(57)【要約】選択還元型触媒の活性化、非活性化にかかわらず、選択還元型触媒でＮＯｘが浄化されずにすりぬけるのを抑制してＮＯｘ浄化率を向上させることができる内燃機関の排気浄化装置を提供する。ＮＯｘを一時的に吸着するＮＯｘ吸着材(２５)と、排気通路(１５)のＮＯｘ吸着材の下流側に設けられて排気ガスに含まれるＮＯｘを選択的に還元する選択還元型触媒(４０)と、選択還元型触媒にアンモニアを還元剤として供給する尿素水添加弁（７０）と、ＮＯｘ吸着材に吸着されているＮＯｘを脱離させるバーナー（２０）とを備え、ＮＯｘ吸着材からのＮＯｘを脱離させる際に、ＮＯｘが外部に放出されるのを抑制すべく、選択還元型触媒の浄化率及びバーナー（２０）によるＮＯｘ脱離量の少なくとも一方を調整する構成とした。
2010079619.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て排気ガスに含まれるＮＯｘを一時的に吸着するＮＯｘ吸着材と、
前記排気通路の前記ＮＯｘ吸着材の下流側に設けられて排気ガスに含まれるＮＯｘを選択的に還元する選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒にアンモニアを還元剤として供給する還元剤供給手段と
前記ＮＯｘ吸着材に吸着されているＮＯｘを脱離させる脱離手段と、
前記ＮＯｘ吸着材からのＮＯｘを脱離させる際に、ＮＯｘが外部に放出されるのを抑制すべく、前記選択還元型触媒の浄化率及び前記脱離手段によるＮＯｘ脱離量の少なくとも一方を調整する調整手段と
を有することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記脱離手段により前記ＮＯｘ吸着材から脱離されるＮＯｘ量を推定するＮＯｘ量推定手段をさらに有し、
前記調整手段は、前記ＮＯｘ量推定手段により推定したＮＯｘ量に応じて、前記選択還元型触媒に供給すべき還元剤の量を調整する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記選択還元型触媒に吸着されているアンモニア吸着量を推定するアンモニア吸着量推定手段をさらに有し、
前記調整手段は、推定した前記ＮＯｘ量及び推定した前記アンモニア吸着量とに応じて、前記選択還元型触媒に供給すべき還元剤の量を調整することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記選択還元型触媒に吸着されているアンモニア吸着量を推定するアンモニア量推定手段をさらに有し、
前記調整手段は、推定した前記アンモニア吸着量に応じて、前記脱離手段によるＮＯｘ脱離量を調整することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記脱離手段は、前記ＮＯｘ吸着材の温度を制御することにより、ＮＯｘ脱離量を調整することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記脱離手段は、ＮＯｘ吸着材の温度に応じて変化するＮＯｘ吸着可能量を利用してＮＯｘ脱離量を調整することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記脱離手段は、前記排気通路の前記ＮＯｘ吸着材の上流側に設けられて、燃焼ガスを前記排気通路に噴出するバーナーを含み、
前記調整手段は、前記バーナーの排出する熱量を制御することにより、前記
ＮＯｘ脱離量を調整する
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記脱離手段によるＮＯｘの脱離は、アイドリング運転時又は車両減速時に実行されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか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】
一般に、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気系に配置される排気浄化装置として、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するためのＮＯｘ触媒が知られている。このＮＯｘ触媒としては様々なタイプのものが知られているが、その中で、還元剤の添加によりＮＯｘを連続的に還元除去する選択還元型触媒が公知である。還元剤としては尿素水又はアンモニアが知られている。通常は、所定の割合で水に混合した尿素水を触媒上流側の排気ガス中に噴射供給し、この尿素水溶液に含まれる尿素を排気ガス等の熱により加水分解してアンモニアを発生させる。そして、選択還元型触媒上でＮＯｘから酸素を取り除き窒素に戻すアンモニアによる還元作用より、排気ガス中のＮＯｘが浄化される（例えば、特許文献１〜３等を参照）。【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４２７３５号公報
【特許文献２】特開２００６−１１２３１３号公報
【特許文献３】国際公開２００４−１８８５０号公報
【発明の開示】
【０００４】
ところで、内燃機関の始動時等においては、選択還元型触媒の温度が活性化温度まで達しておらず、この状態においては、内燃機関で生成されたＮＯｘが浄化されずに外部に放出されてしまう可能性がある。この問題を克服するために、選択還元型触媒の上流側にＮＯｘを一時的に吸着するＮＯｘ吸着材を設け、選択還元型触媒が活性化していない間は、ＮＯｘ吸着材でＮＯｘを吸着しておき、選択還元型触媒が活性化した状態でＮＯｘ吸着材からＮＯｘを離脱させる技術が提案されている。
しかしながら、ＮＯｘ吸着材で吸着されたＮＯｘが大量に選択還元型触媒へ供給されると、選択還元型触媒でＮＯｘを浄化しきれずに、浄化されない一部のＮＯｘが外部に放出されてしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、選択還元型触媒の活性化、非活性化にかかわらず、選択還元型触媒でＮＯｘが浄化されずにすりぬけるのを抑制してＮＯｘ浄化率を向上させることができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の第１の観点に係る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て排気ガスに含まれるＮＯｘを一時的に吸着するＮＯｘ吸着材と、排気通路のＮＯｘ吸着材の下流側に設けられて排気ガスに含まれるＮＯｘを選択的に還元する選択還元型触媒と、選択還元型触媒にアンモニアを還元剤として供給する還元剤供給手段と、ＮＯｘ吸着材に吸着されているＮＯｘを脱離させる脱離手段と、ＮＯｘ吸着材からのＮＯｘを脱離させる際に、ＮＯｘが外部に放出されるのを抑制すべく、前記選択還元型触媒の浄化率及び前記脱離手段によるＮＯｘ脱離量の少なくとも一方を調整する調整手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の観点に係る内燃機関の排気浄化装置は、脱離手段により前記ＮＯｘ吸着材から脱離されるＮＯｘ量を推定するＮＯｘ量推定手段をさらに有し、調整手段は、前記ＮＯｘ量推定手段により推定したＮＯｘ量に応じて、前記選択還元型触媒に供給すべき還元剤の量を調整することを特徴とする。
また、本発明第２の観点に係る内燃機関の排気浄化装置において、選択還元型触媒に吸着されているアンモニア吸着量を推定するアンモニア吸着量推定手段をさらに有し、調整手段は、推定したＮＯｘ量及び推定したアンモニア吸着量とに応じて、選択還元型触媒に供給すべき還元剤の量を調整する、構成を採用できる。
【０００８】
さらに、本発明の第３の観点に係る内燃機関の排気浄化装置は、選択還元型触媒に吸着されているアンモニア吸着量を推定するアンモニア量推定手段をさらに有し、調整手段は、推定したアンモニア吸着量に応じて、脱離手段によるＮＯｘ脱離量を調整することを特徴とする。
【０００９】
上記構成において、脱離手段は、ＮＯｘ吸着材の温度を制御することにより、ＮＯｘ脱離量を調整する構成を採用できる。好適には、ＮＯｘ吸着材の温度に応じて変化するＮＯｘ吸着可能量を利用してＮＯｘ脱離量を調整する。
【００１０】
上記構成において、脱離手段は、排気通路の前記ＮＯｘ吸着材の上流側に設けられて、燃焼ガスを前記排気通路に噴出するバーナーを含み、前記調整手段は、前記バーナーの排出する熱量を制御することにより、ＮＯｘ脱離量を調整する構成を採用できる。
【００１１】
上記構成において、脱離手段によるＮＯｘの脱離は、アイドリング運転時又は車両減速時に実行される、構成を採用できる。
【００１２】
本発明によれば、選択還元型触媒の活性化、非活性化にかかわらず、選択還元型触媒でＮＯｘが浄化されずにすりぬけるのを抑制してＮＯｘ浄化率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係るＮＯｘ脱離処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、ＮＯｘ排出量を推定するためのマップの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、選択還元型触媒の触媒床温と選択還元型触媒に吸着可能なアンモニアの最大吸着量との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係るＮＯｘ浄化率調整処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、ＮＯｘ浄化率を決定するためのマップの一例を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係るＮＯｘ脱離量調整処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、推定したアンモニア吸着量から浄化可能なＮＯｘ浄化量を求めるためのマップの一例を説明するための図である。
【図９】図９は、図８で求めたＮＯｘ浄化量を補正するための補正係数を求めるためのマップの一例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、ＮＯｘ吸着材の温度調整によるＮＯｘ放出量の制御方法を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の構成図である。
図１において、内燃機関１０は、例えば、ディーゼルエンジンである。この内燃機関１０の排気通路１５には、上流側から順に、脱離手段としてのバーナー２０、ＮＯｘを吸着可能な吸着材２５、排気ガスＥＧに含まれるＰＭ（パティキュレート・マター）を捕集するＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）３０、選択還元触媒コンバータ４０及び酸化触媒コンバータ５０が設けられている。【００１５】
排気通路１５において、バーナー２０とＮＯｘ吸着材２５との間には排気温度センサ６０Ａ、ＮＯｘ吸着材２５とＤＰＦ３０との間には排気温度センサ６０Ｂ、ＤＰＦ３０と選択還元触媒コンバータ４０との間には上流側に排気温度センサ６０Ｃ及び下流側に排気温度センサ６０Ｄがそれぞれ設けられており、これら排気温度センサ６０Ａ〜６０Ｄの出力は、電子制御装置（ＥＣＵ）１００に入力される。【００１６】
排気通路１５において、選択還元触媒コンバータ４０の上流側にＮＯｘセンサ６５Ａ、酸化触媒コンバータ５０の下流側にはＮＯｘセンサ６５Ｂがそれぞれ設けられ、これらＮＯｘセンサ６５Ａ，６５Ｂの出力は電子制御装置（ＥＣＵ）１００に入力される。【００１７】
排気通路１５において、ＤＰＦ３０と選択還元触媒コンバータ４０との間には、排気通路１５に尿素水溶液を添加するための還元剤供給手段としての尿素水添加弁７０と、この尿素水添加弁７０の下流において排気ガスＥＧと尿素水溶液を混合させるための添加弁下流ミキサ８０とが設けられている。【００１８】
尿素水添加弁７０は、所定濃度の尿素水が収容された尿素水タンク７１と接続されている。尿素水タンク７１には、図示しないポンプが設けられ、ＥＣＵ１００からの制御指令に応じて尿素水を尿素水添加弁７０へ供給する。尿素水添加弁７０は、ＥＣＵ１００からの制御指令に応じた添加量の尿素水９０を排気通路１５へ添加する。【００１９】
バーナー２０は、内燃機関１０と燃料を供給する燃料供給管１６及び空気を供給する空気供給管１７と接続され、排気通路１５に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁、空気供給管１７からの空気を排気通路１５に向けて供給する空気導入口、燃料噴射弁から噴射されて空気と混合した燃料に着火する点火プラグ等から構成される。バーナー２０の起動及び停止は、ＥＣＵ１００により制御される。このバーナー２０を必要に応じて起動することにより、燃料が燃焼されて燃焼ガスが排気通路１５へ供給され排気ガスＥＧの温度が上昇するとともに、未燃燃料が排気通路１５内に供給される。なお、バーナー２０は、燃料を完全に燃焼したガスを排気通路１５内に供給することもできるし、燃焼させたガスに未燃燃料を混ぜた状態で排気通路１５内に供給することもできる。【００２０】
ＮＯｘ吸着材２５は、窒素酸化物（ＮＯｘ）を一時的に吸着保持できるようになっている。このＮＯｘ吸着材２５は、後述するように、その温度に応じて吸着可能なＮＯｘ量が変化する特性を有する。ＮＯｘ吸着材２５としては、例えば、ゼオライトなどの周知の吸着材料で構成される。【００２１】
ＤＰＦ３０は、排気ガスＥＧに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタである。ＤＰＦ３０の構造は、周知のように、例えば、金属やセラミクス製のハニカム体で構成されている。ＤＰＦ３０は、ＰＭが所定量堆積するとバーナー２０を用いて、その活性温度以上に昇温して、捕集したＰＭを燃焼処理し、フィルタ機能を再生する必要がある。この再生処理におけるＤＰＦ３０の温度は、例えば、６００〜７００℃程度となる。なお、ＤＰＦ３０に所定量のＰＭが堆積したかの判断は、周知技術であるので、説明を省略する。【００２２】
選択還元触媒コンバータ４０は、尿素添加弁７０から添加される尿素水溶液を還元剤として用いて、排気ガスＥＧに含まれるＮＯｘを選択的に還元して窒素ガスと水にする。具体的には、排気ガスＥＧ中に添加された尿素水溶液は、排気ガスＥＧの熱により加水分解されてアンモニアに変化し、このアンモニアが触媒コンバータ４０においてＮＯｘと反応し、水と無害な窒素に還元される。この選択還元触媒コンバータ４０は、周知の構造であり、例えば、Ｓｉ、Ｏ、Ａｌを主成分とすると共にＦｅイオンを含むゼオライトから構成されたものや、例えば、酸化アルミニウムアルミナからなる基材の表面にバナジウム触媒（Ｖ２Ｏ５）などの選択還元型触媒を基体に担持させたものなどを用いることができ、特に、これらに限定されるわけではない。選択還元触媒コンバータ４０は、触媒として機能する活性化温度は、例えば２００℃程度以上であり、活性化温度に達しない状態でＮＯｘが供給されると、これが還元されないまま外部に排出される可能性がある。【００２３】
酸化触媒コンバータ５０は、選択還元触媒コンバータ４０をすり抜ける未燃燃料やアンモニウムを酸化する役割を果たす。この酸化触媒コンバータ５０には、周知の構造のものが用いられる。【００２４】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のバックアップ用メモリ、Ａ／Ｄ変換器やバッファ等を含む入力インターフェース回路、駆動回路等を含む出力インターフェース回路を含むハードウエアと所要のソフトウエアで構成される。ＥＣＵ１００は、各排気温度センサ６０Ａ〜６０Ｄ、各ＮＯｘセンサ６５Ａ，６５Ｂ等からの信号等に基いて、バーナー２０、尿素水添加弁７０等を制御する。なお、ＥＣＵ１００による具体的な処理については後述する。【００２５】
次に、上記構成の排気浄化装置におけるＮＯｘ脱離処理の一例について図２に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図２に示す処理ルーチンは、例えば、所定時間毎に実行される。【００２６】
内燃機関１０を始動させると、内燃機関１０からはＮＯｘやＰＭを含む排気ガスＥＧが排出される。この排気ガスＥＧに含まれるＮＯｘは、ＮＯｘ吸着材２５に吸着される。排気ガスＥＧに含まれるＰＭは、ＤＰＦ３０に捕集される。車両の走行とともに、ＮＯｘ吸着材２５の吸着したＮＯｘ量、及び、ＤＰＦ３０に捕集されたＰＭ量は増加していく。【００２７】
内燃機関１０の始動後、尿素水添加弁７０からは、尿素水９０が添加され、これが排気ガスＥＧの熱などにより加水分解されてアンモニアが生成され、このアンモニアが選択還元触媒コンバータ４０の選択還元型触媒に吸着される。そして、選択還元型触媒が排気ガスＥＧなどの熱により非活性化状態から活性化状態となると、排気ガスＥＧに含まれるＮＯｘの浄化が開始される。選択還元型触媒が活性化状態となると、ＮＯｘ吸着材２５において吸着されずにこれをすり抜けたＮＯｘは選択還元型触媒において浄化されることになる。【００２８】
図２に示すように、ＮＯｘ吸着材２５のＮＯｘ吸着量が所定のしきい値Ｔｈを超えているかを判断する（ステップＳ１）。ＮＯｘ吸着材２５のＮＯｘ吸着量は、例えば、図３に示すような、内燃機関１０における燃料噴射量とエンジン回転数との関係により規定されるＮＯｘ排出量のマップを用いて推定する。このＮＯｘマップで求められるＮＯｘ排出量の積算値がＮＯｘ吸着材２５のＮＯｘ吸着量の推定値である。【００２９】
ＮＯｘ吸着材２５は、そのＮＯｘ最大吸着量が、例えば、図４に示すように、ＮＯｘ吸着材２５の温度に応じて変化する特性を有する。すなわち、ＮＯｘ吸着材２５は、その温度に応じて最大吸着量が規定される。このため、図４に示すように、ＮＯｘ吸着材２５の温度に応じて最大吸着量を超えない範囲で規定されたしきい値Ｔｈと、ＮＯｘ吸着量の推定値とを比較し、ＮＯｘ吸着量の推定値がしきい値Ｔｈを超えていない場合には、処理を終了する。【００３０】
一方、ＮＯｘ吸着量の推定値がしきい値Ｔｈを超えている場合には、ＮＯｘ吸着材２５からのＮＯｘの脱離処理を実行するために、以下の処理を実行する。【００３１】
まず、車両の運転状態が減速状態かを判断し（ステップＳ２）、減速状態でない場合には、車両がアイドリング運転時かを判断し（ステップＳ３）、アイドリング運転でない場合には処理を終了する。なお、このような判断を実行する理由については後述する。【００３２】
ステップＳ２及びＳ３において、車両の運転状態が減速状態あるいはアイドリング運転時である場合には、選択還元型触媒が活性化温度を超えているかを判断する（ステップＳ４）。選択還元型触媒が活性化温度に達していない場合には、選択還元型触媒でＮＯｘが浄化されず、すり抜けてしまう可能性があるからである。【００３３】
ステップＳ４において、選択還元型触媒が活性化温度に達していない場合には、処理を終了し、達している場合に、バーナー２０から燃焼ガスを排気通路１５へ噴出し、ＮＯｘ吸着材２５の温度をＮＯｘ放出温度以上に上昇させ、ＮＯｘ吸着材２５からＮＯｘを脱離させる（ステップＳ５）。これにより、ＮＯｘ吸着材２５から脱離したＮＯｘが選択還元型触媒において浄化される。【００３４】
ここで、図３に示したようなＮＯｘ排出量マップを用いてＮＯｘ吸着材２５のＮＯｘ吸着量を管理すると、ＮＯｘ吸着材２５の温度上昇に必要なバーナー２０の放出する熱量が、排気ガスの熱量と排気ガス温度に左右されるため、特に、ガス量が多く、排気温度が比較的低い場合、バーナー２０で消費されるエネルギーが増大し、燃費の悪化を招く。このため、ＮＯｘ吸着材２５からのＮＯｘ脱離処理を、車両の運転状態が減速状態あるいはアイドリング運転時に限定している。これにより、特に、ＮＯｘ排出量が増大する加速時におけるＮＯｘ吸着能力を確保しておくことができるとともに、燃費悪化を最小限に抑制できる。【００３５】
上記したＮＯｘ脱離処理においては、ＮＯｘ吸着材２５から大量のＮＯｘが急に放出されると、選択還元型触媒におけるＮＯｘの浄化処理能力を超える場合も想定される。
このため、本実施形態では、ＮＯｘ吸着材２５からのＮＯｘを脱離させる際に、ＮＯｘが選択還元型触媒をすり抜けて外部に放出されるのを抑制するために、選択還元型触媒の浄化率及び脱離処理におけるＮＯｘ脱離量の少なくとも一方を調整する。【００３６】
ここで、ＥＣＵ１００によるＮＯｘ浄化率調整処理の一例について図５に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図５の処理ルーチンは、例えば、所定時間毎に実行される。
ここで、ＮＯｘ浄化率とは、選択還元触媒コンバータ４０により浄化されるＮＯｘの割合であり、ＮＯｘ浄化率は、例えば、選択還元触媒コンバータ４０の上流側と下流側に設けられたＮＯｘセンサ６５Ａ，６５Ｂの出力などから求めることができる。【００３７】
先ず、ＮＯｘ吸着材２５に吸着されたＮＯｘの放出（脱離）を実施するかを判断する（ステップＳ１１）。この判断は、図２において説明したステップＳ１乃至Ｓ４と同様である。また、図２の処理以外の処理により判定することも可能である。【００３８】
ステップＳ１１において、ＮＯｘの放出が不要な場合には、処理を終了し、必要な場合には、ＮＯｘ吸着材２５からのＮＯｘの脱離処理を実行した場合に、放出されるＮＯｘ量を推定する。このＮＯｘ量の推定は、現在のＮＯｘ吸着材２５のＮＯｘ吸着量から推定できる。【００３９】
次いで、ＮＯｘ吸着材２５から放出されるＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ浄化率を算出する（ステップＳ１３）。すなわち、選択還元型触媒で浄化すべきＮＯｘ量が一時的に増大するため、これに合わせて選択還元型触媒の浄化率を増加させるためである。選択還元型触媒の浄化率は、例えば、図６に示すような、ＮＯｘ浄化率マップを用いて決定できる。図６に示す、ＮＯｘ浄化率マップは、選択還元型触媒の触媒温度と還元型触媒に向けて排出されるＮＯｘ量に応じて予め規定されている。
次いで、ステップＳ１３において算出したＮＯｘ浄化率に必要な尿素水添加量を算出する（ステップＳ１４）。必要な尿素水添加量は、排出されるＮＯｘ量と、決定したＮＯｘ浄化率と、選択還元型触媒に既に吸着されているアンモニア吸着量の推定値に基いて算出することができる。選択還元型触媒に既に吸着されているアンモニア吸着量の推定は、尿素水添加量の積算値、ＮＯｘ浄化量の積算値等から算出できる。なお、選択還元型触媒に既に吸着されているアンモニア吸着量の推定方法は周知の技術であり、詳細説明は省略する。したがって、推定されるアンモニア吸着量に応じて、尿素水添加量が増減されるので、尿素水を過剰に添加するのを防ぐことができる。【００４０】
次いで、ステップＳ１４において算出した尿素水添加量に基いて、尿素水添加弁７０を制御して尿素水添加量を調整する（ステップＳ１５）。すなわち、通常時のＮＯｘ浄化率では、還元型触媒に向けて排出されるＮＯｘ量を全て浄化できない場合には、尿素水添加量が増量される。【００４１】
以上の処理により、ＮＯｘ吸着材２５に吸着されたＮＯｘをパージする際に、選択還元型触媒に供給されるＮＯｘ量一時的に増加したとしても、選択還元型触媒からＮＯｘのすり抜けを抑制できる。【００４２】
次いで、ＥＣＵ１００によるＮＯｘ脱離量調整処理の一例について図７に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図７の処理ルーチンは、例えば、所定時間毎に実行される。また、図７のＮＯｘ脱離量調整処理は、図５で説明したＮＯｘ浄化率調整処理と併用することもできるし、ＮＯｘ脱離量調整処理を単独で実行することも可能である。【００４３】
先ず、ＮＯｘ吸着材２５に吸着されたＮＯｘの放出（脱離）を実施するかを判断する（ステップＳ２１）。この判断は、図２において説明したステップＳ１乃至Ｓ４と同様である。また、図２の処理以外の処理により判定することも可能である。【００４４】
ステップＳ１１において、ＮＯｘの放出が不要な場合には、処理を終了し、必要な場合には、選択還元型触媒に吸着されているアンモニア吸着量を推定する（ステップＳ２２）。アンモニア吸着量の推定方法は、上記した方法と同様である。【００４５】
次いで、推定したアンモニア吸着量により浄化可能なＮＯｘ量を算出する（ステップＳ２３）。浄化可能なＮＯｘ量は、たとえば、図８に示すように、推定したアンモニア吸着量と選択還元型触媒の触媒温度とに応じて規定されたＮＯｘ浄化量マップを用いて決定することができる。加えて、例えば、図９に示すような、内燃機関１０の吸気系への吸入空気量と選択還元型触媒の触媒温度に応じて規定された補正係数マップから得られる補正係数を算出した浄化可能なＮＯｘ量に掛けて補正することにより、より精度の高い選択還元型触媒の浄化可能なＮＯｘ量を推定できる。【００４６】
次いで、ステップＳ２３において算出した浄化可能なＮＯｘ量のＮＯｘを離脱させるためのＮＯｘ吸着材２５の目標温度を決定する（ステップＳ２４）。例えば、図９に示すように、ＮＯｘ吸着材２５のＮＯｘ最大吸着量は、温度に応じて変する。図９において、Ｔ１をＮＯｘを放出前の温度、すなわち、温度調整前の温度とすると、ＮＯｘ吸着材２５の温度をＴ２まで上昇させると、ＮＯｘの放出量はＡＭとなる。したがって、図９に示すようなＮＯｘ吸着材２５のＮＯｘ吸着量と温度との関係を規定するマップ、関数等により、ステップＳ２３において算出した浄化可能なＮＯｘ量に対する現在の温度Ｔ１に対する目目標温度Ｔ２を決定する。【００４７】
次いで、ＮＯｘ吸着材２５の温度が、ステップＳ２４で求めた目標温度Ｔ２となるように、バーナー２０を制御する。ＮＯｘ吸着材２５の温度調整は、バーナー２０の排出する熱量を制御することにより可能である。ＮＯｘ吸着材２５の温度制御により、所望量のＮＯｘがＮＯｘ吸着材２５から脱離し、これが選択還元型触媒において確実に浄化される。【００４８】
上記実施形態において、脱離手段としてバーナー２０を例示したが、これに限定されるわけではなく、例えば、ＮＯｘ吸着材２５に酸化触媒機能を併せ持たせ、これに燃料を供給して燃焼させることにより、ＮＯｘを脱離させることも可能である。燃料の供給は、専用の燃料噴射弁を用いてもよいし、内燃機関１０においていわゆるポスト噴射により供給してもよい。【００４９】
上記実施形態において、還元剤供給手段として尿素水添加弁を例示したが、これに限定されるわけではなく、アンモニアを選択還元型触媒に直接供給することも可能である。
【図１】
2010079619.tif 000003
【図２】
2010079619.tif 000004
【図３】
2010079619.tif 000005
【図４】
2010079619.tif 000006
【図５】
2010079619.tif 000007
【図６】
2010079619.tif 000008
【図７】
2010079619.tif 000009
【図８】
2010079619.tif 000010
【図９】
2010079619.tif 000011
【図１０】
2010079619.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月8日(2010.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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て排気ガスに含まれるＮＯｘを一時的に吸着するＮＯｘ吸着材と、
前記排気通路の前記ＮＯｘ吸着材の下流側に設けられて排気ガスに含まれるＮＯｘを選択的に還元する選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒にアンモニアを還元剤として供給する還元剤供給手段と
前記ＮＯｘ吸着材に吸着されているＮＯｘを脱離させる脱離手段と、
前記ＮＯｘ吸着材からのＮＯｘを脱離させる際に、ＮＯｘが外部に放出されるのを抑制すべく、前記脱離手段によるＮＯｘ脱離量を調整する調整手段と、
前記選択還元型触媒に吸着されているアンモニア吸着量を推定するアンモニア量推定手段と
を有し、
前記調整手段は、推定した前記アンモニア吸着量に応じて、前記脱離手段によるＮＯｘ脱離量を調整することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記脱離手段は、前記ＮＯｘ吸着材の温度を制御することにより、ＮＯｘ脱離量を調整することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記脱離手段は、ＮＯｘ吸着材の温度に応じて変化するＮＯｘ吸着可能量を利用してＮＯｘ脱離量を調整することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記脱離手段は、前記排気通路の前記ＮＯｘ吸着材の上流側に設けられて、燃焼ガスを前記排気通路に噴出するバーナーを含み、
前記調整手段は、前記バーナーの排出する熱量を制御することにより、前記ＮＯｘ脱離量を調整することを特徴とする請求項１、５、６のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置
【請求項８】
前記脱離手段によるＮＯｘの脱離は、アイドリング運転時又は車両減速時に実行されることを特徴とする請求項１、５、６、７のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【国際調査報告】
2010079619.tif 000013
2010079619.tif 000014
2010079619.tif 000015
2010079619.tif 000016