(57)【特許請求の範囲】
【請求項２】
内燃機関の排気通路に設けられ、排気の空燃比が理論空燃比よりも大きいときにＮＯｘを吸蔵し、排気の空燃比が理論空燃比以下のときに吸蔵していたＮＯｘを還元する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒よりも下流の排気通路に設けられてアンモニアを還元剤としてＮＯｘを還元する選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒よりも下流で且つ前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流の排気通路において排気中のＮＯｘとアンモニアとの濃度を検出するＮＯｘセンサと、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比を理論空燃比以下とする空燃比低下部と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流からアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、
前記ＮＯｘセンサの検出値に基づいて前記アンモニア供給装置から供給するアンモニア量を決定する制御装置と、
を備えた内燃機関の排気浄化装置において、
前記制御装置は、前記空燃比低下部により前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比が理論空燃比以下とされている場合には、排気の空燃比が理論空燃比よりも大きい場合よりも、前記ＮＯｘセンサの検出値に対して前記アンモニア供給装置から供給するアンモニア量を少なくし、
前記制御装置は、前記空燃比低下部により前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比が理論空燃比以下とされている場合には、前記ＮＯｘセンサの検出値を補正し、補正した前記ＮＯｘセンサの検出値に基づいて前記アンモニア供給装置から供給するアンモニア量を決定することで、前記ＮＯｘセンサの検出値に対して前記アンモニア供給装置から供給するアンモニア量を少なくする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記空燃比低下部により前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比が理論空燃比以下とされているときの、前記ＮＯｘセンサの検出値を０にする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記空燃比低下部により前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比が理論空燃比以下とされているときの、該排気の空燃比の値、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度、又は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘ量の少なくとも１つに基づいて、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒において生成されるアンモニアによる前記ＮＯｘセンサの検出値の変化分を算出し、前記ＮＯｘセンサの検出値から該変化分を減じることで、前記ＮＯｘセンサの検出値を補正する請求項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】
内燃機関の排気通路に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＳＲ触媒ともいう。）と、選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒ともいう。）と、を配置する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。ＮＳＲ触媒は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯｘを還元する。ＳＣＲ触媒は、還元剤によりＮＯｘを選択還元する。【０００３】
ところで、ＮＳＲ触媒よりも下流側にＳＣＲ触媒を備え、ＳＣＲ触媒へ流入する排気中のＮＯｘ濃度に応じてＳＣＲ触媒へ供給する還元剤量を決定することがある。このようなシステムでは、ＮＳＲ触媒よりも下流で且つＳＣＲ触媒よりも上流にＮＯｘセンサが設けられる。【０００４】
ここで、ＮＳＲ触媒へ還元剤を供給するために排気の空燃比が理論空燃比以下まで低下されると、ＮＳＲ触媒においてアンモニアが生成される場合がある。このアンモニアは、ＮＯｘセンサにおいてＮＯｘと同様にして検出される。このため、ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元するときには、ＮＯｘセンサの検出値が実際のＮＯｘ濃度と比較して大きくなる。このときに、ＮＯｘセンサの検出値に基づいて、ＳＣＲ触媒へ供給する還元剤量を決定すると、ＳＣＲ触媒において還元剤が過剰となる虞がある。これにより、ＳＣＲ触媒から還元剤が流出する虞がある。また、還元剤の消費量が多くなる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６５８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比が低下するときに、選択還元型ＮＯｘ触媒からアンモニアが流出することを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために本発明は、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、排気の空燃比が理論空燃比よりも大きいときにＮＯｘを吸蔵し、排気の空燃比が理論空燃比以下のときに吸蔵していたＮＯｘを還元する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒よりも下流の排気通路に設けられてアンモニアを還元剤としてＮＯｘを還元する選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒よりも下流で且つ前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流の排気通路において排気中のＮＯｘとアンモニアとの濃度を検出するＮＯｘセンサと、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比を理論空燃比以下とする空燃比低下部と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流からアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、
前記ＮＯｘセンサの検出値に基づいて前記アンモニア供給装置から供給するアンモニア量を決定する制御装置と、
を備えた内燃機関の排気浄化装置において、
前記制御装置は、前記空燃比低下部により前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比が理論空燃比以下とされている場合には、排気の空燃比が理論空燃比よりも大きい場合よりも、前記ＮＯｘセンサの検出値に対して前記アンモニア供給装置から供給するアンモニア量を少なくする。【０００８】
空燃比低下部により排気の空燃比が理論空燃比以下とされると、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＳＲ触媒）に吸蔵されているＮＯｘが還元される。このときにＮＳＲ触媒において、アンモニアが生成されることがある。このアンモニアは、ＮＯｘセンサにおいてＮＯｘと同様に検出される。そのため、このときのＮＯｘセンサの検出値は、実際のＮＯｘ濃度よりも大きくなっている。このときに、アンモニア供給装置から供給するアンモニア量を少なくすれば、選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）へ供給される還元剤が過剰となることを抑制できる。すなわち、ＮＯｘセンサの検出値が同じであっても、排気の空燃比が理論空燃比以下のときには、排気の空燃比が理論空燃比よりも大きいときよりも、アンモニア供給装置から供給するアンモニア量を少なくしている。ＮＯｘセンサの検出値に対してアンモニア供給装置から供給するアンモニア量を少なくするには、例えば、ＮＯｘセンサの検出値を補正するか、又は、アンモニア供給装置から供給するアンモニア量を補正する。【０００９】
すなわち、本発明においては、前記制御装置は、前記空燃比低下部により前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比が理論空燃比以下とされている場合には、前記ＮＯｘセンサの検出値を補正してもよい。【００１０】
例えば、ＮＯｘセンサの検出値が補正前には同じであっても、排気の空燃比が理論空燃比以下のときには、排気の空燃比が理論空燃比よりも大きいときよりも、補正後のＮＯｘ濃度が低くなるように補正が行われる。ここで、ＮＳＲ触媒から放出されるアンモニア以外の影響を考慮して、ＮＯｘセンサの検出値が補正される場合もある。このような補正が行われている場合であっても、排気の空燃比が理論空燃比以下のときには、ＮＯｘセンサの検出値をさらに補正する。例えば、ＮＯｘセンサの検出値に１未満の係数を乗算することで補正を行う場合に、排気の空燃比が理論空燃比以下のときには、排気の空燃比が理論空燃比よりも大きいときよりも、係数を小さくしてもよい。また、例えば、排気の空燃比が理論空燃比以下のときには、排気の空燃比が理論空燃比よりも大きいときよりも、ＮＯｘセンサの検出値を所定値だけ小さくしてもよい。このようにＮＯｘセンサの検出値を補正することで、排気の空燃比が理論空燃比以下のときには、アンモニア供給装置から供給するアンモニア量がより少なくなる。【００１１】
また、本発明においては、前記制御装置は、前記空燃比低下部により前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比が理論空燃比以下とされている場合には、前記アンモニア供給装置から供給するアンモニア量を補正してもよい。【００１２】
例えば、ＮＯｘセンサにより検出されるＮＯｘ濃度が同じであっても、排気の空燃比が理論空燃比以下のときには、排気の空燃比が理論空燃比よりも大きいときよりも、アンモニア供給装置から供給するアンモニア量が少なくなるように、アンモニア供給量を補正してもよい。また、例えば、排気の空燃比が理論空燃比以下のときには、排気の空燃比が理論空燃比よりも大きいときよりも、アンモニア供給量を所定値だけ少なくしてもよい。【００１３】
また、本発明においては、前記制御装置は、前記空燃比低下部により前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比が理論空燃比以下とされているときの、前記ＮＯｘセンサの検出値の使用を制限することができる。【００１４】
すなわち、ＮＳＲ触媒からアンモニアが流出し得る場合には、ＮＯｘセンサの検出値の使用を制限する。ＮＯｘセンサの検出値の使用を制限することには、このときのＮＯｘセンサの検出値を用いないことを含む。また、排気の空燃比が理論空燃比よりも高いときのＮＯｘセンサの検出値に基づいて、ＮＯｘセンサの検出値を補正してもよい。また、空燃比が理論空燃比以下となっている期間には、ＮＯｘセンサの検出値が０ｐｐｍになっているものとして扱ってもよい。すなわち、ＮＯｘセンサの検出値が０ｐｐｍとなるように、該ＮＯｘセンサの検出値を補正してもよい。また、空燃比が理論空燃比以下となっている期間には、空燃比が理論空燃比以下とされる前のＮＯｘセンサの検出値を用いてもよい。すなわち、空燃比が理論空燃比以下となっている期間には、空燃比が理論空燃比以下とされる前のＮＯｘセンサの検出値となるように、ＮＯｘセンサの検出値を補正してもよい。さらに、空燃比が理論空燃比以下となる前のＮＯｘセンサの検出値と、空燃比が理論空燃比以下となっているときのＮＯｘセンサの検出値と、の平均値となるように、ＮＯｘセンサの検出値を補正してもよい。これらにより、ＮＯｘセンサの検出値の補正が容易となる。【００１５】
また、本発明においては、前記制御装置は、前記空燃比低下部により前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比が理論空燃比以下とされているときの、該排気の空燃比の値、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度、又は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘ量の少なくとも１つに基づいて、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒において生成されるアンモニアによる前記ＮＯｘセンサの検出値の変化分を算出し、前記ＮＯｘセンサの検出値から該変化分を減じることで、前記ＮＯｘセンサの検出値を補正することができる。【００１６】
すなわち、ＮＳＲ触媒から流出するアンモニアによりＮＯｘセンサの検出値が変化した場合に、アンモニアによる変化分を検出値から取り除くことで、検出値を補正している。ＮＳＲ触媒において生成されるアンモニア量は、排気の空燃比の値、ＮＳＲ触媒の温度、又は、ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯｘ量に応じて変化するため、これらの値に応じてＮＯｘセンサの検出値を補正することができる。なお、ＮＯｘセンサの検出値を補正するときには、ＮＳＲ触媒において生成されるアンモニア量を算出し、このアンモニア量に対応するＮＯｘセンサの検出値の変化分を算出してもよい。【００１７】
また、本発明においては、前記制御装置は、前記空燃比低下部により前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比が理論空燃比以下とされているときの、該排気の空燃比の値、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度、又は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘ量の少なくとも１つに基づいて、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒において生成されるアンモニア量を算出し、前記ＮＯｘセンサの検出値に基づいて決定される前記アンモニア供給装置から供給するアンモニア量から、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒において生成されるアンモニア量を減じることで、前記アンモニア供給装置から供給するアンモニア量を補正することができる。【００１８】
すなわち、ＮＳＲ触媒から流出するアンモニアは、ＳＣＲ触媒において還元剤となるため、その分、アンモニア供給装置から供給するアンモニア量を少なくしている。ＮＳＲ触媒において生成されるアンモニア量は、排気の空燃比の値、ＮＳＲ触媒の温度、又は、ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯｘ量に応じて変化するため、これらの値に応じて、ＮＳＲ触媒において生成されるアンモニア量を算出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比が低下するときに、選択還元型ＮＯｘ触媒からアンモニアが流出することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例に係る内燃機関と、その吸気系及び排気系との概略構成を示す図である。
【図２】リッチスパイクを複数回実施したときの各種値の推移を示したタイムチャートである。
【図３】リッチスパイクを複数回実施したときの各種値の推移を示した他のタイムチャートである。
【図４】リッチスパイクを実施している場合の制御フローを示したフローチャートである。
【図５】リッチスパイクを実施している場合の制御フローを示した他のフローチャートである。
【図６】リッチスパイクを実施している場合の制御フローを示した他のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２２】
（実施例１）
図１は、本実施例に係る内燃機関と、その吸気系及び排気系との概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ディーゼル機関であるが、ガソリン機関であってもよい。内燃機関１は、たとえば車両に搭載される。
【００２３】
内燃機関１には、排気通路２が接続されている。この排気通路２の途中には、上流側から順に、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒３（以下、ＮＳＲ触媒３という。）、還元剤噴射弁４、選択還元型ＮＯｘ触媒５（以下、ＳＣＲ触媒５という。）が備えられている。
【００２４】
ＮＳＲ触媒３は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯｘを還元する。ＮＳＲ触媒３に供給する還元剤には、内燃機関１から排出される未燃燃料であるＨＣまたはＣＯを利用することができる。なお、ＮＳＲ触媒３よりも上流の排気通路２に、内燃機関１の燃料（ＨＣ）を噴射する燃料添加弁を備え、該燃料添加弁からＮＳＲ触媒３へ還元剤としてＨＣを供給してもよい。
【００２５】
ＳＣＲ触媒５は、還元剤を吸着しておき、ＮＯｘが通過するときに、吸着していた還元剤によりＮＯｘを選択還元する。ＳＣＲ触媒５へ供給する還元剤には、アンモニア（ＮＨ３）を利用することができる。
【００２６】
還元剤噴射弁４は、アンモニアを噴射することで、ＳＣＲ触媒５に還元剤を供給する。なお、還元剤噴射弁４は、尿素水を噴射してもよい。還元剤噴射弁４から噴射された尿素水は、排気の熱またはＳＣＲ触媒５からの熱により加水分解されてアンモニアとなり、ＳＣＲ触媒５に吸着する。すなわち、還元剤噴射弁４からは、アンモニアの前駆体、または、アンモニアを供給すればよい。なお、本実施例においては還元剤噴射弁４が、本発明におけるアンモニア供給装置に相当する。
【００２７】
また、ＮＳＲ触媒３よりも下流で且つ還元剤噴射弁４よりも上流の排気通路２には、排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ１１と、排気の温度を検出する温度センサ１２と、が取り付けられている。温度センサ１２の検出値に基づいて、ＮＳＲ触媒３の温度又はＳＣＲ触媒５の温度を算出することができる。また、温度センサ１２の検出値をＮＳＲ触媒３又はＳＣＲ触媒５の温度としてもよい。また、内燃機関１の運転状態に基づいて、ＮＳＲ触媒３又はＳＣＲ触媒５の温度を推定することもできる。
【００２８】
また、内燃機関１には、内燃機関１へ燃料を供給する燃料噴射弁６が取り付けられている。また、内燃機関１には、吸気通路７が接続されている。吸気通路７の途中には、内燃機関１の吸入空気量を調整するスロットル８が設けられている。また、スロットル８よりも上流の吸気通路７には、内燃機関１の吸入空気量を検出するエアフローメータ１５が取り付けられている。
【００２９】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１を制御する。
【００３０】
また、ＥＣＵ１０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１６を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ１７、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ１８が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
【００３１】
一方、ＥＣＵ１０には、還元剤噴射弁４、燃料噴射弁６及びスロットル８が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０によりこれらの機器が制御される。
【００３２】
例えばＥＣＵ１０は、気筒内の空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射弁６を制御する。この目標空燃比は、内燃機関１の運転状態に応じて設定される空燃比である。なお、本実施例に係る内燃機関１は、通常はリーン空燃比で運転されている。ただし、高負荷運転時などにおいて、理論空燃比近傍で内燃機関１が運転されることもある。また、ＮＳＲ触媒３に吸蔵されているＮＯｘを還元するために理論空燃比以下で運転することもある。
【００３３】
ここで、ＥＣＵ１０は、ＮＳＲ触媒３に吸蔵されているＮＯｘの還元処理を実施する。ＮＳＲ触媒３に吸蔵されているＮＯｘの還元時には、ＥＣＵ１０は、燃料噴射弁６から噴射する燃料の量またはスロットル８の開度を調整することにより、ＮＳＲ触媒３に流入する排気の空燃比を所定のリッチ空燃比まで低下させる所謂リッチスパイクを実施する。なお、本実施例においてはリッチスパイクを実施するＥＣＵ１０が、本発明における空燃比低下部に相当する。
【００３４】
このリッチスパイクは、たとえば、ＮＳＲ触媒３に吸蔵されているＮＯｘ量が所定量となった場合に実施される。ＮＳＲ触媒３に吸蔵されているＮＯｘ量は、たとえば、ＮＳＲ触媒３に流入するＮＯｘ量と、ＮＳＲ触媒３から流出するＮＯｘ量と、の差を積算することにより算出される。ＮＳＲ触媒３に流入するＮＯｘ量と、ＮＳＲ触媒３から流出するＮＯｘ量とは、センサを取り付けることにより検出できる。また、ＮＳＲ触媒３に流入するＮＯｘ量と、ＮＳＲ触媒３におけるＮＯｘ浄化率の推定値とから、ＮＳＲ触媒３に吸蔵されているＮＯｘ量を算出してもよい。さらに、所定の時間または所定の走行距離ごとにリッチスパイクを実施してもよい。また、周知の技術を用いて、ＮＳＲ触媒３に吸蔵されているＮＯｘ量を求めてもよい。
【００３５】
また、ＥＣＵ１０は、所定の時間毎に還元剤噴射弁４からアンモニアを供給する。ＥＣＵ１０は、ＮＯｘセンサ１１の検出値に基づいて、ＳＣＲ触媒５に流入するＮＯｘの量を算出し、該ＮＯｘ量に基づいて還元剤噴射弁４から供給するアンモニアの量を決定する。ＳＣＲ触媒５に流入するＮＯｘ量は、ＮＯｘセンサ１１により検出されるＮＯｘ濃度と、排気の流量に基づいて算出される。排気の流量は、エアフローメータ１５により検出される吸入空気量と、燃料噴射弁６から供給される燃料量とに基づいて算出される。そして、ＥＣＵ１０は、ＳＣＲ触媒５に流入するＮＯｘを全て還元するために必要となるアンモニアを還元剤噴射弁４から供給する。すなわち、ＮＯｘを還元するために消費されたアンモニアを補充することで、ＳＣＲ触媒５においてアンモニアが不足することを抑制している。
【００３６】
ところで、ＮＯｘセンサ１１は、ＮＯｘと同様にアンモニアも検出してしまう。そして、リッチスパイクが実施されると、ＮＳＲ触媒３からＮＯｘ及びアンモニアが放出される。ＮＳＲ触媒３から放出されるアンモニアは、ＳＣＲ触媒５において還元剤となる。しかし、ＮＳＲ触媒３から放出されるアンモニアによりＮＯｘセンサ１１の検出値が増大するため、該ＮＯｘセンサ１１の検出値に基づいて還元剤噴射弁４から供給するアンモニア量を決定すると、ＳＣＲ触媒５においてアンモニア量が過剰となる。
【００３７】
そこで本実施例では、リッチスパイクが実施されているときに、ＮＯｘセンサ１１の検出値を補正する。そして、補正後の検出値に基づいて、還元剤噴射弁４から噴射するアンモニア量を決定する。なお、リッチスパイクが実施されているときとは、内燃機関１から排出される排気の空燃比が理論空燃比以下となっているときである。このときには、ＮＳＲ触媒３から流出する排気の空燃比も理論空燃比以下となる。なお、本実施例においてはＮＯｘセンサ１１の検出値を補正するＥＣＵ１０が、本発明における制御装置に相当する。また、リッチスパイクが実施されている場合に行われる補正は、リッチスパイクが実施されていない場合に行われる補正よりも、検出されるＮＯｘ濃度が低くなるように、ＮＯｘセンサ１１の検出値を変更してもよい。すなわち、補正前のＮＯｘセンサ１１の検出値が同じであっても、リッチスパイクが実施されている場合のほうが、リッチスパイクが実施されていない場合よりも、補正後の検出値が小さくなるように補正する。例えば、ＮＳＲ触媒３から放出されるアンモニア以外の影響を考慮して、ＮＯｘセンサ１１の検出値が既に補正されている場合もある。このような場合であっても、リッチスパイクが実施されている場合には、ＮＯｘセンサ１１の検出値の補正を更に行う。具体的には、検出されるＮＯｘ濃度に１未満の係数を乗算することで補正を行う場合に、リッチスパイクが実施されている場合には、リッチスパイクが実施されていない場合よりも、係数を小さくしてもよい。また、例えば、リッチスパイクが実施されている場合には、リッチスパイクが実施されていない場合よりも、ＮＯｘセンサ１１の検出値を所定値だけ小さくしてもよい。
【００３８】
なお、リッチスパイクが実施されている場合、すなわち排気の空燃比が理論空燃比以下とされている場合には、ＮＯｘセンサ１１の検出値が０ｐｐｍとなるように、該検出値を補正してもよい。これにより、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニアの影響を受けなくなる。また、リッチスパイクが実施されている場合には、リッチスパイクが実施される前のＮＯｘセンサ１１の検出値となるように、検出値を補正してもよい。これによっても、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニアの影響を受けなくなる。この場合、リッチスパイクが実施される直前のＮＯｘセンサ１１の検出値を用いてもよく、リッチスパイクが実施される所定時間前のＮＯｘセンサ１１の検出値を用いてもよい。また、排気の空燃比が理論空燃比以下とされている期間は、前回に検出されたＮＯｘセンサ１１の検出値を維持してもよい。
【００３９】
また、リッチスパイクが実施される前と、リッチスパイクが実施されているときと、のＮＯｘセンサ１１の検出値の平均値となるように、ＮＯｘセンサ１１の検出値を補正してもよい。これにより、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニアの影響が小さくなる。さらに、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニアによるＮＯｘセンサ１１の検出値の変化分を算出し、ＮＯｘセンサ１１の検出値から該変化分を減じることで、ＮＯｘセンサ１１の検出値を補正してもよい。この場合、排気中のＮＯｘ濃度をより正確に検出することができる。
【００４０】
ここで、図２は、リッチスパイクを複数回実施したときの各種値の推移を示したタイムチャートである。この図２は、リッチスパイクを実施しているときのＮＯｘセンサ１１の検出値が、リッチスパイクを実施する前の検出値となるように補正した場合を示している。また、図２は、排気の空燃比が理論空燃比以下とされている場合に、ＮＯｘセンサ１１の検出値が０ｐｐｍとなるように、該検出値を補正した場合としてもよい。
【００４１】
図２において「流出ＮＯｘ」は、ＮＳＲ触媒３から流出する実際のＮＯｘ量（ＮＯｘ濃度としてもよい）を示している。「検出値」は、ＥＣＵ１０が補正をする前のＮＯｘセンサ１１の検出値であり、ＮＯｘにより変化する分と、アンモニア（ＮＨ３）により変化する分とを分けて示している。「補正後検出値」は、ＥＣＵ１０がＮＯｘセンサ１１の検出値を補正した後のＮＯｘセンサ１１の検出値を示している。リッチスパイク実施中の補正後検出値は、リッチスパイク実施前の検出値と同じになる。すなわち、リッチスパイクが実施されても、補正後検出値は変化せず、同じ値のまま維持される。「還元剤供給量」は、ＥＣＵ１０がＮＯｘセンサ１１の検出値に基づいて算出する還元剤の供給量であり、還元剤噴射弁４から供給するアンモニア量である。「補正あり」は、ＥＣＵ１０がＮＯｘセンサ１１の検出値を補正した場合を示し、「補正なし」は、ＥＣＵ１０がＮＯｘセンサ１１の検出値を補正しない場合を示している。ＥＣＵ１０がＮＯｘセンサ１１の検出値を補正した場合には、補正しない場合よりも、ＮＯｘの検出値が小さくなるため、還元剤供給量は少なくなる。
【００４２】
また、図３は、リッチスパイクを複数回実施したときの各種値の推移を示した他のタイムチャートである。この図３は、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニアによるＮＯｘセンサ１１の検出値の変化分を算出し、ＮＯｘセンサ１１の検出値から該変化分を減じることで、ＮＯｘセンサ１１の検出値を補正した場合を示している。ＥＣＵ１０がＮＯｘセンサ１１の検出値を補正した場合には、補正しない場合よりも、ＮＯｘの検出値が小さくなるため、還元剤供給量は少なくなる。
【００４３】
なお、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニアによるＮＯｘセンサ１１の検出値の変化分は、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニア量に基づいて算出することができる。ここで、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニア量は、排気の空燃比、ＮＳＲ触媒３の温度、ＮＳＲ触媒３に吸蔵されているＮＯｘ量と相関関係にあるため、これらの少なくとも１つの値に基づいて算出することができる。この関係は、予め実験またはシミュレーションにより求めてＥＣＵ１０にマップとして記憶しておく。なお、ＮＳＲ触媒３に吸蔵されているＮＯｘ量は所定量としてもよい。そして、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニア量と、排気の流量とから、排気中のアンモニア濃度を算出することができるため、ＮＯｘセンサ１１の検出値の変化分を求めることができる。
【００４４】
なお、ＮＯｘセンサ１１の検出値を補正する代わりに、還元剤噴射弁４から供給するアンモニア量を補正してもよい。この場合、リッチスパイクが実施されている場合に行われる補正は、リッチスパイクが実施されていない場合に行われる補正よりも、アンモニア供給量が少なくなるようにアンモニア供給量を補正してもよい。すなわち、ＮＯｘセンサ１１の検出値が同じであっても、リッチスパイクが実施されている場合のほうが、リッチスパイクが実施されていない場合よりも、補正後のアンモニア供給量が少なくなるように補正する。例えば、ＮＳＲ触媒３から放出されるアンモニア以外の影響を考慮して、既にアンモニア供給量が補正されている場合もある。このような場合であっても、リッチスパイクが実施されている場合には、アンモニア供給量の補正を更に行う。具体的には、ＮＯｘセンサ１１の検出値に基づいて算出されるアンモニア供給量に１未満の係数を乗算することで補正を行う場合に、リッチスパイクが実施されているときには、リッチスパイクが実施されていないときよりも、係数を小さくしてもよい。また、例えば、リッチスパイクが実施されているときには、リッチスパイクが実施されていないときよりも、アンモニア供給量を所定値だけ少なくしてもよい。また、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニア量を算出し、ＮＯｘセンサ１１の検出値に基づいて算出されるアンモニア供給量から、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニア量を減算することで、アンモニア供給量を補正してもよい。
【００４５】
図４は、リッチスパイクを実施している場合の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に繰り返し実行される。この所定の時間は、還元剤噴射弁４からアンモニアを供給する間隔としてもよい。
【００４６】
ステップＳ１０１では、リッチスパイクが実施されているか否か判定される。本ステップでは、排気の空燃比が理論空燃比以下となっているか否か判定される。ステップＳ１０１において肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはＮＯｘセンサ１１の検出値を補正する必要はないため本ルーチンを終了させる。
【００４７】
ステップＳ１０２では、ＮＯｘセンサ１１の検出値を０ｐｐｍとする。すなわち、ＮＯｘセンサ１１の検出値を補正している。
【００４８】
また、図５は、リッチスパイクを実施している場合の制御フローを示した他のフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に繰り返し実行される。図４と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４９】
ステップＳ１０１において肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０１へ進み、ステップＳ２０１では、ＮＯｘセンサ１１の検出値をリッチスパイクが実施される前の値とする。すなわち、ＮＯｘセンサ１１の検出値を補正している。リッチスパイクが実施される前の検出値は、リッチスパイクが実施される直前の検出値であり、ＥＣＵ１０に記憶させておく。なお、本ステップでは、前回のルーチンのときのＮＯｘセンサ１１の検出値を維持してもよい。すなわち、リッチスパイクが実施されているときには、リッチスパイクが実施される直前のルーチンのときのＮＯｘセンサ１１の検出値が維持されるようにしてもよい。
【００５０】
図６は、リッチスパイクを実施している場合の制御フローを示した他のフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に繰り返し実行される。図４と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５１】
ステップＳ１０１において肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０１へ進み、ステップＳ３０１では、排気の空燃比が算出される。排気の空燃比は、センサで検出してもよく、内燃機関１の吸入空気量と燃料噴射弁６からの燃料噴射量とに基づいて算出してもよい。
【００５２】
ステップＳ３０２では、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニア量が算出される。本ステップでは、ステップＳ３０１において算出される排気の空燃比と、予めＥＣＵ１０が記憶しているマップとから、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニア量が算出される。なお、ＮＳＲ触媒３の温度、または、ＮＳＲ触媒３に吸蔵されているＮＯｘ量をさらに考慮して、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニア量を算出してもよい。なお、本ステップでは、ＮＳＲ触媒３において生成されるアンモニア量を算出する代わりに、ＮＯｘセンサ１１の検出値から減算する値を算出してもよい。
【００５３】
ステップＳ３０３では、ステップＳ３０２で算出されるアンモニア量によるＮＯｘセンサ１１の検出値の変化分を、ＮＯｘセンサ１１の検出値から減算することにより、ＮＯｘセンサ１１の検出値を補正する。なお、本ステップでは、ＮＯｘセンサ１１の検出値を補正する代わりに、ステップＳ３０２で算出されるアンモニア量に基づいて、アンモニア供給量を補正してもよい。
【００５４】
以上説明したように、本実施例によれば、リッチスパイクを実施しているときに、ＮＯｘセンサ１１の検出値を補正することにより、ＳＣＲ触媒５へアンモニアが過剰に供給されることを抑制できる。これにより、ＳＣＲ触媒５からアンモニアが流出することを抑制できる。また、アンモニアの消費量を低減することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１     内燃機関
２     排気通路
３     吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＳＲ触媒）
４     還元剤噴射弁
５     選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）
６     燃料噴射弁
７     吸気通路
８     スロットル
１０   ＥＣＵ
１１   ＮＯｘセンサ
１２   温度センサ
１５   エアフローメータ
１６   アクセルペダル
１７   アクセル開度センサ
１８   クランクポジションセンサ
【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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