(57)【要約】【課題】尿素水を用いて排気中のＮＯｘを適正に浄化することができる排気浄化システムの制御装置を提供する。【解決手段】排気浄化システム１０は、ＳＣＲ装置１５、尿素供給装置１６及び制御ユニット３０を有しており、エンジン１１に対して設けられている。ＳＣＲ装置１５は、排気通路１２に設けられており、尿素供給装置１６からの尿素水の供給に伴って発生したアンモニアを吸着することが可能になっている。尿素供給装置１６は、尿素インジェクタ２１を有しており、尿素インジェクタ２１は排気通路１２にて尿素水を噴射する。制御ユニット３０は、アンモニア吸着処理を実行することで尿素供給装置１６の動作制御を行う。アンモニア吸着処理においては、ＳＣＲ装置１５の温度であるＳＣＲ温度が取得され、このＳＣＲ温度に基づいて尿素インジェクタ２１からの尿素水の目標噴射量が設定される。【選択図】図１
2018178850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１１）からの排気が流れる排気通路（１２）に尿素水を供給する供給部（２１）と、
前記排気通路に設けられ、前記供給部による前記尿素水の供給に伴って生成されたアンモニアを吸着する吸着部（１５）と、
を備えた排気浄化システム（１０）に適用される制御装置（３０）であって、
前記吸着部の温度を吸着部温度（Ｔｓ）として取得する温度取得部（Ｓ１０２，Ｓ１１３）と、
前記温度取得部により取得された前記吸着部温度に基づいて前記供給部からの前記尿素水の供給量（Ａ）を設定する量設定部（Ｓ１０７）と、
を備えている排気浄化システムの制御装置。
【請求項２】
前記吸着部が吸着可能な前記アンモニアの上限値を吸着上限値（Ｑｈ）として、前記温度取得部により取得された前記吸着部温度に基づいて前記吸着上限値を取得する上限取得部（Ｓ１０５）を備え、
前記量設定部は、
前記上限取得部により取得された前記吸着上限値に基づいて前記供給量を設定する、請求項１に記載の排気浄化システムの制御装置。
【請求項３】
前記温度取得部により取得された前記吸着部温度に基づいて、前記吸着部に吸着されている前記アンモニアの量を実吸着量（Ｑ）として取得する実取得部（Ｓ１０４，Ｓ１１０）を備え、
前記量設定部は、前記吸着上限値と前記実吸着量との差である吸着差（Ｑｄｉｆ）に基づいて前記供給量を設定する、請求項２に記載の排気浄化システムの制御装置。
【請求項４】
前記量設定部は、前記吸着差が大きいほど前記供給量を大きい値に設定する、請求項３に記載の排気浄化システムの制御装置。
【請求項５】
前記量設定部は、
前記温度取得部により取得された前記吸着部温度に基づいて、前記実吸着量が前記吸着上限値より大きくならないように前記供給量を設定する、請求項３又は４に記載の排気浄化システムの制御装置。
【請求項６】
前記上限取得部は、前記吸着部温度が低いほど前記吸着上限値を大きい値に設定する、請求項２〜５のいずれか１つに記載の排気浄化システムの制御装置。
【請求項７】
前記供給部による前記尿素水の供給を実行する供給実行部（Ｓ１０８）を備え、
前記供給実行部は、
前記温度取得部により取得された前記吸着部温度があらかじめ定められた下限温度（Ｔｌｏｗ）以下である場合に、前記供給部による前記尿素水の供給を実行しない、請求項１〜６のいずれか１つに記載の排気浄化システムの制御装置。
【請求項８】
前記温度取得部は、前記排気通路を流れる前記排気の温度と過去の前記吸着部温度との関係に基づいて、前記吸着部温度を推定する、請求項１〜７のいずれか１つに記載の排気浄化システムの制御装置。
【請求項９】
前記温度取得部により取得された前記吸着部温度に基づいて、前記供給部から供給される尿素水の圧力である供給圧力（Ｐ）を設定する圧力設定部（Ｓ２０１）を、備えている請求項１〜８のいずれか１つに記載の排気浄化システムの制御装置。
【請求項１０】
前記圧力設定部は、前記吸着部温度が低いほど前記供給圧力を大きい値に設定する、請求項９に記載の排気浄化システムの制御装置。
【請求項１１】
前記吸着部から下流側にスリップする前記アンモニアの量をスリップ量（Ｃ）として取得するスリップ量取得部（Ｓ４０１）と、
前記スリップ量に基づいて、前記尿素水の供給量を補正する補正部（Ｓ４０２、Ｓ４０３）と、
を備えている請求項１〜１０のいずれか１つに記載の排気浄化システムの制御装置。
【請求項１２】
前記内燃機関が停止する状態になった時点から、前記温度取得部は前記吸着部温度を取得し、前記量設定部は前記吸着部温度に基づいて前記尿素水の供給量を設定する、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の排気浄化システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書による開示は、排気浄化システムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関からの排気に含まれたＮＯｘを浄化する排気浄化システムとして、例えば特許文献１には、排気が流れる排気通路に還元剤としての尿素水を噴射するシステムが開示されている。このシステムは、尿素水を噴射する噴射弁と、尿素水を利用して排気中のＮＯｘを還元浄化するＳＣＲ触媒とを有している。ここで、噴射弁から噴射された尿素水は、排気の熱で加水分解や熱分解されることでアンモニアを生じさせ、このアンモニアによりＮＯｘの還元が行われる。上記特許文献１のシステムでは、内燃機関の運転が停止された後に噴射弁からの尿素水の噴射が行われる。ここでは、排気通路内に存在する排気の温度が機関停止直後に１度だけ検出され、この検出温度が高いほど尿素水の噴射量が多くなるように設定される。このため、排気通路においては、排気の温度が高いほどアンモニアの発生量が多くなる。上記特許文献１では、内燃機関の運転が停止された後でも、排気通路内に存在する排気の温度が尿素水からアンモニアが発生する程度に高いことを利用して、内燃機関の再始動に備えてＳＣＲ触媒にアンモニアを吸着させることができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１３２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のように、排気の温度が高いほどアンモニアの発生量が多くなる構成だと、ＳＣＲ触媒が、自身の温度が高いほどアンモニアを吸着する能力が低くなるという特性を有している場合に、ＳＣＲ触媒がアンモニアを吸着しきれないことが想定される。このため、アンモニアがＳＣＲ触媒を通過して外部に放出されるアンモニアスリップが発生することが懸念される。
【０００５】
本開示の主な目的は、尿素水を用いて排気中のＮＯｘを適正に浄化することができる排気浄化システムの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示された態様は、
内燃機関（１１）からの排気が流れる排気通路（１２）に尿素水を供給する供給部（２１）と、
排気通路に設けられ、供給部による尿素水の供給に伴って生成されたアンモニアを吸着する吸着部（１５）と、
を備えた排気浄化システム（１０）に適用される制御装置（３０）であって、
吸着部の温度を吸着部温度（Ｔｓ）として取得する温度取得部（Ｓ１０２，Ｓ１１３）と、
温度取得部により取得された吸着部温度に基づいて供給部からの尿素水の供給量（Ａ）を設定する量設定部（Ｓ１０７）と、
を備えている排気浄化システムの制御装置である。
【０００７】
上記態様によれば、吸着部温度に応じて尿素水の供給量が調整される。このため、吸着部が、アンモニアを吸着できる能力が吸着部温度によって変化するという特性を有している場合に、都度の吸着部の吸着能力に適した量のアンモニアを吸着部に付与することができる。例えば、吸着部の吸着能力に対して尿素水の供給量が多過ぎてアンモニアが吸着部を通過して外部に放出される、ということを抑制できる。また、吸着部の吸着能力に対して尿素水の供給量が少な過ぎて、排気中のＮＯｘを還元する際に吸着部でのアンモニアの吸着量が不足してしまう、ということを抑制できる。したがって、尿素水を用いて排気中のＮＯｘを適正に浄化することができる。
【０００８】
なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものにすぎず、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態における排気浄化システムの構成を示す模式図。
【図２】吸着上限値とＳＣＲ温度との関係を示す図。
【図３】アンモニア吸着処理の手順を示すフローチャート。
【図４】目標噴射量と吸着余裕量との関係を示す図。
【図５】アンモニア吸着処理による実吸着量の変化態様について説明するためのタイミングチャート。
【図６】ＳＣＲ装置でのアンモニアの吸着率について説明するための図。
【図７】本実施形態とは異なるケース１，２での実吸着量の変化態様について説明するためのタイミングチャート。
【図８】本実施形態とは異なるケース１でのアンモニア吸着率について説明するための図。
【図９】本実施形態とは異なるケース２でのアンモニア吸着率について説明するための図。
【図１０】本実施形態とは異なるケース３での実吸着量の変化態様について説明するためのタイミングチャート。
【図１１】本実施形態とは異なるケース３でのアンモニア吸着率について説明するための図。
【図１２】本実施形態とは異なるケース４での実吸着量の変化態様について説明するためのタイミングチャート。
【図１３】本実施形態とは異なるケース４でのアンモニア吸着率について説明するための図。
【図１４】第２実施形態におけるアンモニア吸着処理の手順を示すフローチャート。
【図１５】噴射圧とＳＣＲ温度との関係を示す図。
【図１６】尿素水の粒径と噴射圧との関係を示す図。
【図１７】第３実施形態におけるアンモニア吸着処理の手順を示すフローチャート。
【図１８】噴射圧と吸着余裕量との関係を示す図。
【図１９】第４実施形態におけるアンモニア吸着処理の手順を示すフローチャート。
【図２０】噴射補正量とスリップ量との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述され構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
【００１１】
（第１実施形態）
図１に示す排気浄化システム１０は、ディーゼルエンジン等のエンジン１１に対して設けられており、エンジン１１と共に車両に搭載されている。内燃機関としてのエンジン１１から排出される排気は排気通路１２を通じて車両外部に放出される。排気浄化システム１０は、ＳＣＲ装置１５及び尿素供給装置１６を有しており、排気浄化システム１０においては、これらＳＣＲ装置１５及び尿素供給装置１６を含んで尿素ＳＣＲシステムが構成されている。尿素ＳＣＲシステムにおいては、尿素供給装置１６により排気通路１２に供給される尿素水によりアンモニア（以下、ＮＨ３とも称する）を発生させ、このアンモニアによる排気中の窒素酸化物（以下、ＮＯｘとも称する）の還元がＳＣＲ装置１５により促される。このように、排気浄化システム１０においては、還元剤としての尿素水の供給に伴ってＮＯｘが窒素と水に分解されることで、排気の浄化が行われる。
【００１２】
ＳＣＲ装置１５は、選択還元触媒（Selective Catalytic Reduction：ＳＣＲ）脱硝装置であり、アンモニアを吸着する吸着部に相当する。ＳＣＲ装置１５は、銅ゼオライト触媒等の触媒を有しており、この触媒にアンモニアが吸着される。この触媒をＳＣＲ触媒や選択還元触媒と称することもできる。ＳＣＲ装置１５は、格子状やハニカム状の基体を有しており、この基体に対して担体及び触媒が設けられている。例えば、銅ゼオライト触媒においては、担体としてのゼオライトが基体に設けられており、触媒としての銅がゼオライトに担持されている。ＳＣＲ装置１５においては、ＮＨ３によるＮＯｘの還元反応が触媒により促進され、これらＮＯｘ及びＮＨ３が窒素及び水に分解されやすくなっている。
【００１３】
ＳＣＲ装置１５の温度をＳＣＲ温度Ｔｓと称し、ＳＣＲ温度ＴｓにおいてＳＣＲ装置１５が吸着可能なアンモニアの上限値を吸着上限値Ｑｈと称すると、ＳＣＲ温度Ｔｓが低いほど吸着上限値Ｑｈが大きくなる（図２参照）。具体的には、ＳＣＲ温度Ｔｓの低下に伴って、吸着上限値Ｑｈの増加率が徐々に大きくなっている。なお、ＳＣＲ温度Ｔｓが吸着部温度に相当する。
【００１４】
尿素供給装置１６は、尿素インジェクタ２１、尿素タンク２２、尿素通路２３、尿素ポンプ２４及び圧力センサ２５を有している。尿素インジェクタ２１は、排気通路１２において尿素水を噴射する噴射弁であり、排気通路１２への尿素水の供給を行う供給部に相当する。尿素インジェクタ２１は、噴孔を有しており、この噴孔が排気通路１２内に配置されている。尿素インジェクタ２１は、排気通路１２においてＳＣＲ装置１５の上流側に設けられており、ＳＣＲ装置１５に向けて尿素水を噴射するように排気管に取り付けられている。具体的には、排気通路１２は、ＳＣＲ装置１５の上流側において湾曲しており、尿素インジェクタ２１は、ＳＣＲ装置１５に向けて延びた状態でこの湾曲部分に設けられている。この構成では、尿素インジェクタ２１から噴射された霧状の尿素水がＳＣＲ装置１５に吹き付けられることもある。
【００１５】
尿素タンク２２は、尿素水を貯留する貯留部であり、尿素タンク２２に貯留された尿素水は所定濃度になっている。尿素通路２３は、尿素タンク２２と尿素インジェクタ２１とを接続する配管やパイプにより形成されており、尿素タンク２２から尿素インジェクタ２１に尿素水を供給する供給通路である。尿素ポンプ２４は、電動モータ等の駆動部であり、尿素タンク２２に取り付けられている。尿素ポンプ２４が運転状態にある場合、尿素タンク２２から尿素インジェクタ２１に尿素水が供給され、それに伴って、尿素インジェクタ２１から尿素水が噴射される。尿素ポンプ２４は、尿素インジェクタ２１から噴射される尿素水の圧力を調整することが可能になっており、この圧力が圧力センサ２５により検出される。圧力センサ２５は、尿素通路２３の中間位置に設けられており、尿素通路２３を流れる尿素水の圧力を検出する。圧力センサ２５は、尿素通路２３を流れる尿素水の圧力に応じた検出信号を出力する。
【００１６】
排気浄化システム１０は、制御ユニット３０、排気温センサ３１、ＮＯｘセンサ３２及び外気温センサ３３を有している。制御ユニット３０は、プロセッサ３０ａ、ＲＡＭ、記憶媒体、入出力インターフェース等を含んで構成されたコンピュータを有している。制御ユニット３０は、排気浄化システム１０の動作制御を行う制御装置である。制御ユニット３０の記憶媒体にはこの動作制御を行うためのプログラムが記憶されており、このプログラムがプロセッサ３０ａにより実行される。また、ＲＡＭや記憶媒体等には、排気浄化システム１０の動作制御の履歴などの各種データが記憶されている。なお、車両においては、ＥＣＵ（Engine Control Unit）やＳＣＵ（Sensor Control Unit）が制御ユニット３０として用いられてもよい。
【００１７】
排気温センサ３１は、排気通路１２を流れる排気の温度を検出する。排気温センサ３１は、排気通路１２において、ＳＣＲ装置１５よりも上流の位置であって、尿素インジェクタ２１から噴射される尿素水がかかりにくい位置に設けられており、ＳＣＲ装置１５に流入する排気の温度に応じた検出信号を出力する。ＮＯｘセンサ３２は、排気通路１２を流れる排気に含まれるＮＯｘを検出するＮＯｘ検出部であり、ＮＯｘ量に応じた検出信号を出力する。ＮＯｘセンサ３２は、排気通路１２においてＳＣＲ装置１５よりも下流に設けられており、ＳＣＲ装置１５を通過した排気に含まれるＮＯｘ量を検出する。外気温センサ３３は、外気の温度に応じた検出信号を出力することで、車両外部において外気の温度を検出する。
【００１８】
制御ユニット３０には、圧力センサ２５、排気温センサ３１、ＮＯｘセンサ３２及び外気温センサ３３が電気的に接続されており、これらセンサ２５，３１〜３３の検出信号が制御ユニット３０に入力される。また、制御ユニット３０には、尿素インジェクタ２１及び尿素ポンプ２４が電気的に接続されており、制御ユニット３０は、指令信号を出力することでこれら尿素インジェクタ２１及び尿素ポンプ２４といった尿素供給装置１６の動作制御を行う。
【００１９】
制御ユニット３０は、ＳＣＲ装置１５にアンモニアを吸着させるためのアンモニア吸着処理を行う。このアンモニア吸着処理について、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００２０】
図３において、ステップＳ１０１では、エンジン１１の運転が停止するか否かを判定する。例えば、イグニッションスイッチがオフされたか否かを判定し、オフされた場合にエンジン停止要求があるとして、エンジン１１の運転が停止すると判断する。エンジン１１の運転が停止する状態になった時点から次のステップ１０２に移るが、エンジン１１が運転状態にある場合、エンジン１１の運転が停止するまでステップＳ１０１を繰り返し実行する。なお、エンジン１１の運転が停止する状態になった時点から本制御を開始することにより、ＳＣＲ温度Ｔｓが徐々に低下することに対応させて制御することができる。
【００２１】
ステップＳ１０２では、排気温センサ３１の検出信号に基づいてＳＣＲ温度Ｔｓを取得する。ここで、制御ユニット３０においては、排気温センサ３１の検出信号に基づいて排気温度が取得される。そして、ＲＡＭ等には、エンジン１１の運転が停止される直前を含め過去のＳＣＲ温度Ｔｓや排気温度の履歴情報が記憶されている。ここでは、ＳＣＲ温度Ｔｓや排気温度の履歴情報をＲＡＭ等から読み出し、これら履歴情報と今回の処理で取得された排気温センサ３１の検出信号とに基づいて、ＳＣＲ温度Ｔｓを推定する。
【００２２】
履歴情報には、過去の所定期間についてＳＣＲ温度Ｔｓや排気温度の変化態様を示す情報が含まれており、現在のＳＣＲ温度Ｔｓは、これら情報と現在の排気温度との関係に基づいて推定される。すなわち、現在のＳＣＲ温度Ｔｓは、排気温度と過去のＳＣＲ温度Ｔｓとの関係に基づいて推定される。このため、現在の排気温度が同じ温度だったとしても、現在に至るまでのＳＣＲ温度Ｔｓや排気温度が上昇してきたか下降してきたかなどの履歴によっては、現在のＳＣＲ温度Ｔｓを異なる値として推定することがある。
【００２３】
ステップＳ１０３では、外気温センサ３３の検出信号に基づいて外気温Ｔｏを取得する。ステップＳ１０４では、ＳＣＲ装置１５に既に吸着されているアンモニアの総量を実吸着量Ｑとして取得する。ここで、ＲＡＭ等に記憶されている履歴情報には、ＳＣＲ温度Ｔｓに加えて、エンジン１１の回転数や燃料噴射量から推定された排気中のＮＯｘ量や、尿素インジェクタ２１からの尿素水の噴射量や噴射率が含まれている。ここでは、これら排気中のＮＯｘ量やＳＣＲ温度Ｔｓ、尿素水の噴射量や噴射率をＲＡＭ等から読み出し、これら履歴情報とステップＳ１０２にて取得したＳＣＲ温度Ｔｓとに基づいて、実吸着量Ｑを推定する。
【００２４】
本アンモニア吸着処理においては、ステップＳ１０５〜Ｓ１１５の処理について、実行回数をカウントするカウンタがセットされており、このカウンタはステップＳ１１６にてインクリメントされる。ステップＳ１０５〜Ｓ１１５について、今回の処理はカウンタがｔのタイミングにて実行され、次回の処理はカウンタがｔ＋１のタイミングにて実行されることとする。
【００２５】
ステップＳ１０５では、カウンタがｔのタイミングでのＳＣＲ温度Ｔｓについて、ＳＣＲ装置１５が吸着可能なアンモニアの上限値を吸着上限値ＱｈとしてＳＣＲ温度Ｔｓに基づいて取得する。ここでは、図２に示すような、ＳＣＲ温度Ｔｓと吸着上限値Ｑｈとの関係を示すマップを用いて、吸着上限値Ｑｈを推定する。このマップはＲＡＭ等に複数記憶されており、例えば外気圧など現在の環境に該当するマップを選択してＲＡＭ等から読み出す。
【００２６】
ステップＳ１０６では、実吸着量Ｑと吸着上限値Ｑｈとの差を吸着余裕量Ｑｄｉｆとして算出する。ここでは、実吸着量Ｑが吸着上限値Ｑｈより大きくなることはないとして、Ｑｄｉｆ＝Ｑｈ−Ｑの数式にて吸着余裕量Ｑｄｉｆを算出している。なお、吸着余裕量Ｑｄｉｆが吸着差に相当する。
【００２７】
ステップＳ１０７では、尿素インジェクタ２１から噴射される単位時間当たりの尿素水の噴射量を目標噴射量Ａとして、吸着余裕量Ｑｄｉｆに基づいて算出する。ここでは、尿素水の噴射に伴って発生するアンモニアの量が吸着余裕量Ｑｄｉｆを越えない範囲で、吸着余裕量Ｑｄｉｆが大きいほど目標噴射量Ａを大きい値に設定する。具体的には、図４に示すような、目標噴射量Ａと吸着余裕量Ｑｄｉｆとの関係を示すマップを用いて、目標噴射量Ａを設定する。このマップにおいては、目標噴射量Ａと吸着余裕量Ｑｄｉｆとがほぼ比例関係になっており、都度の吸着余裕量Ｑｄｉｆに対応する目標噴射量Ａは、アンモニアトリップが発生しない量のアンモニアを発生させることが可能な値になっている。このマップはＲＡＭ等に複数記憶されており、例えば外気圧など現在の環境に該当するマップを選択してＲＡＭ等から読み出す。
【００２８】
なお、目標噴射量Ａが、尿素インジェクタ２１からの尿素水の供給量に相当する。ここで、尿素インジェクタ２１から実際に噴射される尿素水の量を実噴射量として目標噴射量Ａに基づいて算出し、この実噴射量が尿素水の供給量に相当する、としてもよい。実噴射量は、目標噴射量Ａに加えて、尿素インジェクタ２１の動作特性や経年劣化などを考慮して算出されてもよい。
【００２９】
ステップＳ１０８では、尿素水の噴射量が目標噴射量Ａになるように尿素インジェクタ２１及び尿素ポンプ２４の動作制御を行うことで、尿素インジェクタ２１から尿素水を噴射させる。ここでは、目標噴射量Ａが大きいほど尿素水の圧力を大きく設定する処理や、目標噴射量Ａが所定値よりも小さい場合には尿素水の間欠噴射を行う処理などを行う。なお、尿素水の間欠噴射を行わない場合は、単位時間当たりの目標噴射量Ａを微小時間で除してＡ／ｄｔという数式で表現することもできる。
【００３０】
ステップＳ１０８にて尿素水の噴射が行われた場合、尿素水が排気通路１２において排気に添加されることでアンモニアが発生し、このアンモニアがＳＣＲ装置１５に吸着されることでアンモニアの実吸着量Ｑが変化すると考えられる。エンジン１１が停止状態にある場合には、エンジン１１からの新たな排気が排気通路１２を流れるということが発生せず、排気中のＮＯｘはアンモニアによって還元されることなどにより減少することになる。このため、尿素水の噴射に伴って実吸着量が増加しやすく。ただし、エンジン１１の運転を停止した直後は、排気中のＮＯｘ量が比較的多いことに起因して、尿素水の噴射が行われても実吸着量Ｑが増加しにくいと想定される。
【００３１】
ステップＳ１０９では、尿素水の噴射に伴って実吸着量Ｑが変化した量を変化量ΔＱとして取得する。ここでは、尿素水の目標噴射量Ａに基づいて変化量ΔＱを推定する。例えば、所定の第１定数ｋ１及び目標噴射量Ａを用いて、ΔＱ＝ｋ１×Ａという数式により変化量ΔＱを算出する。第１定数ｋ１は、試験等によりあらかじめ定められた値であり、ＲＡＭ等に記憶されている。なお、第１定数ｋ１は、排気温度やＳＣＲ温度Ｔｓ、外気圧などに応じて可変設定されてもよい。
【００３２】
ステップＳ１１０では、カウンタがｔ＋１のタイミングでのアンモニアの実吸着量Ｑを、カウンタがｔのタイミングでの実吸着量Ｑ及び変化量ΔＱを用いて算出する。この算出には、カウンタがｔ，ｔ＋１の各タイミングでの実吸着量をそれぞれＱ（ｔ），Ｑ（ｔ＋１）として、Ｑ（ｔ＋１）＝Ｑ（ｔ）＋ΔＱという数式を用いる。
【００３３】
ステップＳ１１１では、実吸着量Ｑが目標吸着量Ｑｇ以上であるか否かを判定する。ここでは、ＳＣＲ温度Ｔｓがカウンタがｔのタイミングでの外気温Ｔｏと同じ温度になったと仮定した場合の吸着上限値Ｑｈを算出し、この吸着上限値Ｑｈを最大吸着量Ｑｍａｘとして、目標吸着量Ｑｇを最大吸着量Ｑｍａｘよりも小さい値に設定する。目標吸着量Ｑｇは、エンジン１１が再始動した後においてＮＯｘ浄化に必要なアンモニアの量であり、試験等により得られた値がＲＡＭ等に記憶されている。また、目標吸着量Ｑｇは、最大吸着量Ｑｍａｘに０．９を掛けた値など最大吸着量Ｑｍａｘを基準に設定された値とされていてもよい。カウンタがｔのタイミングでの実吸着量Ｑが目標吸着量Ｑｇ以上でない場合、アンモニアが吸着されずにＳＣＲ装置１５を通過するアンモニアスリップがまだ発生しにくいとして、ステップＳ１１２に進む。一方、実吸着量Ｑが目標吸着量Ｑｇ以上である場合、アンモニアスリップが発生しやすくなるかもしれないとして、ステップＳ１１７に進む。
【００３４】
ステップＳ１１２では、カウンタがｔ＋１のタイミングまでの間にて生じると想定されるＳＣＲ温度Ｔｓの変化量を温度変化量ΔＴｓとして取得する。ここでは、ＳＣＲ装置１５から車両外部への放熱量と、排気通路１２における尿素水の蒸発潜熱量とに基づいて、温度変化量ΔＴｓを推定する。ＳＣＲ装置１５からの放熱量は、所定の第２定数ｋ２、ＳＣＲ温度Ｔｓ及び外気温Ｔｏを用いて、ｋ２×（Ｔｓ−Ｔｏ）という数式により算出する。尿素水の蒸発潜熱量は、所定の第３定数ｋ３及び目標噴射量Ａを用いて、ｋ３×Ａという数式により算出する。そして、温度変化量ΔＴｓは、ＳＣＲ装置１５からの放熱量と尿素水の蒸発潜熱量との和をＳＣＲ装置の熱容量で除することで算出する。
【００３５】
ステップＳ１１３では、カウンタがｔ＋１のタイミングでのＳＣＲ温度Ｔｓを、カウンタがｔのタイミングでのＳＣＲ温度Ｔｓ及び温度変化量ΔＴｓを用いて算出する。この算出には、カウンタがｔ，ｔ＋１の各タイミングでのＳＣＲ温度をそれぞれＴｓ（ｔ），Ｔｓ（ｔ＋１）として、Ｔｓ（ｔ＋１）＝Ｔｓ（ｔ）＋ΔＴｓという数式を用いる。
【００３６】
ステップＳ１１４では、エンジン１１が始動するか否かを判定する。例えば、イグニッションスイッチがオンされたか否かを判定し、オンされた場合にエンジン始動要求があるとして、エンジン１１の運転が開始されると判断する。エンジン１１が始動しない場合、ＳＣＲ装置１５にアンモニアを吸着させる時間的な猶予がまだあるとして、ステップＳ１１５に進む。一方、エンジン１１が始動する場合、ＳＣＲ装置１５にアンモニアを吸着させる時間的な猶予がないとして、ステップＳ１１７に進む。
【００３７】
ステップＳ１１５では、ＳＣＲ温度Ｔｓが還元温度Ｔｌｏｗ以下であるか否かを判定する。還元温度Ｔｌｏｗは、尿素水の加水分解や熱分解が適正に行われる温度であり、本実施形態では、尿素水の分解が適正に行われる温度の中で最も低い温度に設定されている。還元温度Ｔｌｏｗが下限温度に相当する。ＳＣＲ温度Ｔｓが還元温度Ｔｌｏｗ以下でない場合、尿素水の分解が適正に行われてアンモニアが発生しやすいとして、ステップＳ１１６にてカウンタをインクリメントした後に、ステップＳ１０５に戻る。一方、ＳＣＲ温度Ｔｓが還元温度Ｔｌｏｗ以下である場合、尿素水が適正に行われずにアンモニアが発生しにくいとして、ステップＳ１１７に進む。
【００３８】
ステップＳ１１５から戻って次回のステップＳ１０５〜Ｓ１１５の処理を実行する場合、今回処理のカウンタの値ｔ＋１が次回処理にとってのカウンタの値ｔになる。このため、Ｓ１１０，Ｓ１１３にて算出する実吸着量Ｑ及びＳＣＲ温度Ｔｓについては、今回の処理で得たＱ（ｔ＋１），（ｔ＋１）を、次回の処理でＱ（ｔ），ＳＣＲ（ｔ）として用いることになる。なお、ステップＳ１０５〜Ｓ１１５の処理にて取得された値はＲＡＭ等に記憶される。
【００３９】
ステップＳ１１７では、アンモニア吸着処理を終了させるためのオフ処理を行う。ここでは、カウンタをゼロにリセットする処理などを行う。
【００４０】
なお、制御ユニット３０はステップＳ１０１〜Ｓ１１７の処理を実行する機能を有している。ここで、ステップＳ１０２，Ｓ１１３の処理を実行する機能が温度取得部に相当し、ステップＳ１０４，Ｓ１１０の処理を実行する機能が実取得部に相当し、ステップＳ１０５の処理を実行する機能が上限取得部に相当する。また、ステップＳ１０７の処理を実行する機能が量設定部に相当し、ステップＳ１０８の処理を実行する機能が供給実行部に相当する。
【００４１】
制御ユニット３０によりアンモニア吸着処理が実行された場合のアンモニアの実吸着量Ｑの変化態様について、図５、図６を参照しつつ説明する。
【００４２】
図５において、タイミングｔ１にてエンジン１１の運転が停止した場合、ＳＣＲ温度Ｔｓは徐々に低下していく。ここでは、タイミングｔ３にてエンジン１１の運転が再び開始される場合を想定しており、ＳＣＲ温度Ｔｓは、タイミングｔ３でも還元温度Ｔｌｏｗより大きい値に保たれている。このため、タイミングｔ１〜ｔ３の期間であれば、尿素インジェクタ２１から噴射された尿素水からアンモニアが生成されることになる。
【００４３】
タイミングｔ１では、ＳＣＲ温度Ｔｓが還元温度Ｔｌｏｗより大きいこと、及び吸着上限値Ｑｈが実吸着量Ｑより大きいことに起因して、制御ユニット３０が吸着余裕量Ｑｄｉｆに応じた量の尿素水を尿素インジェクタ２１から噴射させる。この場合、尿素水の噴射に伴って生成されたアンモニアがＳＣＲ装置１５に吸着されることで、実吸着量Ｑが徐々に増加していく。ここでは、ＳＣＲ温度Ｔｓの低下に伴って変化量ΔＱも増えていることに起因して、制御ユニット３０が目標噴射量Ａの増加率を徐々に大きくしている。
【００４４】
タイミングｔ２では、実吸着量Ｑが目標吸着量Ｑｇに到達し、これに伴って、制御ユニット３０が尿素インジェクタ２１からの尿素水の噴射を停止させる。この場合、尿素水から生成されるアンモニアの量がほぼゼロになるため、実吸着量Ｑは目標吸着量Ｑｇよりも過剰に大きくならない。このため、実吸着量Ｑが最大吸着量Ｑｍａｘより大きくなることもなく、アンモニアスリップの発生が抑制される。
【００４５】
タイミングｔ１〜ｔ３の期間においては、エンジン１１から排気が放出されず、排気通路１２に残っている排気にＮＯｘがほとんど含まれていないと考えられる。このため、排気中のＮＯｘがどの程度浄化されたのかを示すＮＯｘ浄化率Ｒは、タイミングｔ３にてエンジン１１の運転が再開されるまでほぼゼロになっている。これは、尿素水の噴射に伴って発生したアンモニアはＮＯｘの還元に使われず、ほとんどがＳＣＲ装置１５に吸着される、ということを意味している。
【００４６】
タイミングｔ３での目標吸着量Ｑｇに対する実吸着量Ｑの割合を吸着率と称すると、この吸着率は、例えば図６に示すように、タイミングｔ１において３０％程度になっていても、尿素水の噴射後であるタイミングｔ３においては１００％にまで増加している。このため、タイミングｔ３でのエンジン始動に伴って排気通路１２を排気が流れ始めると、ＳＣＲ装置１５に吸着されたアンモニアにより排気中のＮＯｘが還元浄化される。このため、タイミングｔ３の後にはＮＯｘ浄化率Ｒが適正に増加する。
【００４７】
これに対して、本実施形態とは異なり、エンジン停止後において、尿素水の目標噴射量をＳＣＲ温度Ｔｓや実吸着量Ｑに関係なく変化させない構成では、アンモニアスリップの発生やＮＯｘ浄化率の低下が懸念される。この構成としては、エンジン停止時の排気温度に応じて尿素水の噴射量が設定される構成が挙げられ、この構成について図６を参照しつつ説明する。この構成では、タイミングｔ１でのエンジン停止時に排気温度Ｔｇ１がＳＣＲ温度Ｔｓよりも高い場合に、目標噴射量Ａ１が排気温度Ｔｇ１に合わせて比較的大きな値に設定される、というケース１が想定される。このケース１では、目標噴射量Ａ１の総量は、タイミングｔ２よりも前のタイミングｔａにて所定の目標値に到達し、それに伴って、尿素水の噴射が停止される。
【００４８】
また、尿素水の噴射に伴って発生したアンモニア量を発生量Ｑａ１と称すると、この発生量Ｑａ１は、都度の吸着上限値Ｑｈよりも大きくなっており、さらには最大吸着量Ｑｍａｘよりも大きくなっている。ここで、エンジン停止後であっても、排気通路１２では尿素水の噴射等により多少の空気の流れが生じると考えられる。このため、ケース１では、発生量Ｑａ１が吸着上限値Ｑｈを上回った分のアンモニアが、ＳＣＲ装置１５が吸着しきれなかったアンモニアとして、排気管の下流端部を形成するテールパイプから外部に放出されてしまう。すなわち、アンモニアスリップが発生してしまう。また、ケース１では、ＳＣＲ温度Ｔｓの低下に伴ってＳＣＲ装置１５の吸着上限値Ｑｈは増加するものの、この吸着上限値Ｑｈが増加した頃にはアンモニアが既にＳＣＲ装置１５を通過してしまっていると考えられる。この場合、多量の尿素水が噴射されたにもかかわらず、実吸着量Ｑ１はタイミングｔａ以降に増加しておらず、目標吸着量Ｑｇにも到達していない。
【００４９】
このため、ケース１では、図８に示すように、タイミングｔ３でのＳＣＲ装置１５のアンモニア吸着率もタイミングｔａ以降は増加していない。例えば、タイミングｔａ，ｔ３の両方において６０％程度にとどまっている。また、ケース１では、図８のタイミングｔａにてハッチングで示すように、ＳＣＲ装置１５に吸着されなかった４０％程度のアンモニアがアンモニアスリップで外部に放出されたことになる。
【００５０】
これに対して、図６に示すように目標噴射量Ａを変化させる本実施形態では、タイミングｔ３でのアンモニア吸着率は、タイミングｔａでのアンモニア吸着率よりも大きくなっている。例えば、６０％から８０％に増加している。
【００５１】
また、本実施形態とは異なる上記構成については、タイミングｔ１にて排気温度Ｔｇ２がＳＣＲ温度Ｔｓよりも低い場合、目標噴射量Ａ２が排気温度Ｔｇ２に合わせて比較的小さな値に設定される、というケース２が想定される。このケース２では、目標噴射量Ａ２の総量がタイミングｔ３までに目標値に到達せず、タイミングｔ３でのエンジン始動に伴って尿素水の噴射が強制的に停止される。この場合、目標噴射量Ａ２が過剰に小さいことに起因して、実吸着量Ｑ２は目標吸着量Ｑｇに到達していない。ケース２では、図９に示すように、アンモニア吸着率は、タイミングｔａ以降も増加するものの、その増加量は非常に小さくなっている。例えば、アンモニア吸着率は、タイミングｔａで３５％程度であれば、タイミングｔ３でも４０％程度までの増加にとどまる。
【００５２】
ケース１，２のいずれについても、図７に示すように、タイミングｔ３でのエンジン始動後について、ＮＯｘ浄化率Ｒ１，Ｒ２は本実施形態のＮＯｘ浄化率Ｒより小さくなっている。これは、ケース１，２では、エンジン停止後にＳＣＲ装置１５へのアンモニアの吸着が適正に行われずに実吸着量Ｑが不足していたためである。
【００５３】
また、本実施形態とは異なり、尿素水の目標噴射量を変化させない構成については、目標噴射量に対してエンジン停止時でのアンモニアの実吸着量Ｑ３が比較的多い、というケース３が想定される。このケース３では、図１１に示すように、タイミングｔ１でのＳＣＲ装置１５のアンモニア吸着率が例えば８０％程度になっている。これに対して、図１０に示すように、このケース３でも、上記ケース１，２と同様に、尿素水の目標噴射量Ａ３を変化させず、目標噴射量Ａ３の総量がタイミングｔ２の後のタイミングｔｂにて所定の目標値に到達し、それに伴って、尿素水の噴射が停止される。ここで、上記ケース１と同様に尿素水の噴射に伴うアンモニアの発生量Ｑａ３が吸着上限値Ｑｈよりも大きくなっている、という期間がタイミングｔ１〜ｔｂのほとんどを占めている。このため、ケース１と同様に、アンモニアスリップが発生してしまう。
【００５４】
ケース３では、実吸着量Ｑ３が目標吸着量Ｑｇに到達するまで、尿素水の噴射が偶然にも継続されている。このため、図１１に示すように、タイミングｔ３でのＳＣＲ装置１５のアンモニア吸着率が１００％に到達している。また、図１０に示すように、タイミングｔ３でのエンジン始動後について、ＮＯｘ浄化率Ｒ３は本実施形態のＮＯｘ浄化率Ｒと同じ程度に大きくなっている。その一方で、図１１のタイミングｔ３にてハッチングで示すように、ＳＣＲ装置１５に吸着されなかった３０％程度のアンモニアがアンモニアスリップで外部に放出されてしまう。なお、この場合は、アンモニア吸着率を５０％増加させることが可能な量の尿素水が噴射されたことを想定している。
【００５５】
また、目標噴射量に対してエンジン停止時でのアンモニアの実吸着量Ｑ４が比較的少ない、というケース４が想定される。このケース４では、図１３に示すように、タイミングｔ１でのＳＣＲ装置１５のアンモニア吸着率が例えば３０％程度になっている。これに対して、図１２に示すように、このケース４でも、上記ケース３と同様にタイミングｔｂにて尿素水の噴射が停止される。ケース４では、上記ケース２と同様に、目標噴射量Ａ４の総量がタイミングｔ３までに目標値に到達せず、タイミングｔ３でのエンジン始動に伴って尿素水の噴射が強制的に停止される。この場合、目標噴射量Ａ４が過剰に小さいことに起因して、実吸着量Ｑ４は目標吸着量Ｑｇに到達していない。このため、図１３に示すように、アンモニア吸着率は、例えば８０％程度にとどまってしまう。また、図１２に示すように、タイミングｔ３でのエンジン始動後について、ＮＯｘ浄化率Ｒ４は本実施形態のＮＯｘ浄化率Ｒより小さくなっている。なお、この場合は、ケース３と同様に、アンモニア吸着率を５０％増加させることが可能な量の尿素水が噴射されたことを想定している。
【００５６】
ここまで説明した本実施形態によれば、ＳＣＲ温度Ｔｓに応じて吸着上限値Ｑｈが変化するＳＣＲ装置１５について、吸着余裕量Ｑｄｉｆに基づいて尿素水の目標噴射量Ａが設定される。これは、ＳＣＲ装置１５に付与される尿素水の量がＳＣＲ温度Ｔｓに基づいて設定されることを意味している。この場合、ＳＣＲ温度Ｔｓに応じて変化するＳＣＲ装置１５の都度のアンモニア吸着能力に適した量のアンモニアが発生するように、尿素水の噴射量が適正に管理されることになる。このため、尿素水の噴射に伴ってアンモニアスリップが発生することや、エンジン始動後にアンモニアが不足することなどを抑制できる。したがって、尿素水を用いてＮＯｘを適正に浄化することができる。
【００５７】
本実施形態によれば、都度の吸着余裕量Ｑｄｉｆに基づいて尿素水の目標噴射量Ａが設定される。これは、吸着余裕量Ｑｄｉｆの算出に用いる吸着上限値Ｑｈに基づいて目標噴射量Ａが設定されることを意味している。この場合、尿素水の噴射に伴うアンモニアの発生量が吸着余裕量Ｑｄｉｆよりも多くなるということを回避することができる。このため、ＳＣＲ装置１５がアンモニアを吸着しきれずにアンモニアスリップが発生するということを抑制できる。
【００５８】
本実施形態によれば、吸着余裕量Ｑｄｉｆが大きいほど目標噴射量Ａが大きい値に設定される。この場合、ＳＣＲ温度Ｔｓの低下に伴って吸着上限値Ｑｈが増加した際に、その増加に追従するようにアンモニアの発生量が増加するため、都度のＳＣＲ温度Ｔｓでの吸着上限値Ｑｈに対する実吸着量Ｑの割合を極力高めることができる。このため、ＳＣＲ温度Ｔｓが還元温度Ｔｌｏｗよりも大きい期間において、どのタイミングでエンジン１１が再始動されても、再始動の直前のタイミングにおいて吸着上限値Ｑｈに対する実吸着量Ｑの割合が著しく低いということを回避できる。還元すれば、エンジン１１が再始動するまでの期間において極力多くのアンモニアをＳＣＲ装置１５に吸着させることができる。
【００５９】
本実施形態では、ＳＣＲ温度Ｔｓが低いほど吸着上限値Ｑｈが大きい値に設定される。このため、ＳＣＲ温度Ｔｓに関係なく吸着上限値Ｑｈが同じ値に設定された構成とは異なり、ＳＣＲ温度Ｔｓの低下に伴うＳＣＲ装置１５のアンモニア吸着能力の向上に合わせて、ＳＣＲ装置１５に付与するアンモニア量を増加させることができる。この場合、エンジン１１の再始動時での目標吸着量Ｑｇに対する実吸着量Ｑの割合が極力高められるため、エンジン始動の直後においても、ＳＣＲ装置１５において排気中のＮＯｘを還元浄化するためのアンモニアが不足するということを抑制できる。
【００６０】
本実施形態によれば、都度のＳＣＲ温度Ｔｓについて、尿素水の噴射に伴うアンモニアの発生量が吸着余裕量Ｑｄｉｆより大きくならないように尿素水の目標噴射量Ａが設定されている。この場合、ＳＣＲ装置１５にとって過剰な量のアンモニアが尿素水の噴射に伴って発生するということが生じにくくなっているため、アンモニアスリップの発生をより確実に抑制できる。
【００６１】
本実施形態によれば、ＳＣＲ温度Ｔｓが還元温度Ｔｌｏｗ以下である場合に尿素インジェクタ２１からの尿素水の噴射が行われない。このため、ＳＣＲ装置１５の熱では尿素水の分解が適正に行われない状態であるにもかかわらず尿素水の噴射が行われる、ということを抑制できる。この場合、ＳＣＲ装置１５にアンモニアを吸着させるために尿素水が効率良く使用されるため、尿素ＳＣＲシステムによるＮＯｘ浄化についてランニングコストを低減することができる。
【００６２】
（第２実施形態）
第２実施形態では、尿素インジェクタ２１から尿素水が噴射される場合に、ＳＣＲ温度Ｔｓに基づいて尿素水の噴射圧が設定される。本実施形態については、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。まず、制御ユニット３０が実行するアンモニア吸着処理について、図１４のフローチャートを参照しつつ説明する。図１４のフローチャートにおいては、上記第１実施形態の図３のフローチャートに対して、ステップＳ１０７とステップＳ１０８との間にステップＳ２０１が追加されている。
【００６３】
図１４において、ステップ２０１では、尿素インジェクタ２１から噴射される尿素水の噴射圧ＰをＳＣＲ温度Ｔｓに基づいて設定する。ここでは、ＳＣＲ温度Ｔｓが還元温度Ｔｌｏｗより大きい範囲において、ＳＣＲ温度Ｔｓが低いほど噴射圧Ｐを高い値に設定する。具体的には、図１５に示すような、尿素水の噴射圧ＰとＳＣＲ温度Ｔｓとの関係を示すマップを用いて、噴射圧Ｐを設定する。このマップにおいては、ＳＣＲ温度Ｔｓが低いほど噴射圧Ｐが高くなるという関係が直線で示されている。ここで、尿素インジェクタ２１から噴射される尿素水の粒子は、噴射圧Ｐが高いほど小さくなる。例えば、図１６に示すように、噴射圧Ｐが高いほど、尿素水の粒子の大きさである粒径が小さくなる、という関係が直線で示されている。
【００６４】
ここで、ステップＳ１０７等では、目標噴射量Ａを設定した後、この目標噴射量Ａに応じて尿素水の噴射圧を算出する。例えば、目標噴射量Ａが大きいほど噴射圧が大きくなる。このため、ステップＳ２０１の処理を実行する段階では、既に第１噴射圧が算出されていることになる。そこで、ステップＳ２０１では、ステップＳ１０７等にて算出した噴射圧を第１噴射圧とし、ＳＣＲ温度Ｔｓに基づいて算出した噴射圧を第２噴射圧として、第１噴射圧が第２噴射圧以上である場合には第１噴射圧を噴射圧Ｐとして設定する。
【００６５】
一方、ステップＳ２０１において、第２噴射圧が第１噴射圧より大きい場合には、第２噴射圧を噴射圧Ｐとして設定する。第２噴射圧を噴射圧Ｐとして設定した場合は、ステップＳ１０８の処理に伴って噴射される尿素水の実噴射量が、ステップＳ１０７にて設定した目標噴射量Ａよりも多くなると考えられる。この場合でも、ステップＳ１１１にてアンモニアの実吸着量Ｑが目標吸着量Ｑｇ以上であるか否かの判定が行われることで、アンモニアスリップが生じにくくなっている。
【００６６】
なお、噴射圧Ｐが、尿素水の噴射によって排気通路１２に尿素水を供給する際の供給圧力に相当する。また、制御ユニット３０において、ステップＳ２０１の処理を実行する機能が圧力設定部に相当する。
【００６７】
本実施形態によれば、ＳＣＲ温度Ｔｓが低いほど、噴射圧Ｐが小さい値に設定されることで尿素水の粒子が小さくなる。ここで、ＳＣＲ温度Ｔｓが低いほど、尿素水の蒸発や分解が行われにくくなることでアンモニアが発生しにくくなる。その一方で、尿素水は、その粒子が小さいほど蒸発しやすくなっている。すなわち、尿素水の粒子が小さいほど、尿素水が分解しやすくアンモニアが発生しやすくなっている。この場合、ＳＣＲ温度Ｔｓが低いことで尿素水からアンモニアが発生しにくい状況であっても、尿素水の粒子を小さくすることでアンモニアの発生を促進できる。このため、エンジン１１の運転期間が短かった等の理由によりＳＣＲ温度Ｔｓが比較的低かったとしても、エンジン１１の運転が再開されるまでの期間で極力多くのアンモニアをＳＣＲ装置１５に吸着させることができる。
【００６８】
（第３実施形態）
第３実施形態では、尿素インジェクタ２１から尿素水が噴射される場合に、吸着余裕量Ｑｄｉｆに基づいて尿素水の噴射圧が設定される。本実施形態については、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。まず、制御ユニット３０が実行するアンモニア吸着処理について、図１７のフローチャートを参照しつつ説明する。図１７のフローチャートにおいては、上記第１実施形態の図３のフローチャートに対して、ステップＳ１０７とステップＳ１０８との間にステップＳ３０１が追加されている。
【００６９】
図１７において、ステップＳ３０１では、噴射圧Ｐを吸着余裕量Ｑｄｉｆに基づいて設定する。ここでは、吸着余裕量Ｑｄｉｆが大きいほど噴射圧Ｐを高い値に設定する。具体的には、図１８に示すような、噴射圧Ｐと吸着余裕量Ｑｄｉｆとの関係を示すマップを用いて、噴射圧Ｐを設定する。このマップにおいては、噴射圧Ｐと吸着余裕量Ｑｄｉｆとがほぼ比例関係になっている。
【００７０】
ここで、ステップＳ１０７等では、上記第２実施形態で述べたように、目標噴射量Ａに応じて尿素水の噴射圧を算出する。ステップＳ３０１では、ステップＳ１０７等にて算出した噴射圧を第１噴射圧とし、吸着余裕量Ｑｄｉｆに基づいて算出した噴射圧を第３噴射圧として、第１噴射圧が第３噴射圧以上である場合には第１噴射圧を噴射圧Ｐとして設定する。一方、ステップ３０１において、第３噴射圧が第１噴射圧より大きい場合には、第３噴射圧を噴射圧Ｐとして設定する。第３噴射圧を噴射圧Ｐとして設定した場合は、ステップＳ１０８の処理に伴って噴射される尿素水の実噴射量が、ステップＳ１０７にて設定した目標噴射量Ａよりも多くなると考えられる。
【００７１】
本実施形態によれば、ＳＣＲ温度Ｔｓに応じて吸着上限値Ｑｈが変化するＳＣＲ装置１５について、吸着余裕量Ｑｄｉｆに基づいて噴射圧Ｐが設定される。これは、噴射圧ＰがＳＣＲ温度Ｔｓに基づいて設定されることを意味している。この場合、ＳＣＲ温度Ｔｓに応じて変化するＳＣＲ装置１５の都度のアンモニア吸着能力に適した量のアンモニアが発生するように、噴射圧Ｐが適正に管理されることになる。このため、尿素水の噴射に伴ってアンモニアスリップが発生することや、エンジン始動後にアンモニアが不足することなどを抑制できる。
【００７２】
本実施形態によれば、吸着余裕量Ｑｄｉｆが大きいほど噴射圧Ｐが大きい値に設定されるため、短期間で極力多くの尿素水を噴射することができる。この場合、単位時間当たりに発生するアンモニアの量が増加し、単位時間当たりにＳＣＲ装置１５に吸着されるアンモニアの量が増加するため、エンジン１１が再始動するよりも前のタイミングで極力多くのアンモニアをＳＣＲ装置１５に吸着させることができる。また、噴射圧Ｐが大きいほど尿素水の粒子が小さくなるため、尿素水の蒸発や分解が生じやすくなる。これにより、尿素水からのアンモニアの発生を促進することができる。
【００７３】
（第４実施形態）
第４実施形態では、ＳＣＲ装置１５を通過したアンモニアの量に応じて尿素水の目標噴射量Ａが補正される。本実施形態については、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。まず、制御ユニット３０が実行するアンモニア吸着処理について、図１９のフローチャートを参照しつつ説明する。図１９のフローチャートにおいては、上記第１実施形態の図３のフローチャートに対して、ステップＳ１０７とステップＳ１０８との間にステップＳ４０１〜Ｓ４０３が追加されている。
【００７４】
図１９において、ステップＳ４０１では、ＳＣＲ装置１５を通過してＳＣＲ装置１５よりも下流側に到達したアンモニアの量をスリップ量Ｃとして取得する。ここで、ＳＣＲ装置１５の下流側に設けられたＮＯｘセンサ３２は、ＮＯｘに加えてＮＨ３であるアンモニアも検出することが可能になっている。ここでは、エンジン１１が停止状態にある期間においては、排気中にＮＯｘが含まれておらず又は含まれたとしても僅かであるとして、ＮＯｘセンサ３２により検出される物質は、ＮＯｘではなくアンモニアであるとしている。このため、ＮＯｘセンサ３２の検出信号に基づいてスリップ量Ｃを取得する。
【００７５】
ステップＳ４０２では、スリップ量Ｃに基づいて、目標噴射量Ａを補正するための噴射補正量ΔＡを算出する。ここでは、スリップ量Ｃが多いほど噴射補正量ΔＡを大きい値に設定する。具体的には、図２０に示すようなスリップ量Ｃと噴射補正量ΔＡとの関係を示すマップを用いて、噴射補正量ΔＡを設定する。このマップにおいては、スリップ量Ｃと噴射補正量ΔＡとがほぼ比例関係になっている。
【００７６】
ステップＳ４０３では、ステップＳ１０７にて設定した目標噴射量Ａを噴射補正量ΔＡで補正する。ここでは、アンモニアスリップが発生している場合に、ステップＳ１０７にて設定した目標噴射量Ａを減少させるとして、Ａ＝Ａ−ΔＡの数式にて目標噴射量Ａの補正を行う。なお、ステップＳ４０１の処理を実行する機能がスリップ量取得部に相当し、ステップＳ４０２，４０３の処理を実行する機能が補正部に相当する。
【００７７】
ステップＳ４０１にて取得したスリップ量Ｃがゼロの場合は、ステップＳ４０２での補正量ΔＡもゼロになり、ステップＳ４０３では実質的に目標噴射量Ａの補正を行わないことになる。そこで、ステップＳ４０１にてスリップ量Ｃを取得した後、スリップ量Ｃがゼロより大きいか否かの判定を行い、スリップ量がゼロより大きい場合にステップＳ４０２，Ｓ４０３の処理を行う、という構成にしてもよい。この構成では、スリップ量がゼロである場合には、ステップＳ４０２，Ｓ４０３の処理を行わない。
【００７８】
本実施形態によれば、アンモニアスリップの発生状況をＮＯｘセンサ３２の検出結果に基づいて直接的に把握することができる。そして、アンモニアスリップが発生している場合には、アンモニアの発生量を減少させるために目標噴射量Ａを補正にて小さい値に変更することで、アンモニアのスリップ量Ｃを減少させることや、アンモニアスリップの発生を抑制することができる。ここで、アンモニア吸着処理において実吸着量Ｑが吸着上限値Ｑｈに到達していないことになっていても、例えば、ＳＣＲ温度Ｔｓの推定誤差や、尿素インジェクタ２１の動作ばらつきなどによってアンモニアスリップが発生する可能性がないとは言えない。これに対して、本実施形態では、ＮＯｘセンサ３２によるアンモニアの検出結果が尿素水の目標噴射量Ａの設定にフィードバックされるため、アンモニアスリップが発生することを確実に抑制できる。
【００７９】
（他の実施形態）
以上、本開示による複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００８０】
変形例１として、上記第１実施形態では、吸着余裕量Ｑｄｉｆが大きいほど尿素水の目標噴射量Ａが大きい値に設定されていたが、ＳＣＲ温度Ｔｓが小さいほど目標噴射量Ａが大きい値に設定されてもよい。例えば、ＳＣＲ温度Ｔｓが小さいほど目標噴射量Ａが大きい値になるという関係が直線で示されたマップを用いて目標噴射量Ａが設定される構成とする。
【００８１】
変形例２として、吸着上限値Ｑｈが大きいほど目標噴射量Ａが大きい値に設定されてもよい。例えば、吸着上限値Ｑｈと目標噴射量Ａとがほぼ比例関係になっているマップを用いて目標噴射量Ａが設定される構成とする。この構成でも、ＳＣＲ温度Ｔｓが低いほど吸着上限値Ｑｈが高い値になるというＳＣＲ装置１５について、ＳＣＲ温度Ｔｓに基づいて目標噴射量Ａを設定することになる。
【００８２】
変形例３として、アンモニアの実吸着量Ｑが吸着上限値Ｑｈに到達したか否かを判定してもよい。この構成では、ＳＣＲ温度Ｔｓの低下に伴って変化する吸着上限値Ｑｈを越えないように実吸着量Ｑを設定することができる。このため、例えば、実吸着量Ｑが吸着上限値Ｑｈに到達したか否かの判定を行い、実吸着量Ｑが吸着上限値Ｑｈに到達していない場合に尿素水噴射を行い、到達した場合に尿素水噴射を行う、という構成にする。この構成では、実吸着量Ｑが吸着上限値Ｑｈに到達した後も、実吸着量Ｑが目標吸着量Ｑｇ以上になっていないことを条件に、実吸着量Ｑが吸着上限値Ｑｈに到達したか否かの判定を繰り返し行う。このため、実吸着量Ｑが吸着上限値Ｑｈに一度は到達しても、ＳＣＲ温度Ｔｓの低下に伴って吸着上限値Ｑｈが増加して再び実吸着量Ｑが吸着上限値Ｑｈよりも小さい値になった場合には、尿素水噴射が再開されることになる。これにより、実吸着量Ｑが目標吸着量Ｑｇに到達していないにもかかわらず、実吸着量Ｑが吸着上限値Ｑｈに到達したことを理由として尿素水噴射が停止される、ということを回避できる。
【００８３】
変形例４として、上記実施形態では、尿素インジェクタ２１から尿素水が継続して噴射されることを想定していたが、尿素インジェクタ２１は、尿素水を間欠噴射してもよい。この構成では、尿素インジェクタ２１に間欠噴射を行わせることで単位時間当たりの尿素水の実噴射量を低減することができる。
【００８４】
変形例５として、上記実施形態では、目標噴射量Ａが尿素水の供給量とされていたが、尿素インジェクタ２１から実際に噴射される実噴射量が尿素水の供給量とされていてもよい。
【００８５】
変形例６として、上記各実施形態では、尿素水を霧状に噴射する尿素インジェクタ２１が供給部とされていたが、供給部から噴射される尿素水は必ずしも霧状になっていなくてもよい。また、供給部は、尿素水を排気通路１２に供給さえしていればよく、例えば尿素水を排気通路１２に流入させる装置等であってもよい。
【００８６】
変形例７として、上記各実施形態では、排気温センサ３１がＳＣＲ装置１５の上流側に設けられていたが、排気温センサ３１は、ＳＣＲ装置１５の下流側に設けられていてもよく、ＳＣＲ装置１５の内部に設けられていてもよい。いずれの構成でも、排気温センサ３１の検出信号に基づいてＳＣＲ温度Ｔｓを推定することができればよい。
【００８７】
変形例８として、上記各実施形態では、排気温センサ３１の検出信号に基づいてＳＣＲ温度Ｔｓが推定されていたが、ＳＣＲ装置１５に設けられた温度センサによりＳＣＲ温度Ｔｓが直接的に検出されてもよい。例えば、温度センサがＳＣＲ装置１５の基体に設けられており、基体の温度がＳＣＲ温度Ｔｓとして検出される構成とする。
【００８８】
変形例９として、上記各実施形態では、エンジン１１の停止時を判定してアンモニア吸着処理を実施していたが、エンジン１１の動作中に本発明の制御を実施しても良い。
【００８９】
変形例１０として、排気浄化システムの制御装置が制御ユニット３０とされていたが、排気浄化システムの制御装置としての機能を発揮する構成は、車両に搭載された種々の演算装置であってもよく、複数の演算装置が協働で制御装置としての機能を発揮してもよい。また、各演算装置に設けられたフラッシュメモリやハードディスク等の非遷移的実体的記憶媒体に各種プログラムが記憶されていてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０…排気浄化システム、１１…内燃機関としてのエンジン、１２…排気通路、１５…吸着部としてのＳＣＲ装置、２１…供給部としての尿素インジェクタ、３０…制御装置としての制御ユニット、Ａ…供給量としての目標噴射量、Ｃ…スリップ量、Ｐ…供給圧力としての噴射圧、Ｑ…実吸着量、Ｑｄｉｆ…吸着差としての吸着余裕量、Ｑｈ…吸着上限値、Ｔｌｏｗ…下限温度としての還元温度、Ｔｓ…吸着部温度としてのＳＣＲ温度。
【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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【図２０】
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