(57)【要約】【課題】Ｓパージ後にリッチ状態に戻す時期やＰＭ再生後に尿素水噴射時期を的確に制御できる排ガス後処理装置の制御方法を提供する。【解決手段】エンジンＥの排気管２０に設けた排気管インジェクタ２３の下流側の排気管２０に、ＤＯＣ２５、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６、ＤＰＦ２７を接続し、空燃比がリーン条件で排ガス中のＮＯｘをＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６で吸蔵し、空燃比がリッチ条件で吸蔵したＮＯｘを還元・浄化するに際し、ＤＰＦ２７にＰＭが所定量堆積したとき排ガス温度を上昇させてＰＭ再生し、その後、排ガス温度をさらに上昇させてＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６に吸蔵した硫黄のＳパージを行い、そのＰＭ再生期間からＳパージ期間中リッチ禁止を行い、Ｓパージ完了後、ＤＯＣ２５の入口温度とＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６の出口温度の差が設定閾値以下になるまでリッチ禁止を継続するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気管に、排気管インジェクタを設け、その排気管インジェクタの下流側の排気管に、ＤＯＣ、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒、ＤＰＦを接続して排ガス後処理装置を構成し、空燃比がリーン条件で排ガス中のＮＯｘをＮＯｘ吸蔵還元型触媒で吸蔵し、空燃比がリッチ条件で吸蔵したＮＯｘを還元・浄化する排ガス後処理装置の制御方法において、ＤＰＦにＰＭが所定量堆積したとき排ガス温度を上昇させてＰＭ再生し、その後、排ガス温度をさらに上昇させてＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵した硫黄のＳパージを行い、そのＰＭ再生期間からＳパージ期間中リッチ禁止を行い、Ｓパージ完了後、前記ＤＯＣの入口温度とＮＯｘ吸蔵還元型触媒の出口温度の差が設定閾値以下になるまでリッチ禁止を継続することを特徴とする排ガス後処理装置の制御方法。
【請求項２】
前記設定閾値を８０〜１００℃の範囲で設定し、その設定閾値以下となり、かつ最小リッチ禁止時間以上経過後に、リッチ還元を行う請求項１記載の排ガス後処理装置の制御方法。
【請求項３】
前記設定閾値を超え、かつその超える時間が、最大リッチ禁止時間以上経過後に、リッチ還元を行う請求項２記載の排ガス後処理装置の制御方法。
【請求項４】
エンジンの排気管に、排気管インジェクタを設け、その排気管インジェクタの下流側の排気管に、ＤＰＦを接続し、そのＤＰＦの下流側の排気管にＳＣＲ、ＤＯＣを接続し、前記ＳＣＲの上流側排気管に尿素水噴射ノズルを設けて排ガス後処理装置を構成し、前記ＳＣＲでＮＯｘを還元・浄化する排ガス後処理装置の制御方法において、ＤＰＦにＰＭが所定量堆積したとき排ガス温度を上昇させてＰＭ再生を行うと共に前記尿素水噴射ノズルでの尿素水噴射を禁止し、ＰＭ再生終了後、ＳＣＲの出入口温度の差が設定閾値以下になるまで尿素水噴射禁止を継続することを特徴とする排ガス後処理装置の制御方法。
【請求項５】
前記設定閾値を８０〜１００℃の範囲で設定し、その設定閾値以下となり、かつ最短尿素水噴射禁止時間以上経過後に、尿素水噴射を行う請求項４記載の排ガス後処理装置の制御方法。
【請求項６】
前記設定閾値を超え、かつその超える時間が、最長尿素水噴射禁止時間以上経過後に、尿素水噴射を行う請求項５記載の排ガス後処理装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス後処理装置で、ＰＭ再生やＳパージを行った後の排ガス後処理装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排ガス後処理装置としてＤＯＣ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔ；酸化触媒）、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ：Ｌｅａｎ  ＮＯｘ  ＴｒａｐもしくはＮＳＲ：ＮＯｘ  Ｓｔｒａｇｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）、尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｓｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システム等が実用化されている。
【０００３】
ＤＯＣとＤＰＦシステムは、ＰＭ低減のための有力な手段である。排ガス流の前段に設けられるＤＯＣは、固体のＳｏｏｔ自体は酸化できないが、ＰＭ全体の３０〜７０％を占める可溶性有機成分（ＳＯＦ）の大部分を酸化し、ＨＣやＣＯも同時に除去し、後段に設けられるＤＰＦは、細孔径を有する多孔質セラミック等で形成され、排ガス中のＰＭの大部分を捕捉する。
【０００４】
ＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の触媒担体に、ＰｔやＰｄなどの貴金属触媒と、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等のアルカリ金属やＣａ、Ｂａ等のアルカリ土類金属、Ｙ、Ｌａ等の希土類等のＮＯｘ吸蔵機能をもつ吸蔵材を担持したもので、排ガス中の酸素濃度によって、ＮＯｘ吸蔵とＮＯｘ放出・浄化の二つの機能を発揮する。
【０００５】
このＮＯｘ吸蔵還元型触媒による浄化システムは、通常運転状態のように排ガス中の酸素濃度が高い条件（リーン空燃比）では、排ガス中のＮＯが、ＰｔやＰｄなどの貴金属触媒等でＮＯ2に酸化され、これを吸蔵材が、硝酸塩（Ｂａ（ＮＯ3）2）として吸蔵しＮＯｘを浄化する。
【０００６】
しかし、ＮＯｘの吸蔵が継続すると、硝酸塩が飽和して吸蔵材の吸蔵機能を失うため、運転条件を変え、低酸素濃度の条件で、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排ガス再循環）、燃料のポスト噴射や、排気管噴射を行って、リッチ状態を形成し、燃料を貴金属触媒上で還元することで、排ガス中にＣＯ、ＨＣ、Ｈ2を生成させてＮＯｘを還元してＮＯｘを放出・浄化する。
【０００７】
このようにＮＯｘ吸蔵還元型触媒による浄化システムは、空燃比リーン時（酸素濃度が高い条件）にＮＯｘを吸蔵し、リッチ時に吸蔵されたＮＯｘを還元・浄化するシステムである。
【０００８】
ところでＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、ＮＯｘと同時に、排ガス中のＳＯｘも吸着、吸蔵する。ＳＯｘはＮＯｘと異なり、容易に脱離出来ず、吸蔵材に蓄積したＳを放出させるために、触媒の雰囲気温度を６５０℃以上の高温とし、かつ空燃比がリッチ雰囲気になるように制御することで、Ｂａ2ＳＯ4が炭酸塩＋ＳＯ2となって、硫黄の脱硫が行われる。よって、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、一定の走行間隔で脱硫制御（Ｓパージ）を行って再生を行う必要がある。Ｓパージ中は、ＥＧＲ量を通常よりも多くして、かつストイキに近い空燃比となるので、エンジン出口のＮＯｘ濃度の低下と三元機能によりＮＯｘ排出量は少なく、ＮＯｘ悪化の問題は無い。
【０００９】
また選択還元式触媒（尿素ＳＣＲ）でも、ＰＭ再生時は、吸入空気量を減らしてエンジン出口のＮＯｘ排出量を減らしているので、ＮＯｘ悪化の問題は無い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４４７４７７５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２９９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ＰＭ再生やＳパージが終了すると、通常の空気系制御に戻るので、エンジン出口のＮＯｘ排出量は、通常レベルに増加する。ＮＯｘ吸蔵の効果でＮＯｘ悪化は一時的には防止出来るが、Ｓパージ直後のＮＯｘ吸蔵還元型触媒は高温のため、吸蔵能力が低く、リッチ処理が通常よりも頻繁に入り、燃費悪化やリッチ時のＨＣスリップによる排ガス悪化を招く問題がある。
【００１２】
また、選択還元式触媒（尿素ＳＣＲ）でも、ＰＭ再生直後は、ＳＣＲ触媒が高温のためにＮＯｘ還元能力は低下しており、通常時と同様の尿素水噴射を行うと還元に使用されないＮＨ3がスリップする等の問題が生じる。
【００１３】
従来、この問題が発生するのは、ＳパージやＰＭ再生直後で、発生する期間としては非常に短いので、対処されていなかった。
【００１４】
しかし、排気ガス規制値が厳しくなり、この様な僅かな問題でもＫｉ（ＰＭ再生等により排ガスが悪化する割合を、触媒の劣化係数に反映する値）の改善の為に見過ごすことが出来なくなっており、瞬間的には排ガスや燃費の悪化を招くこの問題の対処が必要となって来た。
【００１５】
ＬＮＴ（Ｌｅａｎ  ＮＯｘ  Ｔｒａｐ）触媒では、Ｓパージ後に指定の時間インターバル後まではリッチ還元を行わないようにする特許文献１があるが、特許文献１では、外気温や車速、走行風等の外乱により、触媒からの放熱量が変化して触媒温度が変化するので、適切な制御をすることが出来ない。例えば、高速走行では触媒温度は、早期に温度低下するが、低速走行では触媒温度は、温度低下に、より多くの時間を要する。
【００１６】
また尿素ＳＣＲ触媒について、特許文献２では、ＰＭ再生時にアンモニアスリップの発生を防止するためにＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が所定の閾値より下がったときにＤＰＦの再生を行うようにしているが、ＰＭ再生終了後の尿素水噴射によるアンモニアスリップについては考慮されていない。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、Ｓパージ後にリッチ状態に戻す時期やＰＭ再生後に尿素水噴射時期を的確に制御できる排ガス後処理装置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】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明の排ガス後処理装置の制御方法は、エンジンの排気管に、排気管インジェクタを設け、その排気管インジェクタの下流側の排気管に、ＤＯＣ、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒、ＤＰＦを接続して排ガス後処理装置を構成し、空燃比がリーン条件で排ガス中のＮＯｘをＮＯｘ吸蔵還元型触媒で吸蔵し、空燃比がリッチ条件で吸蔵したＮＯｘを還元・浄化する排ガス後処理装置の制御方法において、ＤＰＦにＰＭが所定量堆積したとき排ガス温度を上昇させてＰＭ再生し、その後、排ガス温度をさらに上昇させてＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵した硫黄のＳパージを行い、そのＰＭ再生期間からＳパージ期間中リッチ禁止を行い、Ｓパージ完了後、前記ＤＯＣの入口温度とＮＯｘ吸蔵還元型触媒の出口温度の差が設定閾値以下になるまでリッチ禁止を継続するものである。
【００１９】
触媒の出入り口温度差をリッチ開始の閾値とする事で、ＰＭ再生やＳパージで触媒が発熱した状態が収まり、ＮＯｘの吸蔵能力が回復してリッチが可能な状態となった事を正確にモニターが出来る。この設定閾値は８０〜１００℃の範囲で設定し、その設定閾値以下となり、かつ最小リッチ禁止時間以上経過後に、リッチ還元を行い、また、前記設定閾値を超え、かつその超える時間が、最大リッチ禁止時間以上経過後に、リッチ還元を行うことが好ましい。温度の設定閾値は実験により得られた値であり、この範囲であれば正常な制御が可能である。これよりも高いと完全にＮＯｘ吸蔵能力が回復しておらず、これよりも低いとリッチ禁止期間が必要以上に長くなってしまう。
【００２０】
また本発明の排ガス後処理装置の制御方法は、エンジンの排気管に、排気管インジェクタを設け、その排気管インジェクタの下流側の排気管に、ＤＰＦを接続し、そのＤＰＦの下流側の排気管にＳＣＲ、ＤＯＣを接続し、前記ＳＣＲの上流側排気管に尿素水噴射ノズルを設けて排ガス後処理装置を構成し、前記ＳＣＲでＮＯｘを還元・浄化する排ガス後処理装置の制御方法において、ＤＰＦにＰＭが所定量堆積したとき排ガス温度を上昇させてＰＭ再生を行うと共に前記尿素水噴射ノズルでの尿素水噴射を禁止し、ＰＭ再生終了後、ＳＣＲの出入口温度の差が設定閾値以下になるまで尿素水噴射禁止を継続するものである。
【００２１】
前記設定閾値を８０〜１００℃の範囲で設定し、その設定閾値以下となり、かつ最短尿素水噴射禁止時間以上経過後に、尿素水噴射を行い、また、前記設定閾値を超え、かつその超える時間が、最長尿素水噴射禁止時間以上経過後に、尿素水噴射を行うことが好ましい。
【００２２】
上記のリッチ禁止期間と、尿素水噴射禁止期間には時間のリミット値を設定する。これは運転条件により触媒前後温度差が閾値以下になかなか下がらない場合に対処するためである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のＳパージを行った後、直ちにリッチ還元するのを禁止し、そのＮＯｘ吸蔵還元型触媒の出入口の排ガスの温度が設定閾値まで下がるのを待ってリッチ許可することでその間の燃費を改善できる。またＳＣＲによるＰＭ再生時にもそのＳＣＲ前後の排ガスの温度が設定閾値まで下がるのを待って尿素水噴射を行うことで、アンモニアスリップを防止できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のＮＯｘ吸蔵還元型触媒を用いた排ガス後処理装置の制御方法の装置構成を示す図である。
【図２】図１におけるＰＭ再生とＳパージ時の各部の排ガス温度の経時変化を示す図である。
【図３】図１における排ガス後処理装置の制御方法のフローチャートを示す図である。
【図４】本発明のＳＣＲ触媒を用いた排ガス後処理装置の制御方法の装置構成を示す図である。
【図５】図４における排ガス後処理装置の制御方法のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２６】
図１は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒による排ガス後処理装置１０を示したものである。
【００２７】
エンジンＥの吸排気系には、ターボチャージャ１１とＥＧＲ管１２が接続されており、エアクリーナ１３から吸入される空気は、ターボチャージャ１１のコンプレッサ１４で圧縮されると共に吸気通路１５に圧送され、エンジンＥの吸気マニホールド１６からエンジンＥ内に供給される。吸気通路１５には、エンジンＥへの空気量を調節するための吸気バルブ１７が設けられる。
【００２８】
エンジンＥから排出された排ガスは、排気マニホールド１８からターボチャージャ１１のタービン１９に排出されると共にタービン１９を駆動し、排気管２０に排気される。
【００２９】
吸気マニホールド１６と排気マニホールド１８にはＥＧＲ管１２が接続され、ＥＧＲ管１２に、排気マニホールド１８から吸気マニホールド１６に至る排ガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２１が接続されると共に、ＥＧＲ量を調節するＥＧＲバルブ２２が接続される。
【００３０】
排ガス後処理装置１０は、タービン１９の下流側の排気管２０に排気管インジェクタ２３が設けられ、その排気管インジェクタ２３の下流側の排気管２０に形成されたキャニング容器２４内に、ＤＯＣ２５、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６、ＤＰＦ２７が順次キャニングされて構成される。
【００３１】
ＤＯＣ２５の上流側には、排ガス温度センサ２８、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６の入口側には触媒入口温度センサ２９、出口側には触媒出口温度センサ３０が設けられる。
【００３２】
エンジンＥは、ＥＣＵ３２により運転の全般的な制御がなされる。ＥＣＵ３２には、温度検出手段３３、空燃比制御手段３４、噴射制御手段３５が形成される。
【００３３】
排ガス温度センサ２８、触媒入口温度センサ２９、触媒出口温度センサ３０の各検出値は、エンジンＥの運転を制御するＥＣＵ３２の温度検出手段３３に入力される。
【００３４】
空燃比制御手段３４は、ＥＧＲバルブ２２、吸気バルブ１７を制御し、噴射制御手段３５は、エンジンＥの燃焼噴射量を制御すると共にインジェクタによるポスト噴射などのマルチ噴射を制御し、さらに排気管インジェクタ２３から噴射する燃料ＨＣを制御する。
【００３５】
このＮＯｘ吸蔵還元型触媒による排ガス後処理装置１０は、通常は空燃比リーン状態でＮＯｘをＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６で吸蔵し、その間に排気管インジェクタ２３で燃料ＨＣをパルス的に噴射して空燃比リッチ状態でＮＯｘ還元浄化を行う。
【００３６】
また排ガス中のＰＭは、ＤＰＦ２７で捕捉されるが、ＤＰＦ２７へのＰＭ堆積量が所定量溜まったならば、例えば、ＤＰＦ２７前後の差圧が一定に達したときや、所定の走行距離を走行したとき、ＥＣＵ３２がＰＭの自動再生制御を行う。このＰＭ再生の際には、ポスト噴射や排気管インジェクタ２３による燃料噴射を行って排ガス温度を６００℃に上げることで、ＤＰＦ２７へ堆積したＰＭを燃焼させる。
【００３７】
このＰＭ再生では、排ガス温度が高く（約６００℃）、リッチ禁止で行われるため、ＰＭ再生終了に引き続いて、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６に吸着、吸蔵されたＳＯｘをパージするために排ガス温度を、排気管インジェクタ２３による燃料噴射で、６０５℃以上の例えば約７００℃に昇温してＳパージを行う。
【００３８】
この際、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６のＳパージ処理直後に、温度検出手段３３、が、排ガス温度センサ２８、触媒入口温度センサ２９、触媒出口温度センサ３０で直接検出される排ガス温度、特に触媒入口温度センサ２９と触媒出口温度センサ３０によるＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６の出入り口温度を監視して、入口温度に対して出口温度の差が設定閾値（８０〜１００℃の範囲で設定した値）以下になるまで、リッチ還元制御を停止した状態を継続（リッチ禁止）し、その後、設定閾値以下になったとき、リッチ還元を許可する。
【００３９】
これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６の出入り口の排ガスの温度を直接検出して、リッチ禁止期間を判定するので、Ｓパージ後のリッチ禁止期間を時間で設定するよりも、外乱の影響を受けずに適切に制御が可能である。よって、過剰なリッチを防止し、燃費の悪化やＨＣスリップによる排ガスの悪化をより適切に防止できる。
【００４０】
このように、触媒の出入り口温度差をリッチ開始の閾値とする事で、ＰＭ再生やＳパージで触媒が発熱した状態が収まり、ＮＯｘの吸蔵能力が回復してリッチが可能な状態となった事を正確にモニターが出来る。またこの温度の設定閾値は実験により得られた値であり、この範囲であれば正常な制御が可能である。これよりも高いと完全にＮＯｘ吸蔵能力が回復しておらず、これよりも低いとリッチ禁止期間が必要以上に長くなってしまう。
【００４１】
図２は、ＰＭ再生開始からＳパージ終了直後までのＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６の出入り口の排ガスの温度の経時変化を示したものである。なお図２には車速（０〜７０ｋｍ／ｈ）の経時変化も示している。
【００４２】
図２において、触媒前排ガス温度は、触媒入口温度センサ２９で検出した温度、触媒後排ガス温度は、触媒出口温度センサ３０で検出した温度で、触媒前後の排ガス温度差は、触媒入口温度センサ２９と触媒出口温度センサ３０で検出した温度差を示す。
【００４３】
ＰＭ再生は、ポスト噴射や排気管噴射で排ガス温度を６００℃に上げ、ＤＰＦ２７に堆積したＰＭを燃焼させて再生し、再生完了後は、排ガス温度を７００℃に上げてＮＯｘ吸蔵還元型触媒２６に吸着、吸蔵したＳＯｘのパージを行う。
【００４４】
このＰＭ再生期間とＳパージ期間中は、リッチ禁止期間とし、そのＳパージが終了したときに触媒前後の排ガス温度差が設定閾値まで下がったならば、リッチ許可として空燃比リッチ条件でＮＯｘの還元を行う。
【００４５】
図３は、本発明の排ガス後処理装置の制御方法のフローチャートを示したものである。
【００４６】
ステップＳ１０で制御が開始され、ステップＳ１１で、触媒前排ガス温度と、触媒後排ガス温度を測定し、その差を算出する。次にステップＳ１２で、ＰＭ再生を開始し、その後、Ｓパージを開始し、Ｓパージ終了判定により、Ｓパージを終了する。このステップＳ１２の処理の間はリッチ禁止とする。
【００４７】
次に、ステップＳ１３の判断で、リッチ禁止を継続しながら触媒前後の排ガス温度差が閾値以下かどうかを判断し、閾値以下に条件適合したならば、ステップＳ１４で、最小リッチ禁止時間（例えば１分）以上経過したかどうかを判断し、最小リッチ禁止時間以上経過して、条件適合したならば、ステップＳ１６でリッチ還元許可を行う。
【００４８】
またステップＳ１３の判断で、閾値以下にならず条件不適合のときは、ステップＳ１５で最大リッチ禁止時間（例えば５分）以上経過かどうかを判断し、その最大リッチ禁止時間以上経過して、条件適合したならば、ステップＳ１６でリッチ還元許可を行い、その後ステップＳ１７で制御を終了する。
【００４９】
このように、Ｓパージ終了後に触媒前後の排ガス温度差が閾値以下かどうかを判断し、その温度差を基にリッチ禁止時間を最小リッチ時間と最大リッチ時間に分けてリッチ禁止期間を選択することで、無駄な燃料の噴射をなくし、その間の燃費を改善することができる。
【００５０】
次に、図４により本発明の他の実施の形態を説明する。
【００５１】
図４は、ＳＣＲ触媒による排ガス後処理装置１０を示したものであり、排ガス後処理装置１０を除いてエンジンＥの基本構成は図１と同じであり、これを再度説明する。
【００５２】
エンジンＥの吸排気系には、ターボチャージャ１１とＥＧＲ管１２が接続され、エアクリーナ１３からの空気は、ターボチャージャ１１のコンプレッサ１４で圧縮されると共に吸気通路１５に圧送され、吸気バルブ１７を通してエンジンＥの吸気マニホールド１６からエンジンＥ内に供給される。エンジンＥから排出された排ガスは、排気マニホールド１８からターボチャージャ１１のタービン１９に排出されると共にタービン１９を駆動し、排気管２０に排気される。
【００５３】
吸気マニホールド１６と排気マニホールド１８にはＥＧＲ管１２が接続され、そのＥＧＲ管１２に、ＥＧＲクーラ２１が接続されると共にＥＧＲバルブ２２が接続される。
【００５４】
排ガス後処理装置１０は、タービン１９の下流側の排気管２０に排気管インジェクタ２３が設けられ、その排気管インジェクタ２３の下流側の排気管２０に、ＤＰＦ装置４１とＳＣＲ装置４２が設けられる。ＤＰＦ装置４１は、排気管２０に形成されたＤＰＦ用キャニング容器４３内に、ＤＯＣ４４、ＤＰＦ４５がキャニングされて構成される。ＳＣＲ装置４２は、排気管２０に形成されたＳＣＲキャニング容器４６内に、ＳＣＲ触媒４７とアンモニアスリップを防止するＤＯＣ４８が設けられ、さらにＳＣＲキャニング容器４６の上流側の排気管２０に尿素水噴射ノズル４９が設けられて構成される。
【００５５】
ＤＰＦ装置４１のＤＯＣ４４の上流側には、排ガス温度センサ５０、ＤＰＦ４５の入口側にはＤＰＦ温度センサ５１が設けられ、またＳＣＲ装置４２のＳＣＲ触媒４７の入口側には、ＳＣＲ触媒入口温度センサ５２、出口側には、ＳＣＲ触媒出口温度センサ５３が設けられる。
【００５６】
エンジンＥは、ＥＣＵ３２により運転の全般的な制御がなされる。ＥＣＵ３２には、温度検出手段３３、空燃比制御手段３４、噴射制御手段３５が形成される。
【００５７】
排ガス後処理装置１０の各温度センサ５０、５１、５２、５３の検出値は、エンジンＥの運転を制御するＥＣＵ３２の温度検出手段３３に入力される。
【００５８】
空燃比制御手段３４は、ＥＧＲバルブ２２、吸気バルブ１７を制御し、噴射制御手段３５は、エンジンＥの燃焼噴射量を制御すると共にインジェクタによるポスト噴射などのマルチ噴射を制御し、さらに排気管インジェクタ２３から噴射する燃料を制御する。
【００５９】
尿素水噴射ノズル４９は、ＥＣＵ３２と接続されたＤＣＵ（ドージングコントロールユニット）５５で制御される。尿素水噴射ノズル４９による尿素水の噴射は、図示では省略しているが、ＤＣＵ５５で制御されるサプライモジュールが尿素水タンク内の尿素水を吸い込むと共にこれを所定の圧に昇圧し、尿素水噴射ノズル４９内の開閉弁をＤＣＵ５５が制御することで、排ガス中のＮＯｘ濃度に応じた所定量の尿素水を尿素水噴射ノズル４９から噴射するようになっている。
【００６０】
噴射された尿素水は排気管２０からＳＣＲ装置４２に流入する間に加水分解によりアンモニアが生成され、生成したアンモニアと排ガス中のＮＯｘとをＳＣＲ触媒４７で反応させて脱硝する。また余剰のアンモニアはＤＯＣ４８に吸着されアンモニアスリップが防止される。
【００６１】
このＳＣＲ触媒４７による排ガス後処理装置１０では、前段のＤＰＦ装置４１で排ガス中のＰＭを捕捉し、後段のＳＣＲ装置４２で排ガス中のＮＯｘを脱硝する。
【００６２】
この際、排ガス中のＰＭは、ＤＰＦ４５で捕捉されるが、ＤＰＦ４５へのＰＭ堆積量が所定量溜まったならば、ＥＣＵ３２がＰＭの自動再生制御を行う。
【００６３】
このＰＭ再生の際には、ポスト噴射や排気管インジェクタ２３による燃料噴射を行って排ガス温度を６００℃に上げることで、ＤＰＦ４５へ堆積したＰＭを燃焼させる。
【００６４】
このＰＭ再生直後に、ＳＣＲ装置４２の触媒の出入り口温度を、各温度センサ５０〜５３、特にセンサＳＣＲ触媒入口温度センサ５２とＳＣＲ触媒入口温度センサ５３の温度を監視して、触媒キャニングの入口温度に対する出口温度の差が設定閾値（８０〜１００℃の範囲で設定した値）以下になるまで、尿素水噴射ノズル４９による尿素水噴射を禁止する。
【００６５】
すなわち、ＰＭ再生直後の排ガス温度は高く、ＳＣＲ触媒４７にアンモニアを供給してもＮＯｘ還元反応が起きずにアンモニアスリップが発生しやすくなるため、出入口の温度がある幅に入るまで、尿素水噴射制御を停止する。
【００６６】
これにより、尿素水噴射時期を、直接温度で尿素水噴射禁止期間を判定するので、ＰＭ再生後の尿素水噴射禁止期間を時間で設定するよりも、外乱の影響を受けずに適切に制御が可能である。よって、過剰な尿素水噴射を防止し、アンモニアスリップをより適切に防止出来る。
【００６７】
このＳＣＲ触媒を用いた排ガス後処理装置１０におけるＰＭ再生と再生直後の尿素水噴射禁止と許可のフローを図５により説明する。
【００６８】
ステップＳ２０で制御が開始され、ステップＳ２１で、触媒前排ガス温度と、触媒後排ガス温度を測定し、その差を算出する。次にステップＳ２２で、ＰＭ再生を開始し、その後、ＰＭ再生終了判定により、ＰＭ再生を終了する。
【００６９】
次に、ステップＳ２３の判断で、尿素水噴射の禁止を継続しながら触媒前後の排ガス温度差が閾値以下かどうかを判断し、閾値以下に条件適合したならば、ステップＳ２４で、最短尿素水噴射禁止時間（例えば１分）以上経過したかどうかを判断し、最短尿素水噴射禁止時間以上経過して、条件適合したならば、ステップＳ２６で尿素水噴射許可を行う。
【００７０】
またステップＳ２３の判断で、閾値以下にならず条件不適合のときは、ステップＳ２５で最長尿素水噴射禁止時間（例えば５分）以上経過かどうかを判断し、その最長尿素水噴射禁止時間以上経過して、条件適合したならば、ステップＳ２６で尿素水噴射許可を行い、その後ステップＳ２７で制御を終了する。
【００７１】
このように、ＰＭ再生直後に触媒前後の排ガス温度差が閾値以下かどうかを判断し、その温度差を基に尿素水噴射禁止時間を、最短尿素水噴射禁止時間と最長尿素水噴射禁止時間に分けて尿素水噴射禁止期間を選択することで、無駄な尿素水の噴射をなくし、その間のアンモニアスリップを防止することができる。
【００７２】
上記のリッチ禁止期間と、尿素水噴射禁止期間には時間のリミット値を設定する。これは運転条件により触媒前後温度差が閾値以下になかなか下がらない場合に対処するためである。
【符号の説明】
【００７３】
１０  排ガス後処理装置
２０  排気管
２３  排気管インジェクタ
２５  ＤＯＣ
２６  ＮＯｘ吸蔵還元型触媒
２７、４５  ＤＰＦ
４１  ＤＰＦ装置
４２  ＳＣＲ装置
４７  ＳＣＲ触媒
４９  尿素水噴射ノズル
Ｅ  エンジン
【図２】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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