(57)【要約】【課題】分散板の表面温度を正確に推定する。【解決手段】分散板の表面に恒常的に尿素水が存在していると仮定したときの同尿素水の等価温度である等価尿素水温度Ｔeqを求め（Ｓ１２０）、その等価尿素水温度Ｔeqが既定の完全蒸発判定温度Ｔth以上であるか否かを判定する（Ｓ１３０）。そして、その判定結果により、分散板表面の平衡温度Ｔtの算出に用いる関係式の定数Ｃgas、Ｃurに異なる値を設定して（Ｓ１４０、Ｓ１５０）、同平衡温度Ｔtの算出を行い（Ｓ１６０）、その平衡温度Ｔtに次第に近づく温度として、分散板の推定表面温度Ｔmpを算出するようにした（Ｓ１８０）。【選択図】図２
2018165490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設置された触媒装置と、前記排気通路における前記触媒装置よりも上流側の部分に設置されて排気中に尿素水を噴射する添加弁と、前記排気通路における前記触媒装置と前記添加弁との間の部分に設置されて前記添加弁が噴射した尿素水が衝突する分散板と、を備える排気浄化装置における前記分散板の表面温度を推定する分散板表面温度の推定方法であって、
前記分散板を通過する排気の温度を排気温度Ｔgas、前記添加弁が噴射する尿素水の温度を尿素水温度Ｔur、同添加弁の単位時間当たりの尿素水の噴射量を尿素水添加量Ｑとし、ｅをネイピア数、τを定数としたとき、前記排気温度Ｔgas、前記尿素水温度Ｔur、及び前記尿素水添加量Ｑに対して、
【数１】
2018165490.tif 000012
の関係となる等価尿素水温度Ｔeqを求めるとともに、
前記分散板を通過する排気の流量を排気流量Ｇａ、既定の定数をｋとし、且つ、Ｃgas、Ｃurのそれぞれを、前記等価尿素水温度Ｔeqが既定の完全蒸発判定温度Ｔth以上である場合と前記等価尿素水温度Ｔeqが前記完全蒸発判定温度Ｔth未満の場合とで異なった値を取る定数としたとき、前記排気温度Ｔgas、前記排気流量Ｇａ、及び前記等価尿素水温度Ｔeqに対して、
【数２】
2018165490.tif 000013
の関係となるように算出された平衡温度Ｔtに次第に近づく温度として前記分散板の表面温度を推定する
分散板表面温度の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路における尿素水添加弁と触媒装置との間の部分に設置されて排気への尿素水の分散を促進する分散板の表面温度を推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気に添加された尿素水を使って排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムを備える排気浄化装置が知られている。尿素ＳＣＲシステムは、排気通路における触媒装置よりも上流側の部分に設置されて、排気中に尿素水を噴射する添加弁を備えている。添加弁から噴射された尿素水は、排気の熱によって加水分解されてアンモニアに変化し、このアンモニアを還元剤として触媒装置でのＮＯｘの還元浄化が行われる。
【０００３】
さらに、こうした排気浄化装置において、排気通路における添加弁と触媒装置との間の部分に、フィンや網などにより構成された分散板が設けられたものがある。こうした分散板を備える排気浄化装置では、添加弁が噴射した尿素水が分散板に衝突することで、尿素水の気化や霧化を促し、加水分解によるアンモニアの生成を促進している。
【０００４】
なお、分散板の表面温度が低い場合、同分散板の表面に尿素水が付着し易くなる。分散板の表面に付着した尿素水からは尿素由来の析出物が析出して、分散板の表面に堆積することがある。そこで従来、特許文献１に記載の車載用の排気浄化装置では、分散板の表面温度を推定し、その推定した表面温度が一定の値よりも低い場合には、添加弁による尿素水の噴射を禁止することで、分散板表面への析出物の堆積を抑えている。なお、同文献では、分散板を通過する排気の温度及び流量、車速、外気温に基づき、分散板と排気、及び外気との間の熱収支のモデルに従って、分散板の表面温度を推定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０２８３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
なお、分散板の表面温度には、その表面に付着した尿素水が少なからぬ影響を与える。また、そうした分散板表面の尿素水の付着量は時々刻々と変化するものとなっている。そのため、分散板の表面温度の正確な推定は、非常に難しいものとなっていた。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、分散板の表面温度を正確に推定することのできる分散板表面温度の推定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する分散板表面温度の推定方法は、排気通路に設置された触媒装置と、同排気通路における触媒装置よりも上流側の部分に設置されて排気中に尿素水を噴射する添加弁と、同排気通路における触媒装置と添加弁との間の部分に設置されて添加弁が噴射した尿素水が衝突する分散板と、を備える排気浄化装置における分散板の表面温度を正確に推定する方法を提供するものとなっている。
【０００９】
ここで、分散板に尿素水が恒常的に付着しているものと仮定する。添加弁の尿素水噴射は間欠的に行われており、分散板の尿素水の付着量は、添加弁が尿素水を噴射した直後には増加し、噴射していない期間には、蒸発により減少する。その結果、分散板に付着した尿素水（以下、付着尿素水と記載する）と周囲との熱収支は、非定常となり、同尿素水の温度（以下、付着尿素水温度Ｔadと記載する）は常に変動している。こうした変動する温度である付着尿素水温度Ｔadに対して、長期的な付着尿素水の熱収支が同等となる一定温度に換算したものを等価尿素水温度Ｔeqとする。等価尿素水温度Ｔeqは、単位時間当たりの添加弁の尿素水の噴射量（尿素水添加量Ｑ）が無限大の場合には、尿素水温度Ｔurと同じ温度となり、同尿素水添加量Ｑが０の場合には排気温度Ｔgasと同じ温度となる。そして、尿素水添加量が０と無限大の間の場合には、等価尿素水温度Ｔeqは、尿素水添加量Ｑに対して指数的に変化する値となる。すなわち、等価尿素水温度Ｔeqは、排気温度Ｔgas、尿素水温度Ｔur、尿素水添加量Ｑに対して下式の関係を満たす温度となる。なお、下式におけるｅはネイピア数を表し、τは定数となっている。
【００１０】
【数１】
2018165490.tif 000003
一方、定常な状態が続けば、分散板の表面温度Ｔmは、一定の温度に収束する。このときの分散板の表面温度Ｔmの収束点を平衡温度Ｔtとする。定常な状態が続けば、分散板の表面温度Ｔmは、時間の経過に応じて平衡温度Ｔtに次第に収束していく。よって、平衡温度Ｔtが求まれば、同平衡温度Ｔtに次第に近づく温度として、分散板の表面温度を推定することができる。
【００１１】
平衡温度Ｔtは、分散板を通過する排気の流量である排気流量Ｇａ、排気温度Ｔgas、等価尿素水温度Ｔeqに対して、下式の関係を満たす温度として求めることができる。なお、下式におけるＣgas、Ｃur、ｋは定数である。
【００１２】
【数２】
2018165490.tif 000004
ところで、添加弁の尿素水添加量が少ない場合などには、一時的に分散板の表面から尿素水が完全に蒸発してしまうことがある。こうした場合には、分散板の熱収支に、尿素水が介在しない期間が存在することになる。そのため、分散板から尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となる場合とそうでない場合とでは、上式における関係も異なったものとなる。ただし、それぞれの場合において、上式における定数Ｃgas、Ｃurにそれぞれ異なった値を設定すれば、いずれの場合にも、それぞれの場合の熱収支の状態に応じた適切な値として平衡温度Ｔtを求めることが可能となる。
【００１３】
一方、上述の等価尿素水温度Ｔeqに基づくことで、分散板に付着した尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となるか否かを判定することが可能となる。すなわち、等価尿素水温度Ｔeqが既定の閾値（完全蒸発判定温度Ｔth）以上であるか否かで、付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となるか否かを判定することができる。
【００１４】
上記推定方法では、こうした等価尿素水温度Ｔeqから、分散板に付着した尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となるかどうかを判定している。そして、分散板の付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となると判定した場合とそうでない場合とでは、上式における定数Ｃgas、Ｃurが異なった値となるものとして、平衡温度Ｔtを算出するようにしている。そのため、付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となる場合、恒常的に存在する場合のいずれにおいても、それぞれの場合の熱収支の状態に応じた適切な値として平衡温度Ｔtを求めることが可能となる。したがって、上記分散板表面温度の推定方法によれば、分散板の表面温度を正確に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】分散板表面温度の推定方法の一実施形態が適用される排気浄化装置の構成を模式的に示す略図。
【図２】同実施形態の推定方法を用いて分散板の表面温度を推定する分散板表面温度推定ルーチンのフローチャート。
【図３】尿素水添加量と等価尿素水温度との関係を示すグラフ。
【図４】付着尿素水が恒常的に存在する場合の分散板の表面温度、及び付着尿素水温度の推移を示すグラフ。
【図５】付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となる場合の分散板の表面温度、及び付着尿素水温度の推移を示すグラフ。
【図６】同実施形態の推定方法による分散板の表面温度の推定結果を同表面温度の実測値と退避して示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、分散板表面温度の推定方法の一実施形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。ここではまず、本実施形態の推定方法による分散板表面温度の推定対象となる排気浄化装置の構成を説明する。
【００１７】
図１に示すように、排気浄化装置１０は、車載用の内燃機関１１に設けられており、同内燃機関１１の排気通路１２に設置された尿素ＳＣＲシステムを備えている。
尿素ＳＣＲシステムは、排気中に尿素水を噴射する添加弁１３と、添加弁１３が噴射した尿素水が加水分解して生成されたアンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元浄化する触媒装置１４と、を備えている。添加弁１３は、排気通路１２における触媒装置１４よりも上流側の部分に設置されている。
【００１８】
さらに、尿素ＳＣＲシステムは、排気通路１２における添加弁１３と触媒装置１４との間の部分に設置された分散板１５を備えている。分散板１５は、網や複数のフィンにより構成されており、添加弁１３が噴射した尿素水が衝突することで、同尿素水を排気中に分散してその霧化や気化を促進する。なお、排気通路１２における添加弁１３よりも上流側の部分には、同部分を流れる排気の温度（以下、添加弁前排気温度Ｔｅと記載する）を検出する排気温度センサ１６が設置されている。
【００１９】
添加弁１３は、尿素水を貯留する尿素水タンク１７に、尿素水供給路１８を通じて接続されている。尿素水供給路１８の途中には、尿素水タンク１７内の尿素水を汲み出して添加弁１３に向けて送り出すポンプ１９が設けられている。また、尿素水供給路１８におけるポンプ１９と添加弁１３との間の部分には、添加弁１３に送られる尿素水の温度を、ひいては添加弁１３が噴射する尿素水の温度（以下、尿素水温度Ｔurと記載でする）を検出する尿素水温度センサ２０が設置されている。
【００２０】
また、排気浄化装置１０は、電子制御ユニット２１を備えている。電子制御ユニット２１には、上記排気温度センサ１６、尿素水温度センサ２０の検出結果に加え、内燃機関１１の吸入空気量や燃料噴射量、外気温、車速などが入力されている。そして、電子制御ユニット２１は、内燃機関１１の運転状態から同内燃機関１１のＮＯｘの排出量を求めるとともに、その排出量分のＮＯｘを触媒装置１４で還元浄化するために必要な単位時間当たりの尿素水の添加量である要求添加量を算出している。そして、電子制御ユニット２１は、単位時間当たりの尿素水の総噴射量がその要求添加量と同じ量となるように添加弁１３の尿素水噴射の制御を行っている。
【００２１】
（分散板表面温度の推定）
続いて、電子制御ユニット２１が行う分散板１５の表面温度Ｔmの推定の詳細を説明する。
【００２２】
図２に、表面温度Ｔmの推定にかかる分散板表面温度推定ルーチンのフローチャートを示す。電子制御ユニット２１は、内燃機関１１の運転中、既定の制御周期毎に、本ルーチンの処理を繰り返し実行する。
【００２３】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、分散板１５を通過する排気の流量である排気流量Ｇａ、及び分散板１５を通過する時点の排気の温度である排気温度Ｔgasの算出が行われる。排気流量Ｇａは、内燃機関１１の吸入空気量や燃料噴射量等から求められている。また、排気温度Ｔgasは、添加弁前排気温度Ｔｅ、排気流量Ｇａ、車速、外気温等から算出されている。詳しくは、排気通路１２における排気温度センサ１６の設置位置から分散板１５の設置位置までの区間における外気への放熱による排気温度の低下量を、排気流量Ｇａ、車速、及び外気温から求め、その低下量を添加弁前排気温度Ｔｅから引いた差を排気温度Ｔgasの値として算出している。
【００２４】
続いて、ステップＳ１１０において、添加弁１３が噴射した尿素水の温度である尿素水温度Ｔur、及び添加弁１３の単位時間当たりの尿素水の噴射量である尿素水添加量Ｑの読み込みが行われる。そして、続くステップＳ１２０において、排気温度Ｔgas、尿素水温度Ｔur、及び尿素水添加量Ｑに基づき、等価尿素水温度Ｔeqが算出される。
【００２５】
なお、ここで算出する等価尿素水温度Ｔeqは、次の温度となっている。分散板１５に尿素水が恒常的に付着しているものと仮定する。添加弁１３の間欠的な尿素水噴射のため、分散板１５の付着尿素水の温度（付着尿素水温度Ｔad）は、変動しているが、変動する温度である付着尿素水温度Ｔadを、長期的な付着尿素水の熱収支が同等となる一定温度に換算したものが等価尿素水温度Ｔeqである。
【００２６】
図３に、尿素水添加量Ｑと等価尿素水温度Ｔeqとの関係を示す。尿素水添加量Ｑが無限大の場合には、添加弁１３から噴射された尿素水が無尽蔵に分散板１５に供給され続けることになるため、このときの等価尿素水温度Ｔeqは尿素水温度Ｔurと同じ温度となる。一方、尿素水添加量Ｑが０の場合には、等価尿素水温度Ｔeqは排気温度Ｔgasと同じ温度となる。そして、尿素水添加量Ｑが無限大と０との間の値である場合には、等価尿素水温度Ｔeqは、尿素水添加量Ｑに対して指数関数的に変化する値となる。したがって、等価尿素水温度Ｔeqは、排気温度Ｔgas、尿素水温度Ｔur、及び尿素水添加量Ｑに対して、式（１）の関係となる。同式におけるτは定数であり、その値は、実験やシミュレーション等の結果から求められている。なお、本明細書に記載の各数式において「ｅｘｐ（Ｘ）」は、ネイピア数ｅを底とし、変数Ｘを冪指数とする指数関数を表している。
【００２７】
【数３】
2018165490.tif 000005
続いて、ステップＳ１３０において、等価尿素水温度Ｔeqが既定の完全蒸発判定値Ｔth以上であるかにより、付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となるか否かが判定される。なお、完全蒸発判定温度Ｔthには、尿素水の沸点よりも高い温度が設定されている。
【００２８】
なお、分散板１５の付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となる場合と、分散板１５の表面に恒常的に存在している場合とでは、分散板１５の熱収支の状態は異なったものとなる。
【００２９】
図４は、付着尿素水が分散板１５の表面に恒常的に存在する場合の、すなわち等価尿素水温度Ｔeqが完全蒸発判定温度Ｔth未満となる場合の分散板１５の表面温度Ｔm、及び付着尿素水温度Ｔadの推移を示している。同図の時刻ｔ１に添加弁１３が尿素水を噴射して、表面温度Ｔmよりも低温の尿素水が分散板１５に付着すると、付着した尿素水に熱を奪われて分散板１５の表面温度Ｔmは低下し始める。時刻ｔ１以降、付着尿素水温度Ｔadは、排気や分散板１５からの受熱により上昇するようになる。なお、分散板１５から付着尿素水への放熱量は、付着尿素水温度Ｔadが上昇して、分散板１５の表面温度Ｔmとの温度差が縮小するに従って、減少するようになる。そして、時刻ｔ２において、排気から分散板１５への受熱量と、分散板１５から付着尿素水への放熱量とが等しくなる熱的平衡点に到達するまで付着尿素水温度Ｔadが上昇すると、分散板１５の表面温度Ｔmは、低下から上昇に転じるようになる。そして、時刻ｔ３に、添加弁１３が再び尿素水を噴射するまでの期間、分散板１５の表面温度Ｔmは上昇するようになる。
【００３０】
図５は、付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となる場合の、すなわち等価尿素水温度Ｔeqが完全蒸発判定温度Ｔth以上となる場合の分散板１５の表面温度Ｔm、及び付着尿素水温度Ｔadの推移を示している。この場合にも、同図の時刻ｔ４に添加弁１３が尿素水を噴射して、表面温度Ｔmよりも低温の尿素水が分散板１５に付着すると、付着尿素水に熱を奪われて分散板１５の表面温度Ｔmは低下し始める。また、時刻ｔ４以降、付着尿素水温度Ｔadは、排気や分散板１５からの受熱により上昇するようになる。ただし、この場合には、上述の熱的平衡点に到達する前に、付着尿素水温度Ｔadが尿素水の沸点Ｔbに達する。そして、この場合には、同図の時刻ｔ５において付着尿素水が完全に蒸発した状態となった時点で、表面温度Ｔmが低下から上昇に転じ、時刻ｔ６に添加弁１３が再び尿素水を噴射するまで表面温度Ｔmは上昇し続ける。
【００３１】
なお、いずれの場合にも、定常な状態が続けば、やがて、表面温度Ｔmは一定の温度に収束する。以下の説明では、このときの表面温度Ｔmの収束点を、平衡温度Ｔtと記載する。
【００３２】
平衡温度Ｔtは、分散板１５の熱収支を計算することで、下記のように求めることができる。以下に記載の各数式において、変数の上にドットが付されたものは、同変数を時間微分した値を表している。
【００３３】
ここで、排気から分散板１５への受熱量をｑgas、分散板１５から付着尿素水への放熱量をｑur、分散板１５の比熱をＣmとする。現在から時間ｔが経過した時点の分散板１５の表面温度Ｔmの変化速度（時間微分値）は、式（２）のように表せる。
【００３４】
【数４】
2018165490.tif 000006
排気と分散板１５との熱伝達率をｈgas、排気と分散板１５との接触面積をＡgas、分散板１５と付着尿素水との熱伝達率をｈad、分散板１５と付着尿素水との接触面積をＡadとする。式（２）は、こうした熱伝導率ｈgas、ｈad、接触面積Ａgas、Ａadを用いて式（３）のように表せる。
【００３５】
【数５】
2018165490.tif 000007
さらに、式（３）からは、現在から時間ｔが経過した時点の分散板１５の表面温度Ｔm（ｔ）を表す式（４）が導かれる。
【００３６】
【数６】
2018165490.tif 000008
なお、式（４）におけるＫは、式（５）の関係を満たす値となる。
【００３７】
【数７】
2018165490.tif 000009
なお、「ｈgas×Ａgas」は、分散板１５の形状により定まる排気流量Ｇａの関数として表すことができる。また、分散板１５の表面に満遍なく尿素水が付着しているとすれば、「ｈad×Ａad」は定数となる。一方、平衡温度Ｔtは、無限の時間が経過した時点の表面温度Ｔmであり、このときの付着尿素水温度Ｔadは、等価尿素水温度Ｔeqとなる。よって、平衡温度Ｔtは、排気温度Ｔgas、排気流量Ｇａ、等価尿素水温度Ｔeqに対して、式（６）の関係を満たす温度となる。なお、同式におけるｋは、分散板１５の寸法形状により定まる定数である。
【００３８】
【数８】
2018165490.tif 000010
なお、上述のように、分散板１５の付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となる場合と、分散板１５の表面に付着尿素水が恒常的に存在している場合（Ｔeq＜Ｔth）とでは、分散板１５の熱収支の状態は異なったものとなる。そのため、上式の関係も、分散板１５の付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となる場合と恒常的に存在している場合とでは、異なったものとなる。ただし、それぞれの場合において、Ｃgas、Ｃurにそれぞれ異なった値を設定すれば、式（６）を、それぞれの場合の熱収支の状態に応じた適切な値として算出可能な平衡温度Ｔtの算出式とすることができる。
【００３９】
そこで、図２の分散板表面温度推定ルーチンでは、上述のステップＳ１３０において、分散板１５の付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となると判定された場合（Ｔeq≧Ｔth）と、同付着尿素水が恒常的に存在していると判定された場合（Ｔeq＜Ｔth）とで、定数Ｃgas、Ｃurに異なる値を設定している。すなわち、等価尿素水温度Ｔeqが完全蒸発判定温度Ｔth以上であって、付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となると判定された場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０において、Ｃgas、Ｃurの値としてそれぞれＣgas1、Ｃur1が設定される。Ｃgas1、Ｃur1の値は、それぞれを式（６）におけるＣgas、Ｃurの値として設定したときに同式が、付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となる場合の平衡温度Ｔｔを導く式となるように予め設定されている。これに対して、等価尿素水温度Ｔeqが完全蒸発判定温度Ｔth未満であり、付着尿素水が恒常的に存在していると判定された場合（Ｓ１３０：ＮＯ）、ステップＳ１５０において、Ｃgas、Ｃurの値としてそれぞれＣgas2、Ｃur2が設定される。Ｃgas1、Ｃur1の値は、それぞれを式（６）におけるＣgas、Ｃurの値として設定したときに同式が、付着尿素水が恒常的に存在する状態となっている場合の平衡温度Ｔｔを導く式となるように予め設定されている。
【００４０】
なお、分散板１５の付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となる場合には、恒常的に存在する場合よりも、分散板１５の表面温度Ｔmに与える排気からの受熱の影響がより大きくなる。そのため、Ｃgas1、Ｃur1、Ｃgas2、Ｃur2の各値は、「Ｃgas1／Ｃur1＞Ｃgas2／Ｃur2」を満たす関係となるように設定されている。
【００４１】
こうして、ステップＳ１３０の判定結果に応じてＣgas、Ｃurの値が設定されると、ステップＳ１６０において式（６）に従って平衡温度Ｔtが算出される。また、続くステップＳ１７０では、排気流量Ｇａ、尿素水添加量Ｑ等から、なまし定数κの値が算出される。このとき、なまし定数κは、１以上の値を取るように算出されている。そして、ステップＳ１８０において、平衡温度Ｔｔ、なまし定数κ、及び表面温度Ｔｍの推定値に基づき、同表面温度Ｔｍの推定値である推定表面温度Ｔmpの値が更新された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、ステップＳ１７０での推定表面温度Ｔmpの値の更新は、式（７）の関係を満たすように行われる。なお、同式におけるＴmp［i-1］は推定表面温度Ｔmpの更新前の値を、Ｔmp［i］は推定表面温度Ｔmpの更新後の値を、それぞれ表している。
【００４２】
【数９】
2018165490.tif 000011
こうして算出される推定表面温度Ｔmpの値は、更新を重ねる毎に平衡温度Ｔtに向って次第に収束していく値となる。そして、推定表面温度Ｔmpの値は、なまし定数κの値として小さい値が設定されているときほど、速やかに平衡温度Ｔtに収束するようになる。排気流量Ｇａが多いほど、単位時間当たりに分散板１５の周囲を通過する排気の熱容量が大きくなり、また尿素水添加量Ｑが多いほど、分散板１５に多くの尿素水が付着して、付着尿素水の熱容量が大きくなる。そして、それらの熱容量が大きいほど、分散板１５の表面温度Ｔmの変化が急速となる傾向がある。そのため、上記分散板表面温度推定ルーチンにおけるステップＳ１７０において、なまし定数κは、排気流量Ｇａが多いほど、或いは尿素水添加量Ｑが多いほど、小さい値となるように算出されている。
【００４３】
図６に、尿素水添加量Ｑ以外は同一の条件で内燃機関１１を定常運転したときの尿素水添加量Ｑと等価尿素水温度Ｔeq及び推定表面温度Ｔmpとの関係を示す。等価尿素水温度Ｔeqは、尿素水添加量ＱがＱ１以下と場合に完全蒸発判定温度Ｔth以上となっている。よって、同図における尿素水添加量ＱがＱ１以下の領域（以下、完全蒸発領域と記載する）では、分散板１５の付着尿素水が一時的に完全に蒸発した状態となり、尿素水添加量ＱがＱ１を超える領域（以下、恒常付着領域と記載する）では、分散板１５に付着尿素水が恒常的に存在している状態となる。
【００４４】
なお、同図には、分散板１５の表面温度Ｔmの実測の結果が、白丸で示されている。また、同図に示す曲線Ｔmp2は、完全蒸発領域、恒常付着領域のいずれにおいても、式（６）における定数Ｃgas、Ｃurの値をＣgas2、Ｃur2に固定して平衡温度Ｔtの算出を行った場合の推定表面温度の算出結果を示している。こうした場合の推定表面温度の算出結果は、恒常付着領域では実測の結果に即した値となるが、完全蒸発領域では実測の結果から大きく乖離した値となる。これに対して、本実施形態の推定方法により算出した推定表面温度Ｔmpは、完全蒸発領域、恒常付着領域のいずれにおいても、実測の結果に即した値となっている。このように、本実施形態の推定方法では、逐次の分散板１５の表面温度Ｔmを正確に推定することができる。
【００４５】
なお、このような逐次の分散板１５の表面温度Ｔmの正確な推定によっては、下記の制御が可能となる。
添加弁１３が噴射した尿素水の一部は分散板１５に付着するが、その付着した尿素水から尿素由来の析出物が析出して分散板１５の表面に堆積することがある。分散板１５には、その表面温度Ｔmが低いほど、尿素水が付着しやすくなる。また、付着した尿素水からの析出物の析出にかかる反応（変質や熱分解）の速度は、分散板１５の表面温度Ｔmに依存する。よって、分散板１５の表面温度Ｔmには、析出物の堆積が進行しやすい温度域が存在し、そうした温度域にあるときに、多量の尿素水添加を行えば、分散板１５への析出物の堆積が進行して、分散板１５に目詰まりを生じさせる虞がある。
【００４６】
これに対しては、本実施形態の推定方法による分散板１５の表面温度Ｔmの推定結果（推定表面温度Ｔmp）から、分散板１５に尿素水が付着しやすい状態にあるかどうかを確認することができる。そこで、推定表面温度Ｔmpが、尿素水が付着しやすい温度域にある場合には、添加弁１３の尿素水噴射を禁止したり、尿素水添加量を減らしたりすることで、分散板１５への析出物の堆積を抑制することが可能となる。
【００４７】
また、こうした析出物の堆積の進行速度は、分散板１５の表面温度Ｔmに依存する。そこで、推定表面温度Ｔmpに基づき、析出物の堆積の進行速度を求めるとともに、その値を積算することで、分散板１５の析出物の堆積量を推定することが可能となる。一方、分散板１５に堆積した析出物は、同析出物を燃焼可能な温度まで排気温度Ｔgasを高めることで除去できる。こうした析出物の除去制御は、燃料消費を伴うが、上記堆積量の推定結果に基づき同除去制御の実施判定を行えば、過不足なく効率的に除去制御を実施できるようになる。
【００４８】
さらに、分散板１５に多量の尿素水が付着していると、添加弁１３が噴射した尿素水の分散板１５での分散が、ひいては尿素水の霧化や気化が抑えられて、アンモニアが生成され難くなる。そのため、そうした場合に尿素水添加を実施しても、尿素水の消費に相応するだけのＮＯｘ浄化率が得られない場合がある。一方、上述のように分散板１５の尿素水付着量は、同分散板１５の表面温度Ｔmに依存する。そこで、推定表面温度Ｔmpが、分散板１５の尿素水付着量があまり大きくならない温度域にあるときに、尿素水添加を行うようにすれば、ＮＯｘを効率的に浄化できるようになる。
【符号の説明】
【００４９】
１０…排気浄化装置、１１…内燃機関、１２…排気通路、１３…添加弁、１４…触媒装置、１５…分散板、１６…排気温度センサ、１７…尿素水タンク、１８…尿素水供給路、１９…ポンプ、２０…尿素水温度センサ、２１…電子制御ユニット。
【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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