(57)【要約】【課題】ＮＯｘ触媒においてアンモニアが酸化されることによってＮＯｘが発生することを抑制しつつ、ＮＯｘ触媒に対して還元剤を好適に供給する。【解決手段】ＮＯｘ温度がアンモニアが酸化される所定温度以上の場合において、ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比が所定空燃比より大きいときには、該排気の空燃比が所定空燃比以下のときよりも、添加弁から排気中に添加するアンモニア又はアンモニアの前駆体の量を少なくする。【選択図】図７
2018105236.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、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元する選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流の前記排気通路に設けられ、排気中にアンモニア又はアンモニアの前駆体である添加剤を添加する添加弁と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度を取得する温度取得装置と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比を取得する空燃比取得装置と、
前記温度取得装置により取得される温度が、アンモニアが酸化される所定温度以上の場合において、前記空燃比取得装置により取得される空燃比が所定空燃比より大きいときには、前記所定空燃比以下のときよりも、前記添加弁から排気中に添加する添加剤の量を少なくする制御装置と、
を備える内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記選択還元型ＮＯｘ触媒は、第一ＮＯｘ触媒と、前記第一ＮＯｘ触媒よりも前記排気通路の下流側に設けられる第二ＮＯｘ触媒と、を含んで構成され、
前記温度取得装置は、前記第一ＮＯｘ触媒の温度を取得するように構成され、
前記空燃比取得装置は、前記第一ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比を取得するように構成され、
前記添加弁は、前記第一ＮＯｘ触媒よりも上流の前記排気通路に設けられる第一添加弁であるように構成され、
前記第一ＮＯｘ触媒よりも下流且つ前記第二ＮＯｘ触媒よりも上流の前記排気通路に設けられ排気中に添加剤を添加する第二添加弁を更に備え、
前記制御装置は、前記温度取得装置により取得される前記第一ＮＯｘ触媒の温度が前記所定温度以上の場合において、前記空燃比取得装置により取得される空燃比が前記所定空燃比よりも大きいときには、前記空燃比取得装置により取得される空燃比が前記所定空燃比以下のときよりも、前記第一添加弁及び前記第二添加弁から添加する添加剤の総量に対する前記第一添加弁から添加する添加剤の量の比を小さくする請求項１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】
アンモニアを還元剤として使用することで、内燃機関からの排気中に含まれるＮＯｘを浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、単に「ＮＯｘ触媒」ともいう。）が知られている。このＮＯｘ触媒よりも上流側には、排気中にアンモニア又はアンモニアの前駆体（以下、アンモニア又はアンモニアの前駆体を「添加剤」ともいう。）を添加する添加弁等が設置される。アンモニアの前駆体としては、尿素を例示できる。
【０００３】
ここで、排気温度が高温の場合には、アンモニアが酸化されてＮＯｘが発生し得る。アンモニアが酸化されることでアンモニアが減少すると、ＮＯｘ触媒においてアンモニアが不足するため、ＮＯｘの浄化が困難になり得る。そのため、排気温度が高温の場合に、排気温度及び排気流量に基づいてアンモニアの酸化度合いを算出し、この酸化度合いが大きいほど尿素の添加量を増加させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９３６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＮＯｘ触媒の温度が高い場合には、ＮＯｘ触媒においてアンモニアが酸化されてＮＯｘが発生し得る。したがって、従来のように、排気温度が高温の場合に、アンモニアの酸化度合いが大きいほど、尿素の添加量を増加させると、ＮＯｘ触媒で酸化されるアンモニアの量も増加し得る。そして、ＮＯｘ触媒で多くのＮＯｘが発生すると、ＮＯｘ触媒から流出するＮＯｘの量が増加してしまう。
【０００６】
そこで本発明は、ＮＯｘ触媒においてアンモニアが酸化されることによってＮＯｘが発生することを抑制しつつ、ＮＯｘ触媒に対して還元剤を好適に供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明では、内燃機関の排気通路に設けられ、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元する選択還元型ＮＯｘ触媒と、前記選択還元型ＮＯｘ触媒よりも上流の前記排気通路に設けられ、排気中にアンモニア又はアンモニアの前駆体である添加剤を添加する添加弁と、前記選択還元型ＮＯｘ触媒の温度を取得する温度取得装置と、前記選択還元型ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比を取得する空燃比取得装置と、前記温度取得装置により取得される温度が、アンモニアが酸化される所定温度以上の場合において、前記空燃比取得装置により取得される空燃比が所定空燃比より大きいときには、前記所定空燃比以下のときよりも、前記添加弁から排気中に添加する添加剤の量を少なくする制御装置と、を備える。
【０００８】
ここで、ＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の場合であっても、排気の空燃比が所定空燃比以下であれば、ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの酸化が抑制される。なお、所定空燃比は、ＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の場合において、ＮＯｘ触媒に供給されたアンモニアのうち、酸化されるアンモニアの割合が許容範囲内となる空燃比である。すなわち、Ｎ
Ｏｘ触媒の温度が所定温度以上の場合であって、排気の空燃比が所定空燃比より大きい場合において、添加剤の添加量を相対的に少なくすることにより、ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの酸化を抑制できる。このようにして、排気の空燃比が所定空燃比より大きいときに、ＮＯｘ触媒でのアンモニアの酸化を抑制することにより、ＮＯｘ触媒からＮＯｘが流出することを抑制し得る。なお、ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比が所定空燃比より大きいときには、排気の空燃比が大きいほど、添加弁から排気中へ添加する添加剤の量を少なくしてもよい。この場合、添加剤の量を段階的に変化させてもよく、連続的に変化させてもよい。また、ＮＯｘ触媒の温度が、アンモニアが酸化される所定温度以上の場合において、排気の空燃比が所定空燃比より大きいときには、添加弁から排気中に添加する添加剤の量を０にしてもよい。すなわち、添加剤の量を少なくすることには、添加剤の量を０にすることを含むことができる。
【０００９】
また、前記選択還元型ＮＯｘ触媒は、第一ＮＯｘ触媒と、前記第一ＮＯｘ触媒よりも前記排気通路の下流側に設けられる第二ＮＯｘ触媒と、を含んで構成され、前記温度取得装置は、前記第一ＮＯｘ触媒の温度を取得するように構成され、前記空燃比取得装置は、前記第一ＮＯｘ触媒へ流入する排気の空燃比を取得するように構成され、前記添加弁は、前記第一ＮＯｘ触媒よりも上流の前記排気通路に設けられる第一添加弁であるように構成され、前記第一ＮＯｘ触媒よりも下流且つ前記第二ＮＯｘ触媒よりも上流の前記排気通路に設けられ排気中に添加剤を添加する第二添加弁を更に備え、前記制御装置は、前記温度取得装置により取得される前記第一ＮＯｘ触媒の温度が前記所定温度以上の場合において、前記空燃比取得装置により取得される空燃比が前記所定空燃比よりも大きいときには、前記空燃比取得装置により取得される空燃比が前記所定空燃比以下のときよりも、前記第一添加弁及び前記第二添加弁から添加する添加剤の総量に対する前記第一添加弁から添加する添加剤の量の比を小さくすることができる。
【００１０】
ここで、第一ＮＯｘ触媒のほうが第二ＮＯｘ触媒よりも排気通路の上流側に配置されているため、第一ＮＯｘ触媒の温度が第二ＮＯｘ触媒の温度よりも高くなり易い。したがって、第一ＮＯｘ触媒ではアンモニアが酸化されるような温度に達している場合であっても、第二ＮＯｘ触媒ではアンモニアが酸化されるような温度に達していない場合もある。このような場合には、第二ＮＯｘ触媒に添加剤を供給することにより、該第二ＮＯｘ触媒においてＮＯｘを浄化することができる。そして、添加剤が第一ＮＯｘ触媒を通り抜けるように、第一ＮＯｘ触媒にとって過剰な量の添加剤を第一添加弁から添加すれば、第二ＮＯｘ触媒に添加剤を供給することができる。しかし、排気の空燃比が所定空燃比よりも大きいときには、第一ＮＯｘ触媒においてアンモニアが酸化されてしまう。これに対して、排気の空燃比が所定空燃比より大きいときには、第一添加弁から添加する添加剤の量を減少させ、その分、第二添加弁から添加する添加剤の量を増加させることにより、添加剤を第二ＮＯｘ触媒に供給することができ、且つ、第一ＮＯｘ触媒でのアンモニアの酸化を抑制し得る。なお、制御装置は、第一ＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の場合において、第一ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比が所定空燃比よりも大きいときには、第一添加弁から排気中に添加する添加剤の量を０にしてもよい。すなわち、第一添加弁から添加する添加剤の量の比を小さくすることには、添加剤の量の比を０にすることを含むことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＮＯｘ触媒においてアンモニアが酸化されることによってＮＯｘが発生することを抑制しつつ、ＮＯｘ触媒に対して還元剤を好適に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係る内燃機関と、その排気系と、の概略構成を示す図である。
【図２】ＮＯｘ触媒の温度と、アンモニアの酸化速度との関係を示した図である。
【図３】ＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の場合における、ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比と、ＮＯｘ触媒から流出する排気のＮＯｘ濃度との関係を示した図である。
【図４】ＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の場合における、ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比と、本実施例において設定する当量比との関係を示した図である。
【図５】ＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の場合における、ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比と、ＮＯｘ触媒の温度と、当量比との関係を示した図である。
【図６】ＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の場合における、ＮＯｘ触媒の温度、ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比（内燃機関の気筒内の空燃比としてもよい）、当量比の推移を示したタイムチャートである。
【図７】実施例１に係る添加剤の添加制御のフローを示したフローチャートである。
【図８】実施例１に係る添加剤の添加制御の他のフローを示したフローチャートである。
【図９】実施例２に係る内燃機関と、その排気系と、の概略構成を示す図である。
【図１０】第一ＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の場合における、第一ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比と、第一添加弁の添加比との関係を示した図である。
【図１１】第一ＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の場合における、第一ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比と、第一ＮＯｘ触媒の温度と、第一添加弁の添加比との関係を示した図である。
【図１２】第一ＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の場合における、第一ＮＯｘ触媒の温度、第一ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比（内燃機関の気筒内の空燃比としてもよい）、第一添加弁の添加比、第二添加弁の添加比の推移を示したタイムチャートである。
【図１３】実施例２に係る添加剤の添加制御のフローを示したフローチャートである。
【図１４】実施例２に係る添加剤の添加制御の他のフローを示したフローチャートである。
【図１５】第一ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比と、第一ＮＯｘ触媒の温度と、第一ＮＯｘ触媒におけるアンモニアの酸化速度と、の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（実施例１）
図１は、本実施例に係る内燃機関と、その排気系と、の概略構成を示す図である。内燃機関１は車両駆動用のディーゼルエンジンである。ただし、内燃機関１はガソリンエンジンであってもよい。内燃機関１には排気通路２が接続されている。排気通路２には、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを選択還元する選択還元型ＮＯｘ触媒３（以下、「ＮＯｘ触媒３」という。）が設けられている。
【００１５】
ＮＯｘ触媒３よりも上流の排気通路２には、排気中にアンモニアの前駆体である尿素水を添加する添加弁４が設けられている。添加弁４から添加された尿素水は、ＮＯｘ触媒３において加水分解されてアンモニアとなり、ＮＯｘ触媒３に吸着する。このアンモニアは、ＮＯｘ触媒３において還元剤として利用される。なお、添加弁４は、尿素水に代えてアンモニアを添加してもよい。以下では、アンモニアの前駆体及びアンモニアを添加剤という。
【００１６】
さらに、添加弁４よりも上流の排気通路２には、ＮＯｘ触媒３に流れ込む排気のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ１１と、ＮＯｘ触媒３に流れ込む排気の空燃比を検出する空燃比センサ１２と、ＮＯｘ触媒３に流れ込む排気の温度を検出する温度センサ１３と、が
設けられている。なお、本実施例においては温度センサ１３が本発明における温度取得装置に相当し、空燃比センサ１２が本発明における空燃比取得装置に相当する。また、内燃機関１には各気筒に夫々燃料を噴射する燃料噴射弁６が設けられている。
【００１７】
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２３が取り付けられている。
【００１８】
そして、内燃機関１には制御装置として、電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。ＥＣＵ１０は、内燃機関１や排気浄化装置等を制御する。ＥＣＵ１０には、上述したＮＯｘセンサ１１、空燃比センサ１２、温度センサ１３、エアフローメータ２３の他、クランクポジションセンサ２１及びアクセル開度センサ２２が電気的に接続され、各センサの出力値がＥＣＵ１０に渡される。
【００１９】
ＥＣＵ１０は、クランクポジションセンサ２１の検出に基づく機関回転速度や、アクセル開度センサ２２の検出に基づく機関負荷等の内燃機関１の運転状態を把握可能である。なお、本実施例では、ＮＯｘ触媒３に流れ込む排気中のＮＯｘはＮＯｘセンサ１１によって検出可能であるが、内燃機関１から排出される排気（ＮＯｘ触媒３に浄化される前の排気であり、すなわちＮＯｘ触媒３に流れ込む排気）に含まれるＮＯｘは、内燃機関１の運転状態と関連性を有することから、上記内燃機関１の運転状態に基づいて推定することも可能である。また、ＥＣＵ１０は、温度センサ１３によって検出される排気温度に基づいて、ＮＯｘ触媒３の温度を推定することが可能である。また、温度センサ１３は、排気の温度に代えて、ＮＯｘ触媒３の温度を検出するセンサであってもよい。なお、ＮＯｘ触媒３の温度は、内燃機関１の運転状態と関連性を有することから、上記内燃機関１の運転状態に基づいて、ＮＯｘ触媒３の温度を推定することも可能である。また、ＥＣＵ１０は、エアフローメータ２３の検出値及び燃料噴射弁６からの燃料噴射量に基づいて、排気の流量を算出することができる。一方、ＥＣＵ１０には、添加弁４及び燃料噴射弁６が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０により添加弁４及び燃料噴射弁６が制御される。
【００２０】
ＥＣＵ１０は、以下の２通りの何れかの方法を用いることにより、添加弁４から添加剤を添加する。添加剤を添加する第一の方法は、ＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘの量を検出または推定し、そのＮＯｘの量に応じた分だけの添加剤を添加する方法である。この第一の方法によって添加剤を添加する制御を以下では、当量比制御という。ここでいう当量比は、ＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘを過不足なく還元可能な添加剤量に対する、添加弁４から添加する添加剤量の比である。なお、以下で当量比といった場合には、この当量比を示すものとする。当量比制御は、ＮＯｘ触媒３のアンモニア吸着量によらずに実施される制御である。本実施例においては、ＮＯｘ触媒３の温度が比較的高いときに当量比制御を実施する。
【００２１】
例えば、ＮＯｘ触媒３よりも上流の排気通路２に粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのフィルタを設けている場合には、フィルタに捕集されているＰＭを酸化させるために該フィルタの温度を上昇させる処理であるフィルタの再生処理が実施される。このときには、ＮＯｘ触媒３の温度も上昇する。ここで、ＮＯｘ触媒３の温度が高くなると、ＮＯｘ触媒３において吸着可能なアンモニア量が減少するため、フィルタの再生処理を実施すると、ＮＯｘ触媒３のアンモニア吸着量が減少する。また、例えば、ＮＯｘ触媒３よりも上流の排気通路２に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を設けている場合には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の硫黄被毒を回復させるための処理である硫黄回復処理が実施される。このときには、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度が上昇されるため、ＮＯｘ触媒３の温度も上昇するので、ＮＯｘ触媒３のアンモニア吸着量が減少する。さらに、内燃機関１の高負荷運転時には、内燃機関１から温度の高いガスが排出されるため、ＮＯｘ触媒３の温度が上昇する。そのため、ＮＯ
ｘ触媒３のアンモニア吸着量が減少する。このように、ＮＯｘ触媒３の温度が比較的高くなるときには、ＮＯｘ触媒３に十分な量のアンモニアを予め吸着させておくことが困難になるため、ＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘの量に応じて添加剤を添加する当量比制御を実施する。
【００２２】
添加剤を添加する第二の方法は、ＮＯｘ触媒３に飽和吸着量を超えない範囲でアンモニアを予め吸着させておき、ＮＯｘの還元等によりＮＯｘ触媒３に吸着されていたアンモニアが減少した場合、減少したアンモニアの量に応じた分だけ添加剤を供給する方法である。この第二の方法によって添加剤を添加する制御を以下では、吸着量制御という。この吸着量制御は、ＮＯｘ触媒３のアンモニア吸着量に基づいて実施される制御である。本実施例においては、ＮＯｘ触媒３の温度が比較的低いときに吸着量制御を実施する。
【００２３】
吸着量制御では、ＥＣＵ１０は、ＮＯｘ触媒３のアンモニア吸着量が、ＮＯｘ触媒３におけるアンモニア吸着量の目標値（以下、目標吸着量ともいう。）となるように、添加弁４から添加剤を添加する。この際、ＥＣＵ１０は、前回の添加剤の供給開始時点から今回の添加剤の供給開始時点までの期間に、ＮＯｘ触媒３においてＮＯｘを浄化するために消費されたアンモニア量（以下、アンモニア消費量ともいう。）と、ＮＯｘ触媒３から脱離してＮＯｘを浄化することなく減少したアンモニア量（以下、アンモニア脱離量ともいう。）と、を補うことでＮＯｘ触媒３のアンモニア吸着量が目標吸着量となるように、添加弁４から添加する添加剤量を算出する。アンモニア消費量は、ＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘ量、ＮＯｘ触媒３の温度、ＮＯｘ触媒３における目標吸着量に基づいて算出される。アンモニア脱離量は、ＮＯｘ触媒３の温度、ＮＯｘ触媒３における目標吸着量に基づいて算出される。そして、アンモニア消費量及びアンモニア脱離量の総量に対応する量の添加剤を添加弁４から添加する。
【００２４】
なお、本実施例では、ＥＣＵ１０により、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度よりも低い場合に吸着量制御を実施し、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上の場合に当量比制御を実施する。ここでいう所定温度は、排気に十分な酸素が含まれるときにアンモニアの酸化速度が増加を始める温度（例えば５００℃）である。ここで、図２は、ＮＯｘ触媒３の温度と、アンモニアの酸化速度との関係を示した図である。ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度よりも低い場合にはアンモニアの酸化がほとんど起こらないため、所定温度は、アンモニアが酸化する温度（若しくはアンモニアの酸化が始まる温度）、または、アンモニアの酸化速度が所定速度以上になる温度としてもよい。ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上になると、温度の上昇と共に、アンモニアの酸化速度が大きくなる。この所定温度は、ＮＯｘ触媒３の種類によって変わり、実験またはシミュレーション等により求めることができる。
【００２５】
ここで、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上になると、ＮＯｘ触媒３においてアンモニアが酸化されてＮＯｘが発生し得る。このときには、排気の酸素濃度が高いほど、アンモニアが酸化され易い。したがって、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上で且つ排気の酸素濃度が高いときに添加弁４から添加剤を添加すると、ＮＯｘ触媒３においてアンモニアが酸化されてＮＯｘが発生し得る。一方、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上であっても排気の酸素濃度が低ければ、添加弁４から添加剤を添加したときに、ＮＯｘ触媒３においてアンモニアが酸化することを抑制し得る。
【００２６】
そこで本実施例では、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上の場合において、ＮＯｘ触媒３に流入する排気の空燃比が所定空燃比より大きいときには、所定空燃比以下のときよりも、添加弁４から添加する添加剤量が少なくなるように当量比制御を実施する。すなわち、アンモニアが酸化され易い状態のときに添加剤の添加量をより少なくすることにより、アンモニアが酸化されることを抑制する。なお、所定空燃比は、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上の場合において、ＮＯｘ触媒３に供給されたアンモニアのうち、酸化されるア
ンモニアの割合が許容範囲内となる空燃比である。この所定空燃比は、予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。また、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上の場合において、ＮＯｘ触媒３に流入する排気の空燃比が所定空燃比より大きいときには、添加弁４から添加剤を添加しない（添加弁４からの添加剤の添加量を０になるまで低減する）ようにしてもよい。
【００２７】
ここで、図３は、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上の場合における、ＮＯｘ触媒３に流入する排気の空燃比と、ＮＯｘ触媒３から流出する排気のＮＯｘ濃度との関係を示した図である。実線は、当量比を０．５に設定した場合を示し、破線は、当量比を２に設定した場合を示している。排気の空燃比が例えば２０よりも小さい場合には、当量比が０．５のときよりも当量比が２のときのほうが、ＮＯｘ触媒３から流出する排気のＮＯｘ濃度が低い。すなわち、当量比が０．５の場合には、ＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘの量に対して、添加剤の量が不足している状態のため、ＮＯｘ触媒３で還元しきれないＮＯｘがＮＯｘ触媒３から流出する。一方、当量比が２の場合には、ＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘの量に対して、十分な量の添加剤が供給されている状態のため、ＮＯｘ触媒３においてＮＯｘが還元されるので、ＮＯｘ触媒３から流出するＮＯｘの量が少なくなる。この範囲の空燃比では、排気の酸素濃度が低いためにアンモニアの酸化が抑制されるため、アンモニアが酸化されることにより発生するＮＯｘの量は少ない。したがって、この範囲の空燃比では、当量比が大きいほうが（すなわち、添加剤の添加量が多いほうが）、より多くのＮＯｘが還元されるため、ＮＯｘ触媒３よりも下流の排気のＮＯｘ濃度が低くなる。
【００２８】
一方、排気の空燃比が例えば２０よりも大きい場合には、当量比が２のときよりも当量比が０．５のときのほうが、ＮＯｘ触媒３から流出する排気のＮＯｘ濃度が低くなる。当量比が０．５の場合には、ＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘの量に対して、添加剤の量が不足している状態のため、ＮＯｘ触媒３からＮＯｘが流出する。一方、当量比が２のときには、十分な量の添加剤が添加されているのにも関わらず、ＮＯｘ触媒３から流出する排気のＮＯｘ濃度が高い。これは、ＮＯｘ触媒３においてアンモニアが酸化されてＮＯｘが発生しているためである。当量比が０．５のときには、ＮＯｘ触媒３に供給されるアンモニア量が少ないために、アンモニアが酸化されて発生するＮＯｘの量も少ないので、排気のＮＯｘ濃度の増加が抑制されている。そこで本実施例では、前述の所定空燃比を例えば２０に設定する。
【００２９】
図４は、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上の場合における、ＮＯｘ触媒３に流入する排気の空燃比と、本実施例において設定する当量比との関係を示した図である。このように、排気の空燃比が所定空燃比より大きい場合には、所定空燃比以下の場合よりも、当量比を小さくする。さらに、排気の空燃比が所定空燃比よりも大きい場合には、排気の空燃比が大きいほど、当量比を小さくする。排気の空燃比が所定空燃比以下の場合には、当量比を一定の値としてもよい。当量比を一定の値とすることにより、添加剤の添加量は、ＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘの量に比例した値になる。図４において、排気の空燃比が所定空燃比よりも大きな場合に設定される当量比は、添加剤の添加量が許容される範囲で、ＮＯｘ触媒３から流出するＮＯｘ量が最小となるように設定される。図４に示した関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。
【００３０】
なお、図４に示した関係に代えて、以下の図５に示した関係にしたがって当量比を設定してもよい。図５は、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上の場合における、ＮＯｘ触媒３に流入する排気の空燃比と、ＮＯｘ触媒３の温度と、当量比との関係を示した図である。図５では、等しい当量比の箇所を結んだ線である等当量比線によって当量比分布を示している。図５において、空燃比が最も小さく且つ温度が最も低い領域における当量比が最も大きい。ＮＯｘ触媒３の温度が同じ場合には、排気の空燃比が大きいほどアンモニアが酸化され易くなるため、当量比を小さくする。また、排気の空燃比が同じ場合には、ＮＯｘ
触媒３の温度が高いほどアンモニアが酸化され易くなるため、当量比を小さくする。図５に示した関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。
【００３１】
次に、図６は、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上の場合における、ＮＯｘ触媒３の温度、ＮＯｘ触媒３に流入する排気の空燃比（内燃機関１の気筒内の空燃比としてもよい）、当量比の推移を示したタイムチャートである。図６は、例えばフィルタの再生処理が実施される場合の各種値の推移を示した図である。
【００３２】
Ｔ１は、フィルタの再生処理が開始される時点であり、Ｔ２は、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度に達した時点である。Ｔ２からＴ３までの期間、Ｔ４からＴ５までの期間、Ｔ６からＴ７までの期間は、排気の空燃比が所定空燃比以下の期間である。一方、Ｔ３からＴ４までの期間、Ｔ５からＴ６までの期間、Ｔ７からＴ８までの期間は、排気の空燃比が所定空燃比よりも大きな期間である。フィルタの再生処理が実施されると、内燃機関１を所定空燃比よりも大きな空燃比で運転して、内燃機関１から温度の高いガスを排出することで、フィルタの温度が上昇される。このフィルタの再生処理が実施されているときであっても、加速時等には、内燃機関１を所定空燃比以下で運転する場合がある。そして、排気の空燃比が所定空燃比以下になっているときには、ＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘ量に応じた当量比に設定している。一方、排気の空燃比が所定空燃比よりも大きいときには、排気の酸素濃度が高いためにアンモニアが酸化され易い。このような場合には、排気の空燃比が所定空燃比以下のときよりも、当量比を小さくしている。このため、排気の空燃比が所定空燃比より大きな場合において、酸化されるアンモニアの量を低減することができる。したがって、ＮＯｘ触媒３から流出するＮＯｘ量を低減し得る。なお、Ｔ３からＴ４までの期間、Ｔ５からＴ６までの期間、及び、Ｔ７からＴ８までの期間に、当量比が０になるまで添加剤の添加量を低減させてもよい。
【００３３】
図７は、本実施例に係る添加剤の添加制御のフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。図７に示したフローチャートは、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上の場合において、ＮＯｘ触媒３に流入する排気の空燃比が所定空燃比より大きいときには、排気の空燃比が大きいほど、添加弁４から添加する添加剤量が少なくなるように当量比制御を実施した場合を示している。
【００３４】
ステップＳ１０１では、ＮＯｘ触媒３の温度が読み込まれる。ＮＯｘ触媒３の温度は、温度センサ１３により検出される。なお、温度センサ１３を用いることなく、内燃機関１の運転状態に基づいてＮＯｘ触媒３の温度を検出することもできる。
【００３５】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読み込まれたＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上であるか否か判定される。本ステップＳ１０２では、当量比制御を実施するか否か判定している。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合は、当量比制御を実施するためにステップＳ１０３へ進む。一方、ステップＳ１０２で否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０８へ進んで吸着量制御が実施される。吸着量制御については、周知の技術を用いることができるため、説明を省略する。なお、ステップＳ１０８では、吸着量制御に代えて、排気の空燃比によらずに添加剤の添加を実施する他の制御を実施してもよい。
【００３６】
ステップＳ１０３では、ＮＯｘ触媒３に流入する排気の空燃比が読み込まれる。この排気の空燃比は、空燃比センサ１２により検出することができる。ＥＣＵ１０は、空燃比センサ１２の検出値を読み込む。
【００３７】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で読み込まれた排気の空燃比が所定空燃比を超えているか否か判定される。本ステップＳ１０４では、ＮＯｘ触媒３においてアンモニアが酸化されるか否か判定している。ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはス
テップＳ１０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００３８】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３で読み込まれた排気の空燃比に基づいて、当量比が算出される。ＥＣＵ１０は、図４または図５の関係にしたがって当量比を算出する。一方、ステップＳ１０６でも、図４または図５の関係にしたがって当量比を算出してもよいが、これに代えて、予め実験またはシミュレーションで求めた一定の値を当量比としてもよい。
【００３９】
そして、ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５又はステップＳ１０６で算出された当量比にしたがって添加弁４から添加剤が添加される。例えば、ＥＣＵ１０は、ＮＯｘセンサ１１により検出されるＮＯｘ濃度と、排気の流量と、に基づいて、ＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘ量を算出する。なお、排気の流量は、例えば、エアフローメータ２３により検出される吸入空気量と、燃料噴射弁６からの燃料噴射量と、により求めることができる。そして、ＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘ量に基づいて、ＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘを過不足なく還元可能な添加剤量を算出し、この添加剤量に当量比を乗算することにより、添加弁４から添加すべき添加剤量を求める。なお、本実施例においてはステップＳ１０４と、ステップＳ１０５またはステップＳ１０６と、ステップＳ１０７と、を処理するＥＣＵ１０が、本発明における制御装置に相当する。
【００４０】
また、図８は、本実施例に係る添加剤の添加制御の他のフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。図８に示したフローチャートは、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上の場合において、ＮＯｘ触媒３に流入する排気の空燃比が所定空燃比より大きいときには、添加弁４から添加剤を添加しないように当量比制御を実施した場合を示している。図７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。
【００４１】
図８に示したフローチャートでは、ステップＳ１０４で肯定判定がなされると、ステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９では、添加弁４からの添加剤の添加が禁止される。すなわち、添加剤の添加量が０になるまで少なくしている。その後、本フローチャートを終了させる。なお、図８に示したフローチャートを実行することに代えて、図７に示したフローチャートを実行し、ステップＳ１０５において当量比を０に設定してもよい。
【００４２】
以上のように、空燃比が大きい場合であっても供給する添加剤の量を少なくすることにより、空燃比が大きいときに酸化されるアンモニアの量を減少させることができる。すなわち、アンモニアが酸化されることで発生するＮＯｘが、ＮＯｘ触媒３から流出することを抑制できる。また、空燃比が小さい場合にはＮＯｘ触媒３に流入するＮＯｘ量に応じて添加剤量を供給することによりＮＯｘを十分に還元することができる。これらにより、ＮＯｘ触媒３から流出するＮＯｘの量を低減することができる。すなわち、ＮＯｘ触媒３においてアンモニアが酸化されることによるＮＯｘの発生を抑制しつつ、ＮＯｘ触媒３に対して適正な量の添加剤を供給することにより、システム全体としてのＮＯｘ浄化率を向上させることができる。
【００４３】
（実施例２）
図９は、本実施例に係る内燃機関と、その排気系と、の概略構成を示す図である。図１に示した構成と異なる点について主に説明する。図９に示した構成では、選択還元型ＮＯｘ触媒を排気通路２に２つ設けている。上流側のＮＯｘ触媒を第一ＮＯｘ触媒３１といい、下流側のＮＯｘ触媒を第二ＮＯｘ触媒３２という。
【００４４】
第一ＮＯｘ触媒３１よりも上流の排気通路２には、排気中に添加剤を添加する第一添加弁４１が設けられている。また、第一ＮＯｘ触媒３１よりも下流且つ第二ＮＯｘ触媒３２
よりも上流の排気通路２には、排気中に添加剤を添加する第二添加弁４２が設けられている。第一添加弁４１及び第二添加弁４２はＥＣＵ１０に電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０により第一添加弁４１及び第二添加弁４２が制御される。
【００４５】
ここで、内燃機関１の冷間始動時にＮＯｘ触媒の温度を速やかに上昇させるためには、ＮＯｘ触媒を内燃機関１に近づけるように排気通路２の比較的上流側に設置するとよい。このように内燃機関１に近づけてＮＯｘ触媒を設置することにより、排気が持つ熱によってＮＯｘ触媒の温度が上昇し易くなる。しかし、内燃機関１の近くにＮＯｘ触媒を設置するための十分なスペースが存在しない場合もある。また、ＮＯｘを十分に浄化するためには、ある程度の容量を有するＮＯｘ触媒が必要となる。そこで、内燃機関１から離れた位置に第二のＮＯｘ触媒を設置することがある。
【００４６】
本実施例に係る第一ＮＯｘ触媒３１は内燃機関１に比較的近い位置に設置されているため、内燃機関１の冷間始動時に排気の熱により温度が上昇し易い。しかし、フィルタの再生処理時、硫黄被毒回復処理時、または高負荷運転時等においては、温度の高い排気が第一ＮＯｘ触媒３１に流入することにより、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が高くなり過ぎてアンモニアの吸着が困難となり得る。一方、第二ＮＯｘ触媒３２は内燃機関１から比較的遠い位置に設置されているため、第一ＮＯｘ触媒３１に流入する排気の温度が高い場合であっても、排気の熱が第一ＮＯｘ触媒３１や排気通路２によって奪われるため、第二ＮＯｘ触媒３２に到達するまでに排気の温度が低下する。そのため、第二ＮＯｘ触媒３２の温度上昇は抑制される。したがって、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が高くなりすぎてＮＯｘの浄化が困難なときであっても、第二ＮＯｘ触媒３２ではＮＯｘを十分に浄化可能な場合がある。このような場合には、第二ＮＯｘ触媒３２にアンモニアを供給すれば、このアンモニアを用いて第二ＮＯｘ触媒３２でＮＯｘを浄化することができる。
【００４７】
第二ＮＯｘ触媒３２に添加剤を供給するためには、第二添加弁４２から添加剤を添加するか、又は、第一ＮＯｘ触媒３１から添加剤を流出させるように第一添加弁４１から添加剤を添加すればよい。第一ＮＯｘ触媒３１から添加剤を流出させるように第一添加弁４１から添加剤を添加する場合には、第一ＮＯｘ触媒３１において吸着可能な添加剤の量よりも多い量の添加剤を第一添加弁４１から添加する。しかし、第一ＮＯｘ触媒３１に添加剤を供給したときに、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上の場合には、第一ＮＯｘ触媒３１においてアンモニアが酸化されてＮＯｘが発生する虞がある。
【００４８】
そこで本実施例では、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上の場合において、第一ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比が所定空燃比より大きいときには、所定空燃比以下のときよりも、第一添加弁４１及び第二添加弁４２から添加する添加剤の総量に対する、第一添加弁４１から添加する添加剤の量の比（以下、第一添加弁４１の添加比ともいう。）を小さくする。なお、以下では、第一添加弁４１及び第二添加弁４２から添加する添加剤の総量に対する、第二添加弁４２から添加する添加剤の量の比を第二添加弁４２の添加比ともいう。第一添加弁４１の添加比を小さくした分、第二添加弁４２の添加比が大きくなる。所定空燃比は、実施例１で説明した値と同じである。また、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上の場合において、第一ＮＯｘ触媒３１に流入する排気の空燃比が所定空燃比より大きいときには、第一添加弁４１から添加剤を添加しない（第一添加弁４１の添加比を０にする）ようにしてもよい。
【００４９】
ここで、図１０は、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上の場合における、第一ＮＯｘ触媒３１に流入する排気の空燃比と、第一添加弁４１の添加比との関係を示した図である。このように、排気の空燃比が所定空燃比以下の場合には、第一添加弁４１の添加比を１に設定する。すなわち、第二添加弁４２から添加剤を添加せず、第一添加弁４１から添加剤を添加することで、第二ＮＯｘ触媒３２に添加剤を供給する。このときには、第一
ＮＯｘ触媒３１から添加剤が流出して第二ＮＯｘ触媒３２に添加剤を供給できるような当量比に設定される。なお、第一ＮＯｘ触媒３１から流出する添加剤量は、第一ＮＯｘ触媒３１の温度、第一ＮＯｘ触媒３１に流入するＮＯｘ量、第一ＮＯｘ触媒３１に流入する排気の空燃比、排気の流量、に応じて決まる。したがって、第二ＮＯｘ触媒３２のアンモニア吸着量に応じて、第一ＮＯｘ触媒３１から流出させる添加剤量を算出し、該第一ＮＯｘ触媒３１から流出させる添加剤量となるように、第一添加弁４１からの添加剤の添加量を算出してもよい。
【００５０】
一方、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上の場合、且つ、第一ＮＯｘ触媒３１に流入する排気の空燃比が所定空燃比よりも大きい場合には、排気の空燃比が大きいほど、第一ＮＯｘ触媒３１においてアンモニアが酸化され易くなる。このため、排気の空燃比が大きいほど、第一ＮＯｘ触媒３１に供給される添加剤の量が少なくなるように、排気の空燃比が大きいほど、第一添加弁４１の添加比を小さくする。すなわち、第二添加弁４２の添加比を大きくすることにより、第一ＮＯｘ触媒３１において酸化されるアンモニアの量を減少させつつ、第二ＮＯｘ触媒３２に供給する添加剤量を多くすることができる。図１０において、排気の空燃比が所定空燃比よりも大きな場合に設定される第一添加弁４１の添加比は、例えば、添加剤の添加量が許容される範囲で、第一ＮＯｘ触媒３１から流出するＮＯｘ量が最小となるように設定してもよい。図１０に示した関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。
【００５１】
また、図１０に示した関係に代えて、以下の図１１に示した関係にしたがって当量比を設定してもよい。図１１は、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上の場合における、第一ＮＯｘ触媒３１に流入する排気の空燃比と、第一ＮＯｘ触媒３１の温度と、第一添加弁４１の添加比との関係を示した図である。図１１では、第一添加弁４１の添加比の等しい箇所を結んだ線である等添加比線によって第一添加弁４１の添加比の分布を示している。図１１において、空燃比が最も小さく且つ温度が最も低い領域における第一添加弁４１の添加比が最も大きく、このときの第一添加弁４１の添加比は例えば１である。第一ＮＯｘ触媒３１の温度が同じ場合には、排気の空燃比が大きいほど第一添加弁４１の添加比を小さくする。また、排気の空燃比が同じ場合には、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が高いほど、第一添加弁４１の添加比を小さくする。図１１に示した関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。
【００５２】
また、図１２は、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上の場合における、第一ＮＯｘ触媒３１の温度、第一ＮＯｘ触媒３１に流入する排気の空燃比（内燃機関１の気筒内の空燃比としてもよい）、第一添加弁４１の添加比、第二添加弁４２の添加比の推移を示したタイムチャートである。図１２は、例えばフィルタの再生処理が実施される場合の各種値の推移を示した図である。
【００５３】
Ｔ１１は、フィルタの再生処理が開始される時点であり、Ｔ１２は、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度に達した時点である。Ｔ１２からＴ１５までの期間、Ｔ１６からＴ１７までの期間、Ｔ１８からＴ２０までの期間は、排気の空燃比が所定空燃比以下の期間である。一方、Ｔ１５からＴ１６までの期間、Ｔ１７からＴ１８までの期間、Ｔ２０からＴ２１までの期間は、排気の空燃比が所定空燃比よりも大きな期間である。図１２に示すように、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上の場合において、第一ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比が所定空燃比より大きいときには、所定空燃比以下のときよりも、第一添加弁４１の添加比を小さくしている。なお、排気の空燃比が所定空燃比よりも大きな期間では、第一添加弁４１の添加比が０になるまで添加剤の添加量を低減させ、且つ、第二添加弁４２の添加比が１になるまで添加剤の添加量を増加させてもよい。また、排気の空燃比が所定空燃比よりも小さな期間では、第一添加弁４１の添加比を１としているが、これに代えて、第一添加弁４１の添加比を１よりも小さく０よりも大きな値としてもよい。
本実施例では、排気の空燃比が所定空燃比以下のときよりも、排気の空燃比が所定空燃比より大きいときのほうが、第一添加弁４１の添加比が小さくなればよい。
【００５４】
図１３は、本実施例に係る添加剤の添加制御のフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。なお、前述のフローチャート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。
【００５５】
図１３に示したフローチャートでは、ステップＳ１０４で肯定判定がなされるとステップＳ２０１へ進む。ステップＳ２０１では、第一ＮＯｘ触媒３１に流入する排気の空燃比に基づいて、第一添加弁４１の添加比が算出される。この場合、例えば、図１０または図１１に示した関係にしたがって、第一添加弁４１の添加比が算出される。
【００５６】
一方、図１３に示したフローチャートでは、ステップＳ１０４で否定判定がなされるとステップＳ２０２へ進む。ステップＳ２０２では、第一ＮＯｘ触媒３１に流入する排気の空燃比に基づくことなく、第一添加弁４１の添加比が算出される。この場合、図１０に示したように第一添加弁４１の添加比を１としてもよい。また、第一ＮＯｘ触媒３１の温度に応じてアンモニアの酸化のされ易さが変化するため、第一ＮＯｘ触媒３１の温度に基づいて第一添加弁４１の添加比を算出してもよい。この関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。
【００５７】
ステップＳ２０１またはステップＳ２０２の処理が終了すると、ステップＳ２０３へ進む。ステップＳ２０３では、ステップＳ２０１又はステップＳ２０２で算出された第一添加弁４１の添加比となるように添加剤が添加される。このときには、第一ＮＯｘ触媒３１に流入するＮＯｘ量に基づいて、第一添加弁４１及び第二添加弁４２から添加する添加剤の総量が決まる。例えば、当量比が所定の当量比となるように、添加剤の総量を決定してもよい。所定の当量比は、予め実験またはシミュレーション等により求めておく。なお、本実施例においてはステップＳ１０４と、ステップＳ２０１またはステップＳ２０２と、ステップＳ２０３と、を処理するＥＣＵ１０が、本発明における制御装置に相当する。
【００５８】
また、図１４は、本実施例に係る添加剤の添加制御の他のフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、ＥＣＵ１０により所定の時間毎に実行される。図１４に示したフローチャートは、ＮＯｘ触媒３の温度が所定温度以上の場合において、ＮＯｘ触媒３に流入する排気の空燃比が所定空燃比より大きいときには、第一添加弁４１の添加比が０となるようにした場合を示している。前述のフローチャート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。
【００５９】
図１４に示したフローチャートでは、ステップＳ１０４で肯定判定がなされると、ステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０４では、第一添加弁４１の添加比が０に設定される。その後、ステップＳ２０３へ進む。なお、図１４に示したフローチャートを実行することに代えて、図１３に示したフローチャートを実行し、ステップＳ２０１において第一添加弁４１の添加比を０に設定してもよい。
【００６０】
ここで、図１５は、第一ＮＯｘ触媒３１に流入する排気の空燃比と、第一ＮＯｘ触媒３１の温度と、第一ＮＯｘ触媒３１におけるアンモニアの酸化速度と、の関係を示した図である。図１４では、等しい酸化速度の箇所を結んだ線である等酸化速度線によって酸化速度の分布を示している。酸化速度は、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上のときに急激に増加する。そして、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が高いほど、酸化速度が大きくなる。また、排気の空燃比がある程度大きくなると、排気の空燃比が大きいほど、酸化速度が大きくなる。そのため、従来では、例えば、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上になった場合に、添加剤を供給する添加弁を第一添加弁４１から第二添加弁４２に切り替え
ることがあった。すなわち、空燃比によらずに、第一ＮＯｘ触媒３１の温度に基づいて第一添加弁４１の添加比を変えることがあった。
【００６１】
しかし、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上であっても、排気の空燃比が小さい場合には、アンモニアの酸化が抑制される。したがって、従来ではアンモニアの酸化が抑制される空燃比の場合であっても、添加剤を供給する添加弁を第一添加弁４１から第二添加弁４２に切り替えていた。そのため、第一ＮＯｘ触媒３１でＮＯｘを還元可能なときであっても、第一ＮＯｘ触媒３１に添加剤が供給されずに、ＮＯｘを還元することができなかった。
【００６２】
一方、本実施例では、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上であっても、排気の空燃比が所定空燃比以下の場合には、第一添加弁４１から添加剤を添加している。これにより、第一ＮＯｘ触媒３１においてもＮＯｘを還元することが可能となる。また、第一ＮＯｘ触媒３１の温度が所定温度以上の場合、且つ、第一ＮＯｘ触媒３１に流入する排気の空燃比が所定空燃比よりも大きな場合には、第一添加弁４１からの添加剤の添加量を相対的に少なくすることにより、第一ＮＯｘ触媒３１におけるアンモニアの酸化を抑制することができる。この際、排気の空燃比が大きくなるほど、第一添加弁４１の添加比を小さくすることにより、必要以上に第一ＮＯｘ触媒３１への添加剤の供給量が少なくなることを抑制できる。これにより、第一ＮＯｘ触媒３１においてもＮＯｘを好適に浄化することができる。以上より、システム全体としてのＮＯｘ浄化率を高くすることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１  内燃機関
２  排気通路
３  選択還元型ＮＯｘ触媒
４  添加弁
６  燃料噴射弁
７  吸気通路
１０  ＥＣＵ
１１  ＮＯｘセンサ
１２  空燃比センサ
１３  温度センサ
２１  クランクポジションセンサ
２２  アクセル開度センサ
２３  エアフローメータ
３１  第一ＮＯｘ触媒
３２  第二ＮＯｘ触媒
４１  第一添加弁
４２  第二添加弁
【図１】
2018105236.tif 000003
【図２】
2018105236.tif 000004
【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】
2018105236.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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