(57)【要約】【課題】アンモニア等の浄化対象成分の大気への流出を抑制することができる内燃機関の排気浄化システム及びその制御方法を提供する。【解決手段】尿素水噴射装置６より上流側の排気通路３の一部を、ＮＯｘ吸着触媒装置１２が配置される第１通路１１ｂとＮＯｘ吸着触媒装置１２をバイパスさせる第２通路１１ｃとに分岐するとともに、第１通路１１ｂと第２通路１１ｃの何れか一方に排気Ｇの流れを切り替える流路切替装置１１ｅを設けて構成されるアンモニアスリップ抑制装置１１を備えて、エンジン２の運転状態時で、アンモニア濃度センサ１０の取得値Ｄが設定濃度閾値Ｄ１以上で、ＮＯｘ吸着触媒装置１２のＮＯｘ吸着量Ｎａがゼロでない場合に、流路切替装置１１ｅにより第１通路１１ｂに排気Ｇの流れを切り替えて、ＮＯｘ吸着触媒装置１２に吸着したＮＯｘを下流側の排気通路３に脱離させる制御を行う。【選択図】図３
2020200764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気が通過する排気通路に上流側より順に、尿素水噴射装置、選択還元型触媒装置、アンモニアスリップ触媒装置を配置して構成される内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記尿素水噴射装置より上流側の前記排気通路の一部を、ＮＯｘ吸着触媒装置が配置される第１通路と前記ＮＯｘ吸着触媒装置をバイパスさせる第２通路とに分岐するとともに、前記第１通路と前記第２通路の何れか一方に排気の流れを切り替える流路切替装置を設けて構成されるアンモニアスリップ抑制装置と、
前記ＮＯｘ吸着触媒装置のＮＯｘ吸着量を取得する吸着量取得装置と、
前記アンモニアスリップ触媒装置より下流側の前記排気通路を通過する排気に含まれるアンモニアの濃度を取得するアンモニア濃度取得装置と、
前記流路切替装置を制御する制御装置と、
を備えて、
前記制御装置が、
前記内燃機関の運転状態時で、前記アンモニア濃度取得装置の取得値が予め設定された設定濃度閾値以上で、前記吸着量取得装置の取得値がゼロでない場合に、前記流路切替装置により前記第１通路に排気の流れを切り替えて、前記ＮＯｘ吸着触媒装置に吸着したＮＯｘを下流側の前記排気通路に脱離させるスリップ抑制制御を行うように構成される内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記選択還元型触媒装置の前段の前記排気通路を通過する排気の温度を取得する排気温度取得装置を備えて、
前記制御装置が、
前記内燃機関の運転状態時で、前記排気温度取得装置の取得値が予め設定された設定温度閾値未満である場合に、前記流路切替装置により前記第１通路に排気の流れを切り替えて、排気に含まれるＮＯｘを前記ＮＯｘ吸着触媒装置に吸着させる制御を行うように構成される請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
前記制御装置が、
前記排気温度取得装置の取得値が前記設定温度閾値以上で、かつ、前記スリップ抑制制御を行わない場合には、前記流路切替装置により前記第２通路に排気の流れを切り替える制御を行うように構成される請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
内燃機関の排気が通過する排気通路に上流側より順に、尿素水噴射装置、選択還元型触媒装置、アンモニアスリップ触媒装置を配置し、前記尿素水噴射装置より上流側の前記排気通路の一部を、ＮＯｘ吸着触媒装置が配置される第１通路と前記ＮＯｘ吸着触媒装置をバイパスさせる第２通路とに分岐するとともに、前記第１通路と前記第２通路の何れか一方に排気の流れを切り替える流路切替装置を設けて構成されるアンモニアスリップ抑制装置を備えて構成される内燃機関の排気浄化システムの制御方法において、
前記アンモニアスリップ触媒装置より下流側の前記排気通路を通過する排気に含まれるアンモニアの濃度が予め設定された設定濃度閾値以上であるか否かを判定する第１ステップと、
前記ＮＯｘ吸着触媒装置のＮＯｘ吸着量がゼロでないか否かを判定する第２ステップと、
前記内燃機関の運転状態時で、前記第１ステップで排気に含まれるアンモニアの濃度が前記設定濃度閾値以上であると判定し、前記第２ステップでＮＯｘ吸着量がゼロでないと判定する場合には、前記流路切替装置により前記第１通路に排気の流れを切り替えて、前記ＮＯｘ吸着触媒装置に吸着したＮＯｘを下流側の前記排気通路に脱離させるスリップ抑制制御を行う第３ステップと、
を有することを特徴とする内燃機関の排気浄化システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関の排気浄化システム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
尿素系の選択還元型触媒装置とアンモニアスリップ触媒装置を有する排気ガス浄化装置を内燃機関の排気通路に備えた内燃機関の排気ガス浄化システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０６２７４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、内燃機関の高負荷時等、内燃機関の排気の急激な昇温に伴い選択還元型触媒装置が急激に昇温した場合には、選択還元型触媒装置に吸着したアンモニアが下流側のアンモニアスリップ触媒装置で浄化可能な量を超えて大量に脱離する（アンモニアスリップが発生する）虞がある。アンモニアが大量に脱離すると、アンモニアスリップ触媒装置で浄化されなかったアンモニアや、アンモニアスリップ触媒装置におけるアンモニアの浄化処理時の副生成物である窒素酸化物（ＮＯｘ）や亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）等の浄化対象成分が大気に流出する虞がある。
【０００５】
本開示の目的は、アンモニア等の浄化対象成分の大気への流出を抑制することができる内燃機関の排気浄化システム及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明の態様の内燃機関の排気浄化システムは、内燃機関の排気が通過する排気通路に上流側より順に、尿素水噴射装置、選択還元型触媒装置、アンモニアスリップ触媒装置を配置して構成される内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記尿素水噴射装置より上流側の前記排気通路の一部を、ＮＯｘ吸着触媒装置が配置される第１通路と前記ＮＯｘ吸着触媒装置をバイパスさせる第２通路とに分岐するとともに、前記第１通路と前記第２通路の何れか一方に排気の流れを切り替える流路切替装置を設けて構成されるアンモニアスリップ抑制装置と、前記ＮＯｘ吸着触媒装置のＮＯｘ吸着量を取得する吸着量取得装置と、前記アンモニアスリップ触媒装置より下流側の前記排気通路を通過する排気に含まれるアンモニアの濃度を取得するアンモニア濃度取得装置と、前記流路切替装置を制御する制御装置と、を備えて、前記制御装置が、前記内燃機関の運転状態時で、前記アンモニア濃度取得装置の取得値が予め設定された設定濃度閾値以上で、前記吸着量取得装置の取得値がゼロでない場合に、前記流路切替装置により前記第１通路に排気の流れを切り替えて、前記ＮＯｘ吸着触媒装置に吸着したＮＯｘを下流側の前記排気通路に脱離させるスリップ抑制制御を行うように構成される。
【０００７】
また、上記の目的を達成するための本発明の態様の内燃機関の排気浄化システムの制御方法は、内燃機関の排気が通過する排気通路に上流側より順に、尿素水噴射装置、選択還元型触媒装置、アンモニアスリップ触媒装置を配置し、前記尿素水噴射装置より上流側の前記排気通路の一部を、ＮＯｘ吸着触媒装置が配置される第１通路と前記ＮＯｘ吸着触媒装置をバイパスさせる第２通路とに分岐するとともに、前記第１通路と前記第２通路の何れか一方に排気の流れを切り替える流路切替装置を設けて構成されるアンモニアスリップ抑制装置を備えて構成される内燃機関の排気浄化システムの制御方法において、前記アンモニアスリップ触媒装置より下流側の前記排気通路を通過する排気に含まれるアンモニアの濃度が予め設定された設定濃度閾値以上であるか否かを判定する第１ステップと、前記ＮＯｘ吸着触媒装置のＮＯｘ吸着量がゼロでないか否かを判定する第２ステップと、前記内燃機関の運転状態時で、前記第１ステップで排気に含まれるアンモニアの濃度が前記設定濃度閾値以上であると判定し、前記第２ステップでＮＯｘ吸着量がゼロでないと判定する場合には、前記流路切替装置により前記第１通路に排気の流れを切り替えて、前記ＮＯｘ吸着触媒装置に吸着したＮＯｘを下流側の前記排気通路に脱離させるスリップ抑制制御を行う第３ステップと、を有することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、アンモニア等の浄化対象成分の大気への流出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の内燃機関の排気浄化システムの構成で、流路切替装置により第１通路に排気の流れを切り替えている状態を例示する図である。
【図２】図１の内燃機関の排気浄化システムの構成で、流路切替装置により第２通路に排気の流れを切り替えている状態を例示する図である。
【図３】本発明の実施形態の内燃機関の排気浄化システムの制御方法を制御フローの形で例示する図である。
【図４】図３に連なる制御フローを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施形態の内燃機関の排気浄化システム及びその制御方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１、２に例示するように、本発明の実施形態の内燃機関の排気浄化システム１は、エンジン（内燃機関）２の排気通路３に上流側より順に、酸化触媒装置４、フィルタ５、尿素水噴射装置６、選択還元型触媒装置７、アンモニアスリップ触媒装置８を配置して構成される。
【００１２】
排気通路３は、エンジン２の各気筒２ａの内部で燃料を新気と混合圧縮して燃焼させた後の排気Ｇが通過する通路である。排気Ｇは排気通路３を経由して大気に排出される。酸化触媒装置４は、排気Ｇに含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、一酸化窒素（ＮＯ）等の酸化を主に行う周知の装置である。酸化触媒装置４はまた、後述するフィルタ５の再生昇温制御時に、各気筒２ａの内部でポスト噴射された燃料に含まれる炭化水素を酸化して、この酸化時の発熱反応により排気Ｇを昇温させる。
【００１３】
フィルタ５は、排気Ｇに含まれる微粒子状物質（PM:Particulate Matter）を捕集する周知の装置である。フィルタ５による微粒子状物質の捕集量には限界があるため、酸化触媒装置４により昇温及び高温化した排気Ｇ（例えば６００℃程度の排気Ｇ）によりフィルタ５に捕集された微粒子状物質を定期的に燃焼除去している。本実施形態の説明では、この微粒子状物質を燃焼除去する制御をフィルタ５の再生昇温制御と称す。
【００１４】
尿素水噴射装置６は、尿素水Ｕを排気通路３内に噴射する装置である。噴射された尿素水Ｕが排気Ｇの熱量により加水分解されることで、アンモニア（ＮＨ3）が生成される。選択還元型触媒装置７は、尿素水噴射装置６から噴射された尿素水Ｕを基に生成されたアンモニアにより排気Ｇに含まれるＮＯｘを浄化処理する周知の装置である。ＮＯｘはアンモニアにより窒素（Ｎ2）に還元処理される。選択還元型触媒装置７にはアンモニアが吸着し、このアンモニアの吸着量の上限値は選択還元型触媒装置７の温度が高くなるにつれて小さくなる。アンモニアスリップ触媒装置８は、酸化触媒装置４と同じ構造で、選択還元型触媒装置７より脱離したアンモニアを浄化処理する周知の装置である（アンモニアは主に窒素に酸化処理される）。
【００１５】
選択還元型触媒装置７の前段の排気通路３には、この排気通路３を通過する排気Ｇの温度を取得する排気温度センサ（排気温度取得装置）９が配置される。排気温度センサ９の取得値は、後述する制御装置１６により選択還元型触媒装置７に流入する排気Ｇの温度として用いられる。なお、排気Ｇの温度の取得方法はこのセンサ９を用いた取得方法に限定されない。
【００１６】
アンモニアスリップ触媒装置８より下流側の排気通路３にはアンモニア濃度センサ（アンモニア濃度取得装置）１０が配置される。アンモニア濃度センサ１０は、アンモニアスリップ触媒装置８より下流側の排気通路３を通過する排気Ｇに含まれるアンモニアの濃度を取得する装置である。なお、排気Ｇに含まれるアンモニアの濃度の取得方法はこのセンサ１０を用いた取得方法に限定されない。
【００１７】
本実施形態の内燃機関の排気浄化システム１では、尿素水噴射装置６より上流側の排気通路３にアンモニアスリップ抑制装置１１が備わる。アンモニアスリップ抑制装置１１は、その筐体１１ａの内部に第１通路１１ｂ、第２通路１１ｃ、仕切り板１１ｄ及び流路切替バルブ（流路切替装置）１１ｅを設けて構成される。
【００１８】
第１通路１１ｂ、第２通路１１ｃは、筐体１１ａの内部で仕切り板１１ｄを介して上下に配置されている排気Ｇの通過用の空間である。第１通路１１ｂにはＮＯｘ吸着触媒装置１２が配置されるが、第２通路１１ｃにはＮＯｘ吸着触媒装置１２が配置されない。すなわち、第２通路１１ｃは、ＮＯｘ吸着触媒装置１２をバイパスさせる通路である。
【００１９】
仕切り板１１ｄは、筐体１１ａの内部で第１通路１１ｂと第２通路１１ｃを区画する板状体の部材である。仕切り板１１ｄは、第１通路１１ｂと第２通路１１ｃの間での仕切り板１１ｄを介した伝熱を抑制するために断熱材で構成されている。流路切替バルブ１１ｅは、第１通路１１ｂと第２通路１１ｃの何れか一方に排気Ｇの流れを切り替える装置である。
【００２０】
すなわち、アンモニアスリップ抑制装置１１は、尿素水噴射装置６より上流側の排気通路３の一部を、ＮＯｘ吸着触媒装置１２が配置される第１通路１１ｂとＮＯｘ吸着触媒装置１２をバイパスさせる第２通路１１ｃとに分岐するとともに、第１通路１１ｂと第２通路１１ｃの何れか一方に排気Ｇの流れを切り替える流路切替バルブ１１ｅを設けて構成される。
【００２１】
なお、アンモニアスリップ抑制装置１１は、ＮＯｘ吸着触媒装置１２が配置される通路とＮＯｘ吸着触媒装置１２をバイパスさせる通路との何れか一方に排気Ｇの流れを切替可能であればよく、本実施形態の構成に限定されない。例えば、尿素水噴射装置６より上流側の排気通路３にＮＯｘ吸着触媒装置１２を配置し、このＮＯｘ吸着触媒装置１２をバイパスするバイパス通路を排気通路３に接続して、バイパス通路と排気通路３の分岐箇所に流路切替バルブを配置する構成としてもよい。この構成の場合は、ＮＯｘ吸着触媒装置１２が配置される排気通路３が第１通路１１ｂに相当し、バイパス通路が第２通路１１ｃに相当する。
【００２２】
また、アンモニアスリップ抑制装置１１は、酸化触媒装置４より上流側の排気通路３に設けてもよいが、この構成であると後述するスリップ抑制制御時に酸化触媒装置４及びフィルタ５が優先的に冷却されて下流側の選択還元型触媒装置７の過熱状態の抑制度が低下する。したがって、本実施形態のようにフィルタ５と尿素水噴射装置６の間の排気通路３にアンモニアスリップ抑制装置１１を設けることが好ましい。
【００２３】
ＮＯｘ吸着触媒装置１２は、この装置１２の温度が所定温度（例えば１８０℃〜２００℃の温度範囲内の任意の温度）未満ではこの装置１２内にＮＯｘを吸着し、この装置１２の温度が所定温度以上ではこの装置１２内に吸着したＮＯｘを脱離する装置である。ＮＯｘ吸着触媒装置１２は、ＰＮＡ装置（PNA:Passive NOx Absorber）とも呼ばれ、この装置１２内に担持した触媒に物理的または化学的にＮＯｘを吸着させる。
【００２４】
ＮＯｘ吸着触媒装置１２は、ＮＯ（一酸化窒素）よりＮＯ2（二酸化窒素）を比較的吸着しやすい。したがって、本実施形態のようにフィルタ５と尿素水噴射装置６の間の排気通路３にアンモニアスリップ抑制装置１１を設けると、排気Ｇに含まれるＮＯの一部を酸化触媒装置４でＮＯ2に変化させた後に排気ＧをＮＯｘ吸着触媒装置１２に流入させるので、ＮＯｘ吸着触媒装置１２へのＮＯｘ吸着を比較的迅速に行うことができる。
【００２５】
本実施形態の内燃機関の排気浄化システム１では、ＮＯｘ吸着触媒装置１２のＮＯｘ吸着量を取得する吸着量取得装置１３が備わる。吸着量取得装置１３は、第１通路１１ｂへの排気Ｇの通過時に前段ＮＯｘ濃度センサ１４の取得値と後段ＮＯｘ濃度センサ１５の取得値の差分を時間積分して算出される値をＮＯｘ吸着触媒装置１２のＮＯｘ吸着量として取得する装置である。本実施形態では、吸着量取得装置１３は制御装置１６の内部に備わるが、別体として構成してもよい。
【００２６】
前段ＮＯｘ濃度センサ１４は、ＮＯｘ吸着触媒装置１２の前段の第１通路１１ｂに配置されて、ＮＯｘ吸着触媒装置１２の上流側の排気Ｇに含まれるＮＯｘの濃度（ＮＯｘ濃度）を取得する装置である。後段ＮＯｘ濃度センサ１５は、筐体１１ａの出口と尿素水噴射装置６の間の排気通路３に配置されて、アンモニアスリップ抑制装置１１を通過後の排気Ｇに含まれるＮＯｘの濃度を取得する装置である。
【００２７】
本実施形態の内燃機関の排気浄化システム１には、流路切替バルブ１１ｅを制御する制御装置１６が備わる。制御装置１６は、各種情報処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。制御装置１６は、各種装置６、９、１０、１１ｅ、１４、１５と電気的に接続される。
【００２８】
本実施形態の内燃機関の排気浄化システム１では、制御装置１６が、エンジン２の運転状態時で、アンモニア濃度センサ１０の取得値Ｄが予め設定された設定濃度閾値Ｄ１以上である場合に、アンモニアスリップが生じていると判定する。そして、制御装置１６が、この判定時に、さらに、吸着量取得装置１３の取得値Ｎａがゼロでない場合に、流路切替バルブ１１ｅにより第１通路１１ｂに排気Ｇの流れを切り替えて、ＮＯｘ吸着触媒装置１２に吸着したＮＯｘを下流側の排気通路３に脱離させる制御を行う。本実施形態の説明では、この制御をスリップ抑制制御と称す。
【００２９】
ここで、エンジン２の運転状態とは、各気筒２ａの内部で燃料を新気と混合圧縮して燃焼させている状態（言い換えれば排気Ｇが発生している状態）、または、フィルタ５の再生昇温制御を行っている状態（言い換えれば各気筒２ａ内へのポスト噴射や排気通路３内への燃料噴射を行っている状態）である。排気通路３内への燃料噴射とは、酸化触媒装置４より上流側の排気通路３に燃料噴射装置を配置して、この燃料噴射装置から排気通路３内に燃料を噴射することである。
【００３０】
設定濃度閾値Ｄ１は、この閾値以上であるとアンモニアスリップ触媒装置８で浄化処理可能な量以上のアンモニアが選択還元型触媒装置７から脱離していると判定可能な閾値で実験等により設定される。
【００３１】
上記のスリップ抑制制御を行うことで、選択還元型触媒装置７の内部で選択還元型触媒装置７より脱離したアンモニアをＮＯｘ吸着触媒装置１２から脱離したＮＯｘと酸化還元反応させて、アンモニア及びＮＯｘを浄化処理することができる。また、アンモニアスリップ触媒装置８に流入するアンモニアの量が低減されるので、アンモニアスリップ触媒装置８でのアンモニアの浄化処理時の副生成物である亜酸化窒素の生成量を低減することができる。すなわち、アンモニア等の浄化対象成分の大気への流出を抑制することができる。
【００３２】
なお、アンモニアスリップが生じるのは、エンジン２が高負荷運転状態時であるか、またはフィルタ５の再生昇温制御時である。そのため、アンモニア濃度センサ１０の取得値Ｄが設定濃度閾値Ｄ１以上である場合には、ＮＯｘ吸着触媒装置１２に流入する排気Ｇの温度がＮＯｘ吸着触媒装置１２に吸着したＮＯｘを脱離可能な温度であるのが通常である。したがって、制御装置１６がスリップ抑制制御を行うための判定条件として、ＮＯｘ吸着触媒装置１２に流入する排気Ｇの温度がＮＯｘ吸着触媒装置１２に吸着したＮＯｘを脱離可能な温度であること（温度条件）はほとんど必要とされない。ただし、この温度条件を制御装置１６がスリップ抑制制御を行うための判定条件に加えると、アンモニア濃度センサ１０の故障時等も考慮した正確な判定が可能となるので、制御精度を向上させることができる。
【００３３】
本実施形態の内燃機関の排気浄化システム１では、ＮＯｘ吸着触媒装置１２へのＮＯｘの吸着は、エンジン２の始動時やエンジン２のアイドリング状態時等排気Ｇの温度が比較的低温である場合に行う。すなわち、制御装置１６が、エンジン２の運転状態時で、排気温度センサ９の取得値Ｔが予め設定された設定温度閾値Ｔ１未満である場合に、流路切替バルブ１１ｅにより第１通路１１ｂに排気Ｇの流れを切り替えて、排気Ｇに含まれるＮＯｘをＮＯｘ吸着触媒装置１２に吸着させる制御を行う。本実施形態の説明では、このＮＯｘ吸着触媒装置１２にＮＯｘを吸着させる制御をＮＯｘ吸着制御と称す。設定温度閾値Ｔ１は、この閾値Ｔ１未満であるとＮＯｘ吸着触媒装置１２にＮＯｘを吸着可能であると判定可能な閾値で実験等により設定される値である。設定温度閾値Ｔ１は、例えば、１８０〜２００℃の温度範囲内の値に設定される。
【００３４】
このような制御を行うことで、アンモニアスリップ時にＮＯｘ吸着触媒装置１２から選択還元型触媒装置７に対して供給するＮＯｘの量を確保することができる。また、排気温度センサ９の取得値Ｔが設定温度閾値Ｔ１未満である場合は、選択還元型触媒装置７によるＮＯｘの浄化率が比較的低いことが多いので、大気へのＮＯｘ排出を抑制することができる。
【００３５】
なお、制御装置１６が、エンジン２の運転停止（エンジン２を搭載する車両のイグニッションキーのオフ）時に、流路切替バルブ１１ｅにより次回のエンジン始動時の排気Ｇの流れを第１通路１１ｂ側に事前に切り替えておくと、次回のエンジン始動時にＮＯｘ吸着触媒装置１２へのＮＯｘ吸着が迅速に行われるので好ましい。
【００３６】
本実施形態の内燃機関の排気浄化システム１では、制御装置１６が、排気温度センサ９の取得値Ｔが設定温度閾値Ｔ１以上で（上記のＮＯｘ吸着制御を行わない時で）、かつ、上記のスリップ抑制制御を行わない場合には、流路切替バルブ１１ｅにより第２通路１１ｃに排気Ｇの流れを切り替える制御を行うように構成される。すなわち、上記のＮＯｘ吸着制御を行う時と上記のスリップ抑制制御を行う時以外は、第１通路１１ｂに配置したＮＯｘ吸着触媒装置１２に排気Ｇを通過させないようにする。
【００３７】
このような制御を行うことで、上記のＮＯｘ吸着制御を行った後の最初のスリップ抑制制御を行う時に、ＮＯｘ吸着制御時の低温状態を維持した第１通路１１ｂに排気Ｇを通過させるので、選択還元型触媒装置７に流入する排気Ｇの温度を低温化させることができる。したがって、選択還元型触媒装置７の過熱状態が抑制されて選択還元型触媒装置７のアンモニアの吸着量の上限値を大きくするので、アンモニアスリップを抑制することができる。また、スリップしていたアンモニアが選択還元型触媒装置７に吸着してＮＯｘの浄化処理に使用されるので、ＮＯｘ浄化率を向上させることができる。
【００３８】
第１実施形態の内燃機関の排気浄化システム１を基にした制御フローについて、言い換えれば、内燃機関の排気浄化システム１の制御方法について図３、図４を参照しながら説明する。図３、図４の制御フローはエンジン２の運転状態時に周期的に行われる制御フローである。
【００３９】
図３の制御フローがスタートすると、ステップＳ１０にてアンモニア濃度センサ１０により排気Ｇに含まれるアンモニアの濃度Ｄを取得する。ステップＳ１０を実施後、ステップＳ２０に進む。
【００４０】
ステップＳ２０（第１ステップ）にて、ステップＳ１０で取得したアンモニアの濃度Ｄが設定濃度閾値Ｄ１以上であるか否かを判定する。アンモニアの濃度Ｄが設定濃度閾値Ｄ１以上である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ３０に進む。アンモニアの濃度Ｄが設定濃度閾値Ｄ１未満である場合（ＮＯ）には、図４のステップＳ１２０に進む。
【００４１】
ステップＳ３０にて、排気温度センサ９により排気Ｇの温度Ｔを取得するとともに、吸着量取得装置１３によりＮＯｘ吸着量Ｎａを取得する。ステップＳ３０を実施後、ステップＳ４０に進む。
【００４２】
ステップＳ４０にて、ステップＳ３０で取得した排気Ｇの温度Ｔが設定温度閾値Ｔ１以上であるか否かを判定する。排気Ｇの温度Ｔが設定温度閾値Ｔ１以上である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ５０に進む。排気Ｇの温度Ｔが設定温度閾値Ｔ１未満である場合（ＮＯ）には、ステップＳ９０に進む。
【００４３】
ステップＳ５０（第２ステップ）にて、ステップＳ３０で取得したＮＯｘ吸着量Ｎａがゼロでないか否かを判定する。ＮＯｘ吸着量Ｎａがゼロでない場合（ＹＥＳ）にはステップＳ６０に進む。ＮＯｘ吸着量Ｎａがゼロである場合（ＮＯ）にはステップＳ９０に進む。
【００４４】
ステップＳ６０（第３ステップ）にて、流路切替バルブ１１ｅにより第１通路１１ｂ側に排気Ｇの流れを切り替えて、ＮＯｘ吸着触媒装置１２に吸着したＮＯｘを下流側の排気通路３に脱離させる。ステップＳ６０を実施後、ステップＳ７０に進む。
【００４５】
ステップＳ７０にて、アンモニア濃度センサ１０により排気Ｇに含まれるアンモニアの濃度Ｄを再取得するとともに、この再取得した濃度Ｄが予め設定された第２設定濃度閾値Ｄ２以下であるか否かを判定する。第２設定濃度閾値Ｄ２は設定濃度閾値Ｄ１よりも小さい値で、この閾値Ｄ２以下であるとアンモニアスリップがなくなったと判定可能な閾値として実験等により設定される。再取得した濃度Ｄが第２設定濃度閾値Ｄ２以下である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ８０に進む。再取得した濃度Ｄが第２設定濃度閾値Ｄ２を超える場合（ＮＯ）には、所定の制御時間を経過後に再度ステップＳ７０を行う。
【００４６】
ステップＳ８０にて、流路切替バルブ１１ｅにより第２通路１１ｃ側に排気Ｇの流れを切り替える。ステップＳ８０を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
【００４７】
ステップＳ９０にて、尿素水噴射装置６の尿素水噴射量をエンジン２の運転状態に基づいて設定される尿素水噴射量の基本値よりも低減させる。ステップＳ９０を実施後、ステップＳ１００に進む。
【００４８】
アンモニアスリップの発生時であっても、ＮＯｘ吸着触媒装置１２からＮＯｘを脱離可能な排気Ｇの温度ではない場合や、ＮＯｘ吸着触媒装置１２のＮＯｘ吸着量がゼロである場合には、ＮＯｘ吸着触媒装置１２から選択還元型触媒装置７にＮＯｘを供給することができない。このような場合には、尿素水噴射装置６の尿素水噴射量をその基本値よりも一時的に低減させて、噴射された尿素水Ｕに起因するアンモニアの発生量を抑える。このような制御を行うことで、アンモニアスリップをより一層抑制することが可能になる。
【００４９】
ステップＳ１００にて、アンモニア濃度センサ１０により排気Ｇに含まれるアンモニアの濃度Ｄを再取得するとともに、この再取得した濃度Ｄが第２設定濃度閾値Ｄ２以下であるか否かを判定する。再取得した濃度Ｄが第２設定濃度閾値Ｄ２以下である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１１０に進む。再取得した濃度Ｄが第２設定濃度閾値Ｄ２を超える場合（ＮＯ）には、所定の制御時間を経過後に再度ステップＳ１００を行う。
【００５０】
ステップＳ１１０にて、尿素水噴射装置６の尿素水噴射量をその基本値に戻す。ステップＳ１１０を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
【００５１】
図４のステップＳ１２０にて、排気温度センサ９により排気Ｇの温度Ｔを取得する。ステップＳ１２０を実施後、ステップＳ１３０に進む。
【００５２】
ステップＳ１３０にて、ステップＳ１２０で取得した排気Ｇの温度Ｔが設定温度閾値Ｔ１未満であるか否かを判定する。排気Ｇの温度Ｔが設定温度閾値Ｔ１未満である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１４０に進む。排気Ｇの温度Ｔが設定温度閾値Ｔ１以上である場合（ＮＯ）には、ステップＳ１５０に進む。
【００５３】
ステップＳ１４０にて、流路切替バルブ１１ｅにより第１通路１１ｂ側に排気Ｇの流れを切り替えて、ＮＯｘ吸着触媒装置１２に排気Ｇに含まれるＮＯｘを吸着させる。ステップＳ１４０を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
【００５４】
ステップＳ１５０にて、流路切替バルブ１１ｅにより第２通路１１ｃ側に排気Ｇの流れを切り替える。ステップＳ１５０を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
【００５５】
以上より、本実施形態の内燃機関の排気浄化システム１及びその制御方法によれば、アンモニア等の浄化対象成分の大気への流出を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  内燃機関の排気浄化システム
２  エンジン（内燃機関）
２ａ  気筒
３  排気通路
４  酸化触媒装置
５  フィルタ
６  尿素水噴射装置
７  選択還元型触媒装置
８  アンモニアスリップ触媒装置
９  排気温度センサ（排気温度取得装置）
１０  アンモニア濃度センサ（アンモニア濃度取得装置）
１１  アンモニアスリップ抑制装置
１１ａ  筐体
１１ｂ  第１通路
１１ｃ  第２通路
１１ｄ  仕切り板
１１ｅ  流路切替バルブ（流路切替装置）
１２  ＮＯｘ吸着触媒装置
１３  吸着量取得装置
１４  前段ＮＯｘ濃度センサ
１５  後段ＮＯｘ濃度センサ
１６  制御装置
【図１】
2020200764.tif 000003
【図２】
2020200764.tif 000004
【図３】
2020200764.tif 000005
【図４】
2020200764.tif 000006