(57)【要約】【課題】ＮＯｘ触媒への被毒物質の被毒量を高精度に推定可能な排気浄化システムを提供する。【解決手段】エンジン１０からの排気を浄化する排気浄化システム１であって、ＮＯｘ触媒２１と炭化水素供給部３１と被毒量推定部４１とを備えている。ＮＯｘ触媒２１は、エンジン１０の排気通路１２に設けられる。炭化水素供給部３１は、ＮＯｘ触媒２１に炭化水素を供給する。被毒量推定部４１は、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気の温度および流量、ならびに、ＮＯｘ触媒２１に吸着することにより被毒を生じさせる物質である被毒物質のうち排気に含まれる２種類の被毒物質の濃度に基づき、ＮＯｘ触媒２１に被毒した被毒物質の量である被毒量を推定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）からの排気を浄化する排気浄化システム（１）であって、
前記内燃機関の排気通路（１２）に設けられるＮＯｘ触媒（２１）と、
前記ＮＯｘ触媒に炭化水素を供給する炭化水素供給部（３１）と、
前記ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度および流量、ならびに、前記ＮＯｘ触媒に吸着することにより被毒を生じさせる物質である被毒物質のうち排気に含まれる２種類以上の被毒物質の濃度に基づき、前記ＮＯｘ触媒に被毒した被毒物質の量である被毒量を推定する被毒量推定部（４１）と、
を備える排気浄化システム。
【請求項２】
前記被毒量推定部は、排気に含まれる被毒物質のうち炭化水素および窒素酸化物の濃度に基づき、被毒量を推定する請求項１に記載の排気浄化システム。
【請求項３】
前記被毒量推定部は、排気に含まれる被毒物質のうち炭化水素、窒素酸化物および硫黄酸化物の濃度に基づき、被毒量を推定する請求項１に記載の排気浄化システム。
【請求項４】
前記被毒量推定部は、前記ＮＯｘ触媒への被毒物質の吸着のし易さに相関する吸着係数（α１、α２）を、前記ＮＯｘ触媒への被毒物質の被毒量が多いときほど、前記ＮＯｘ触媒への被毒物質の被毒量が少ない場合と比べて小さく設定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気浄化システム。
【請求項５】
前記被毒量推定部は、排気中に炭化水素と窒素酸化物とが共存している場合、前記ＮＯｘ触媒への窒素酸化物の吸着のし易さに相関するＮＯｘ吸着係数（α２）を、高温のときほど、排気中に炭化水素と窒素酸化物とが共存していない場合と比べて大きく設定する請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気浄化システム。
【請求項６】
前記ＮＯｘ触媒に供給される炭化水素を改質可能な改質器（２５）と、
前記改質器により改質される主要な炭化水素種の濃度に関する情報を取得する濃度情報取得部（４４）と、をさらに備え、
前記被毒量推定部は、前記濃度情報取得部により取得した情報に基づき、被毒量を推定する請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気浄化システム。
【請求項７】
前記被毒量推定部は、炭素数および官能基が同じ炭化水素種毎に被毒量を算出し、前記ＮＯｘ触媒への被毒量を推定する請求項６に記載の排気浄化システム。
【請求項８】
前記被毒量推定部により推定した被毒量に基づき、前記ＮＯｘ触媒の被毒量を低減し前記ＮＯｘ触媒を再生可能な再生制御を行う再生制御部（４２）をさらに備える請求項１〜７のいずれか一項に記載の排気浄化システム。
【請求項９】
前記再生制御部は、前記被毒量推定部により推定した被毒量が所定の被毒閾値以上となったとき前記再生制御を開始し、前記ＮＯｘ触媒の熱劣化が進行するに従い前記被毒閾値を小さく設定する請求項８に記載の排気浄化システム。
【請求項１０】
前記ＮＯｘ触媒に対し排気流れの下流側における窒素酸化物の濃度を取得するＮＯｘ濃度取得部（４３）をさらに備え、
前記再生制御部は、前記ＮＯｘ濃度取得部により取得した濃度が所定濃度以上で、かつ、前記被毒量推定部により推定した被毒量が所定量以上のとき、前記再生制御を行う請求項８または９に記載の排気浄化システム。
【請求項１１】
前記再生制御部は、前記ＮＯｘ触媒の温度を上昇させることで被毒量を低減し前記ＮＯｘ触媒を再生可能であり、再生後の被毒量である再生後被毒量が被毒許容量以下になると推定される温度のうち最低の温度を目標温度として設定し、前記目標温度になるまで前記ＮＯｘ触媒の温度を上昇させる請求項８〜１０のいずれか一項に記載の排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＮＯｘ触媒に流入する炭化水素の量に基づき、ＮＯｘ触媒に被毒した被毒物質の量である被毒量を推定する排気浄化システムが知られている。例えば特許文献１の排気浄化システムでは、排気の温度が高いときほど、ＮＯｘ触媒に流入する排気に含まれる被毒性炭化水素の被毒割合が高いものとして、ＮＯｘ触媒への被毒物質の被毒量を推定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７１２３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＮＯｘ触媒に流入する排気には、炭化水素の他にも窒素酸化物や硫黄酸化物等、様々な被毒物質が含まれている。特許文献１の排気浄化システムでは、ＮＯｘ触媒に流入する炭化水素のみの量に基づき、他の被毒物質と独立して被毒量を推定している。そのため、特許文献１の排気浄化システムでは、実際にＮＯｘ触媒に被毒している様々な被毒物質の量を正確に推定するのは困難である。これにより、ＮＯｘ触媒の被毒量を低減する再生制御を過剰に行うことによる燃費の悪化や、再生不足によるＮＯｘ触媒の性能の低下を招くおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、ＮＯｘ触媒への被毒物質の被毒量を高精度に推定可能な排気浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内燃機関（１０）からの排気を浄化する排気浄化システム（１）であって、ＮＯｘ触媒（２１）と炭化水素供給部（３１）と被毒量推定部（４１）とを備えている。
ＮＯｘ触媒は、内燃機関の排気通路（１２）に設けられる。
炭化水素供給部は、ＮＯｘ触媒に炭化水素を供給する。
被毒量推定部は、ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度および流量、ならびに、ＮＯｘ触媒に吸着することにより被毒を生じさせる物質である被毒物質のうち排気に含まれる２種類以上の被毒物質の濃度に基づき、ＮＯｘ触媒に被毒した被毒物質の量である被毒量を推定する。そのため、被毒量推定部は、ＮＯｘ触媒への被毒物質の被毒量を高精度に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態による排気浄化システムを示す模式図。
【図２】（Ａ）はＮＯｘ触媒の触媒の初期状態を示す図、（Ｂ）はＮＯｘ触媒の触媒が被毒した状態を示す図、（Ｃ）は比較例により推定される、ＮＯｘ触媒の触媒が被毒した状態を示す図。
【図３】（Ａ）はＮＯｘ触媒の触媒の初期状態と被毒後の状態における被毒物質によるサイトの占有率を示す図、（Ｂ）は比較例により推定される、ＮＯｘ触媒の触媒の初期状態と被毒後の状態における被毒物質によるサイトの占有率を示す図。
【図４】（Ａ）は低温時のＮＯｘ触媒の触媒の初期状態と被毒後の状態における被毒物質によるサイトの占有率を示す図、（Ｂ）は比較例により推定される、低温時のＮＯｘ触媒の触媒の初期状態と被毒後の状態における被毒物質によるサイトの占有率を示す図。
【図５】第１実施形態の排気浄化システムによるＮＯｘ触媒への被毒物質の被毒量の推定等に関する処理を示すフロー図。
【図６】第１実施形態の排気浄化システムが被毒量を推定するときに用いる吸着係数を示すマップ。
【図７】第１実施形態の排気浄化システムが被毒量を推定するときに用いる脱離係数を示すマップ。
【図８】第１実施形態の排気浄化システムによる再生制御に関する処理を示すフロー図。
【図９】第２実施形態による排気浄化システムを示す模式図。
【図１０】第２実施形態の排気浄化システムによるＮＯｘ触媒への被毒物質の被毒量の推定等に関する処理を示すフロー図。
【図１１】第２実施形態の排気浄化システムが被毒量を推定するときに用いる吸着係数を示すマップ。
【図１２】第２実施形態の排気浄化システムが被毒量を推定するときに用いる脱離係数を示すマップ。
【図１３】第２実施形態の排気浄化システムによる再生制御に関する処理を示すフロー図。
【図１４】第２実施形態の排気浄化システムによる目標温度設定に関する処理を示すフロー図。
【図１５】第２実施形態の排気浄化システムが目標温度設定をするときに用いる被毒物質リストを示すマップ。
【図１６】第３実施形態による排気浄化システムを示す模式図。
【図１７】第４実施形態による排気浄化システムを示す模式図。
【図１８】第５実施形態の排気浄化システムが被毒量を推定するときに用いる吸着係数を示すマップ。
【図１９】第５実施形態の排気浄化システムが被毒量を推定するときに用いる吸着係数を示すマップ。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の複数の実施形態による排気浄化システムを図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位は、同一または同様の作用効果を奏する。
（第１実施形態）
第１実施形態による排気浄化システムを図１に示す。
排気浄化システム１は、図示しない車両に設けられ、車両の内燃機関（以下、「エンジン」という）１０から排出される排気を浄化するのに用いられる。
【０００９】
車両は、エンジン１０、燃料タンク２、吸気通路１１、排気通路１２、燃料噴射弁３０、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）４０等を備えている。
燃料タンク２には、燃料としての軽油が貯留されている。燃料噴射弁３０は、エンジン１０に設けられている。燃料噴射弁３０は、燃料タンク２に貯留された軽油をエンジン１０の燃焼室に噴射供給する。すなわち、本実施形態では、エンジン１０は、ディーゼルエンジンである。
【００１０】
吸気通路１１は、一端が大気に開放され、他端がエンジン１０に接続するよう設けられている。吸気通路１１は、吸気をエンジン１０に導く。排気通路１２は、一端がエンジン１０に接続し、他端が大気に開放されている。排気通路１２は、エンジン１０の燃焼室で燃料が燃焼することで生じた排気をエンジン１０から大気側へ導く。
【００１１】
吸気通路１１には、図示しないスロットルバルブが設けられている。スロットルバルブは、吸気通路１１を開閉し、吸気通路１１を流れる吸気の量、すなわち、吸気量を制御可能である。
【００１２】
ＥＣＵ４０は、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、入出力手段としてのＩ／Ｏ等を有する小型のコンピュータである。ＥＣＵ４０は、車両の各部に設けられた各種センサからの信号等の情報に基づき、ＲＯＭ等に格納されたプログラムに従い演算を実行し、車両の各種装置および機器の作動を制御する。このように、ＥＣＵ４０は、非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行する。このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。
【００１３】
ＥＣＵ４０は、各種センサからの信号等の情報に基づき、スロットルバルブ、燃料噴射弁３０等の作動を制御可能である。
ＥＣＵ４０は、スロットルバルブの作動を制御することにより、エンジン１０に供給される吸気の量を制御可能である。また、ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０の作動を制御することにより、エンジン１０の燃焼室に噴射供給される燃料の量を制御可能である。
【００１４】
排気浄化システム１は、ＮＯｘ触媒２１、炭化水素供給部３１、被毒量推定部４１、再生制御部４２、ＮＯｘ濃度取得部４３、温度センサ５１、流量センサ５２、濃度センサ５３等を備えている。
ＮＯｘ触媒２１は、排気通路１２に設けられている。ＮＯｘ触媒２１は、例えばアルミナ等からなる担体、および、担体に担持された金属触媒を有している。例えば金属触媒は、Ａｇ2Ｏ（酸化銀）が挙げられる。金属触媒は、微粒粉の状態で担体の表面に設けられている。ＮＯｘ触媒２１は、排気通路１２を流れる排気に含まれるＮＯｘ（窒素酸化物）を還元し浄化可能である。
【００１５】
炭化水素供給部３１は、排気通路１２においてエンジン１０とＮＯｘ触媒２１との間、すなわち、ＮＯｘ触媒２１に対し排気流れの上流側に設けられている。炭化水素供給部３１は、燃料タンク２に貯留された燃料、すなわち、炭化水素（ＨＣ）を排気通路１２に噴射しＮＯｘ触媒２１に供給可能である。
【００１６】
炭化水素供給部３１からＮＯｘ触媒２１に供給された炭化水素は、還元剤として働き、ＮＯｘ触媒２１によるＮＯｘの浄化作用を促進する。ＥＣＵ４０は、炭化水素供給部３１の作動を制御することにより、ＮＯｘ触媒２１に供給される炭化水素の量を制御可能である。
【００１７】
図２（Ａ）に示すように、ＮＯｘ触媒２１の初期状態においては、触媒（Ｃａｔ．）のサイトには、物質が吸着しておらず空の状態である。ＮＯｘ触媒２１による排気の浄化が開始され、所定期間経過すると、触媒のサイトには、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄（Ｓ）等、触媒に吸着することにより被毒を生じさせる物質である被毒物質が吸着した状態となる（図２（Ｂ）参照）。図３（Ａ）に示すように、ＮＯｘ触媒２１の被毒後、触媒のサイトが炭化水素やその他の物質により埋まることで、ＮＯｘ触媒２１の性能が大きく低下する。
【００１８】
また、図４（Ａ）に示すように、触媒活性の無い低温時には、触媒のサイトに窒素酸化物（ＮＯｘ）が吸着（吸蔵）される。そのため、触媒が初期の状態であっても、触媒のサイトには、ある程度の窒素酸化物が吸着した状態となることがある。その後、ＮＯｘ触媒２１の温度が、触媒活性の無い低温の状態から還元領域である高温状態に移行すると、触媒のサイトに窒素酸化物および炭化水素（ＨＣ）が吸着する。ＮＯｘ触媒２１の被毒後、触媒のサイトが炭化水素や窒素酸化物により埋まると、ＮＯｘ触媒２１の性能が大きく低下する。
また、ＮＯｘ触媒２１は、高温の環境下に長期間置かれること等により熱劣化することがある。ＮＯｘ触媒２１は、熱劣化によっても性能が低下する。
【００１９】
図１に示すように、被毒量推定部４１、再生制御部４２、ＮＯｘ濃度取得部４３は、機能部としてＥＣＵ４０に設けられている。ここで、ＥＣＵ４０が実行する機能の一部または全部（機能部）を、１つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。つまり、ＥＣＵ４０が提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせによって提供することができる。
【００２０】
温度センサ５１は、ＮＯｘ触媒２１に設けられている。温度センサ５１は、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気の温度を検出可能である。温度センサ５１は、検出した温度に対応する信号をＥＣＵ４０に伝送する。
流量センサ５２は、吸気通路１１に設けられている。流量センサ５２は、エンジン１０に吸入される吸気の流量を検出可能である。流量センサ５２は、検出した流量に対応する信号をＥＣＵ４０に伝送する。なお、エンジン１０に吸入される吸気の流量とＮＯｘ触媒２１に流入する排気の流量とは、概ね同じである。
【００２１】
濃度センサ５３は、排気通路１２においてＮＯｘ触媒２１に対しエンジン１０とは反対側、すなわち、ＮＯｘ触媒２１に対し排気流れの下流側に設けられている。濃度センサ５３は、ＮＯｘ触媒２１から流出した排気の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を検出可能である。濃度センサ５３は、検出した窒素酸化物の濃度に対応する信号をＥＣＵ４０に伝送する。
【００２２】
被毒量推定部４１は、温度センサ５１、流量センサ５２から伝送された信号等に基づき、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量を推定可能である。被毒量推定部４１の処理については、後に詳述する。
再生制御部４２は、被毒量推定部４１により推定した被毒量に基づき、ＮＯｘ触媒２１の被毒量を低減しＮＯｘ触媒２１を再生可能な再生制御を行う。
ＮＯｘ濃度取得部４３は、濃度センサ５３から伝送された信号に基づき、ＮＯｘ触媒２１に対し排気流れの下流側における窒素酸化物の濃度を取得する。
【００２３】
次に、ＥＣＵ４０によるＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量の推定等に関する処理について、図５に基づき説明する。
図５に示す一連の処理Ｓ１００は、例えば車両のイグニッションキーがオンされＥＣＵ４０が起動し、ＮＯｘ濃度取得部４３により取得したＮＯｘ触媒２１の下流側における窒素酸化物の濃度が所定の濃度以上になると、実行される。処理Ｓ１００は、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量の推定、および、ＮＯｘ触媒２１の被毒量を低減しＮＯｘ触媒２１の性能を回復、すなわち、ＮＯｘ触媒２１を再生する被毒再生制御に関する処理である。
【００２４】
Ｓ１０１では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１の状態を取得する。具体的には、ＥＣＵ４０は、温度センサ５１、流量センサ５２から伝送された信号に基づき、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気の温度（Ｔ）および空間速度（ＳＶ）を取得する。なお、空間速度（ＳＶ：Ｓｐａｃｅ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）は、流量（Ｑ１）から算出される値である。Ｓ１０１の後、処理は、Ｓ１０２へ移行する。
【００２５】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１の被毒状態の前回値を取得する。具体的には、ＥＣＵ４０は、前回の処理Ｓ１００で算出したＮＯｘ触媒２１への窒素酸化物の吸着量（ΣＮＯｘ）、および、炭化水素の吸着量（ΣＨＣ）を取得する。なお、ＮＯｘ触媒２１の被毒状態の前回値は、例えばＥＣＵ４０のＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等に記憶されている。Ｓ１０２の後、処理は、Ｓ１０３へ移行する。
【００２６】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気中のガス濃度を取得する。具体的には、ＥＣＵ４０は、エンジン１０の制御情報、すなわち、エンジン１０の運転条件毎のマップ、理論式、モデル等に基づき、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気中の窒素酸化物の濃度（ＮＯｘ）および炭化水素の濃度（ＨＣ）を算出し取得する。Ｓ１０３の後、処理は、Ｓ１０４へ移行する。
【００２７】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１への炭化水素および窒素酸化物の吸着量の変化量を算出する。具体的には、ＥＣＵ４０は、吸着係数α１、α２、脱離係数β１、β２等に基づき、ＮＯｘ触媒２１への炭化水素および窒素酸化物の吸着量の変化量（ΔＨＣ、ΔＮＯｘ）を算出する。ここで、吸着係数α１は、ＮＯｘ触媒２１への炭化水素の吸着のし易さに相関する係数である。吸着係数α２は、ＮＯｘ触媒２１への窒素酸化物の吸着のし易さに相関する係数である。また、吸着係数α１、α２は、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気の空間速度（流量）およびガス組成毎に記憶されたマップ値であり、温度が高いときほど小さな値となる０から１までの値である（図６参照）。脱離係数β１は、ＮＯｘ触媒２１からの炭化水素の脱離のし易さに相関する係数である。脱離係数β２は、ＮＯｘ触媒２１からの窒素酸化物の脱離のし易さに相関する係数である。また、脱離係数β１、β２は、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気の空間速度（流量）およびガス組成毎に記憶されたマップ値であり、温度が高いときほど大きな値となる０から１までの値である（図７参照）。ＥＣＵ４０は、上記マップ、および、Ｓ１０１で取得した温度（Ｔ）および空間速度（ＳＶ）または流量（Ｑ１）に基づき、吸着係数α１、α２、脱離係数β１、β２を設定する。
【００２８】
ＥＣＵ４０は、下記式１、２により、ＮＯｘ触媒２１への炭化水素および窒素酸化物の吸着量の変化量（ΔＨＣ、ΔＮＯｘ）を算出する。
ΔＨＣ＝α１＊ＨＣ−β１＊ΣＨＣ  ・・・式１
ΔＮＯｘ＝α２＊ＮＯｘ−β２＊ΣＮＯｘ  ・・・式２
なお、ＮＯｘ触媒２１への物質の吸着、ＮＯｘ触媒２１からの物質の脱離のバランスによっては、ΔＨＣ、ΔＮＯｘは、負の値をとり得る。Ｓ１０４の後、処理は、Ｓ１０５へ移行する。
【００２９】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１への現在の炭化水素、窒素酸化物の吸着量を算出する。具体的には、ＥＣＵ４０は、下記式３、４により、ＮＯｘ触媒２１への現在の炭化水素、窒素酸化物の吸着量（ΣＨＣ、ΣＮＯｘ）を算出する。
ΣＨＣ＝ΣＨＣ＋ΔＨＣ  ・・・式３
ΣＮＯｘ＝ΣＮＯｘ＋ΔＮＯｘ  ・・・式４
ここで、式３の右辺のΣＨＣは、Ｓ１０２で取得したＮＯｘ触媒２１への炭化水素の吸着量（ΣＨＣ）の前回値である。また、式３の右辺のΔＨＣは、Ｓ１０４で算出したＮＯｘ触媒２１への炭化水素の吸着量の変化量（ΔＨＣ）である。また、式４の右辺のΣＮＯｘは、Ｓ１０２で取得したＮＯｘ触媒２１への窒素酸化物の吸着量（ΣＮＯｘ）の前回値である。また、式４の右辺のΔＮＯｘは、Ｓ１０４で算出したＮＯｘ触媒２１への窒素酸化物の吸着量の変化量（ΔＮＯｘ）である。
なお、Ｓ１０５で算出したＮＯｘ触媒２１への現在の炭化水素、窒素酸化物の吸着量（ΣＨＣ、ΣＮＯｘ）は、ＥＣＵ４０のＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等に記憶され、次回の処理Ｓ１００におけるＳ１０２で利用される。Ｓ１０５の後、処理は、Ｓ１０６へ移行する。
【００３０】
Ｓ１０６では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１が所定量以上被毒したか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ４０は、まず、被毒量推定部４１として機能し、下記式５により、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質（炭化水素、窒素酸化物）の被毒量を推定する。
ΣＨＣ＋γ＊ΣＮＯｘ  ・・・式５
ここで、式５のΣＨＣ、ΣＮＯｘは、Ｓ１０５で算出したＮＯｘ触媒２１への現在の炭化水素、窒素酸化物の吸着量である。また、式５のγは、例えば０より大きな任意の定数である。炭化水素の吸着量と窒素酸化物の吸着量とがＮＯｘ触媒２１での排気の浄化に与える影響が１対１とは限らないため、式５のようにγを用いてＮＯｘ触媒２１の被毒量を推定する。
【００３１】
続いて、ＥＣＵ４０は、推定したＮＯｘ触媒２１の被毒量が所定の被毒閾値Ｐｔ以上か否かを判断する。ＮＯｘ触媒２１の被毒量は被毒閾値Ｐｔ以上であると判断した場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移行する。一方、ＮＯｘ触媒２１の被毒量は被毒閾値Ｐｔより小さいと判断した場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、一連の処理Ｓ１００を終了する。
【００３２】
Ｓ１２０では、ＥＣＵ４０は、再生制御部４２として機能し、被毒再生制御を行う。被毒再生制御に関する一連の処理Ｓ１２０を図８に示す。
Ｓ１２１では、ＥＣＵ４０は、現在、ＮＯｘ触媒２１が昇温中か否か、すなわち、ＮＯｘ触媒２１の昇温制御を行っているか否かを判断する。ＮＯｘ触媒２１は昇温中であると判断した場合（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、処理はＳ１２３へ移行する。一方、ＮＯｘ触媒２１は昇温中ではないと判断した場合（Ｓ１２１：ＮＯ）、処理はＳ１２２へ移行する。
【００３３】
Ｓ１２２では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１の昇温制御を開始する。具体的には、ＥＣＵ４０は、例えば燃料噴射弁３０からエンジン１０に供給する燃料の量を通常運転時よりも増大し、エンジン１０における燃焼熱を増大させる。これにより、エンジン１０から排出される排気の温度が上昇する。その結果、ＮＯｘ触媒２１の温度が上昇する。Ｓ１２２の後、ＥＣＵ４０は、一連の処理Ｓ１２０を終了する。
【００３４】
Ｓ１２３では、ＥＣＵ４０は、現在のＮＯｘ触媒２１の被毒量Ｘを取得する。具体的には、Ｓ１０６で推定したＮＯｘ触媒２１の被毒量（ΣＨＣ＋γ＊ΣＮＯｘ）を、現在のＮＯｘ触媒２１の被毒量Ｘとして取得する。Ｓ１２３の後、処理はＳ１２４へ移行する。
【００３５】
Ｓ１２４では、ＥＣＵ４０は、現在のＮＯｘ触媒２１の被毒量が所定の再生閾値以上か否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ４０は、Ｓ１２３で取得した被毒量Ｘが再生閾値Ｘ１以上か否かを判断する。ここで、再生閾値Ｘ１は、例えばＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量として許容できる最大の値に設定されている。被毒量Ｘは再生閾値Ｘ１以上である、つまり、ＮＯｘ触媒２１の被毒再生は完了していないと判断した場合（Ｓ１２４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、一連の処理Ｓ１２０を終了する。一方、被毒量Ｘは再生閾値Ｘ１より小さい、つまり、ＮＯｘ触媒２１の被毒再生は完了したと判断した場合（Ｓ１２４：ＮＯ）、処理はＳ１２５へ移行する。
【００３６】
Ｓ１２５では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１の昇温制御を停止する。具体的には、燃料噴射弁３０からエンジン１０に供給する燃料の量を通常運転時の量に戻す。これにより、ＮＯｘ触媒２１の温度の上昇が停止する。Ｓ１２５の後、ＥＣＵ４０は、一連の処理Ｓ１２０を終了する。
【００３７】
ＥＣＵ４０は、Ｓ１０６でＮＯと判断した後、Ｓ１２２の後、Ｓ１２４でＹＥＳと判断した後、または、Ｓ１２５の後、一連の処理Ｓ１００を終了し、ＮＯｘ濃度取得部４３により取得したＮＯｘ触媒２１の下流側における窒素酸化物の濃度が所定の濃度以上の場合、再び処理Ｓ１００を開始する。このように、処理Ｓ１００、Ｓ１２０は、ＮＯｘ触媒２１の下流側における窒素酸化物の濃度が所定の濃度以上のとき、繰り返し実行される処理である。
【００３８】
このように、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０６で被毒量推定部４１として機能し、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気の温度（Ｔ）および流量（Ｑ１）、ならびに、ＮＯｘ触媒２１に吸着することにより被毒を生じさせる物質である被毒物質のうち排気に含まれる２種類の被毒物質（炭化水素、窒素酸化物）の濃度（ＨＣ、ＮＯｘ）に基づき、ＮＯｘ触媒２１に被毒した被毒物質の量である被毒量（ΣＨＣ＋γ＊ΣＮＯｘ）を推定する。
【００３９】
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ１２０で再生制御部４２として機能し、被毒量推定部４１により推定した被毒量（ΣＨＣ＋γ＊ΣＮＯｘ）に基づき、ＮＯｘ触媒２１の被毒量を低減しの触媒を再生可能な再生制御を行う。再生制御において、ＮＯｘ触媒２１の温度が所定の温度以上になると、ＮＯｘ触媒２１に吸着した炭化水素および窒素酸化物がＮＯｘ触媒２１から脱離する。これにより、ＮＯｘ触媒２１の被毒量が低減する。なお、窒素酸化物が触媒から脱離するのに必要な温度は、炭化水素が触媒から脱離するのに必要な温度より低い。
【００４０】
次に、比較例によるＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量の推定の仕方を説明することで、本実施形態の効果を明らかにする。
比較例は、上述した特許文献１（特許第３７１２３１４号公報）の排気浄化システムのように、ＮＯｘ触媒２１の触媒には炭化水素のみが吸着すると推定し（図２（Ｃ）参照）、ＮＯｘ触媒２１に流入する炭化水素のみの量に基づき、被毒量を推定する。そのため、本来、触媒のサイトが炭化水素やその他の物質により埋まるとＮＯｘ触媒２１の性能が大きく低下するところ（図３（Ａ）参照）、比較例は、図３（Ｂ）に示すように、炭化水素の被毒量のみ推定するため、触媒のサイトが所定量以上埋まったと判断するまでに時間がかかるおそれがある。そのため、必要なタイミングで被毒再生制御を行えず、ＮＯｘ触媒２１の性能が低下するおそれがある。一方、本実施形態では、上述のように、排気に含まれる２種類の被毒物質（炭化水素、窒素酸化物）の濃度（ＨＣ、ＮＯｘ）に基づき、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量を推定するため、被毒量を高精度に推定でき（図３（Ａ）参照）、触媒のサイトが被毒物質により所定量以上埋まったことを正確に判断することができる。そのため、本実施形態は、比較例と比べ、適切なタイミングで被毒再生制御を行うことができ、ＮＯｘ触媒２１の性能の低下を抑制することができる。
【００４１】
また、本来、ＮＯｘ触媒２１の温度が、ある程度の窒素酸化物が吸着した低温の状態から還元領域である高温状態に移行すると、触媒のサイトに窒素酸化物および炭化水素が吸着し、触媒のサイトが炭化水素や窒素酸化物により埋まると、ＮＯｘ触媒２１の性能が大きく低下するところ（図４（Ａ）参照）、比較例は、図４（Ｂ）に示すように、炭化水素の被毒量のみ推定し、触媒のサイトが炭化水素のみにより埋まったと判断するため、必要以上に被毒再生制御を行うおそれがある。必要以上に被毒再生制御を行うと、燃費が悪化するおそれがある。一方、本実施形態では、上述のように、排気に含まれる２種類の被毒物質（炭化水素、窒素酸化物）の濃度（ＨＣ、ＮＯｘ）に基づき、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量を推定するため、被毒量を高精度に推定でき（図４（Ａ）参照）、必要以上に被毒再生制御を行うことを抑制できる。そのため、本実施形態は、比較例と比べ、被毒再生制御に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００４２】
以上説明したように、（１）本実施形態は、エンジン１０からの排気を浄化する排気浄化システム１であって、ＮＯｘ触媒２１と炭化水素供給部３１と被毒量推定部４１とを備えている。
ＮＯｘ触媒２１は、エンジン１０の排気通路１２に設けられる。
炭化水素供給部３１は、ＮＯｘ触媒２１に炭化水素を供給する。
被毒量推定部４１は、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気の温度および流量、ならびに、ＮＯｘ触媒２１に吸着することにより被毒を生じさせる物質である被毒物質のうち排気に含まれる２種類の被毒物質（炭化水素、窒素酸化物）の濃度に基づき、ＮＯｘ触媒２１に被毒した被毒物質の量である被毒量を推定する。そのため、被毒量推定部４１は、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量を高精度に推定することができる。
【００４３】
また、（２）本実施形態では、被毒量推定部４１は、排気に含まれる被毒物質のうち炭化水素および窒素酸化物の濃度に基づき、被毒量を推定する。
【００４４】
また、（８）本実施形態は、再生制御部４２をさらに備えている。再生制御部４２は、被毒量推定部４１により推定した被毒量に基づき、ＮＯｘ触媒２１の被毒量を低減可能な再生制御を行う。上述のように、被毒量推定部４１は、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量を高精度に推定することができる。そのため、再生制御部４２は、適切なタイミングで再生制御を行うことができ、ＮＯｘ触媒２１の性能の低下を抑制することができる。また、再生制御部４２が必要以上に再生制御を行うことを抑制でき、再生制御に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００４５】
また、（１０）本実施形態は、ＮＯｘ濃度取得部４３をさらに備えている。ＮＯｘ濃度取得部４３は、ＮＯｘ触媒２１に対し排気流れの下流側における窒素酸化物の濃度を取得する。再生制御部４２は、ＮＯｘ濃度取得部４３により取得した濃度が所定濃度以上で、かつ、被毒量推定部４１により推定した被毒量が所定量以上のとき（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、再生制御（Ｓ１２０）を行う。ところで、熱劣化等、被毒以外の要因でＮＯｘ触媒２１の性能（排気浄化率）が低下した場合、再生制御を行ってもＮＯｘ触媒２１の再生は困難である。本実施形態では、熱劣化等、被毒以外の要因でＮＯｘ触媒２１の性能（排気浄化率）が低下した場合、ＮＯｘ触媒２１の下流側における窒素酸化物の濃度が所定の濃度以上となるためＳ１００は実行されるものの、Ｓ１０６でＮＯｘ触媒２１への被毒量は所定値より小さいと判断されるため（Ｓ１０６：ＮＯ）、再生制御部４２による被毒再生制御（Ｓ１２０）は実行されない。このように、本実施形態では、ＮＯｘ触媒２１の性能の低下の要因が被毒によるものか、他の要因によるものかを判別し、被毒によりＮＯｘ触媒２１の性能が低下した場合に限り再生制御を行う。そのため、無駄に再生制御を行うことを抑制し、再生制御に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００４６】
（第２実施形態）
第２実施形態による排気浄化システムを図９に示す。第２実施形態は、排気浄化システム１の構成等が第１実施形態と異なる。
第２実施形態では、排気浄化システム１は、改質器２５、ヒータ２６、濃度情報取得部４４、温度センサ５４、濃度センサ５５等をさらに備えている。
【００４７】
本実施形態では、車両は、改質通路１３をさらに備えている。改質通路１３は、一端が排気通路１２に接続し、他端が一端より下流側の排気通路１２に接続している。ここで、改質通路１３の他端は、ＮＯｘ触媒２１の上流側に位置している。そのため、排気通路１２を流れる排気は、一部が改質通路１３の一端および他端を経由して再び排気通路１２に流入し、ＮＯｘ触媒２１に流入する。
【００４８】
改質器２５は、改質通路１３に設けられている。ヒータ２６は、改質器２５に設けられている。ヒータ２６は、改質器２５を加熱可能である。ＥＣＵ４０は、ヒータ２６の作動を制御可能である。炭化水素供給部３１は、改質通路１３において改質器２５に対し排気流れの上流側に設けられている。そのため、炭化水素供給部３１から噴射された炭化水素（ＨＣ）は、改質器２５に流入する。
【００４９】
炭化水素供給部３１から噴射された炭化水素が、ヒータ２６により加熱された改質器２５を通過すると、還元剤としての炭化水素は、アルデヒド等の高活性還元剤に改質される。改質器２５により改質された炭化水素をＮＯｘ触媒２１に供給することにより、ＮＯｘ触媒２１の性能を向上することができる。ＥＣＵ４０は、炭化水素供給部３１およびヒータ２６の作動を制御することにより、ＮＯｘ触媒２１に供給する改質された炭化水素の量および種類を調整することができる。
【００５０】
濃度情報取得部４４は、機能部としてＥＣＵ４０に設けられている。濃度情報取得部４４は、ＥＣＵ４０による炭化水素供給部３１およびヒータ２６の制御情報、すなわち、改質器制御情報に基づき、改質器２５により改質される主要な炭化水素種の濃度に関する情報を取得する。
【００５１】
本実施形態では、流量センサ５２は、排気通路１２において改質通路１３の一端に対し排気流れの上流側に設けられている。流量センサ５２は、エンジン１０から排出される排気の流量を検出可能である。流量センサ５２は、検出した流量に対応する信号をＥＣＵ４０に伝送する。なお、エンジン１０から排出される排気の流量とＮＯｘ触媒２１に流入する排気の流量とは、概ね同じである。
【００５２】
温度センサ５４は、流量センサ５２と同様、排気通路１２において改質通路１３の一端に対し排気流れの上流側に設けられている。温度センサ５４は、エンジン１０から排出される排気の温度を検出可能である。温度センサ５４は、検出した温度に対応する信号をＥＣＵ４０に伝送する。
【００５３】
濃度センサ５５は、流量センサ５２と同様、排気通路１２において改質通路１３の一端に対し排気流れの上流側に設けられている。濃度センサ５５は、エンジン１０から排出される排気の酸素濃度を検出可能である。濃度センサ５５は、検出した酸素濃度に対応する信号をＥＣＵ４０に伝送する。
【００５４】
次に、ＥＣＵ４０によるＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量の推定等に関する処理について、図１０に基づき説明する。
図１０に示す一連の処理Ｓ２００は、例えば車両のイグニッションキーがオンされＥＣＵ４０が起動し、ＮＯｘ濃度取得部４３により取得したＮＯｘ触媒２１の下流側における窒素酸化物の濃度が所定の濃度以上になると、実行される。処理Ｓ２００は、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量の推定、および、ＮＯｘ触媒２１を再生する被毒再生制御に関する処理である。
【００５５】
Ｓ２０１では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１の状態を取得する。具体的には、ＥＣＵ４０は、温度センサ５１、流量センサ５２から伝送された信号に基づき、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気の温度（Ｔ）および流量（Ｑ１）を取得する。Ｓ２０１の後、処理は、Ｓ２０２へ移行する。
【００５６】
Ｓ２０２では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１の被毒状態の前回値を取得する。具体的には、ＥＣＵ４０は、前回の処理Ｓ２００で算出したＮＯｘ触媒２１への各被毒物質の吸着量（ΣＰｎ）を取得する。ここで、吸着量を取得する各被毒物質は、例えば、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）である。Ｓ２０２の後、処理は、Ｓ２０３へ移行する。
【００５７】
Ｓ２０３では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気中の各被毒物質の濃度を取得する。具体的には、ＥＣＵ４０は、エンジン１０の制御情報、すなわち、エンジン１０の運転条件毎のマップ、理論式、モデル、流量センサ５２、温度センサ５４、濃度センサ５５からの信号等に基づき、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気中の各被毒物質の濃度（Ｐｎ）を算出し取得する。Ｓ２０３の後、処理は、Ｓ２０４へ移行する。
【００５８】
Ｓ２０４では、ＥＣＵ４０は、濃度情報取得部４４として機能し、改質器制御情報に基づき、改質器２５により改質される主要な炭化水素種の濃度に関する情報を取得する。具体的には、ＥＣＵ４０は、アルデヒド等、炭素数および官能基が同じ炭化水素種毎に濃度（Ｐｎ、ＨＣｎ）を取得する。Ｓ２０４の後、処理はＳ２０５へ移行する。
【００５９】
Ｓ２０５では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１への各被毒物質の吸着量の変化量を算出する。具体的には、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１への各被毒物質の吸着のし易さに相関する吸着係数αｎ（ｎ＝１、２、３・・・）、ＮＯｘ触媒２１からの各被毒物質の脱離のし易さに相関する脱離係数βｎ（ｎ＝１、２、３・・・）等に基づき、ＮＯｘ触媒２１への各被毒物質の吸着量の変化量（ΔＰｎ）を算出する。ここで、吸着係数αｎは、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気の空間速度（流量）およびガス組成毎に記憶されたマップ値であり、温度が高いときほど小さな値となる０から１までの値である（図１１参照）。脱離係数βｎは、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気の空間速度（流量）およびガス組成毎に記憶されたマップ値であり、温度が高いときほど大きな値となる０から１までの値である（図１２参照）。ＥＣＵ４０は、上記マップ、および、Ｓ２０１で取得した温度（Ｔ）および流量（Ｑ１）に基づき、吸着係数αｎ、脱離係数βｎを設定する。
【００６０】
ＥＣＵ４０は、下記式６により、ＮＯｘ触媒２１への各被毒物質の吸着量の変化量（ΔＰｎ）を算出する。
ΔＰｎ＝αｎ＊Ｐｎ−βｎ＊ΣＰｎ  ・・・式６
なお、ＮＯｘ触媒２１への物質の吸着、ＮＯｘ触媒２１からの物質の脱離のバランスによっては、ΔＰｎは、負の値をとり得る。Ｓ２０５の後、処理は、Ｓ２０６へ移行する。
【００６１】
Ｓ２０６では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１への現在の各被毒物質の吸着量を算出する。具体的には、ＥＣＵ４０は、下記式７により、ＮＯｘ触媒２１への現在の各被毒物質の吸着量（ΣＰｎ）を算出する。
ΣＰｎ＝ΣＰｎ＋ΔＰｎ  ・・・式７
ここで、式７の右辺のΣＰｎは、Ｓ２０２で取得したＮＯｘ触媒２１への各被毒物質の吸着量（ΣＰｎ）の前回値である。また、式７の右辺のΔＰｎは、Ｓ２０５で算出したＮＯｘ触媒２１への各被毒物質の吸着量の変化量（ΔＰｎ）である。
なお、Ｓ２０６で算出したＮＯｘ触媒２１への現在の各被毒物質の吸着量（ΣＰｎ）は、ＥＣＵ４０のＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ等に記憶され、次回の処理Ｓ２００におけるＳ２０２で利用される。Ｓ２０６の後、処理は、Ｓ２０７へ移行する。
【００６２】
Ｓ２０７では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１が所定量以上被毒したか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ４０は、まず、被毒量推定部４１として機能し、下記式８により、ＮＯｘ触媒２１への各被毒物質（炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物）の被毒量を推定する。
Σ（γｎ＊ΣＰｎ）  ・・・式８
ここで、式８のΣＰｎは、Ｓ２０６で算出したＮＯｘ触媒２１への現在の各被毒物質の吸着量である。また、式８のγｎ（ｎ＝１，２，３・・・）は、例えば０より大きな任意の定数である。炭素数および官能基が異なる炭化水素の吸着量、窒素酸化物の吸着量、硫黄酸化物の吸着量がＮＯｘ触媒２１での排気の浄化に与える影響が１対１とは限らないため、式８のようにγｎを用いてＮＯｘ触媒２１の被毒量を推定する。より詳細には、下記式９により、ＮＯｘ触媒２１への各被毒物質（炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物）の被毒量を推定する。
（γｎ＊Σ（ＨＣｎ））＋γｎ＊ΣＮＯｘ＋γｎ＊ΣＳＯｘ  ・・・式９
式９のΣ（ＨＣｎ）は、ＮＯｘ触媒２１への現在の炭化水素の吸着量である。式９のΣＮＯｘは、ＮＯｘ触媒２１への現在の窒素酸化物の吸着量である。式９のΣＳＯｘは、ＮＯｘ触媒２１への現在の硫黄酸化物の吸着量である。
【００６３】
続いて、ＥＣＵ４０は、推定したＮＯｘ触媒２１の被毒量が所定の被毒閾値Ｐｔ以上か否かを判断する。ＮＯｘ触媒２１の被毒量は被毒閾値Ｐｔ以上であると判断した場合（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、処理はＳ２２０へ移行する。一方、ＮＯｘ触媒２１の被毒量は被毒閾値Ｐｔより小さいと判断した場合（Ｓ２０７：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、一連の処理Ｓ２００を終了する。
【００６４】
Ｓ２２０では、ＥＣＵ４０は、再生制御部４２として機能し、被毒再生制御を行う。被毒再生制御に関する一連の処理Ｓ２２０を図１３に示す。
Ｓ２２１では、ＥＣＵ４０は、現在、ＮＯｘ触媒２１が昇温中か否かを判断する。ＮＯｘ触媒２１は昇温中であると判断した場合（Ｓ２２１：ＹＥＳ）、処理はＳ２２３へ移行する。一方、ＮＯｘ触媒２１は昇温中ではないと判断した場合（Ｓ２２１：ＮＯ）、処理はＳ２４０へ移行する。
【００６５】
Ｓ２４０では、ＥＣＵ４０は、昇温制御の目標温度を設定する。昇温制御の目標温度の設定に関する一連の処理Ｓ２４０を図１４に示す。
Ｓ２４１では、ＥＣＵ４０は、ある温度Ｔｎまで昇温したときのＮＯｘ触媒２１の被毒量（ΣＭｎ）が被毒許容量Ｙより大きくなる場合のｎの最小値ｎ＿ｍｉｎを算出する。ここで、被毒許容量Ｙとは、ＮＯｘ触媒２１の排気浄化に関する性能を発揮できるＮＯｘ触媒２１の被毒量として許容可能な被毒量である。
【００６６】
具体的には、ＥＣＵ４０は、図１５に示す被毒物質リストに基づき、最小値ｎ＿ｍｉｎを算出する。図１５に示す被毒物質リストのＰ１、Ｐ２、Ｐ３・・・Ｐｎは、それぞれ、各被毒物質に対応している。被毒物質リストのＴ１、Ｔ２、Ｔ３・・・Ｔｎは、それぞれ、各被毒物質（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・Ｐｎ）をＮＯｘ触媒２１から脱離させる、すなわち、再生するのに必要な温度に対応している。被毒物質リストのＭ１、Ｍ２、Ｍ３・・・Ｍｎは、それぞれ、Ｓ２０７で推定した各被毒物質（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・Ｐｎ）の現在の被毒量Σ（γｎ＊ΣＰｎ）に対応している。
【００６７】
図１５に示す被毒物質リストにおいて、各項目は、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞・・・＞Ｔｎとなるよう整理されている。ＥＣＵ４０は、例えばＭ１、Ｍ２のようにリストの左側から被毒量を加算し、ΣＭｎが被毒許容量Ｙより大きくなったときのｎを最小値ｎ＿ｍｉｎとして算出する。Ｓ２４１の後、処理はＳ２４２へ移行する。
【００６８】
Ｓ２４２では、ＥＣＵ４０は、昇温制御の目標温度をＴｎ＿ｍｉｎに設定する。具体的には、ＥＣＵ４０は、Ｓ２４１で算出したｎ＿ｍｉｎに対応する温度Ｔｎ＿ｍｉｎを目標温度として設定する。例えばＳ２４１で算出されたｎ＿ｍｉｎが３であった場合、目標温度はＴ３となる。Ｓ２４２の後、ＥＣＵ４０は処理Ｓ２４０を終了し、Ｓ２２０のＳ２２２へ移行する。
【００６９】
Ｓ２２２では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１の昇温制御を開始する。具体的には、ＥＣＵ４０は、例えば燃料噴射弁３０からエンジン１０に供給する燃料の量を通常運転時よりも増大し、エンジン１０における燃焼熱を増大させる。これにより、エンジン１０から排出される排気の温度が上昇する。その結果、ＮＯｘ触媒２１の温度が上昇する。ここで、ＥＣＵ４０は、Ｓ２４２で設定した目標温度Ｔｎ＿ｍｉｎになるまでＮＯｘ触媒２１の温度を上昇させる。Ｓ２２２の後、ＥＣＵ４０は、一連の処理Ｓ２２０を終了する。
【００７０】
Ｓ２２３では、ＥＣＵ４０は、現在のＮＯｘ触媒２１の被毒量Ｘを取得する。具体的には、Ｓ２０７で推定したＮＯｘ触媒２１の被毒量Σ（γｎ＊ΣＰｎ）を、現在のＮＯｘ触媒２１の被毒量Ｘとして取得する。Ｓ２２３の後、処理はＳ２２４へ移行する。
【００７１】
Ｓ２２４では、ＥＣＵ４０は、現在のＮＯｘ触媒２１の被毒量が所定の再生閾値以上か否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ４０は、Ｓ２２３で取得した被毒量Ｘが再生閾値Ｘ１以上か否かを判断する。被毒量Ｘは再生閾値Ｘ１以上である、つまり、ＮＯｘ触媒２１の被毒再生は完了していないと判断した場合（Ｓ２２４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、一連の処理Ｓ２２０を終了する。一方、被毒量Ｘは再生閾値Ｘ１より小さい、つまり、ＮＯｘ触媒２１の被毒再生は完了したと判断した場合（Ｓ２２４：ＮＯ）、処理はＳ２２５へ移行する。
【００７２】
Ｓ２２５では、ＥＣＵ４０は、ＮＯｘ触媒２１の昇温制御を停止する。具体的には、燃料噴射弁３０からエンジン１０に供給する燃料の量を通常運転時の量に戻す。これにより、ＮＯｘ触媒２１の温度の上昇が停止する。Ｓ２２５の後、ＥＣＵ４０は、一連の処理Ｓ２２０を終了する。
【００７３】
ＥＣＵ４０は、Ｓ２０７でＮＯと判断した後、Ｓ２２２の後、Ｓ２２４でＹＥＳと判断した後、または、Ｓ２２５の後、一連の処理Ｓ２００を終了し、ＮＯｘ濃度取得部４３により取得したＮＯｘ触媒２１の下流側における窒素酸化物の濃度が所定の濃度以上の場合、再び処理Ｓ２００を開始する。このように、処理Ｓ２００、Ｓ２２０は、ＮＯｘ触媒２１の下流側における窒素酸化物の濃度が所定の濃度以上のとき、繰り返し実行される処理である。
【００７４】
このように、ＥＣＵ４０は、Ｓ２０７で被毒量推定部４１として機能し、ＮＯｘ触媒２１に流入する排気の温度（Ｔ）および流量（Ｑ１）、ならびに、ＮＯｘ触媒２１に吸着することにより被毒を生じさせる物質である被毒物質のうち排気に含まれる２種類以上の被毒物質（炭化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物）の濃度（ＨＣ、ＮＯｘ、ＳＯｘ）に基づき、ＮＯｘ触媒２１に被毒した被毒物質の量である被毒量（Σ（γｎ＊ΣＰｎ））を推定する。
【００７５】
また、ＥＣＵ４０は、Ｓ２２０で再生制御部４２として機能し、被毒量推定部４１により推定した被毒量（Σ（γｎ＊ΣＰｎ））に基づき、ＮＯｘ触媒２１の被毒量を低減しＮＯｘ触媒２１を再生可能な再生制御を行う。再生制御において、ＮＯｘ触媒２１の温度が目標温度Ｔｎ＿ｍｉｎになると、ＮＯｘ触媒２１に吸着したＰｎ＿ｍｉｎからＰｎまでの被毒物質がＮＯｘ触媒２１から脱離する。これにより、ＮＯｘ触媒２１の被毒量、すなわち、再生後の被毒量である再生後被毒量ΣＭｎが被毒許容量Ｙ以下となるまで低減する。
【００７６】
以上説明したように、（３）本実施形態では、被毒量推定部４１は、排気に含まれる被毒物質のうち炭化水素、窒素酸化物および硫黄酸化物の濃度に基づき、被毒量を推定する。そのため、被毒量推定部４１は、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量をより高精度に推定することができる。
【００７７】
また、（６）本実施形態は、改質器２５と濃度情報取得部４４とをさらに備えている。
改質器２５は、ＮＯｘ触媒２１に供給される炭化水素を改質可能である。これにより、ＮＯｘ触媒２１による排気浄化率を向上することができる。濃度情報取得部４４は、改質器２５により改質される主要な炭化水素種の濃度に関する情報を取得する。被毒量推定部４１は、濃度情報取得部４４により取得した情報に基づき、被毒量を推定する。そのため、被毒量推定部４１は、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量をより一層高精度に推定することができる。
【００７８】
また、（７）本実施形態では、被毒量推定部４１は、炭素数および官能基が同じ炭化水素種毎に被毒量を算出し、ＮＯｘ触媒２１への被毒量を推定する。そのため、被毒量推定部４１は、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量をより一層高精度に推定することができる。
【００７９】
また、（１１）本実施形態では、再生制御部４２は、ＮＯｘ触媒２１の温度を上昇させることで被毒量を低減しＮＯｘ触媒２１を再生可能である。また、再生制御部４２は、再生後の被毒量である再生後被毒量ΣＭｎが被毒許容量Ｙ以下になると推定される温度のうち最低の温度Ｔｎ＿ｍｉｎを目標温度Ｔｎ＿ｍｉｎとして設定する。そして、再生制御部４２は、目標温度Ｔｎ＿ｍｉｎになるまでＮＯｘ触媒２１の温度を上昇させる。これにより、再生制御において、ＮＯｘ触媒２１の温度が目標温度Ｔｎ＿ｍｉｎになると、ＮＯｘ触媒２１に吸着したＰｎ＿ｍｉｎからＰｎまでの被毒物質がＮＯｘ触媒２１から脱離する。これにより、ＮＯｘ触媒２１の再生後被毒量ΣＭｎが被毒許容量Ｙ以下となるまで低減する。このように、再生制御部４２は、ＮＯｘ触媒２１の温度を必要以上に上昇させることなく、ＮＯｘ触媒２１を再生することができる。したがって、再生制御に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００８０】
（第３実施形態）
第３実施形態による排気浄化システムを図１６に示す。第３実施形態は、排気浄化システム１の構成等が第２実施形態と異なる。
第３実施形態では、車両は、改質通路１３を備えていない。改質器２５は、排気通路１２のエンジン１０とＮＯｘ触媒２１との間、すなわち、排気通路１２においてＮＯｘ触媒２１に対し排気流れの上流側に設けられている。ヒータ２６は、改質器２５に設けられている。
【００８１】
炭化水素供給部３１は、排気通路１２のエンジン１０と改質器２５との間、すなわち、排気通路１２において改質器２５に対し排気流れの上流側に設けられている。そのため、炭化水素供給部３１から噴射された炭化水素（ＨＣ）は、改質器２５に流入する。改質器２５により改質された炭化水素は、下流のＮＯｘ触媒２１に供給される。
第３実施形態は、上述した点以外の構成、および、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量の推定等に関する処理については、第２実施形態と同様である。
【００８２】
（第４実施形態）
第４実施形態による排気浄化システムを図１７に示す。第４実施形態は、排気浄化システム１の構成等が第２実施形態と異なる。
第４実施形態では、車両は、改質通路１３に代えて新気通路１４を備えている。新気通路１４は、一端が大気に開放され、他端が排気通路１２に接続している。ここで、新気通路１４の他端は、ＮＯｘ触媒２１の上流側に位置している。そのため、新気通路１４の一端から流入した新気は、新気通路１４を流れ、排気通路１２で排気と合流し、ＮＯｘ触媒２１に流入する。
【００８３】
改質器２５は、新気通路１４に設けられている。ヒータ２６は、改質器２５に設けられている。炭化水素供給部３１は、新気通路１４において改質器２５に対し新気流れの上流側に設けられている。そのため、炭化水素供給部３１から噴射された炭化水素（ＨＣ）は、改質器２５に流入する。改質器２５により改質された炭化水素は、下流のＮＯｘ触媒２１に供給される。
第４実施形態は、上述した点以外の構成、および、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量の推定等に関する処理については、第２実施形態と同様である。
【００８４】
（第５実施形態）
第５実施形態による排気浄化システムについて図１８に基づき説明する。第５実施形態は、被毒量推定部４１による被毒量の推定の仕方が第１実施形態と異なる。
第５実施形態では、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０４においてＮＯｘ触媒２１への炭化水素および窒素酸化物の吸着量の変化量を算出するとき、吸着係数α１、α２を、下記の通り設定する。すなわち、このとき、吸着係数α１、α２を、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量（ＮＯｘ触媒２１の被毒状態の前回値）が多いときほど、図１８に破線で示すように、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量が少ない場合（実線）と比べて小さく設定する。吸着係数α１は、ＮＯｘ触媒２１への炭化水素の吸着のし易さに相関する係数である。吸着係数α２は、ＮＯｘ触媒２１への窒素酸化物の吸着のし易さに相関する係数である。
第５実施形態は、構成、および、上述した点以外のＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量の推定等に関する処理については、第１実施形態と同様である。
【００８５】
以上説明したように、（４）本実施形態では、被毒量推定部４１は、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の吸着のし易さに相関する吸着係数α１、α２を、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量が多いときほど、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量が少ない場合と比べて小さく設定する。そのため、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の接触確率の変化を加味し、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量をより高精度に推定することができる。
【００８６】
（第６実施形態）
第６実施形態による排気浄化システムについて図１９に基づき説明する。第６実施形態は、被毒量推定部４１による被毒量の推定の仕方が第１実施形態と異なる。
第６実施形態では、ＥＣＵ４０は、Ｓ１０４においてＮＯｘ触媒２１への炭化水素および窒素酸化物の吸着量の変化量を算出するとき、排気中に炭化水素と窒素酸化物とが共存している場合、ＮＯｘ触媒２１への窒素酸化物の吸着のし易さに相関するＮＯｘ吸着係数α２を、高温のときほど、図１８に破線で示すように、排気中に炭化水素と窒素酸化物とが共存していない場合（実線）と比べて大きく設定する。
第６実施形態は、構成、および、上述した点以外のＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量の推定等に関する処理については、第１実施形態と同様である。
【００８７】
以上説明したように、（５）本実施形態では、被毒量推定部４１は、排気中に炭化水素と窒素酸化物とが共存している場合、ＮＯｘ触媒２１への窒素酸化物の吸着のし易さに相関するＮＯｘ吸着係数α２を、高温のときほど、排気中に炭化水素と窒素酸化物とが共存していない場合と比べて大きく設定する。このように、炭化水素と共存することで窒素酸化物が触媒に吸着し易くなる温度域（高温域）を被毒量の推定の処理に反映させることで、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量をより高精度に推定することができる。
【００８８】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、ＥＣＵ４０は、推定したＮＯｘ触媒２１の被毒量が所定の被毒閾値Ｐｔ以上であった場合、再生制御を行う例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ＮＯｘ触媒２１の熱劣化が進行するに従い被毒閾値Ｐｔを小さく設定することとしてもよい。つまり、（９）この実施形態では、再生制御部４２は、被毒量推定部４１により推定した被毒量が所定の被毒閾値Ｐｔ以上となったとき再生制御を開始し、ＮＯｘ触媒２１の熱劣化が進行するに従い被毒閾値Ｐｔを小さく設定する。そのため、ＮＯｘ触媒２１の熱劣化が進行し被毒許容量が低減した場合でも、適切なタイミングで再生制御を開始することができる。
【００８９】
また、上述の実施形態では、ＮＯｘ濃度取得部４３により取得したＮＯｘ触媒２１の下流側における窒素酸化物の濃度が所定の濃度以上のときに限り、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量の推定、および、ＮＯｘ触媒２１を再生する被毒再生制御に関する処理を行う例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ＮＯｘ濃度取得部４３により取得したＮＯｘ触媒２１の下流側における窒素酸化物の濃度に関係なく、ＮＯｘ触媒２１への被毒物質の被毒量の推定、および、ＮＯｘ触媒２１を再生する被毒再生制御に関する処理を行うこととしてもよい。この場合、ＮＯｘ触媒２１の下流の濃度センサ５３を省略してもよい。
【００９０】
また、上述の実施形態では、再生制御部４２が昇温制御をするとき、燃料噴射弁３０からエンジン１０に供給する燃料の量を通常運転時よりも増大し、エンジン１０における燃焼熱を増大させて、ＮＯｘ触媒２１を昇温する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、再生制御部４２は、昇温制御をするとき、例えば、ＥＧＲ率を変更しエンジン１０の排気温度を上昇させることでＮＯｘ触媒２１を昇温してもよい。また、このとき、ＮＯｘ触媒２１の上流に設けた酸化触媒（ＤＯＣ）への燃料の投入による反応熱によってＮＯｘ触媒２１を昇温してもよい。さらに、このとき、ＮＯｘ触媒２１に設けたヒータやバーナー等によりＮＯｘ触媒２１を昇温してもよい。
また、上述の実施形態では、触媒としてＡｇ2Ｏを担体に担持させる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、例えばゼオライト等を担体として、白金等の活性金属を触媒として用いてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１  排気浄化システム、１０  内燃機関、１２  排気通路、２１  ＮＯｘ触媒、３１  炭化水素供給部、４１  被毒量推定部
【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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【図７】
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【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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