媒の後方に染み出してしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、ＮＯｘ吸蔵還元機能を有する触媒を備える内燃機関において、触媒の機能回復のための燃焼制御を行う際に、触媒に吸蔵されているＮＯｘが触媒後方に染み出すことを抑制することができる内燃機関の排気浄化システム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】
本発明は、上記の課題を解決するため、内燃機関の排気浄化システムに適用される。排気浄化システムは、内燃機関の排気通路に設けられたＮＯｘ吸蔵還元機能を有する触媒と、触媒に吸蔵された吸蔵ＮＯｘ量を推定するＮＯｘ量推定手段と、所定の実行条件が成立した場合に触媒に吸蔵された吸蔵ＮＯｘを還元する還元制御を行う還元制御手段と、を備える。還元制御手段は、内燃機関の筒内空燃比を理論空燃比よりも燃料リッチな空燃比に制御するリッチ燃焼手段と、排気通路にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、を含んでいる。そして、還元制御手段は、吸蔵ＮＯｘ量が所定の第一閾値を超えている場合、リッチ燃焼手段を実行し、吸蔵ＮＯｘ量が第一閾値よりも大きい第二閾値を超えている場合、リッチ燃焼手段の実行に加えてＨＣ供給手段を実行するように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、触媒へのＮＯｘ吸蔵量が第二閾値を超えている場合に、リッチ燃焼手段の実行に加えてＨＣ供給手段が実行される。還元剤であるＣＯとＨＣを比較すると、還元剤としての反応性はＣＯがＨＣよりも高く、触媒への吸着し易さはＨＣがＣＯよりも高い。このため、触媒にＨＣが供給されると、触媒に吸着し易いＨＣがＮＯ３及びＮＯ２の還元反応の還元剤として用いられる機会が増す。これにより、ＮＯ３及びＮＯ２の還元反応の速度が抑制されるとともに、反応性が高いＣＯがＮＯの還元反応の還元剤として用いられる機会が増す。このように、本発明によれば、ＮＯの生成速度を抑えるとともにＮＯの還元反応の速度を高めることができるので、ＮＯが触媒の下流に染み出してしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の排気浄化システムの構成を説明するための図である。
【図２】ＮＳＲ触媒の下流の排気ガスのＮＯｘ濃度の時間変化を示す図である。
【図３】吸蔵ＮＯｘの量に対する染み出し率を、異なる還元温度で比較した図である。
【図４】ＮＳＲ触媒での還元反応のメカニズムを説明するための図である。
【図５】ＮＳＲ触媒の内部における吸蔵ＮＯｘ量及びＣＯ濃度を示す図である。
【図６】本実施の形態のＮＳＲ触媒でのＨＣ及びＣＯ還元反応のメカニズムを説明するための図である。
【図７】本実施の形態の還元制御における各種状態量の変化を示すタイムチャートである。
【図８】実施の形態１のシステムがリーン燃焼運転の実行中に実行するルーチンのフローチャートである。
【図９】ＨＣ／ＣＯ比率を決定するためのマップの一例である。
【図１０】実施の形態２のシステムがリーン燃焼運転の実行中に実行するルーチンのフローチャートである。
【図１１】ＨＣ吸着量閾値を決定するためのマップの一例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００１０】
１．実施の形態１．
実施の形態１について図を参照して説明する。
【００１１】
１−１．実施の形態１の構成
図１は、実施の形態１の排気浄化システムの構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施の形態の排気浄化システム１００は、内燃機関（エンジン）１０を備えている。本実施の形態に係るエンジン１０は、ディーゼルエンジンである。エンジン１０には４つの気筒が直列に備えられ、気筒ごとにインジェクタ８が設けられている。エンジン１０には、吸気マニホールドと排気マニホールドが取り付けられている（何れも図示省略）。排気マニホールドには、エンジン１０から出た排気ガスを大気中に放出するための排気通路１２が接続されている。
【００１２】
排気通路１２には、ＮＳＲ（NOx Storage Reduction）触媒１４が配置されている。ＮＳＲ触媒１４は、ＮＯｘの吸蔵機能とＮＯｘの還元機能とを兼ね備えた触媒である。ＮＳＲ触媒１４は、リーン雰囲気下では、排気ガス中に含まれるＮＯｘを吸蔵する。また、ＮＳＲ触媒１４は、リッチ雰囲気下で吸蔵しているＮＯｘを放出する。リッチ雰囲気下で放出されたＮＯｘは、ＨＣやＣＯにより還元される。
【００１３】
図１に示す排気浄化システム１００は、排気通路１２のＮＳＲ触媒の上流側に燃料添加弁１６を備えている。燃料添加弁１６は、ＮＳＲ触媒１４に導入される排気ガスにＨＣを供給するＨＣ供給手段として機能するものである。
【００１４】
本実施の形態に係る排気浄化システム１００はＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０を備えている。ＥＣＵ３０は、排気浄化システムの全体を総合制御する制御装置であって、本発明に係る制御装置はＥＣＵ３０の一つの機能として具現化されている。
【００１５】
ＥＣＵ３０は、少なくとも入出力インタフェース、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵを有する。入出力インタフェースは、排気浄化システム１００が備えるセンサの信号を取り込むとともに、エンジン１０が備えるアクチュエータに対して操作信号を出力する。センサはシステム１００の各所に取り付けられている。排気通路１２におけるＮＳＲ触媒１４の上流側及び下流側には、ＮＳＲ触媒１４の床温を検出するための排気温センサ２０が設けられている。また、排気通路１２におけるＮＳＲ触媒１４の上流側及び下流側には、空燃比センサ２２がそれぞれ設けられている。空燃比センサ２２は、排気ガスの空燃比を検出することができる。また、排気通路１２におけるＮＳＲ触媒１４の上流側及び下流側には、ＮＯｘセンサ２４がそれぞれ設けられている。ＮＯｘセンサ２４は、排気ガスに含まれるＮＯｘ量を検出する。さらに、クランク軸の回転速度を検出する回転速度センサ２６や、吸気量を検出するためのエアフローメータ２８なども取り付けられている。ＥＣＵ３０は、取り込んだ各センサの信号を処理して所定の制御プログラムにしたがって各アクチュエータを操作する。ＥＣＵ３０によって操作されるアクチュエータには、インジェクタ８、燃料添加弁１６などが含まれている。ＲＯＭには、エンジン１０を制御するための各種の制御プログラムやマップを含む各種の制御データが記憶されている。ＣＰＵは、制御プログラムをＲＯＭから読みだして実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて操作信号を生成する。なお、ＥＣＵ３０に接続されるアクチュエータやセンサは図中に示す以外にも多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。
【００１６】
１−２．実施の形態１の燃焼制御
ＥＣＵ３０により実行されるエンジン１０の燃焼制御には空燃比制御が含まれる。本実施の形態の空燃比制御では、筒内空燃比が要求空燃比となるようにインジェクタ８からの燃料噴射量が制御される。実施の形態１のエンジン１０では、通常、ＥＣＵ３０は要求空燃比を理論空燃比よりも燃料リーンなリーン空燃比に設定する。以下の説明では、リーン空燃比によるエンジン１０の運転を「リーン燃焼運転」と表記する。リーン燃焼運転の実行中は、ＮＯｘ等の酸化剤がＨＣ、ＣＯ等の還元剤よりも多量に排出される。このため、三元触媒を用いて当該排気ガスを浄化しようとしても、還元剤の不足によって全てのＮＯｘを浄化することができない。そこで、本実施の形態のシステム１００は、排気通路１２にＮＳＲ触媒１４を備えることとしている。ＮＳＲ触媒１４は、ＮＯｘをＢａ（ＮＯ３）２等の硝酸塩として吸蔵する機能を有している。このため、本実施の形態１のシステム１００によれば、リーン燃焼運転の実行中であっても、該ＮＯｘが大気中に放出されてしまうことを効果的に抑制することができる。
【００１７】
但し、ＮＳＲ触媒１４のＮＯｘ吸蔵性能は、ＮＯｘ吸蔵量が増加するにつれて低下してしまう。このため、リーン燃焼運転が長時間継続して実行されると、ＮＯｘが吸蔵されずに排気通路１２の下流に流れてしまう。そこで、実施の形態１のシステムでは、ＮＳＲ触媒１４に吸蔵されたＮＯｘを定期的に還元して浄化する還元制御が実施される。還元制御では、具体的には、還元要求と還元許可が同時に出されている期間にエンジン１０の運転モードがリーン燃焼運転からリッチ燃焼運転へと切り替えられる。還元要求は、ＮＳＲ触媒１４に吸蔵された吸蔵ＮＯｘ量が所定の第一閾値以上となったことを受けて出される要求である。また、還元許可は、エンジン１０の運転条件等から、リッチ燃焼運転を実行可能な期間に出される許可である。
【００１８】
リッチ燃焼運転では、ＥＣＵ３０は、要求空燃比を理論空燃比よりも燃料リッチな空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＝１４．６）に設定する。筒内空燃比を理論空燃比よりも燃料リッチにすることによって、排気中の酸素濃度が減少するとともにＨＣ、ＣＯ等の還元剤が多量に発生する。還元剤を多量に含む排気がＮＳＲ触媒１４に供給されることで、ＮＳＲ触媒１４に吸蔵されていたＮＯｘはＮＳＲ触媒１４から放出され、ＮＳＲ触媒１４上でＮＨ３やＮ２に還元される。
【００１９】
１−３．リッチ燃焼運転の課題
ＥＣＵ３０は、還元制御においてリッチ燃焼運転を実行する。ここで、リッチ燃焼運転によってＮＳＲ触媒１４に吸蔵されたＮＯｘをＮＯまで浄化する際の浄化効率は、ＮＯｘの吸蔵状態及び還元温度によって大きく変化する。図２は、ＮＳＲ触媒の下流の排気ガスのＮＯｘ濃度の時間変化を示す図である。この図に示す例では、５００［ｓ］においてＮＳＲ触媒１４の下流のＮＯの濃度がＮＯｘの染み出しによって急激に上昇している。以下の説明では、ＮＳＲ触媒１４の下流に染み出したＮＯｘを「染み出しＮＯｘ」と表記する。また、ＮＳＲ触媒１４に吸蔵されている吸蔵ＮＯｘに対する染み出しＮＯｘの比率［％］を「染み出し率」と表記する。
【００２０】
図３は、吸蔵ＮＯｘの量に対する染み出し率を、異なる還元温度で比較した図である。この図に示すように、染み出し率は、還元温度すなわちＮＳＲ触媒１４の床温が低いほど高くなっている。この還元メカニズムは、以下のように推察される。図４は、ＮＳＲ触媒での還元反応のメカニズムを説明するための図である。この図に示すように、ＮＳＲ触媒１４では、次式（１）、（２）及び（３）の還元反応が起きる。具体的には、ＮＳＲ触媒１４では、式（３）の還元反応によりＢａ（ＮＯ３）２として吸蔵されているＮＯｘがＮＯ２に還元される。次に、ＮＳＲ触媒１４では、式（２）の還元反応によりＮＯ２がＮＯに還元される。そして、ＮＳＲ触媒１４では、式（１）の還元反応によりＮＯがＮ２に還元される。
【００２１】
【数１】
2020037929.tif 000003
【００２２】
【数２】
2020037929.tif 000004
【００２３】
【数３】
2020037929.tif 000005
【００２４】
図５は、ＮＳＲ触媒の内部における吸蔵ＮＯｘ量及びＣＯ濃度を示す図である。この図に示すように、ＮＳＲ触媒１４の前側（Ｆｒ）の部位は、排気ガス中のＣＯ濃度が高いため、吸蔵ＮＯｘがＮ２へと効率よく浄化される。しかしながら、排気ガス中のＣＯは、ＮＳＲ触媒１４の後側（Ｒｒ側）に流れていく過程で徐々に消費される。このため、ＣＯ濃度は、ＮＳＲ触媒１４の後側（Ｒｒ）へ向かうに従い低下する。このため、吸蔵ＮＯｘが多い場合には、ＮＳＲ触媒１４の後方側（Ｒｒ側）の部位において、式（１）の還元反応を起こすためのＣＯが不足し、Ｎ２に還元されないＮＯが染み出しＮＯｘとなると推察できる。このように、染み出しＮＯｘを抑制するためには、限られたＣＯを如何に式（１）の還元反応のために使用するかが重要となる。
【００２５】
１−４．本実施の形態のシステムの特徴
そこで、本願の発明者らは、式（２）及び（３）の還元反応を抑えて式（１）の還元反応を促進するための方法について鋭意研究を重ねた。その結果、本願の発明者らは、還元剤としてのＨＣとＣＯの比率を調整することによって式（１）、（２）及び（３）の還元反応の速度を調整できることを見出した。図６は、本実施の形態のＮＳＲ触媒でのＨＣ及びＣＯ還元反応のメカニズムを説明するための図である。還元剤の反応性は、ＨＣよりもＣＯが高いが、ＮＳＲ触媒１４への吸着性はＣＯよりもＨＣが高い。このため、ＣＯに比べて反応性の劣るＨＣの比率を増やしてＮＳＲ触媒１４の表面に吸着させると、ＮＯ２及びＮＯ３の還元反応にＨＣが用いられる機会が増すため、ＮＯ２及びＮＯ３の還元反応の速度が抑制される。これにより、式（１）に示すＮＯの還元反応の速度を相対的に高めることができるので、還元されないＮＯが触媒下流に染み出すことを抑制することが可能となる。
【００２６】
本実施の形態の排気浄化システム１００では、具体的には、還元制御においてＨＣ／ＣＯ比を増やすための以下の動作が行われる。図７は、本実施の形態の還元制御における各種状態量の変化を示すタイムチャートである。なお、この図に示す例では、１段目のチャートがＮＯｘ吸蔵量の変化を示し、２段目のチャートが還元要求の変化を示し、３段目のチャートが還元許可の変化を示し、４段目のチャートが還元剤中のＨＣ／ＣＯ比の変化を示している。
【００２７】
この図に示す例では、吸蔵ＮＯｘ量が第一閾値を超えた時点ｔ１において還元要求が出される。そして、時点ｔ２において還元要求に加えて還元許可が出されると、リッチ燃焼運転が行われる。図中の比較例は、還元制御としてリッチ燃焼運転のみが行われた場合を示している。これに対して、図中の実施例は、本実施の形態のシステム１００において行われる還元制御を示している。この実施例では、ＮＯｘ吸蔵量が第一閾値よりも大きい第二閾値を超えている時点ｔ２からｔ３の期間に限り、リッチ燃焼運転に加えて燃料添加弁１６から排気ガスにＨＣが供給される。第二閾値は、ＮＳＲ触媒１４の下流からＮＯｘが染み出す可能性のあるＮＯｘ吸蔵量の閾値である。これにより、時点ｔ２からｔ３の期間は、ＨＣ／ＣＯ比が時点ｔ３以降の期間よりも高くなっている。時点ｔ３以降は、リッチ燃焼運転のみが行われ、ＮＯｘ吸蔵量がゼロとなる時点ｔ４にて還元制御が停止される。
【００２８】
以上のような還元制御によれば、ＮＳＲ触媒１４からＮＯｘが染み出す可能性のあるＮＯｘ吸蔵量である場合に、式（２）及び（３）の還元反応を抑制しつつ式（１）の還元反応を促進することができる。これにより、Ｎ２に還元されないＮＯを減らすことができるので、ＮＳＲ触媒１４からのＮＯｘの染み出しを有効に抑制することが可能となる。
【００２９】
１−５．実施の形態１のシステムにおいて実行される制御の具体的処理
次に、フローチャートに沿ってＥＣＵ３０がリーン燃焼運転の実行中に実行するルーチンの具体的処理について説明する。
【００３０】
図８は、実施の形態１のシステムがリーン燃焼運転の実行中に実行するルーチンのフローチャートである。図８に示すルーチンでは、先ず、ＥＣＵ３０は、排気温センサ２０を用いてＮＳＲ触媒１４の床温Ｔを検出する（ステップＳ１００）。次に、ＥＣＵ３０は、エアフローメータ２８等を用いて排気流量Ｇａを算出する（ステップＳ１０２）。次に、ＥＣＵ３０は、ＮＯｘ吸蔵量NOxsumを演算する（ステップＳ１０４）。ここでのＮＯｘ吸蔵量NOxsumは、ＮＳＲ触媒１４に吸蔵されているＮＯｘ量の積算値である。ここでは、先ず、ＮＯｘ吸蔵量NOxsumの前回値NOxsum_oldが算出される。前回値NOxsum_oldは、前回のルーチンのステップＳ１０２において演算されたＮＯｘ吸蔵量NOxsumが読み込まれる。なお、初回ルーチンでは、前回値NOxsum_oldがゼロとされる。次に、ＮＯｘセンサ２４の検出値、及びステップＳ１０２において算出された排気流量Ｇａ等を用いて、瞬時ＮＯｘ吸蔵量NOxtempが算出される。そして、算出された前回値NOxsum_oldに瞬時ＮＯｘ吸蔵量NOxtempを加算することにより、今回のＮＯｘ吸蔵量NOxsumが算出される。
【００３１】
次に、ＥＣＵ３０は、算出されたＮＯｘ吸蔵量NOxsumが第一閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。その結果、判定の成立が認められない場合、還元制御が不要と判断されてステップＳ１００の処理に戻る。一方、判定の成立が認められた場合、還元制御が必要と判断されて次のステップの処理に移行する。次のステップでは、ＥＣＵ３０は、算出されたＮＯｘ吸蔵量NOxsumが第二閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０８）。その結果、判定の成立が認められない場合、ＮＯｘの染み出しのおそれはないと判断されて、ステップＳ１１０の処理に移行する。ステップＳ１１０では、ＥＣＵ３０は、リッチ燃焼運転を実行する。
【００３２】
一方、上記ステップＳ１０８の判定の成立が認められた場合、ＮＯｘの染み出しのおそれがあると判断されて、ステップＳ１１２の処理に移行する。ステップＳ１１２では、ＥＣＵ３０は、リッチ燃焼運転を実行するとともに、燃料添加弁１６を用いて排気ガスにＨＣを供給する。図９は、ＨＣ／ＣＯ比率を決定するためのマップの一例である。ここでは、先ず、ＥＣＵ３０は、ＮＯｘ吸蔵量NOxsumから第二閾値を差し引いた差分値Ｄ［ｇ］を算出する。そして、ＥＣＵ３０は、図９に示すマップに従い、差分値Ｄに対応するＨＣ／ＣＯ比率を決定する。なお、図９に示すマップでは、差分値Ｄが大きいほど、つまりＮＯｘ吸蔵量NOxsumの第二閾値に対する乖離が大きいほど、ＨＣ／ＣＯ比率が大きくされる。そして、ＥＣＵ３０は、図９に示すマップに従い特定されたＨＣ／ＣＯ比率を実現するためのＨＣ供給量を算出し、燃料添加弁１６からＨＣを供給する。ステップＳ１１０又はＳ１１２の処理が実行されると本ルーチンは終了される。
【００３３】
このように、本実施の形態のシステム１００によれば、染み出しＮＯｘの発生を効率よく抑制することができる。エミッションの悪化を防ぐことが可能となる。
【００３４】
ところで、上述した実施の形態１のシステム１００では、ＥＣＵ３０がステップＳ１０４の処理を実行することにより、本発明の「ＮＯｘ量推定手段」が実現され、ＥＣＵ３０がステップＳ１１０の処理を実行することにより、本発明の「還元制御手段」及び「リッチ燃焼手段」が実現され、ＥＣＵ３０がステップＳ１１２の処理を実行することにより、本発明の「還元制御手段」、「リッチ燃焼手段」及び「ＨＣ供給手段」が実現されている。
【００３５】
１−５．実施の形態１のシステムの変形例
実施の形態１のシステム１００は、以下のように変形した形態を採用してもよい。
【００３６】
ステップＳ１１２において排気ガスにＨＣを供給する処理は、エンジン１０のポスト噴射によって実現する構成でもよい。このことは、後述する実施の形態２のステップＳ２１６において実行される処理についても同様である。
【００３７】
２．実施の形態２．
次に、実施の形態２の排気浄化システムについて説明する。
【００３８】
２−１．実施の形態２に係る排気浄化システムの構成
実施の形態２に係る排気浄化システムの構成は、図１に示す実施の形態１の排気浄化システム１００と同一である。よって、実施の形態２に係る排気浄化システムの詳細の説明については省略する。
【００３９】
２−２．実施の形態２に係る排気浄化システムの特徴
実施の形態１の排気浄化システム１００では、ＮＯｘ吸蔵量NOxsumが第二閾値よりも大きい場合にリッチ燃焼運転に加えて排気ガスにＨＣを供給することとした。これに対して、実施の形態２の排気浄化システム１００は、ＮＳＲ触媒１４へのＨＣ吸着量の積算値を推定し、当該ＨＣ吸着量の積算値の大きさに応じて排気ガスへのＨＣの供給の要否を決定する制御に特徴を有している。以下、フローチャートを参照して、実施の形態２のシステム１００において実行される還元制御の具体的処理について説明する。
【００４０】
２−３．実施の形態２のシステムにおいて実行される制御の具体的処理
図１０は、実施の形態２のシステムがリーン燃焼運転の実行中に実行するルーチンのフローチャートである。図１０に示すルーチンのステップＳ２００からＳ２０８の処理では、上述した図８に示すステップＳ１００からＳ１０８の処理と同様の処理が実行される。ステップＳ２０８の処理の結果、判定の成立が認められない場合、ＮＯｘの染み出しのおそれはないと判断されて、ステップＳ２１０の処理に移行する。ステップＳ２１０では、ＥＣＵ３０は、リッチ燃焼運転を実行する。
【００４１】
一方、上記ステップＳ２０８の判定の成立が認められた場合、ＮＯｘの染み出しのおそれがあると判断されて、ステップＳ２１２の処理に移行する。ステップＳ２１２では、ＥＣＵ３０は、次式（４）から（６）の演算を行うことによりＮＳＲ触媒１４へのＨＣ吸着量の積算値を算出する。
【００４２】
【数４】
2020037929.tif 000006
【００４３】
【数５】
2020037929.tif 000007
式（５）では、Aadは頻度因子を、Eaadは活性化エネルギを、Rは気体定数を、Nsは空サイトを、そしてNadは吸着数を、それぞれ示している。
【００４４】
【数６】
2020037929.tif 000008
式（６）では、Aoxは頻度因子を、Eaoxは活性化エネルギを、Rは気体定数を、それぞれ示している。
【００４５】
【数７】
2020037929.tif 000009
式（７）では、Adeは頻度因子を、Eadeは活性化エネルギを、Rは気体定数を、それぞれ示している。
【００４６】
次に、ＥＣＵ３０は、上記ステップＳ２１２において推定されたＨＣ吸着量積算値が所定のＨＣ吸着量閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２１４）。図１１は、ＨＣ吸着量閾値を決定するためのマップの一例である。ここでは、先ず、ＥＣＵ３０は、ＮＯｘ吸蔵量NOxsumから第二閾値を差し引いた差分値Ｄ［ｇ］を算出する。そして、ＥＣＵ３０は、図１１に示すマップに従い、差分値Ｄに対応するＨＣ吸着量閾値を決定する。なお、図１１に示すマップでは、差分値Ｄが大きいほど、つまりＮＯｘ吸蔵量NOxsumの第二閾値に対する乖離が大きいほど、ＨＣ吸着量閾値が大きくされる。
【００４７】
上記ステップＳ２１４の処理の結果、判定の成立が認められない場合、ＮＳＲ触媒１４のＨＣ／ＣＯ比を上げる必要はないと判断されて、ステップＳ２１０の処理に移行する。一方、上記ステップＳ２１４の処理の結果、判定の成立が認められた場合、ＨＣ／ＣＯ比を上げる必要があると判断されて、次のステップＳ２１６へ移行する。ステップＳ２１６では、ＥＣＵ３０は、リッチ燃焼運転を実行するとともに、燃料添加弁１６を用いて排気ガスに所定量のＨＣを供給する。ステップＳ２１０又はＳ２１６の処理が実行されると本ルーチンは終了される。
【００４８】
このように、本実施の形態のシステム１００によれば、染み出しＮＯｘの発生を効率よく抑制することができる。これにより、エミッションの悪化を防ぐことが可能となる。
【００４９】
ところで、上述した実施の形態２のシステム１００では、ＥＣＵ３０がステップＳ２０４の処理を実行することにより、本発明の「ＮＯｘ量推定手段」が実現され、ＥＣＵ３０がステップＳ２１０の処理を実行することにより、本発明の「還元制御手段」及び「リッチ燃焼手段」が実現され、ＥＣＵ３０がステップＳ２１６の処理を実行することにより、本発明の「還元制御手段」、「リッチ燃焼手段」及び「ＨＣ供給手段」が実現されている。
【符号の説明】
【００５０】
８  インジェクタ
１０  エンジン
１２  排気通路
１４  ＮＳＲ触媒
１６  燃料添加弁
２０  排気温センサ
２２  空燃比センサ
２４  ＮＯｘセンサ
２６  回転速度センサ
２８  エアフローメータ
３０  ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
１００  排気浄化システム
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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