(57)【要約】【課題】触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量を正確に推定する。【解決手段】内燃機関の排気通路内に酸素過剰のもとでアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒２２を配置し、触媒２２に流量制御弁３３を介してアンモニア発生化合物を含む液体を供給する。アンモニア発生化合物が触媒２２内に貯蔵されてからの経過時間に基づいて触媒２２内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量を推定する。アンモニア発生化合物の推定貯蔵量が最大貯蔵量を越えたときにはアンモニア発生化合物を含む液体の供給を停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素過剰のもとでアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒を機関排気通路内に配置し、該触媒にアンモニア発生化合物を含む液体又は固体を供給するための供給手段と、該液体又は固体の供給量を制御するための供給制御手段とを具備し、該触媒は、触媒に供給された該液体又は固体内に含まれるアンモニア発生化合物の少なくとも一部を触媒内に貯蔵すると共に該触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物からアンモニアを発生して該発生したアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元する機能を有し、前記アンモニア発生化合物が変質して生成された変質物であって前記触媒に貯蔵されている変質物の量が許容値を越えたか否かを判断する判断手段と、前記触媒に貯蔵されている変質物の量が許容値を越えたと判断されたときに触媒から変質物を除去する除去手段とを更に具備した内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記除去手段は、前記触媒から前記変質物を除去するために触媒の温度を上昇させるか又は触媒周りの機関排気通路内の圧力を増大させる請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記判断手段は、アンモニア発生化合物が前記触媒内に貯蔵されてからの経過時間に基づいて該触媒内に貯蔵されている変質物の量を推定し、該変質物の推定貯蔵量が予め定められた設定値を越えたときに前記触媒に貯蔵されている変質物の量が許容値を越えたと判断するようにした請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記推定手段は、アンモニア発生化合物が前記触媒内に貯蔵されてからの経過時間と、アンモニア発生化合物が前記触媒内に貯蔵されているときの触媒の雰囲気と基づいて触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量を推定する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記雰囲気が、触媒周りの機関排気通路内の圧力と、触媒の温度と、触媒における排気ガスの空間速度とのうち少なくとも一つにより表される請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記アンモニア発生化合物を含む液体が尿素水溶液である請求項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】
酸素過剰のもとでアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒を機関排気通路内に配置し、この触媒にアンモニア発生化合物を含む液体例えば尿素水溶液を供給し、触媒に供給されたアンモニア発生化合物の少なくとも一部を触媒内に貯蔵すると共に触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物から発生したアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元するようにし、触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量を推定し、アンモニア発生化合物の推定貯蔵量が許容最大量よりも多くなったときには触媒へのアンモニア発生化合物の供給を停止し、アンモニア発生化合物の供給停止中にアンモニア発生化合物の推定貯蔵量が許容最小量よりも少なくなったときには触媒へのアンモニア発生化合物の供給を再開するようにした内燃機関が公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
触媒温度が低いときにはアンモニア発生化合物からアンモニアが直ちに発生しないので、加速運転が行われたときにアンモニア発生化合物の供給量を増大しても、多量のＮＯｘ量を確実に還元するための多量のアンモニアを発生させることができない。そこで前述の内燃機関では、前もって多量のアンモニア発生化合物を触媒に供給して触媒内に多量のアンモニア発生化合物を貯蔵させておき、加速運転時のように触媒温度が上昇したときに触媒内に貯蔵されている多量のアンモニア発生化合物から多量のアンモニアを発生させ、この多量のアンモニアでもって多量のＮＯｘを確実に還元するようにしている。
【０００４】
ところが、触媒に多量のアンモニア発生化合物を供給し続けると触媒がアンモニア発生化合物により飽和し、アンモニア発生化合物又はアンモニアが触媒内に貯蔵されることなく大気中に排出されることになる。そこで前述の内燃機関では、触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量を推定し、アンモニア発生化合物の推定貯蔵量が許容最大量よりも多くなったときには触媒へのアンモニア発生化合物の供給を停止し、アンモニア発生化合物の供給停止中にアンモニア発生化合物の推定貯蔵量が許容最小量よりも少なくなったときには触媒へのアンモニア発生化合物の供給を再開するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６８５０６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように触媒内のアンモニア発生化合物の貯蔵量に応じて触媒へのアンモニア発生化合物の供給を制御するときには、アンモニア発生化合物の推定貯蔵量を正確に求める必要がある。
【０００７】
ところで、触媒温度が低いときには触媒温度が上昇するとアンモニア発生化合物例えば尿素が形態変化し、この形態変化に伴ってアンモニアが少しずつ発生すると考えられている。すなわち、尿素はほぼ１３２℃においてビウレットに変化し、ビウレットはほぼ１９０℃においてシアヌル酸に変化し、シアヌル酸はほぼ３６０℃においてシアン酸又はイソシアン酸に変化し、このように形態が変化するのに伴ってアンモニアが発生すると考えられている。この場合、触媒温度が例えばほぼ１３２℃からほぼ１９０℃までに維持されているとビウレットはビウレットのまま維持されシアヌル酸に変化せず、ビウレットからシアヌル酸への変化に伴うアンモニア発生は生じないものと考えられていた。
【０００８】
ところが、本願発明者らによれば、触媒温度が例えばほぼ１３２℃からほぼ１９０℃までに維持されていても触媒に貯蔵されている時間が長くなるとビウレットがシアヌル酸に変化し、この変化に伴いアンモニアが発生することが判明したのである。すなわち、触媒温度がほぼ一定に維持されていたとしても、触媒内に貯蔵されている時間が長くなるにつれて触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量が次第に減少するのである。
【０００９】
しかしながら、前述の内燃機関では、触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量を推定するのにアンモニア発生化合物が触媒内に貯蔵されている時間をまったく考慮しておらず、アンモニア発生化合物の推定貯蔵量を正確に算出できないおそれがあるという問題点がある。
【００１０】
また、本願発明者らによれば、アンモニア発生化合物が触媒内に貯蔵されてからの経過時間が長くなると、アンモニア発生化合物が変質して変質物が生成されることも確認されている。この変質物は触媒温度が低く維持されると触媒内に貯蔵され続け、このため時間の経過と共に触媒内に貯蔵されている変質物の量が次第に多くなる。その結果、新たに供給されるアンモニア発生化合物が貯蔵されるべき触媒上のサイトが減少し、触媒内に新たに貯蔵されうるアンモニア発生化合物の量が減少するおそれがある。
【００１１】
しかしながら、前述の内燃機関では、触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量を推定するのに触媒内に貯蔵されている変質物の量を考慮しておらず、アンモニア発生化合物の推定貯蔵量を正確に算出できないおそれがあるという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために本発明の一観点によれば、酸素過剰のもとでアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒を機関排気通路内に配置し、該触媒にアンモニア発生化合物を含む液体又は固体を供給するための供給手段と、該液体又は固体の供給量を制御するための供給制御手段とを具備し、該触媒は、触媒に供給された該液体又は固体内に含まれるアンモニア発生化合物の少なくとも一部を触媒内に貯蔵すると共に該触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物からアンモニアを発生して該発生したアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元する機能を有し、アンモニア発生化合物が前記触媒内に貯蔵されてからの経過時間に基づいて該触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量を推定する推定手段を更に具備し、前記供給制御手段は、アンモニア発生化合物の推定貯蔵量に応じて前記液体の供給量を制御するようにしている。
【００１３】
また、前記課題を解決するために本発明の別観点によれば、酸素過剰のもとでアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒を機関排気通路内に配置し、該触媒にアンモニア発生化合物を含む液体又は固体を供給するための供給手段と、該液体又は固体の供給量を制御するための供給制御手段とを具備し、該触媒は、触媒に供給された該液体又は固体内に含まれるアンモニア発生化合物の少なくとも一部を触媒内に貯蔵すると共に該触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物からアンモニアを発生して該発生したアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元する機能を有し、前記アンモニア発生化合物が変質して生成された変質物であって前記触媒に貯蔵されている変質物の量が許容値を越えたか否かを判断する判断手段と、前記触媒に貯蔵されている変質物の量が許容値を越えたと判断されたときに触媒から変質物を除去する除去手段とを更に具備している。
【発明の効果】
【００１４】
触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量を正確に推定することができ、ＮＯｘを確実に還元することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】触媒内に貯蔵されてからの時間による尿素の形態変化を説明するためのである。
【図３】ＮＯｘ還元処理を示すタイムチャートである。
【図４】本発明による実施例を説明するための図である。
【図５】排気ガス中のＮＯｘに対し化学量論量となる尿素量を示す図である。
【図６】尿素の貯蔵割合を示す図である。
【図７】アンモニアの放出割合を示す図である。
【図８】アンモニアの放出割合を示す図である。
【図９】変質物の生成割合を示す図である。
【図１０】尿素水溶液の供給制御を行うためのフローチャートである。
【図１１】尿素水溶液の供給制御を行うためのフローチャートである。
【図１２】供給制御Ｉを実行するためのフローチャートである。
【図１３】供給制御ＩＩを実行するためのフローチャートである。
【図１４】尿素増量比を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。なお、本発明はガソリン機関にも適用することができる。
【００１７】
図１を参照すると、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートをそれぞれ示す。吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３及びエアフロメータ１４を介してエアクリーナ１５に連結される。吸気ダクト１３内にはステップモータ１６により駆動されるスロットル弁１７が配置される。
【００１８】
一方、排気ポート１０は排気マニホルド１８を介して触媒１９を内蔵した第１の触媒コンバータ２０の入口部に連結され、第１の触媒コンバータ２０の出口部は排気管２１を介して触媒２２を内蔵した第２の触媒コンバータ２３に連結される。図１に示される実施例では触媒１９は酸化機能を有する触媒、例えば酸化触媒又は三元触媒からなり、触媒２２は酸素過剰のもとでアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適したＮＯｘ選択還元触媒からなる。
【００１９】
排気マニホルド１８とサージタンク１２とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２４を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路２４内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２５が配置される。各燃料噴射弁６は燃料供給管２６を介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール２７に連結される。このコモンレール２７内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２８から燃料が供給され、コモンレール２７内に供給された燃料は各燃料供給管２６を介して燃料噴射弁６に供給される。コモンレール２７にはコモンレール２７内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ２９が取付けられ、燃料圧センサ２９の出力信号に基づいてコモンレール２７内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ２８の吐出量が制御される。
【００２０】
一方、アンモニアを発生するアンモニア発生化合物を含む液体がタンク３０内に貯えられており、タンク３０内に貯えられているアンモニア発生化合物を含む液体は供給導管３１、供給ポンプ３２及び電磁制御式流量制御弁３３を介して排気管２１内に供給される。
【００２１】
電子制御ユニット４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４４、入力ポート４５及び出力ポート４６を具備する。エアフローメータ１４は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。また、燃料圧センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。一方、機関本体１には機関冷却水温を検出するための水温センサ３４が取付けられ、排気管２１内には排気管２１内を流れる排気ガスの温度を検出するための温度センサ３５が配置され、第２の触媒コンバータ２３内には第２の触媒コンバータ２３内の圧力すなわち触媒２２周りの圧力Ｐｃを検出するための圧力センサ３６が配置される。これら水温センサ３４、温度センサ３５及び圧力センサ３６の出力信号はそれぞれ々対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。
【００２２】
アクセルペダル５０にはアクセルペダル５０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ５１が接続され、負荷センサ５１の出力電圧は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。更に入力ポート４５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５２が接続される。また、入力ポート４５にはスタータスイッチ５３の作動信号が入力される。一方、出力ポート４６は対応する駆動回路５４を介して燃料噴射弁６、ステップモータ１６、ＥＧＲ制御弁２５、燃料ポンプ２８、ポンプ３２及び流量制御弁３３に接続される。
【００２３】
さて、前述したように触媒２２上流の排気管２１内にはアンモニア発生化合物を含む液体が供給される。アンモニアを発生しうるアンモニア発生化合物については種々の化合物が存在し、したがってアンモニア発生化合物として種々の化合物を用いることができる。本発明による実施例ではアンモニア発生化合物として尿素を用いており、アンモニア発生化合物を含む液体として尿素水溶液を用いているが、ギ酸アンモニウムを用いることもできる。あるいは、アンモニア発生化合物を含む固体、例えば尿素、カルバミン酸アンモニウム等のアンモニア由来の固体還元剤を供給することもできる。以下、触媒２２上流の排気管２１内に尿素水溶液を供給する場合を例にとって本発明を説明する。
【００２４】
一方、前述したように触媒２２はＮＯｘ選択還元触媒からなり、図１に示す実施例ではこのＮＯｘ選択還元触媒としてチタニアを担体とし、この担体上に酸化バナジウムを担持した触媒Ｖ２Ｏ５／ＴｉＯ２（以下、バナジウム・チタニア触媒という）、又はゼオライトもしくは上記触媒の混合触媒を担体とし、この担体上に銅を担持した触媒Ｃｕ／ＺＳＭ５（以下、銅ゼオライト触媒という）が用いられている。
【００２５】
過剰酸素を含んでいる排気ガス中に尿素水溶液を供給すると排気ガス中に含まれるＮＯは触媒２２上において尿素ＣＯ（ＮＨ２）２から発生するアンモニアＮＨ３により還元される（例えば２ＮＨ３＋２ＮＯ＋１／２Ｏ２→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ）。
【００２６】
触媒２２の温度がほぼ３５０℃以上のときに触媒２２に尿素水溶液を供給すると尿素水溶液中の尿素が一気に熱分解して尿素からアンモニアが一気に発生し、このとき尿素量が排気ガス中のＮＯｘ量に対して化学量論量以上となるように尿素水溶液を供給すれば排気ガス中のＮＯｘをほぼ完全に浄化することができる。本発明による実施例では、触媒２２の温度がほぼ３５０℃以上のときには尿素量が排気ガス中のＮＯｘ量に対して化学量論量となるように尿素水溶液を供給している。
【００２７】
これに対し、触媒２２の温度が尿素の熱分解温度であるほぼ１３２℃以下のときに触媒２２に尿素水溶液を供給すると尿素水溶液中の尿素は触媒２２内に貯蔵され、この貯蔵された尿素からはアンモニアはほとんど発生しない。
【００２８】
一方、触媒２２の温度がほぼ１３２℃からほぼ３５０℃までのときには触媒２２内に貯蔵されている尿素からアンモニアが少しずつ発生され放出される。この場合のアンモニア発生は触媒２２上において尿素が形態変化するためであると考えられている。すなわち、尿素はほぼ１３２℃においてビウレットに変化し、ビウレットはほぼ１９０℃においてシアヌル酸に変化し、シアヌル酸はほぼ３６０℃においてシアン酸又はイソシアン酸に変化する。このように温度上昇による形態変化の過程で少しずつアンモニアが発生するものと考えられ、したがって触媒２２の温度が上昇するにつれて触媒２２から少しずつアンモニアが放出される。
【００２９】
さらに、本願発明者らによれば、触媒２２の温度が一定に維持されていても触媒２２内に貯蔵されてからの時間が経過するにつれて尿素が形態変化し、この形態変化に伴ってアンモニアが発生することが確認されている。図２（Ａ）及び（Ｂ）は尿素を大気開放下で一定温度に保持した場合の成分割合の経時変化を示す実験結果であり、図２（Ａ）は尿素を１８０℃に、図２（Ｂ）は１５０℃にそれぞれ保持した場合を示している。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、尿素が一定温度に保持されてからの経過時間が長くなるにつれて尿素の割合が減少し、ビウレット、シアヌル酸及びアンモニアの割合が増大する。経過時間がさらに長くなると尿素及びビウレットの割合が減少し、シアヌル酸及びアンモニアの割合が増大する。すなわち例えば尿素の温度がほぼ１３２℃からほぼ３５０℃までの間に保持されたときには、尿素がビウレットに形態変化しビウレットの形に保持されるのではなくて、ビウレットからシアヌル酸への形態変化が生じ、この形態変化に伴ってアンモニアが発生するのである。また、図２（Ａ）及び（Ｂ）から、尿素の温度が高くなるにつれて形態変化速度が高くなり、尿素の温度が高くなるにつれてアンモニア発生速度が高くなることがわかる。
【００３０】
したがって、一般化して言うと、触媒２２は、触媒２２に供給された液体内に含まれるアンモニア発生化合物の少なくとも一部を触媒２２内に貯蔵すると共に、触媒２２の温度が上昇するにつれて又は触媒２２内に貯蔵されてからの経過時間が長くなるにつれて触媒２２内に貯蔵されているアンモニア発生化合物からアンモニアを発生してこの発生したアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元する機能を有しているということになる。
【００３１】
このように触媒２２の温度がほぼ１３２℃からほぼ３５０℃までの間にあるときには触媒２２内に貯蔵されている尿素から発生するアンモニア量はそれほど多くない。また、このときにも触媒２２に供給された尿素水溶液中の尿素の一部が排気ガス中で熱分解しアンモニアを発生するが、このような熱分解により発生するアンモニア量もさほど多くない。
【００３２】
触媒２２の温度がほぼ１３２℃からほぼ３５０℃までのほぼ一定温度に維持されているときにＮＯｘ浄化率を高くするためには触媒２２から発生するアンモニア量を増大させ、排気ガス中において尿素水溶液中の尿素から発生するアンモニア量を増大させればよく、そのためには供給される尿素量を増大させればよいことになる。そこで本発明による実施例では触媒２２の温度がほぼ１３２℃からほぼ３５０℃の間でさほど変化しないときには尿素量が排気ガス中のＮＯｘ量に対して化学量論量以上となるように尿素水溶液を供給している。
【００３３】
このように触媒２２の温度がほぼ１３２℃からほぼ３５０℃の間でさほど変化しない場合には化学量論量以上の量の尿素を供給することによってＮＯｘ浄化率を高くすることができる。しかしながら例えば加速運転時のように排気ガス温が急激に上昇し、触媒２２の温度が急激に上昇する場合にはたとえ化学量論量以上の量の尿素を供給してもＮＯｘ浄化率を高くすることはできない。
【００３４】
すなわち、低負荷運転状態から加速運転すべく高負荷運転状態に移行すると排気ガス温が急激に上昇するために触媒２２の温度も急激に上昇する。一方、機関の運転状態が高負荷運転に移行すると排気ガス中のＮＯｘ量が急激に増大する。しかしながらこのとき急激に増大したＮＯｘに対する化学量論量以上の尿素を供給すべく尿素水溶液の供給量を急激に増大させても前述したように急激に増大された尿素からはしばらくしないとアンモニアが発生せず、実際に試験をしてみると加速運転中に急激に増大された尿素からはほとんどアンモニアが発生しない。したがって加速運転時には触媒２２から放出されるアンモニア量が、増大したＮＯｘを還元するのに必要なアンモニア量に比べて大巾に少なくなり、斯くして高いＮＯｘ浄化率を得ることができない。
【００３５】
そこで本発明による実施例では例えば加速運転時におけるように排気ガス中のＮＯｘ量が増大しかつ触媒２２の温度が上昇するときに高いＮＯｘ浄化率が得られるように、触媒２２が温度上昇を開始する前に多量の尿素、すなわち多量のアンモニア発生化合物を触媒２２内に貯蔵させておき、触媒２２の温度が急激に上昇したときに触媒２２内に貯蔵されているアンモニア発生化合物から多量のアンモニアを放出させ、放出された多量のアンモニアによって排気ガス中のＮＯｘを還元するようにしている。
【００３６】
もう少し詳しく言うと本発明による実施例では触媒２２の温度領域が、尿素水溶液中の尿素、すなわちアンモニア発生化合物を触媒２２内に貯蔵しかつ貯蔵したアンモニア発生化合物からアンモニアがほとんど放出しないアンモニア発生化合物貯蔵領域であるか、又は貯蔵したアンモニア発生化合物から少しずつアンモニアを放出させるアンモニア放出領域であるかを判断し、触媒２２の温度がアンモニア放出領域となったときに必要量のアンモニアを放出させるのに十分なアンモニア発生化合物を前もって触媒２２内に貯蔵させておくために、必要とされる十分な量の尿素水溶液を触媒２２の温度がアンモニア発生化合物貯蔵領域であると判断されたとき触媒２２に供給するようにしている。
【００３７】
ここでアンモニア発生化合物貯蔵領域は触媒２２の温度がほぼ１３２℃以下の温度領域を示しており、アンモニア放出領域は触媒２２の温度がほぼ１３２℃からほぼ３５０℃の間の温度領域を示している。触媒２２の温度がほぼ１３２℃よりも低いときには供給された尿素水溶液中の尿素、すなわちアンモニア発生化合物は触媒２２内に貯蔵され、このとき貯蔵されたアンモニア発生化合物からはほとんどアンモニアが発生しない。また、このとき排気ガス中において尿素からアンモニアが発生したとしてもその量は極めて少量である。したがって触媒２２の温度がアンモニア発生化合物貯蔵領域内にあるときに尿素水溶液が供給されると尿素水溶液中の尿素、すなわちアンモニア発生化合物の大部分は触媒２２内に貯蔵されることになる。
【００３８】
一方、触媒２２の温度がほぼ１３２℃からほぼ３５０℃の間にあるときには、すなわち触媒２２の温度がアンモニア放出領域にあるときには触媒２２内に貯蔵されているアンモニア発生化合物からアンモニアが放出される。
【００３９】
概略的に云って機関始動時、暖機運転時、低負荷運転時及び減速運転時には触媒２２の温度はアンモニア発生化合物貯蔵領域となり、したがって本発明による実施例では機関始動時、暖機運転時、低負荷運転時及び減速運転時には多量の尿素水溶液を供給し、触媒２２が貯蔵しうるアンモニア発生化合物の最大貯蔵量を越えない範囲で触媒２２内に尿素、すなわちアンモニア発生化合物を貯蔵するようにしている。したがって加速運転が行われたときには触媒２２内に貯蔵されたアンモニア発生化合物から多量のアンモニアが放出せしめられ、斯くして排気ガス中のＮＯｘが良好に浄化せしめられる。
【００４０】
次に図３を参照しながら尿素水溶液の供給制御の一例を説明する。なお、図３には要求負荷Ｌ、燃焼室５から排出された排気ガス中のＮＯｘ量、触媒２２の温度Ｔｃ、尿素水溶液の供給量、及び触媒２２内に貯蔵されたアンモニア発生化合物の貯蔵量の変化が示されている。また、図３の尿素水溶液の供給量において破線は尿素量が排気ガス中のＮＯｘ量に対して化学量論量となるような尿素水溶液の供給量を示しており、実線は実際に供給される尿素水溶液の量を示している。
【００４１】
図３において運転領域Ｉは機関始動時又は暖機運転時、又はアイドリング運転を含む低負荷運転時を示している。このときには図３に示されるように排気ガス中のＮＯｘ量は少なく、また触媒２２の温度Ｔｃがアンモニア発生化合物貯蔵領域内にある。このときには供給される尿素量が排気ガス中のＮＯｘ量に対し化学量論量以上となるように、例えば尿素の供給量が化学量論量の尿素量の２倍から４倍となるように尿素水溶液が供給される。したがってこのとき触媒２２内に貯蔵されている尿素、すなわちアンモニア発生化合物の貯蔵量は次第に増大する。
【００４２】
次いで要求負荷Ｌが急激に高められ、加速運転が行われたとする。要求負荷Ｌが急激に高められると排気ガス中のＮＯｘ量は急激に増大する。またこのとき排気ガス温が急激に上昇するために触媒２２の温度Ｔｃも急速に上昇し、触媒２２の温度Ｔｃがアンモニア放出領域となる。このとき、触媒２２内に貯蔵されたアンモニア発生化合物から多量のアンモニアが放出され、放出されたアンモニアによって排気ガス中のＮＯｘが良好に浄化される。このようにこのときアンモニア発生化合物から多量のアンモニアが放出されるので触媒２２内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量は急激に低下する。
【００４３】
一方、触媒２２内に貯蔵されているアンモニア発生化合物から発生するアンモニアによって排気ガス中の全ＮＯｘを還元しえない場合には排気ガス中において尿素水溶液中の尿素から発生するアンモニアによって排気ガス中の残りのＮＯｘを還元するために加速運転中にも尿素水溶液が供給される。図３に示す例では加速運転が開始されると尿素水溶液の供給量は一旦減少せしめられ、次いで増大せしめられる。無論、加速運転時に触媒２２内に貯蔵されているアンモニア発生化合物から発生するアンモニアによって排気ガス中のＮＯｘを十分に浄化しうる場合には加速運転時に尿素水溶液の供給を停止してもよい。
【００４４】
次いで運転領域ＩＩにおいて定常運転が行われ、このとき触媒２２の温度Ｔｃがアンモニア放出領域に維持されていたとする。このとき図３に示す例では排気ガス中のＮＯｘを良好に浄化するために尿素の供給量が化学量論量以上となるように尿素水溶液が供給される。したがってこのとき触媒２２内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量は少しずつ増大する。
【００４５】
次いで運転領域ＩＩＩにおいて要求負荷Ｌが高められ、次いで高負荷のもとで定常運転が行われ、運転領域ＩＩＩにおいて触媒２２の温度Ｔｃがほぼ３５０℃を越えると共に高負荷運転状態のもとでは触媒２２の温度Ｔｃがほぼ３５０℃以上に維持されていたとする。この場合、運転領域ＩＩＩにおいて触媒２２の温度Ｔｃが上昇すると触媒２２に貯蔵されたアンモニア発生化合物から放出されるアンモニア量が増大し、斯くして触媒２２内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量が減少する。また、図３に示す例ではこのときにも尿素水溶液の供給量が減少せしめられる。
【００４６】
一方、触媒２２の温度Ｔｃがほぼ３５０℃を越えると前述したように供給された尿素水溶液中の全ての尿素はただちにアンモニアに熱分解され、このアンモニアによって排気ガス中のＮＯｘがただちに還元される。したがってこのとき供給される尿素量が排気ガス中のＮＯｘ量に対して化学量論量となるようにすれば排気ガス中のＮＯｘを完全に浄化できることになる。したがって図３に示されるように触媒２２の温度Ｔｃがほぼ３５０℃以上となっているときには供給される尿素量が排気ガス中のＮＯｘ量に対して化学量論量となるように尿素水溶液が供給される。なお、このときには触媒２２内にアンモニア発生化合物が全く貯蔵されず、したがってこのときには図３に示されるように触媒２２内に貯蔵されているアンモニア化合物の量は零となる。
【００４７】
次いで減速運転が行われ、燃料の供給が停止されたとする。このときには排気ガス中のＮＯｘ量は零となり、また触媒２２の温度Ｔｃは急速に低下する。このとき図３に示す例では運転領域Ｉと同様に供給される尿素量が低負荷運転時における排気ガス中のＮＯｘ量に対し化学量論量以上の尿素量となるように尿素水溶液が供給される。したがって減速運転が開始されると触媒２２内に貯蔵されているアンモニア発生化合物の量が増大せしめられる。
【００４８】
触媒２２の温度Ｔｃがほぼ３５０℃以上になったときに排気ガス中のＮＯｘ量に対し化学量論量よりも多い尿素を供給するとアンモニアが大気中に排出される。したがって触媒２２の温度Ｔｃがほぼ３５０℃以上になったときには尿素水溶液の供給量を尿素量が正確に化学量論量となるように制御する必要がある。あるいは触媒２２下流の排気通路内にアンモニアを浄化するための追加の触媒を配置する必要がある。
【００４９】
一方、触媒２２の温度Ｔｃがほぼ３５０℃以下のときにも尿素水溶液の供給量を極度に増大すると大気中にアンモニアが排出され、したがってこのときにも大気中にアンモニアが放出されないように尿素水溶液を供給することが要求される。なお、本発明者の実験によれば機関の運転状態を一定のパターンに沿って変化させ、このとき触媒２２の温度Ｔｃがほぼ１９０℃からほぼ３５０℃の間で変化した場合、触媒２２としてバナジウム・チタニア触媒を用いたときには化学量論量の尿素量の３倍近くの尿素を供給しても大気中にアンモニアが放出されることがなく、触媒２２として銅ゼオライト触媒を用いたときには化学量論量の尿素量の４倍以上の尿素を供給しても大気中にアンモニアが放出されることがないことが確かめられている。
【００５０】
次に本発明の実施例による尿素水溶液の供給制御について説明する。
【００５１】
本発明による実施例では流量制御弁３３から単位時間当たりに供給されたアンモニア発生化合物を一つの塊ないしアンモニア発生化合物部分として考え、これらアンモニア発生化合物部分が順次供給されるものと考えている。具体的には、図４に示されるように触媒２２にｊ番目の供給作用によりアンモニア発生化合物部分が量ＱＥｊ（ｊ＝１，２，…）だけ供給される。アンモニア発生化合物部分の供給量ＱＥｊのうち量ＱＳＴｊ（＝ＱＥｊ・ＳＴ）だけ触媒２２内に貯蔵され、残り（＝ＱＥｊ・（１−ＳＴ））は熱分解する。その後、触媒２２内に貯蔵されたアンモニア発生化合物部分から単位時間当たりＱＳＴｊ・ＬＥ１ｊ又はＱＳＴｊ・ＬＥ２ｊずつアンモニアが発生し、その結果アンモニア発生化合物部分の貯蔵量ＱＳＴｊはその分ずつ減少する。
【００５２】
単位時間当たりに燃焼室５から排出されるＮＯｘ量は機関負荷が高くなると増大し、したがって図５（Ａ）に示されるように単位時間当たり燃焼室５から排出されるＮＯｘ量は触媒２２への流入排気ガス温Ｔｉが高くなるほど多くなる。また、図５（Ｂ）に示されるように単位時間当たり燃焼室５から排出されるＮＯｘ量は吸入空気量Ｇａに比例する。したがって排気ガス中のＮＯｘ量に対し化学量論量となる単位時間当たりの尿素量ＱＥは排気ガス温Ｔｉ及び吸入空気量Ｑａの関数となる。本発明による実施例では単位時間当たりに供給すべき化学量論量の尿素量ＱＥが排気ガス温Ｔｉ及び吸入空気量Ｇａの関数として図５（Ｃ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。
【００５３】
なお、このように排気ガス温Ｔｉ及び吸入空気量Ｑａに基づいて尿素量ＱＥを算出する代りに排気ガス中の実際のＮＯｘ濃度を検出してこのＮＯｘ濃度から尿素量ＱＥを算出することもできる。この場合には触媒２２上流の排気管２１内にＮＯｘ濃度センサが取付けられ、ＮＯｘ濃度センサにより検出されたＮＯｘ濃度と吸入空気量Ｇａから単位時間当たりに燃焼室５から排出されるＮＯｘ量が求められ、このＮＯｘ量に基づいてＮＯｘ量に対し化学量論量となる単位時間当たりの尿素量ＱＥが算出される。
【００５４】
一方、排気ガス中で熱分解する尿素量は触媒２２に流入する排気ガス温Ｔｉが高くなるほど増大し、したがって尿素の貯蔵割合ＳＴは図６に示されるように排気ガス温Ｔｉが高くなるほど低下する。
【００５５】
また、触媒２２の温度Ｔｃがさほど変化しない定常運転時には前述したように触媒２２の温度Ｔｃが高くなるにつれて、触媒２２に貯蔵されたアンモニア発生化合物から放出されるアンモニア量が増大する。したがって、このとき触媒２２に貯蔵されたアンモニア発生化合物から単位時間当たりに放出されるアンモニアの割合ＮＨ３は図７（Ａ）に示されるように触媒２２に流入する排気ガス温Ｔｉが高くなるほど増大する。一方、触媒２２周りの圧力Ｐｃが低くなるほど触媒２２に貯蔵されたアンモニア発生化合物から放出されるアンモニア量が増大し、したがって図７（Ｂ）に示すように触媒２２に貯蔵されているアンモニア発生化合物から単位時間当たりに放出されるアンモニアの割合ＮＨ３は触媒２２周りの圧力Ｐｃが低くなるほど増大する。さらに、アンモニア発生化合物が触媒２２に貯蔵されてからの経過時間ｔが長くなるほど触媒２２に貯蔵されたアンモニア発生化合物部分から放出されるアンモニア量が増大し、経過時間ｔが更に長くなると触媒２２に貯蔵されたアンモニア発生化合物部分から放出されるアンモニア量が減少する。したがって触媒２２に貯蔵されているアンモニア発生化合物から単位時間当たりに放出されるアンモニアの割合ＮＨ３は図７（Ｃ）に示すように経過時間ｔが短いときには経過時間ｔが長くなるほど増大し、経過時間ｔが長いときには経過時間ｔが長くなるほど減少する。本発明による実施例では定常運転時において触媒２２に貯蔵されているアンモニア発生化合物から単位時間当たりに放出されるアンモニアの割合ＬＥ１が排気ガス温Ｔｉ、触媒２２周りの圧力Ｐｃ及び経過時間ｔの関数として図７（Ｄ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。
【００５６】
これに対し、加速運転時のように触媒２２の温度が急速に上昇するときには前述したように触媒２２の温度上昇前に触媒２２に貯蔵されているアンモニア発生化合物から少しずつアンモニアが放出する。このとき触媒２２に貯蔵されているアンモニア発生化合物から単位時間当たりに放出されるアンモニアの割合ＮＨ３は図８（Ａ）に示されるように触媒２２への流入排気ガス温Ｔｉに応じて変化する。またこの場合も図８（Ｂ）に示されるように触媒２２に貯蔵されているアンモニア発生化合物から単位時間当たりに放出されるアンモニアの割合ＮＨ３は触媒２２周りの圧力Ｐｃが低くなるほど増大する。本発明による実施例では触媒２２の温度Ｔｃが急速に上昇するときに触媒２２に貯蔵されているアンモニア発生化合物から単位時間当たりに放出されるアンモニアの割合ＬＥ２が、排気ガス温Ｔｉ及び触媒２２周りの圧力Ｐｃの関数として図８（Ｃ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。
【００５７】
なお、排気ガスの空間速度が速くなるほど触媒２２に貯蔵されたアンモニア発生化合物から放出されるアンモニア量が増大し、したがって触媒２２に貯蔵されているアンモニア発生化合物から単位時間当たりに放出されるアンモニアの割合ＮＨ３は吸入空気量Ｇａが増大するほど増大する。そこで触媒２２に貯蔵されているアンモニア発生化合物から単位時間当たりに放出されるアンモニアの割合ＬＥ１，ＬＥ２をそれぞれ吸入空気量Ｇａでもって補正することもできる。
【００５８】
ところで、アンモニア発生化合物は触媒２２上で時間の経過と共に少しずつ変質し、図４に示されるように変質物ＡＬを生成する。この変質物ＡＬがどのようなものであるかは必ずしも明らかにされていないが、変質物ＡＬは例えば機関低負荷運転が継続されて触媒温度が低く維持されると触媒２２内に貯蔵され続け、このため時間の経過と共に触媒２２内に貯蔵されている変質物ＡＬの量が次第に多くなる。その結果、触媒２２内に新たに貯蔵されうるアンモニア発生化合物の量が減少するおそれがある。また、触媒２２内に実際に貯蔵されるアンモニア発生化合物の量が前述したＱＥｊ・ＳＴから逸脱するおそれがある。この変質物ＡＬの量が更に多くなると触媒２２が目詰まりするおそれもある。
【００５９】
そこで本発明による実施例では、触媒２２内に貯蔵されている変質物ＡＬの量ＱＡＬを推定し、変質物の貯蔵量ＱＡＬが予め定められた設定量を越えたときには、変質物ＡＬを触媒２２から除去するための除去処理を行うようにしている。その結果、新たに供給されたアンモニア発生化合物を確実に触媒２２内に貯蔵させることができ、アンモニア発生化合物の貯蔵量を正確に推定することができる。
【００６０】
触媒２２内に貯蔵されてからの経過時間ｔが長くなるにつれて、触媒２２内に貯蔵されたアンモニア発生化合物部分から生成される変質物ＡＬの量が増大する。したがって、アンモニア発生化合物部分の変質割合又は変質物の生成割合ＡＬは図９に示されるように経過時間ｔが長くなるにつれて大きくなる。
【００６１】
一方、変質物ＡＬは吸着によって触媒２２内に貯蔵されていると考えられており、したがって触媒２２の温度Ｔｃを例えば４５０℃以上まで一時的に昇温するか、触媒２２周りの圧力を一時的に低下させれば変質物を触媒２２から除去することができる。本発明による実施例では触媒２２の温度Ｔｃを４５０℃以上まで昇温することにより除去処理が行われる。触媒２２の温度Ｔｃを昇温するために、例えば燃焼行程又は排気行程に燃料噴射弁６から追加の燃料を噴射したり、燃料噴射時期を遅角したりすることができる。
【００６２】
図１０から図１３は本発明による実施例の尿素水溶液の供給制御を実行するためのルーチンを示しており、このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行される。
【００６３】
図１０及び図１１を参照するとまず初めにステップ１００においてアンモニア発生化合物の供給作用の実行回数を表すパラメータｋ（＝１，２，…）が１だけインクリメントされる。なお、このパラメータｋはスタータスイッチ５３がオンにされたときにゼロに初期化される。次いでステップ１０１では機関始動時であるか否かが判別される。機関始動時であるときにはステップ１０３にジャンプし、機関始動時でないときにはステップ１０２に進み、減速運転時であるか否かが判別される。減速運転時であるときにはステップ１０３に進む。ステップ１０３ではＥＧＲ制御弁２５が閉弁せしめられ、ＥＧＲガスの供給が停止される。次いでステップ１０４に進んで供給制御Ｉが実行される。
【００６４】
一方、ステップ１０２において減速時でないと判断されたときにはステップ１０５に進んで温度センサ３５により検出された排気ガス温Ｔｉが予め定められた温度、例えば３５０℃よりも高いか否かが判別される。Ｔｉ≦３５０℃のときにはステップ１０６に進んで加速運転時か否かが判別される。加速運転時でないときにはステップ１０４に進む。すなわち、ステップ１０４に進むのは始動時及び減速時、及びＴｉ≦３５０℃であって加速運転時でないときである。
【００６５】
ステップ１０４において行われる供給制御Ｉは図１２に示されている。図１２を参照するとまず初めにステップ２００では各アンモニア発生化合物部分（ｊ＝１，２，…，ｋ−１）について図７（Ｄ）に示すマップからアンモニアの放出割合ＬＥ１ｊが算出され、単位時間当たりのアンモニア放出量ＱＬＥｊが算出される（ＱＬＥｊ＝ＱＳＴｊ・ＬＥ１ｊ）。次いでステップ２０１では各アンモニア発生化合物部分の貯蔵量ＱＳＴｊが算出される（ｊ＝１，２，…，ｋ−１）。次いでステップ２０２では各アンモニア発生化合物部分（ｊ＝１，２，…，ｋ−１）について変質物の生成割合ＡＬｊが図９のマップから算出され、各アンモニア発生化合物部分から生成された変質物の量ＱＡＬｊが算出される（ＱＡＬｊ＝ＱＳＴｊ・ＬＥ１ｊ）。次いでステップ２０３において尿素水溶液の供給を停止すべきことを示す供給停止フラグがセットされているか否かが判別される。供給停止フラグがセットされていないときにはステップ２０４に進み、エアフローメータ１４及び温度センサ３５の出力信号に基づき図５（Ｃ）に示されるマップから単位時間当たりに供給すべき化学量論量の尿素量ＱＥが算出される。次いでステップ２０５では化学量論量に対する実際の供給尿素量の比、すなわち尿素増量比Ｋが算出される。この尿素増量比Ｋは図１４に示されるように１．０よりも大きく、この尿素増量比Ｋは触媒２２への流入排気ガス温Ｔｉが高くなるにつれて小さくなる。図１４に示す例では排気ガス温Ｔｉが低いときには尿素増量比Ｋがほぼ４．０とされている。次いでステップ２０６では単位時間当たりに供給すべき化学量論量の尿素量ＱＥに尿素増量比Ｋを乗算することによって単位時間当たりに実際に供給すべき尿素量ＱＥ（＝Ｋ・ＱＥ）が算出される。次いでステップ２０７ではこの尿素量ＱＥに補正係数Ｃを乗算することによって単位時間当たりに供給すべき尿素水溶液の量Ｑが算出される。尿素水溶液として３０重量パーセントの尿素水溶液を用いた場合にはこの補正係数Ｃの値は（１００＋３０）／３０＝４．３となる。単位時間当たりの尿素水溶液の供給量Ｑが算出されると尿素水溶液の供給量がＱとなるように流量制御弁３３が制御される。次いでステップ２０８では図６に示されるマップから尿素の貯蔵割合ＳＴが算出される。次いでステップ２０９では尿素の貯蔵割合ＳＴに尿素供給量ＱＥを乗算することによって単位時間当たりに触媒２２内に新たに貯蔵されるアンモニア発生化合物部分量ＱＳＴｋ（＝ＱＥ・ＳＴ）が算出される。次いで図１１のステップ１０８に進む。
【００６６】
一方、ステップ２０３において供給停止フラグがセットされていると判断されたときにはステップ２１０に進んで単位時間当たりに供給すべき尿素水溶液の量Ｑが零とされる。すなわち、このときには尿素水溶液の供給が停止される。したがって始動時、又は減速時、又はＴｉ≦３５０℃であってかつ加速運転時でないときには供給停止フラグがセットされていない限り尿素量が化学量論量以上となるように尿素水溶液が供給される。次いでステップ２１１では単位時間に新たに貯蔵されるアンモニア発生化合物部分量ＱＳＴｋが零とされる。
【００６７】
一方、ステップ１０６において加速運転時であると判別されたときにはステップ１０７に進んで供給制御ＩＩが実行される。この供給制御ＩＩが図１３に示されている。
【００６８】
図１３を参照するとまず初めにステップ２５０において加速運転開始時に触媒２２内に貯蔵されているアンモニア発生化合物部分の量ＱＳＴｊがそれぞれ初期値ＱＳＴ０ｊとされる（ｊ＝１，２，…，ｋ−１）。次いでステップ２５１では各アンモニア発生化合物部分（ｊ＝１，２，…，ｋ−１）について図８（Ｃ）に示すマップからアンモニアの放出割合ＬＥ２ｊが算出され、単位時間当たりのアンモニア放出量ＱＬＥｊが算出される（ＱＬＥｊ＝ＱＳＴ０ｊ・ＬＥ２ｊ）。次いでステップ２５２では各アンモニア発生化合物部分の貯蔵量ＱＳＴｊが算出される（ｊ＝１，２，…，ｋ−１）。次いでステップ２５３では各アンモニア発生化合物部分（ｊ＝１，２，…，ｋ−１）について変質物の生成割合ＡＬｊが図９のマップから算出され、変質物生成量ＱＡＬｊが算出される（ＱＡＬｊ＝ＱＳＴｊ・ＬＥ１ｊ）。
【００６９】
次いでステップ２５４では触媒２２内のアンモニア発生化合物から放出されたアンモニアにより還元することのできない排気ガス中のＮＯｘを還元させるのに必要な尿素量ＱＥが算出される。次いでステップ２５５ではこの尿素量ＱＥに前述した補正係数Ｃを乗算することによって単位時間当たりに供給すべき尿素水溶液の量Ｑが算出される。単位時間当たりの尿素水溶液の供給量Ｑが算出されると尿素水溶液の供給量がＱとなるように流量制御弁３３が制御される。
【００７０】
次いでステップ２５６では図６から尿素の貯蔵割合ＳＴが算出される。次いでステップ２５７では尿素の貯蔵割合ＳＴに尿素供給量ＱＥを乗算することによって単位時間当たりに触媒２２内に新たに貯蔵されるアンモニア発生化合物部分量ＱＳＴｋ（＝ＱＥ・ＳＴ）が算出される。次いで図１１のステップ１０８に進む。
【００７１】
図１１のステップ１０８では、アンモニア発生化合物部分の貯蔵量ＱＳＴｊの積算値ΣＱＳＴｊが算出され、次いでステップ１０９では触媒２２内に貯蔵されている全アンモニア発生化合物量ΣＱＳがこの積算値ΣＱＳＴｊとされる。次いでステップ１１０では貯蔵されているアンモニア発生化合物量ΣＱＳＴが最大貯蔵量ＭＡＸを越えたか否かが判別され、ΣＱＳＴ＞ＭＡＸとなったときにはステップ１１１に進んで供給停止フラグがセットされる。供給停止フラグがセットされると尿素水溶液の供給が停止される。次いでステップ１１４に進む。一方、ステップ１１０においてΣＱＳＴ≦ＭＡＸであると判断されたときにはステップ１１２に進んでΣＱＳＴが一定値ＭＩＮ（＜ＭＡＸ）よりも小さくなったか否かが判別され、ΣＱＳＴ＜ＭＩＮになったときにはステップ１１３に進んで供給停止フラグがリセットされる。次いでステップ１１４に進む。
【００７２】
ステップ１１４では各アンモニア発生化合物部分から単位時間当たりに生成された変質物の量ＱＡＬｊを積算することにより単位時間当たりの変質物の全生成量ΣＱＡＬｊが算出される（ｊ＝１，２，…，ｋ−１）。次いでステップ１１５では変質物貯蔵量ΣＱＡＬに変質物生成量ΣＱＡＬｊを加算することにより変質物貯蔵量ΣＱＡＬが算出される（ΣＱＡＬ＝ΣＱＡＬ＋ΣＱＡＬｊ）。続くステップ１１６では変質物貯蔵量ΣＱＡＬが予め定められた設定量ＭＡＬを越えたか否かが判別される。ΣＱＡＬ≦ＭＡＬのときには処理サイクルを終了し、ΣＱＡＬ＞ＭＡＬとなったときにはステップ１１７に進んで変質物の除去処理が行われ、次いでステップ１１８では変質物貯蔵量ΣＱＡＬが零とされる。
【００７３】
一方、図１０のステップ１０５においてＴｉ＞３５０℃であると判断されたときにはステップ１１９に進み、エアフローメータ１４及び温度センサ３５の出力信号に基づき図５（Ｃ）に示されるマップから単位時間当たりに供給すべき化学量論量の尿素量ＱＥが算出される。次いでステップ１２０ではこの尿素量ＱＥに前述した補正係数Ｃを乗算することによって単位時間当たりに供給すべき尿素水溶液の量Ｑが算出される。単位時間当たりの尿素水溶液の供給量Ｑが算出されると尿素水溶液の供給量がＱとなるように流量制御弁３３が制御される。このようにＴｉ＞３５０℃のときには尿素の供給量が化学量論量となるように尿素水溶液が供給される。次いでステップ１２１では各アンモニア発生化合物部分の貯蔵量ΣＱＳＴｊが零とされる。すなわち、Ｔｉ＞３５０℃のときには触媒２２内に貯蔵されているアンモニア発生化合物部分がほぼすべて触媒２２から放出される。
【符号の説明】
【００７４】
１    機関本体
５    燃焼室
６    燃料噴射弁
１８    排気マニホルド
１９，２２    触媒
３３    流量制御弁
【図１】
2011117458.tif 000003
【図２】
2011117458.tif 000004
【図３】
2011117458.tif 000005
【図４】
2011117458.tif 000006
【図５】
2011117458.tif 000007
【図６】
2011117458.tif 000008
【図７】
2011117458.tif 000009
【図８】
2011117458.tif 000010
【図９】
2011117458.tif 000011
【図１０】
2011117458.tif 000012
【図１１】
2011117458.tif 000013
【図１２】
2011117458.tif 000014
【図１３】
2011117458.tif 000015
【図１４】
2011117458.tif 000016