(57)【要約】【課題】エンジンの冷間始動時におけるＮＯｘ浄化率を向上させることのできる排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気浄化装置３０は、アンモニアを還元剤として排気ガスに含まれるＮＯｘを還元する選択還元型触媒３１と、選択還元型触媒３１の温度である触媒温度Ｔｃを取得する温度センサー４５と、選択還元型触媒３１にアンモニアを供給する還元剤供給部３２と、還元剤供給部３２を制御するＥＣＵ５０とを備える。選択還元型触媒３１は、触媒温度が低いほどアンモニアの飽和吸着量が多くなる特性を有するものであり、温度センサー４５は、エンジンの停止中における触媒温度Ｔｃである待機温度を取得可能に構成されている。ＥＣＵ５０は、選択還元型触媒３１におけるアンモニアの吸着量が待機温度での飽和吸着量となるようにエンジンの停止中にアンモニアを供給する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路を流れる排気ガスを浄化する排気浄化装置であって、
アンモニアを還元剤として排気ガスに含まれるＮＯｘを還元する選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒の温度である触媒温度を取得する取得部と、
前記選択還元型触媒に前記アンモニアを供給する供給部とを備え、
前記選択還元型触媒は、前記触媒温度が低いほどアンモニアの飽和吸着量が多くなる特性を有するものであり、
前記取得部は、前記エンジンの停止中における前記触媒温度である待機温度を取得可能に構成されており、
前記供給部は、前記選択還元型触媒におけるアンモニアの吸着量が前記待機温度での前記飽和吸着量となるように前記エンジンの停止中にアンモニアを供給する
排気浄化装置。
【請求項２】
前記供給部は、前記待機温度が前記選択還元型触媒の活性温度未満である場合に前記アンモニアの供給を行う
請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記供給部は、前記待機温度が排気ガスの露点温度よりも高い場合に前記アンモニアの供給を行う
請求項２に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
前記供給部は、前記触媒温度が前記露点温度よりも高く、かつ、前記活性温度よりも低い目標温度にあるときの前記飽和吸着量である目標吸着量を保持し、前記待機温度が前記目標温度以下にあるときに前記選択還元型触媒における吸着量が前記目標吸着量に到達すると前記アンモニアの供給を停止する
請求項３に記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記排気浄化装置は、前記選択還元型触媒の上流に位置して排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルターと、前記選択還元型触媒の下流に位置する酸化触媒と、前記フィルターと前記選択還元型触媒とを接続する通路とを備え、
前記通路は、前記フィルターを通過した排気ガスが流入する第１路と、前記第１路に連通して前記フィルターよりも上方に位置する連絡路と、前記連絡路に連通する第２路とを有しており、
前記選択還元型触媒は、前記連絡路よりも上方に位置して前記第２路を通過した排気ガスが流入するように構成されており、
前記供給部は、前記第１路にアンモニアを供給するように構成されている
請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニアを還元剤に用いて排気ガスに含まれる窒素酸化物を浄化する排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献１のように、排気に含まれる窒素酸化物（以下、ＮＯｘという）を浄化する排気浄化装置として、排気ガスに尿素水を添加する添加弁とこの添加弁の下流に位置する選択還元型触媒と用いた尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）装置が知られている。尿素ＳＣＲ装置では、排気ガスに添加された尿素水が排気の熱によってアンモニアへと加水分解される。そして、そのアンモニアを含む排気ガスが選択還元型触媒に流入すると、排気ガス中のＮＯｘがアンモニアを還元剤として窒素と水とに還元される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−８８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したＮＯｘ浄化率を向上させるうえではエンジンの冷間始動時におけるＮＯｘ浄化率を向上させることが必要とされる。
本発明は、エンジンの冷間始動時におけるＮＯｘ浄化率を向上させることのできる排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する排気浄化装置は、エンジンの排気通路を流れる排気ガスを浄化する排気浄化装置であって、アンモニアを還元剤として排気ガスに含まれるＮＯｘを還元する選択還元型触媒と、前記選択還元型触媒の温度である触媒温度を取得する取得部と、前記選択還元型触媒に前記アンモニアを供給する供給部とを備え、前記選択還元型触媒は、前記触媒温度が低いほどアンモニアの飽和吸着量が多くなる特性を有するものであり、前記取得部は、前記エンジンの停止中における前記触媒温度である待機温度を取得可能に構成されており、前記供給部は、前記選択還元型触媒におけるアンモニアの吸着量が前記待機温度での前記飽和吸着量となるように前記エンジンの停止中にアンモニアを供給する。
【０００６】
アンモニアを還元剤とする選択還元型触媒では、アンモニアの吸着量が飽和吸着量にある飽和状態においてＮＯｘの還元作用が発現される。上記構成によれば、選択還元型触媒におけるアンモニアの吸着量をその時々の待機温度における飽和吸着量に近づけることができる。そのため、エンジンの冷間始動時に選択還元型触媒によるＮＯｘの還元を早期に実現可能であることから、エンジンの冷間始動時におけるＮＯｘ浄化率を向上させることができる。
【０００７】
上記排気浄化装置において、前記供給部は、前記待機温度が前記選択還元型触媒の活性温度未満である場合に前記アンモニアの供給を行うことが好ましい。
エンジンの停止後、触媒温度が活性温度にあるうちにエンジンが再始動された場合には、エンジンの始動直後から十分なＮＯｘ浄化率を得ることができる。この点、上記構成によれば、エンジンの停止後に触媒温度が活性温度未満まで低下してから供給部によるアンモニアの供給が行われる。その結果、エンジン停止時におけるアンモニアの消費量を抑えつつ、エンジンの冷間始動時におけるＮＯｘ浄化率を向上させることができる。
【０００８】
上記排気浄化装置において、前記供給部は、前記待機温度が排気ガスの露点温度よりも高い場合に前記アンモニアの供給を行うことが好ましい。
排気ガスの温度が露点温度以下まで低下すると排気通路内に結露が発生する。こうした結露が発生しているときに排気通路にアンモニアを供給すると、排気通路内にアンモニア水が生成されてしまう。上記構成によれば、排気通路内に結露が発生していないときにアンモニアの供給が行われることから、排気通路におけるアンモニア水の生成が抑えられる。その結果、排気通路の構成部材が上記アンモニア水に起因して腐食することを抑えることができる。
【０００９】
上記排気浄化装置において、前記供給部は、前記触媒温度が前記露点温度よりも高く、かつ、前記活性温度よりも低い目標温度にあるときの前記飽和吸着量である目標吸着量を保持し、前記待機温度が前記目標温度以下にあるときに前記選択還元型触媒における吸着量が前記目標吸着量に到達すると前記アンモニアの供給を停止することが好ましい。
上記構成によれば、選択還元型触媒に対してアンモニアが過度に供給されることを回避することができる。
【００１０】
上記排気浄化装置は、前記選択還元型触媒の上流に位置して排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルターと、前記選択還元型触媒の下流に位置する酸化触媒と、前記フィルターと前記選択還元型触媒とを接続する通路とを備え、前記通路は、前記フィルターを通過した排気ガスが流入する第１路と、前記第１路に連通して前記フィルターよりも上方に位置する連絡路と、前記連絡路に連通する第２路とを有しており、前記選択還元型触媒は、前記連絡路よりも上方に位置して前記第２路を通過した排気ガスが流入するように構成されており、前記供給部は、前記第１路にアンモニアを供給するように構成されていることが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、フィルターよりも上方に連絡路が位置し、連絡路よりも上方に選択還元型触媒が位置している。また、第１路に供給されたアンモニアは、排気ガスおよび空気よりも同じ温度での密度が小さい。そのため、第１路に供給されたアンモニアが選択還元型触媒に向かって流れやすくなることで該アンモニアが選択還元型触媒に到達する確率を高めることができる。また、連絡路を通過することでアンモニアが拡散されるから、選択還元型触媒に流入するアンモニアの濃度分布の均一化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】排気浄化装置の第１実施形態を搭載したエンジンシステムの概略構成図。
【図２】第１実施形態における排気浄化装置の概略構成を示す図。
【図３】第１実施形態にて、触媒温度と飽和吸着量との関係の一例を示すグラフ。
【図４】第１実施形態にて、触媒温度とＮＯｘ低減率との関係の一例を示すグラフ。
【図５】第１実施形態にて、アンモニア供給処理の一例を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態にて、ＮＯｘ低減率についての実験結果の一例を示すグラフ。
【図７】第２実施形態における排気浄化装置の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
図１〜図６を参照して、排気浄化装置の第１実施形態について説明する。まず、図１を参照して排気浄化装置が搭載されるエンジンシステムの概略構成について説明する。
【００１４】
図１に示すように、エンジンシステムは、ディーゼルエンジン１０（以下、エンジン１０という。）を備える。シリンダーブロック１１に形成された複数のシリンダー１２には、インジェクター１３から燃料が噴射される。シリンダーブロック１１には、インテークマニホールド１４とエキゾーストマニホールド１５とが接続されている。
【００１５】
インテークマニホールド１４に接続される吸気通路１６には、上流側から順に、図示されないエアクリーナー、ターボチャージャー１７を構成するコンプレッサー１８、インタークーラー１９が設けられている。エキゾーストマニホールド１５に接続される排気通路２０には、ターボチャージャー１７を構成するタービン２２が設けられている。
【００１６】
エキゾーストマニホールド１５と吸気通路１６とを接続するＥＧＲ通路２５には、ＥＧＲクーラー２６とＥＧＲ弁２７とが設けられている。ＥＧＲ弁２７が開状態にあるとき、シリンダー１２には、ＥＧＲガスと吸入空気との混合気体が作動ガスとして供給される。
【００１７】
シリンダー１２では、作動ガスとインジェクター１３が噴射した燃料との混合気が燃焼する。シリンダー１２からの排気ガスは、エキゾーストマニホールド１５を通じて排気通路２０へと流入し、タービン２２を通過した後、排気浄化装置３０に流入する。
【００１８】
図２に示すように、排気浄化装置３０は、排気通路２０の途中に設けられている拡径部である収容部２０Ａと、収容部２０Ａに収容された選択還元型触媒３１と、収容部２０Ａの上流に還元剤を供給する還元剤供給部３２と、を備える。
【００１９】
還元剤供給部３２の一例は、尿素水を貯留するタンク３３と、排気通路２０に配設された添加ノズル３４と、タンク３３と添加ノズル３４とを接続する供給通路３５と、タンク３３内の尿素水を供給通路３５に圧送するポンプ３６とを有している。さらに還元剤供給部３２の一例は、ポンプ３６が圧送した尿素水を添加ノズル３４に向けて噴射する電子制御式の噴射弁３７と、噴射弁３７が噴射した尿素水を加熱分解してアンモニアを生成するアンモニア生成部３８とを有している。添加ノズル３４は、排気通路２０における選択還元型触媒３１の上流に対し、アンモニア生成部３８の駆動中は気体状のアンモニアを添加し、アンモニア生成部３８の停止中は尿素水を添加する。なお、還元剤供給部３２は、単位時間に単位供給量ｇの分のアンモニアを供給可能に構成されている。また、ポンプ３６、噴射弁３７、および、アンモニア生成部３８には、エンジン１０の停止中にバッテリー３９から電源が供給可能に構成されている。
【００２０】
選択還元型触媒３１は、アンモニアを還元剤に用いてＮＯｘを還元する触媒である。選択還元型触媒３１は、セラミックあるいは金属からなるフロースルー型のモノリス担体と、このモノリス担体にコーティングされた触媒層とを有する。選択還元型触媒には、触媒層に触媒金属として鉄を含むＦｅ系触媒、触媒層に触媒金属として銅を含むＣｕ系触媒、触媒層に触媒金属としてバナジウムを含むＶ系触媒が挙げられる。選択還元型触媒３１は、銅を触媒金属として含むＣｕ系触媒である。選択還元型触媒３１は、選択還元型触媒３１の温度である触媒温度Ｔｃについて、下限温度ＴｃＬ（例えば２００℃）から上限温度ＴｃＨ（例えば６００℃）までの温度範囲を活性温度Ｔａｃｔ（ＴａＬ≦Ｔａｃｔ≦ＴｃＨ）として有する。
【００２１】
ここで、図３および図４を参照して、選択還元型触媒３１の特性の一例について説明する。アンモニアを還元剤としてＮＯｘを還元する選択還元型触媒は、各触媒温度Ｔｃにおいてアンモニアの吸着が飽和状態にあるときにＮＯｘの還元作用が発現される特性を有している。なお、図３では、飽和状態となるアンモニアの吸着量である飽和吸着量Ｇｓについて、選択還元型触媒３１の容量を１Ｌとした場合の値の一例を示している。
【００２２】
図３に示すように、選択還元型触媒は、触媒温度Ｔｃが高くなるほどアンモニアの飽和吸着量Ｇｓが小さくなる特性を有している。また、Ｃｕ系である選択還元型触媒３１は、各触媒温度Ｔｃにおける飽和吸着量ＧｓがＦｅ系の選択還元型触媒よりも大きく、かつ、触媒温度Ｔｃが低いほど飽和吸着量Ｇｓの差が大きくなる特性を有している。後述するＥＣＵ５０は、図３に示すような選択還元型触媒３１の飽和吸着量Ｇｓを触媒温度Ｔｃごとに規定した飽和吸着量テーブルをメモリ５２の所定領域に格納している。
また、図４に示すように、Ｃｕ系の選択還元型触媒３１は、触媒温度Ｔｃが低いときのＮＯｘ低減率が同じ容量のＦｅ系の選択還元型触媒よりも高いという特性を有している。
【００２３】
図２に示すように、排気浄化装置３０は、取得部として、収容部２０Ａにおける選択還元型触媒３１の上流の温度を触媒温度Ｔｃとして検出する温度センサー４５を有する。温度センサー４５は、排気浄化装置３０を統括制御するＥＣＵ５０（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に検出値を示す信号を出力する。なお、温度センサー４５およびＥＣＵ５０は、エンジン１０の停止中にバッテリー３９から電源が供給可能に構成されている。
【００２４】
ＥＣＵ５０は、プロセッサ５１、メモリ５２、入力インターフェース５３、および、出力インターフェース５４等がバス５５を介して互いに接続されたマイクロコントローラーを中心に構成される。また、ＥＣＵ５０には、イグニッション４６からエンジン１０を停止させるオフ操作を示す操作信号が入力されるように構成されている。ＥＣＵ５０は、温度センサー４５が出力した触媒温度Ｔｃやイグニッション４６が出力したオフ操作などの各種の情報を入力インターフェース５３を介して取得する。そしてＥＣＵ５０は、その取得した各種の情報、および、メモリ５２に記憶したプログラムや各種のデータに基づいて、エンジン１０の停止中に還元剤供給部３２によるアンモニアの供給を行うアンモニア供給処理を実行する。ＥＣＵ５０は、プロセッサ５１に内蔵されたタイマー５１Ａの値に基づいて単位時間ごとにアンモニア供給処理を実行する。供給部は、還元剤供給部３２とＥＣＵ５０とで構成されている。
【００２５】
図５を参照して、アンモニア供給処理について説明する。アンモニア供給処理は、イグニッション４６からオフ操作を示す操作信号が入力されると単位時間ごとに繰り返し実行される。また、ＥＣＵ５０は、イグニッション４６からオフ操作を示す操作信号が入力されると、そのときの触媒温度Ｔｃと上述した飽和吸着量テーブルとに基づいて、選択還元型触媒３１の飽和対象部分におけるエンジン停止時での飽和吸着量Ｇｓを今現在の吸着量Ｇとしてメモリ５２の所定領域に格納する。飽和対象部分について説明すると、選択還元型触媒３１においては、エンジン１０の停止中に添加ノズル３４からアンモニアを添加すると、排気ガスの流れ方向における上流側に位置する部位から順に飽和状態となる。飽和対象部分は、選択還元型触媒３１のうちで上流側からどの程度の部分までを飽和状態にするかを示すものであり、選択還元型触媒３１の一部分であってもよいし、選択還元型触媒３１の全部分であってもよい。
【００２６】
図５に示すように、アンモニア供給処理において、ＥＣＵ５０は、触媒温度Ｔｃを待機温度として取得し、その触媒温度Ｔｃが供給可能温度Ｔｃ１であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。供給可能温度Ｔｃ１は、還元剤供給部３２から排気通路２０に対してアンモニアが供給可能な温度であり、下限供給温度Ｔｃ２よりも高く（Ｔｃ２＜Ｔｃ１）、かつ、上限供給温度Ｔｃ３以下（Ｔｃ１≦Ｔｃ３）の温度である。
【００２７】
下限供給温度Ｔｃ２は、排気通路２０内に結露が生じない温度、すなわち排気ガスの露点温度Ｔｄよりも高い温度（Ｔｄ＜Ｔｃ２）である。下限供給温度Ｔｃ２は、予め行った実験やシミュレーションの結果に基づいて排気通路２０内において結露が生じない一定の温度（例えば５０℃）に設定される構成であってもよい。また、下限供給温度Ｔｃ２は、例えばエンジン停止時におけるエンジン１０の運転状態などに応じて排気通路２０における単位量の排気ガスに含まれている水分量をＥＣＵ５０が演算し、その演算した水分量に応じてＥＣＵ５０が設定する構成であってもよい。一方、上限供給温度Ｔｃ３は、選択還元型触媒３１の活性温度Ｔａｃｔよりも低い一定の温度（例えば１５０℃）に設定される温度（Ｔｃ３＜Ｔａｃｔ）であり、例えばエンジン１０の始動直後であっても排気ガスの熱によって尿素水が加水分解される温度であることが好ましい。
【００２８】
触媒温度Ｔｃが供給可能温度Ｔｃ１である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、メモリ５２に格納しているアンモニアの吸着量Ｇが目標吸着量Ｇｔに到達しているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。目標吸着量Ｇｔは、下限供給温度Ｔｃ２よりも高く、かつ、上限供給温度Ｔｃ３よりも低い触媒温度Ｔｃである目標温度Ｔｃｔ（Ｔｃ２＜Ｔｃｔ＜Ｔｃ３、例えば１００℃）にある選択還元型触媒３１の飽和対象部分における飽和吸着量である。吸着量Ｇが目標吸着量Ｇｔよりも小さい場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ５０は、添加処理（ステップＳ１０３）を実行する。
【００２９】
ステップＳ１０３の添加処理にて、ＥＣＵ５０は、単位時間において単位供給量ｇの分のアンモニアが排気通路２０に供給されるように還元剤供給部３２を駆動するとともに、メモリ５２に格納している吸着量Ｇに単位供給量ｇを加算することにより吸着量Ｇを更新する。添加処理が終了すると、ＥＣＵ５０は、一連の処理を一旦終了する。
【００３０】
一方、触媒温度Ｔｃが供給可能温度Ｔｃ１でない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、および、吸着量Ｇが目標吸着量Ｇｔ以上である場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ５０は、還元剤供給部３２を停止状態に制御する停止処理を実行し（ステップＳ１０４）、一連の処理を一旦終了する。
【００３１】
上記第１実施形態の排気浄化装置３０によれば、以下に列挙する作用効果が得られる。
（１）排気浄化装置３０においては、エンジン１０の停止中、触媒温度Ｔｃが供給可能温度Ｔｃ１にあり、かつ、吸着量Ｇが目標吸着量Ｇｔよりも小さい場合に、排気通路２０にアンモニアを供給する。そのため、エンジン１０の停止中に触媒温度Ｔｃが低下したとしても選択還元型触媒３１の飽和対象領域におけるアンモニアの吸着量をその時々の触媒温度Ｔｃにおける飽和吸着量Ｇｓに近づけることができる。これにより、エンジン１０の冷間始動時に選択還元型触媒３１によるＮＯｘの還元を早期に実現可能であることから、エンジン１０の冷間始動時におけるＮＯｘ浄化率を向上させることができる。
【００３２】
図６は、エンジン１０の冷間始動時におけるＮＯｘ低減率についての実験結果の一例を示すグラフである。図６において、比較例は、上述したアンモニア供給処理を行うことなくエンジン１０を冷間始動させた場合のＮＯｘ低減率の一例を示している。一方、実施例は、上述したアンモニア供給処理を実行したうえでエンジン１０を冷間始動させた場合のＮＯｘ低減率の一例を示している。図６に示すように、実施例においては、比較例において約５０％程度であったＮＯｘ低減率が８０％以上にまで向上することが認められた。
【００３３】
（２）エンジン１０の停止後、触媒温度Ｔｃが活性温度Ｔａｃｔにあるうちにエンジンが再始動された場合には、エンジン１０の始動直後であっても十分なＮＯｘ浄化率を得ることができる。この点、供給可能温度Ｔｃ１の上限供給温度Ｔｃ３が選択還元型触媒３１の活性温度Ｔａｃｔ未満の温度であることから、エンジン１０の停止後に触媒温度Ｔｃが活性温度Ｔａｃｔ未満まで低下してから還元剤供給部３２によるアンモニアの供給が行われる。その結果、エンジン１０の停止時におけるアンモニアの消費量を抑えつつ、エンジン１０の冷間始動時におけるＮＯｘ浄化率を向上させることができる。
【００３４】
（３）排気通路２０内の温度が露点温度Ｔｄ以下まで低下すると排気通路２０内に結露が発生する。こうした結露が発生しているときに排気通路２０にアンモニアが供給されると、排気通路２０内にアンモニア水が生成されてしまう。上記構成では、供給可能温度Ｔｃ１の下限供給温度Ｔｃ２が排気通路２０における露点温度Ｔｄよりも高い温度である。すなわち、排気通路２０内に結露が発生していないときにアンモニアの供給が行われる。これにより、排気通路２０におけるアンモニア水の生成が抑えられることから、排気通路２０の構成部材が該アンモニア水に起因して腐食することを抑えることができる。
【００３５】
（４）例えば、触媒温度Ｔｃが上記下限供給温度Ｔｃ２未満の仮想温度まで低下した場合に、その仮想温度の飽和吸着量Ｇｓの分のアンモニアが選択還元型触媒３１に吸着されるようにアンモニアを供給したとする。この場合、エンジン１０が始動するまでに触媒温度Ｔｃが仮想温度よりも高くなってしまうと選択還元型触媒３１からアンモニアが放出されてしまう。この点、ＥＣＵ５０は、供給可能温度Ｔｃ１に含まれる目標温度Ｔｃｔ以下に触媒温度Ｔｃがあるときに選択還元型触媒３１の吸着量Ｇが目標吸着量Ｇｔに到達するとアンモニアの供給を停止する。これにより、外気温度に応じて触媒温度Ｔｃが変化した場合であっても選択還元型触媒３１から放出されるアンモニアを最小限に止めることができる。その結果、エンジン１０の冷間始動時におけるＮＯｘ浄化率を向上させつつ、エンジン１０の停止中におけるアンモニアの消費量を抑えることができる。
【００３６】
（５）選択還元型触媒３１がＣｕ系の選択還元型触媒であることから、エンジン１０の冷間始動時におけるＮＯｘ浄化率を効果的に向上させることができる。また、同じＮＯｘ浄化率を得るうえで必要とされる触媒の容量がＦｅ系の選択還元型触媒よりも小さいことから、排気浄化装置３０の小型化を図ることもできる。
（６）飽和対象部分が選択還元型触媒３１の一部の部位に設定されることにより、エンジン１０の停止中におけるアンモニアの消費量をさらに抑えることができる。
【００３７】
なお、上記第１実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・エンジン１０は、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンであってもよいし、ガスエンジンであってもよい。
【００３８】
・供給可能温度Ｔｃ１の下限供給温度Ｔｃ２は、露点温度Ｔｄ以下の温度であってもよい。こうした構成においては、アンモニア水に対する対策が必要であるものの、エンジン１０の冷間始動時における飽和対象部分の吸着量Ｇが飽和吸着量Ｇｓである確率がより一層高められる。
【００３９】
・供給可能温度Ｔｃ１の上限供給温度Ｔｃ３は、下限温度ＴｃＬ以下であればよい。そのため、上限供給温度Ｔｃ３は、例えば、飽和対象部分における吸着量Ｇが下限温度ＴｃＬにおける飽和吸着量Ｇｓから所定の割合だけ、あるいは、所定量だけ低減する温度に設定されてもよい。また、上限供給温度Ｔｃ３は、例えば、選択還元型触媒の触媒金属に応じた係数Ｋ（＜１）を下限温度ＴｃＬに乗算することにより設定される温度であってもよい。この係数Ｋは、触媒温度Ｔｃが低いほど飽和吸着量Ｇｓが大きくなる触媒に対して、より高い値が設定されることが好ましい。
【００４０】
・還元剤供給部３２は、エンジン１０の停止中に選択還元型触媒３１の飽和対象部分における吸着量が飽和吸着量Ｇｓとなるようにアンモニアを供給する構成であればよい。
そのため、還元剤供給部３２は、例えば、エンジン１０の停止中におけるアンモニアの供給量が目標吸着量Ｇｔに到達するまで一定量のアンモニアをエンジン１０の停止直後から連続的に供給する構成であってもよい。こうした構成において、一定量のアンモニアは、例えば、外気温度が下限供給温度Ｔｃ２であるときのエンジン１０の停止後における触媒温度Ｔｃの推移をエンジン１０の停止時における触媒温度Ｔｃである停止温度Ｔｃｅごとに実験等によって求める。そして、その触媒温度Ｔｃの推移において吸着量Ｇが飽和吸着量Ｇｓを超えないように停止温度Ｔｃｅに応じて設定されることが好ましい。また、吸着量Ｇが目標吸着量Ｇｔに到達するとアンモニアの供給が停止されることが好ましい。
【００４１】
また、上述したアンモニア供給処理では、単位時間ごとにアンモニア供給処理が繰り返され、かつ、ステップＳ１０３の添加処理においては単位時間に単位供給量ｇのアンモニアが供給されている。こうした構成に限らず、アンモニア供給処理において、ＥＣＵ５０は、その都度、アンモニアの供給量と該供給量に基づく飽和対象部分における吸着量Ｇとを演算し、吸着量Ｇが目標吸着量Ｇｔに到達するまでアンモニアを供給し続ける構成であってもよい。
【００４２】
・ＥＣＵ５０は、アンモニア供給処理そのものの終了条件を有していてもよい。終了条件としては、例えば、触媒温度Ｔｃが下限供給温度Ｔｃ２未満まで低下することやエンジン１０の停止から所定時間経過したことなどが挙げられる。こうした構成によれば、エンジン１０の停止中における電力消費量を抑えることができる。
【００４３】
・還元剤供給部３２は、エンジン１０の停止中に選択還元型触媒３１にアンモニアを供給する構成であればよい。そのため、選択還元型触媒３１の上流にアンモニアを供給する構成に限らず、選択還元型触媒３１に対してブロワなどを用いてアンモニアを吹き付けるような構成であってもよい。
【００４４】
・還元剤供給部３２は、選択還元型触媒３１に対してアンモニアを供給可能な構成を有していればよい。そのため、還元剤供給部３２は、タンク３３に貯留された尿素水を加熱することによりアンモニアを生成する構成に限らず、タンク３３にアンモニアが貯留されている構成であってもよい。こうした構成によれば還元剤供給部３２の構成の簡素化が図られる。
【００４５】
（第２実施形態）
図７を参照して、排気浄化装置の第２実施形態について説明する。
なお、第２実施形態の排気浄化装置は、第１実施形態における排気浄化装置３０と主要な構成が同じである。そのため、第２実施形態においては、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付すことによりその詳細な説明は省略する。
【００４６】
図７に示すように、排気浄化装置６０は、排気通路２０の途中に設けられた拡径部である第１収容部２０Ｂと、第１収容部２０Ｂに収容された前段酸化触媒６１およびＤＰＦ６２（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｆｉｌｔｅｒ）とを有している。
【００４７】
前段酸化触媒６１は、所謂ＤＯＣ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｏｘｄａｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）であり、ＤＰＦ６２の上流において排気ガス中の炭化水素や一酸化炭素を酸化して水や二酸化炭素に変換するとともに一酸化窒素を酸化して二酸化窒素に変換する。前段酸化触媒６１は、例えば耐熱性に優れたステンレスやセラミックからなるフロースルー型のモノリス担体と、このモノリス担体にコーティングされた触媒層とを有する。触媒層は、例えばゼオライトやアルミナからなる粒子状の触媒担体と触媒担体に担持された触媒金属とを有する。触媒金属は、例えば白金、パラジウム、およびロジウム等の白金系元素のうちの少なくとも１種である。
【００４８】
ＤＰＦ６２は、例えば耐熱性に優れたステンレスやセラミックからなるウォールフロー型のフィルターであり、排気中の粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を捕集する。ＤＰＦ６２の再生処理では、ＤＰＦ６２に流入する排気を昇温させるべく、例えば、前段酸化触媒６１よりも上流の排気通路２０に対し、図示されないバーナーから燃焼ガスが供給されたり図示されない燃料噴射弁から燃料が噴射されたりする。
【００４９】
また、排気浄化装置６０は、第１収容部２０Ｂの下流に位置する第１路２０Ｃと、第１路２０Ｃの下流であって、かつ、第１収容部２０Ｂよりも上方に位置して略水平方向に延びる連絡路２０Ｄと、連絡路２０Ｄの下流に位置する第２路２０Ｅとを有している。そして排気浄化装置６０は、第２路２０Ｅの下流であって、かつ、連絡路２０Ｄよりも上方に位置する拡径部である第２収容部２０Ｆを有している。なお、連絡路２０Ｄは、下流寄りの部位ほど上方に位置することが好ましい。
【００５０】
第２収容部２０Ｆには、上述した選択還元型触媒３１と、選択還元型触媒３１の下流に位置する後段酸化触媒６３とが収容されている。後段酸化触媒６３は、所謂アンモニアスリップ触媒であり、選択還元型触媒３１を通過したアンモニアを酸化する。後段酸化触媒６３は、例えば耐熱性に優れたステンレスやセラミックからなるフロースルー型のモノリス担体と、このモノリス担体にコーティングされた触媒層とを有する。触媒層は、例えばゼオライトやアルミナからなる粒子状の触媒担体と触媒担体に担持された触媒金属とを有する。触媒金属は、例えば白金、パラジウム、およびロジウム等の白金系元素のうちの少なくとも１種である。
【００５１】
還元剤供給部３２は、添加ノズル３４、供給通路３５、ポンプ３６、噴射弁３７、および、アンモニア生成部３８で構成されるアンモニア供給系３２Ａと、排気ガスに対して尿素水を噴射する尿素水供給系３２Ｂとを有している。尿素水供給系３２Ｂは、連絡路２０Ｄに配設された電子制御式の尿素水噴射弁６４と、タンク３３と尿素水噴射弁６４とを接続する供給通路６５と、エンジン１０によって駆動されてタンク３３内の尿素水を供給通路６５に圧送する機械式のポンプ６６とを有している。尿素水噴射弁６４は、ポンプ３６が供給通路６５に圧送する尿素水を連絡路２０Ｄに対して噴射する。ＥＣＵ５０は、エンジン１０の停止中にはアンモニア供給系３２Ａを駆動し、エンジン１０の運転中には尿素水供給系３２Ｂを駆動して尿素水噴射弁６４による尿素水の供給を制御する。なお、アンモニア供給系３２Ａにおいて、添加ノズル３４は、第１路２０Ｃに対してアンモニアを供給するように構成されている。
【００５２】
また、排気浄化装置６０は、第２収容部２０Ｆにおける選択還元型触媒３１の上流の温度である第１温度Ｔ１を検出する第１温度センサー６８と、第２収容部２０Ｆにおける後段酸化触媒６３の下流の温度である第２温度Ｔ２を検出する第２温度センサー６９とを有している。これら第１および第２温度センサー６８，６９の各々は、検出値を示す信号をＥＣＵ５０に出力することで取得部として機能する。ＥＣＵ５０は、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２とに基づいて第２収容部２０Ｆにおける温度勾配を演算する。そしてＥＣＵ５０は、例えば第１温度Ｔ１および温度勾配に基づいて選択還元型触媒３１の飽和対象部分における平均温度を触媒温度Ｔｃとして演算する。
【００５３】
上記第２実施形態の排気浄化装置６０によれば、第１実施形態に記載した（１）〜（６）に記載した作用効果に加えて、以下に示す作用効果を得ることができる。
（７）第１路２０Ｃよりも上方に連絡路２０Ｄが位置し、連絡路２０Ｄよりも上方に選択還元型触媒３１が収容された第２収容部２０Ｆが位置している。また、第１路２０Ｃに添加されたアンモニアは、排気ガスおよび空気よりも同じ温度での密度が小さい。そのため、第１路２０Ｃに添加されたアンモニアが選択還元型触媒３１に向かって流れやすくなることから、該アンモニアが選択還元型触媒３１に到達する確率を高めることができる。
【００５４】
（８）また、第１路２０Ｃに添加されたアンモニアが連絡路２０Ｄや第２路２０Ｅの通過時に拡散されることで、選択還元型触媒３１に流入するアンモニアの濃度分布の均一化を図ることもできる。これにより、選択還元型触媒３１は、上流側の部位から順に偏りなくアンモニアを吸着することができる。
【００５５】
なお、上記第２実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・第２実施形態において、連絡路２０Ｄは、略鉛直方向に延びていてもよいし、上下方向において傾斜する直線状に延びていてもよい。略鉛直方向に延びる連絡路、および、上下方向において傾斜する連絡路は、選択還元型触媒３１寄りの部位ほど上方に位置するように傾斜することが好ましい。また、連絡路２０Ｄは、直線状に延びるものであってもよいし、屈曲部や湾曲部などを有している形状であってもよい。こうした構成であっても、上記（８）に準ずる作用効果を得ることができる。
【００５６】
・排気浄化装置６０は、前段酸化触媒６１が割愛された構成であってもよいし、後段酸化触媒６３が割愛された構成であってもよい。
・ＤＰＦ６２は、表面に触媒層を有する触媒化ＤＰＦであってもよい。触媒層としては、選択還元型触媒３１と同様にアンモニアを還元剤としてＮＯｘを還元する触媒層が挙げられる。この場合、触媒化ＤＰＦの上流に新たな還元剤供給部３２が配設される。また、触媒層としては、炭化水素を還元剤としてＮＯｘを還元する触媒層が挙げられる。この場合、触媒化ＤＰＦの上流に炭化水素を供給する炭化水素供給部が配設される。
【符号の説明】
【００５７】
１０…ディーゼルエンジン、１１…シリンダーブロック、１２…シリンダー、１３…インジェクター、１４…インテークマニホールド、１５…エキゾーストマニホールド、１６…吸気通路、１７…ターボチャージャー、１８…コンプレッサー、１９…インタークーラー、２０…排気通路、２０Ａ…収容部、２０Ｂ…第１収容部、２０Ｃ…第１路、２０Ｄ…連絡路、２０Ｅ…第２路、２０Ｆ…第２収容部、２２…タービン、２５…ＥＧＲ通路、２６…ＥＧＲクーラー、２７…ＥＧＲ弁、３０…排気浄化装置、３１…選択還元型触媒、３２…還元剤供給部、３２Ａ…アンモニア供給系、３２Ｂ…尿素水供給系、３３…タンク、３４…添加ノズル、３５…供給通路、３６…ポンプ、３７…噴射弁、３８…アンモニア生成部、４５…温度センサー、４６…イグニッション、５０…ＥＣＵ、５１…プロセッサ、５１Ａ…タイマー、５２…メモリ、５３…入力インターフェース、５４…出力インターフェース、５５…バス、６０…排気浄化装置、６１…前段酸化触媒、６２…ＤＰＦ、６３…後段酸化触媒、６４…尿素水噴射弁、６５…供給通路、６６…ポンプ、６８…第１温度センサー、６９…第２温度センサー。
【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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