(57)【要約】【課題】ＮＯｘ還元触媒の温度が急上昇した場合にアンモニアスリップ量が過大になることを抑制できる排気処理システムの制御装置及び排気処理システムを提供する。【解決手段】排気処理システムの制御装置２０は、ＮＯｘ還元触媒１４よりも上流側の上流ＮＯｘ濃度を取得する上流ＮＯｘ濃度取得部と、ＮＯｘセンサ１７の検出値である下流ＮＯｘ濃度を取得する下流ＮＯｘ濃度取得部と、ＮＯｘ還元触媒の温度の上昇速度が予め設定された基準値より大きくなった場合において、下流ＮＯｘ濃度取得部によって取得された下流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯｘ濃度取得部によって取得された上流ＮＯｘ濃度との差が予め設定された閾値より大きくなったときに、尿素水供給弁１３からの尿素水の供給を停止させる、又は、尿素水供給弁からの尿素水の供給量を減少させる制御処理の実行を開始する制御部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置されたＮＯｘ還元触媒と、前記ＮＯｘ還元触媒よりも上流側の前記排気通路に配置された尿素水供給弁と、前記ＮＯｘ還元触媒よりも下流側の前記排気通路に配置されたＮＯｘセンサと、を有する排気処理システムに適用された制御装置であって、
前記ＮＯｘ還元触媒よりも上流側の排気中のＮＯｘ濃度である上流ＮＯｘ濃度を取得する上流ＮＯｘ濃度取得部と、
前記ＮＯｘセンサの検出値である下流ＮＯｘ濃度を取得する下流ＮＯｘ濃度取得部と、
前記ＮＯｘ還元触媒の温度の上昇速度が予め設定された基準値より大きくなった場合において、前記下流ＮＯｘ濃度取得部によって取得された前記下流ＮＯｘ濃度と前記上流ＮＯｘ濃度取得部によって取得された前記上流ＮＯｘ濃度との差が予め設定された閾値より大きくなったときに、前記尿素水供給弁からの尿素水の供給を停止させる、又は、前記尿素水供給弁からの尿素水の供給量を減少させる制御処理の実行を開始する制御部と、を備えることを特徴とする排気処理システムの制御装置。
【請求項２】
前記上流ＮＯｘ濃度取得部は、前記ＮＯｘ還元触媒よりも上流側の前記排気通路に配置されたＮＯｘセンサの検出値を前記上流ＮＯｘ濃度として取得する、又は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記ＮＯｘ還元触媒よりも上流側の排気中のＮＯｘ濃度を推定し、この推定されたＮＯｘ濃度を前記上流ＮＯｘ濃度として取得する請求項１記載の排気処理システムの制御装置。
【請求項３】
内燃機関の排気通路に配置されたＮＯｘ還元触媒と、
前記ＮＯｘ還元触媒よりも上流側の前記排気通路に配置された尿素水供給弁と、
前記ＮＯｘ還元触媒よりも下流側の前記排気通路に配置されたＮＯｘセンサと、
請求項１又は２に記載の制御装置と、を備えることを特徴とする排気処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＯｘ還元触媒を有する排気処理システムの制御装置、及び、排気処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気処理システムとして、内燃機関の排気通路に配置されたＮＯｘ還元触媒（ＳＣＲ触媒）と、このＮＯｘ還元触媒よりも上流側の排気通路に配置されて、当該排気通路の排気中に尿素水を供給する尿素水供給弁と、この尿素水供給弁を制御する制御装置と、を有する排気処理システムが知られている（例えば特許文献１，２参照）。このような排気処理システムにおいては、尿素水供給弁から排気中に供給された尿素水が排気の熱で加水分解されて、アンモニア（ＮＨ３）が生成される。このアンモニアは、ＮＯｘ還元触媒の触媒作用の下で排気中のＮＯｘを還元させる。このようにして、排気中のＮＯｘの浄化が図られている。また、このような排気処理システムの場合、一般に、ＮＯｘ還元触媒よりも下流側の排気通路にＮＯｘセンサが配置されている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、近年では、所定の目標吸蔵量までアンモニアをＮＯｘ還元触媒に吸蔵させておくアンモニアストレージ制御も一般に行われている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７７８１２号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＮＯｘ還元触媒は、その温度が高くなるほどＮＯｘ還元触媒が吸蔵できるアンモニア量（ストレージ容量）が低下する。このため、例えば車両が急加速した場合や、フィルタに堆積したＰＭを除去するＰＭ再生処理が実行された場合のように、排気温度が急上昇した場合、これに伴ってＮＯｘ還元触媒の温度が急上昇して、ＮＯｘ還元触媒のストレージ容量が急低下して、吸蔵されていたアンモニアが放出される可能性がある。このような場合において、仮に、尿素水供給弁から通常通りに尿素水が供給された場合、ＮＯｘ還元触媒よりも下流に流出するアンモニアの量（すなわち、アンモニアスリップ量）が過大になるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、ＮＯｘ還元触媒の温度が急上昇した場合にアンモニアスリップ量が過大になることを抑制できる排気処理システムの制御装置及び排気処理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明に係る排気処理システムの制御装置は、内燃機関の排気通路に配置されたＮＯｘ還元触媒と、前記ＮＯｘ還元触媒よりも上流側の前記排気通路に配置された尿素水供給弁と、前記ＮＯｘ還元触媒よりも下流側の前記排気通路に配置されたＮＯｘセンサと、を有する排気処理システムに適用された制御装置であって、前記ＮＯｘ還元触媒よりも上流側の排気中のＮＯｘ濃度である上流ＮＯｘ濃度を取得する上流ＮＯｘ濃度取得部と、前記ＮＯｘセンサの検出値である下流ＮＯｘ濃度を取得する下流ＮＯｘ濃度取得部と、前記ＮＯｘ還元触媒の温度の上昇速度が予め設定された基準値より大
きくなった場合において、前記下流ＮＯｘ濃度取得部によって取得された前記下流ＮＯｘ濃度と前記上流ＮＯｘ濃度取得部によって取得された前記上流ＮＯｘ濃度との差が予め設定された閾値より大きくなったときに、前記尿素水供給弁からの尿素水の供給を停止させる、又は、前記尿素水供給弁からの尿素水の供給量を減少させる制御処理の実行を開始する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また上記の目的を達成するため、本発明に係る排気処理システムは、内燃機関の排気通路に配置されたＮＯｘ還元触媒と、前記ＮＯｘ還元触媒よりも上流側の前記排気通路に配置された尿素水供給弁と、前記ＮＯｘ還元触媒よりも下流側の前記排気通路に配置されたＮＯｘセンサと、上記の制御装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
一般に、ＮＯｘセンサは、その濃度の検出原理上、排気中のＮＯｘ濃度のみならず、排気中のアンモニア濃度も検出する性質がある。したがって、ＮＯｘセンサの検出値である下流ＮＯｘ濃度は、純粋なＮＯｘのみならずアンモニアも含んだ濃度（ＮＯｘ濃度＋アンモニア濃度）である。このため、アンモニアスリップ量が多いほど、このＮＯｘセンサの検出値である下流ＮＯｘ濃度は高くなる傾向があり、この結果、下流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯｘ濃度との差は大きくなる傾向がある。したがって、下流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯｘ濃度との差が予め設定された閾値より大きくなった場合、アンモニアスリップ量が増加したと判定することができる。
【００１０】
そして、本発明によれば、ＮＯｘ還元触媒の温度の上昇速度が予め設定された基準値より大きくなった場合において、下流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯｘ濃度との差が予め設定された閾値より大きくなったとき、すなわち、ＮＯｘ還元触媒の温度が急上昇して、アンモニアスリップ量が増加したときに、尿素水供給弁からの尿素水の供給を停止させる、又は、尿素水供給弁からの尿素水の供給量を減少させる制御処理の実行を開始しているので、ＮＯｘ還元触媒の温度が急上昇した場合にアンモニアスリップ量が過大になることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る車両の一部の構成を模式的に示す構成図である。
【図２】アンモニアスリップ抑制制御処理を説明するためのフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る排気処理システム１０、及び、この排気処理システム１０に適用された制御装置２０について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る車両１の一部の構成を模式的に示す構成図である。車両１の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態では、車両１の一例として、トラック、バス等の大型の商用車両を用いている。
【００１３】
車両１は、内燃機関２、排気通路４、及び、排気処理システム１０を備えている。本実施形態では、内燃機関２の一例として、軽油を燃料とするディーゼル機関（ディーゼルエンジン）を用いている。排気通路４は、内燃機関２の気筒３から排出された排気が通過する通路であり、その上流側端部が分岐して各気筒３の排気ポートに接続している。
【００１４】
排気処理システム１０は、酸化触媒１１と、フィルタ１２と、尿素水供給弁１３と、ＮＯｘ還元触媒１４と、アンモニアスリップ触媒１５と、各種のセンサ類と、制御装置２０とを備えている。なお、図１においては、センサ類として、上流ＮＯｘセンサ１６、下流
ＮＯｘセンサ１７、及び、温度センサ１８が例示されている。酸化触媒１１、フィルタ１２、ＮＯｘ還元触媒１４、及び、アンモニアスリップ触媒１５は、排気流動方向で見た場合に、この順序で排気通路４に配置されている。また、尿素水供給弁１３は、ＮＯｘ還元触媒１４よりも上流側、且つ、フィルタ１２よりも下流側の排気通路４に配置されている。
【００１５】
フィルタ１２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集する機能を有している。酸化触媒１１は、排気が通過可能な担持体に、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属触媒が担持された構成を有している。酸化触媒１１は、その貴金属触媒の酸化触媒作用によって、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）に変化させる酸化反応を促進させる。排気温度が酸化触媒１１の活性温度以上になった場合、この酸化触媒１１において生成された二酸化窒素によって、フィルタ１２に捕集されたＰＭを燃焼させて、二酸化炭素（ＣＯ２）として排出させることができる。
【００１６】
尿素水供給弁１３は、配管（図示せず）を介して尿素水供給装置（図示せず）に接続されており、尿素水供給装置から供給された尿素水を排気中に供給する弁体である。ＮＯｘ還元触媒１４は、尿素水の加水分解によって生成されたアンモニアを用いて、排気中のＮＯｘを選択的に還元させる触媒（すなわち、ＳＣＲ触媒（選択還元型触媒））である。なお、ＮＯｘ還元触媒１４の具体的な種類は特に限定されるものではなく、例えば、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ゼオライト等のような、公知のＮＯｘ還元触媒を用いることができる。
【００１７】
尿素水供給弁１３は、制御装置２０の指示を受けて、ＮＯｘ還元触媒１４が活性温度以上になった後に、ＮＯｘ還元触媒１４よりも上流側の排気中に尿素水を供給する。この排気中に供給された尿素水中の尿素は、排気の熱によって加水分解され、この結果、アンモニア（ＮＨ３）が生成される。このアンモニアは、ＮＯｘ還元触媒１４の触媒作用の下で、ＮＯｘを還元させる。この結果、窒素及び水が生成される。このようにして、排気中のＮＯｘの浄化（低減）が図られている。
【００１８】
アンモニアスリップ触媒１５は、ＮＯｘ還元触媒１４を通過したアンモニアを酸化させる酸化触媒である。本実施形態のように排気処理システム１０がアンモニアスリップ触媒１５を備えることで、アンモニアの大気への放出を効果的に抑制することができる。但し、アンモニアスリップ触媒１５は本実施形態に必須の構成というわけではない。このため、排気処理システム１０はアンモニアスリップ触媒１５を備えていなくてもよい。
【００１９】
上流ＮＯｘセンサ１６は、ＮＯｘ還元触媒１４よりも上流側の排気中のＮＯｘ濃度（以下、「上流ＮＯｘ濃度」と称する）を検出して、検出値を制御装置２０に伝える。なお、本実施形態に係る上流ＮＯｘセンサ１６は、一例として、ＮＯｘ還元触媒１４よりも上流側で、さらに尿素水供給弁１３よりも上流側の排気中のＮＯｘ濃度を検出している。
【００２０】
下流ＮＯｘセンサ１７は、ＮＯｘ還元触媒１４よりも下流側の排気通路４に配置されたＮＯｘセンサである。この下流ＮＯｘセンサ１７の検出値としての濃度を「下流ＮＯｘ濃度」と称する。なお、本実施形態に係る下流ＮＯｘセンサ１７は、さらにアンモニアスリップ触媒１５よりも下流側に配置されているので、本実施形態に係る下流ＮＯｘ濃度は、アンモニアスリップ触媒１５よりも下流側の排気中の濃度値となっている。下流ＮＯｘセンサ１７は、検出値を制御装置２０に伝える。
【００２１】
なお、この下流ＮＯｘセンサ１７は、一般的な排気処理システムにおいて、ＮＯｘ還元触媒よりも下流側の排気通路の部分に配置されているＮＯｘセンサ（すなわち、既存のＮＯｘセンサ）を、本実施形態に活用したものである。
【００２２】
温度センサ１８は、ＮＯｘ還元触媒１４の温度を検出して、検出値を制御装置２０に伝える。
【００２３】
制御装置２０は、マイクロコンピュータを備えており、このマイクロコンピュータは、各種の制御処理を実行するＣＰＵ２１と、このＣＰＵ２１の動作に用いられる各種情報やプログラム等を記憶する記憶部２２と、を備えている。なお、記憶部２２としては、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等を用いることができる。制御装置２０は、内燃機関２の燃料噴射時期、燃料噴射量等を制御する。また、制御装置２０は、尿素水供給弁１３の尿素水供給時期、尿素水供給量等を制御することで、排気処理システム１０の動作を制御する。すなわち、本実施形態においては、内燃機関２の動作を統合的に制御する制御装置２０が、尿素水供給弁１３を制御する制御装置としての機能を兼務している。但し、車両１の制御システムの構成はこれに限定されるものではなく、例えば、内燃機関２の動作を統合的に制御する制御装置とは別に、尿素水供給弁１３を制御する制御装置を備えていてもよい。
【００２４】
続いて、制御装置２０による尿素水供給弁１３の制御の詳細について説明する。制御装置２０は、内燃機関２の始動後において、ＮＯｘ還元触媒１４が活性温度以上になった場合に、尿素水供給弁１３に尿素水を供給させる制御処理（以下、「通常時制御処理」と称する）の実行を開始する。
【００２５】
この通常時制御処理において、制御装置２０は、予め設定された所定の目標吸蔵量（目標ストレージ量）までアンモニアをＮＯｘ還元触媒１４に吸蔵させるストレージ制御処理を実行する。そして、制御装置２０は、このＮＯｘ還元触媒１４に吸蔵されたアンモニア量を加味して、内燃機関２から排出されるＮＯｘ量を還元可能なアンモニア量を算出し、この算出されたアンモニア量のアンモニアを生成できる尿素水量を算出する。制御装置２０は、この算出された尿素水量の尿素水が排気中に定期的に供給されるように、尿素水供給弁１３を制御する。なお、この通常時制御処理は、排気処理システムを備える車両において一般に行われているものであり、公知技術の範疇の事項であるため、これ以上詳細な説明は省略する。
【００２６】
一方、制御装置２０は、ＮＯｘ還元触媒１４の温度の上昇速度が予め設定された基準値より大きくなった場合（すなわちＮＯｘ還元触媒１４の温度が急上昇した場合）において、下流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯｘ濃度との差が予め設定された閾値より大きくなったときには、尿素水供給弁１３からの尿素水の供給を停止させる、又は、尿素水供給弁１３からの尿素水の供給量を減少させる制御処理（以下、「アンモニアスリップ抑制制御処理」と称する）の実行を開始する。このアンモニアスリップ抑制制御処理について、フローチャートを用いて説明すると、次のようになる。
【００２７】
図２は、アンモニアスリップ抑制制御処理を説明するためのフローチャートの一例である。図２の最初のスタート時において、既に通常時制御処理が実行されているものとする。また図２の各ステップは、制御装置２０の具体的にはＣＰＵ２１が実行する。
【００２８】
ステップＳ１０において、制御装置２０は、ＮＯｘ還元触媒１４の温度の上昇速度（以下、「触媒温度上昇速度」と称する）が予め設定された基準値より大きくなったか否かを判定する。このステップＳ１０の詳細は以下のとおりである。
【００２９】
まず、ステップＳ１０の基準値としては、例えば、触媒温度上昇速度がこの基準値より大きくなった場合（つまり、ＮＯｘ還元触媒１４の温度が急上昇した場合）に、ＮＯｘ還元触媒１４のストレージ容量が急低下してしまい、これに起因して、ＮＯｘ還元触媒１４から所定値よりも多量のアンモニアが放出されてしまうと考えられる値を用いることがで
きる。この基準値は、予め実験、数値シミュレーション等を行うことで適切な値を求めておき、記憶部２２に記憶させておく（すなわち予め設定しておく）。
【００３０】
なお、本実施形態においては、少なくとも車両１が急加速した時（アクセルペダルが急に踏み込まれた時）、又は、ＰＭ再生処理（フィルタ１２よりも上流側の排気温度を強制的に上昇させることでフィルタ１２に堆積したＰＭを除去する制御処理）が実行された時に、ステップＳ１０でＹＥＳと判定されるように、ステップＳ１０の基準値は予め設定されている。すなわち、本実施形態の場合、少なくとも車両１が急加速した時、又は、ＰＭ再生処理が実行された時に、ステップＳ１０はＹＥＳと判定される。
【００３１】
また、本実施形態に係る制御装置２０は、ステップＳ１０の触媒温度上昇速度について、温度センサ１８の検出結果に基づいて、これを取得する。そして、制御装置２０は、このようにして取得された触媒温度上昇速度が記憶部２２の基準値よりも大きいか否かを判定することで、ステップＳ１０を実行している。
【００３２】
但し、ステップＳ１０の具体的な実行手法は上記手法に限定されるものではない。例えば、制御装置２０は、ステップＳ１０で触媒温度上昇速度を取得するにあたり、ＮＯｘ還元触媒１４の温度と相関を有するパラメータ（排気温度や、内燃機関２の運転状態等）に基づいて、この触媒温度上昇速度を推定してもよい。
【００３３】
ステップＳ１０でＹＥＳと判定された場合、制御装置２０は、下流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯｘ濃度との差が予め設定された閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ２０）。具体的には制御装置２０は、下流ＮＯｘセンサ１７の検出したＮＯｘ濃度を、ステップＳ２０の「下流ＮＯｘ濃度」として取得する。また制御装置２０は、上流ＮＯｘセンサ１６の検出したＮＯｘ濃度を、ステップＳ２０の「上流ＮＯｘ濃度」として取得する。そして制御装置２０は、このようにして取得された下流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯｘ濃度との差を演算し、この差の値が、記憶部２２に記憶されている閾値より大きいか否かを判定することで、ステップＳ２０を実行している。
【００３４】
ここで、一般に、ＮＯｘセンサは、その濃度の検出原理上、排気中のＮＯｘ濃度のみならず、排気中のアンモニア濃度も検出する性質がある。このため、下流ＮＯｘセンサ１７の検出値である「下流ＮＯｘ濃度」は、純粋なＮＯｘのみならずアンモニアも含んだ濃度（ＮＯｘ濃度＋アンモニア濃度）となっている。このため、アンモニアスリップ量が多いほど、下流ＮＯｘセンサ１７によって検出された下流ＮＯｘ濃度は高くなる傾向があり、この結果、下流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯｘ濃度との差は大きくなる傾向がある。したがって、下流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯｘ濃度との差が閾値よりも大きくなった場合、アンモニアスリップ量が増加したと判定することができる。
【００３５】
なお、このステップＳ２０の閾値は、後述するステップＳ３０を実行するか否かを切り分けるための「下流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯｘ濃度との差の値」に相当するものである。この閾値は、ゼロよりも大きい値であれば、その具体的な値は特に限定されるものではないが、例えば以下の観点に基づいて設定することが好ましい。
【００３６】
まず、ステップＳ２０の閾値が小さいほど、ステップＳ２０でＹＥＳと判定され易くなり、この結果、後述するステップＳ３０が実行され易くなる傾向がある（すなわち、ステップＳ３０の実行頻度が高くなる傾向がある）。したがって、ステップＳ２０の閾値を適切に設定することで、ステップＳ３０の実行頻度を調整することができる。そこで、ステップＳ３０の実行頻度が適切な値になるように、閾値を設定することが好ましい。
【００３７】
また、ステップＳ２０の閾値が小さいほど、ステップＳ１０でＹＥＳと判定されてから
ステップＳ３０が実行されるまでの経過時間が短くなる傾向がある。すなわち、ステップＳ２０の閾値の大きさによって、ステップＳ１０でＹＥＳと判定されてからステップＳ３０が実行されるまでの経過時間を調整することもできる。そこで、ステップＳ１０でＹＥＳと判定されてからステップＳ３０が実行されるまでの経過時間が適切な値になるように、閾値を設定することが好ましい。
【００３８】
具体的には、ＮＯｘ還元触媒１４からのアンモニア放出（アンモニアスリップ）は、ＮＯｘ還元触媒１４の温度が急上昇してから、少し遅れて開始される傾向がある。すなわち、ＮＯｘ還元触媒１４からのアンモニアスリップは、ステップＳ１０でＹＥＳと判定されてから、所定の時間（これを「アンモニアスリップ開始応答遅れ時間」と称する）が経過した後に開始される。そこで、ステップＳ１０でＹＥＳと判定されてからアンモニアスリップ開始応答遅れ時間以上の時間が経過した後にステップＳ２０でＹＥＳと判定されてステップＳ３０が実行されるように、ステップＳ２０の閾値の大きさを設定することが好ましい。
【００３９】
なお、ステップＳ２０の閾値の具体的な数値例として、例えば５０ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍの範囲内の値を用いれば、ステップＳ３０の実行頻度を適切にしつつ、ステップＳ１０でＹＥＳと判定されてからステップＳ３０が実行されるまでの経過時間をアンモニアスリップ開始応答遅れ時間以上にすることができると考えられる。そこで、本実施形態においては、ステップＳ２０の閾値の一例として、この数値範囲から選択された値（具体的には１００ｐｐｍ）を用いることとする。但し、この数値はあくまでも一例に過ぎず、これに限定されるものではない。
【００４０】
ステップＳ２０でＹＥＳと判定された場合、制御装置２０は、アンモニアスリップ抑制制御処理の実行を開始する（ステップＳ３０）。具体的には制御装置２０は、尿素水供給弁１３からの尿素水の供給を停止させる、又は、尿素水供給弁１３からの尿素水の供給量（ｍｍ３／ｓ）をステップＳ２０でＹＥＳと判定された時点の供給量（これは、通常時制御処理のときの尿素水の供給量である）よりも減少させる。
【００４１】
なお、本実施形態に係る制御装置２０は、このステップＳ３０の具体例として、尿素水の供給を停止させるものとする。
【００４２】
ステップＳ３０に係るアンモニアスリップ抑制制御処理は、ステップＳ２０でＮＯと判定されるまで継続して実行される。すなわち、本実施形態に係るアンモニアスリップ抑制制御処理は、下流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯｘ濃度との差が閾値以上になるまで継続して実行されている。
【００４３】
ステップＳ１０でＮＯと判定された場合、又は、ステップＳ２０でＮＯと判定された場合、制御装置２０は、通常時制御処理を実行する（ステップＳ４０）。具体的には制御装置２０は、ステップＳ４０の実行前に通常時制御処理が既に実行されている場合には、ステップＳ４０において通常時制御処理の実行を継続し、ステップＳ４０の実行前に通常時制御処理が実行されていない場合（アンモニアスリップ抑制制御処理が実行されている場合）には、ステップＳ４０においてアンモニアスリップ抑制制御処理の実行を終了して、通常時制御処理の実行を開始する。ステップＳ４０の後に制御装置２０は、フローチャートをスタートから再度実行する（リターン）。
【００４４】
なお、ステップＳ２０において、上流ＮＯｘ濃度を取得する制御装置２０のＣＰＵ２１及び下流側ＮＯｘ濃度を取得する制御装置２０のＣＰＵ２１は、それぞれ、「上流ＮＯｘ濃度取得部」及び「下流ＮＯｘ濃度取得部」としての機能を有する部材の一例である。ステップＳ３０を実行する制御装置２０のＣＰＵ２１は、尿素水供給弁１３からの尿素水の
供給を停止させる、又は、尿素水供給弁１３からの尿素水の供給量を減少させる制御処理（アンモニアスリップ抑制制御処理）の実行を開始する「制御部」としての機能を有する部材の一例である。
【００４５】
以上説明したような本実施形態によれば、ＮＯｘ還元触媒１４の温度の上昇速度が予め設定された基準値より大きくなった場合において、下流ＮＯｘ濃度と上流ＮＯｘ濃度との差が予め設定された閾値よりも大きくなったとき、すなわち、ＮＯｘ還元触媒１４の温度が急上昇して、アンモニアスリップ量が増加したときに、尿素水供給弁１３からの尿素水の供給を停止させる、又は、尿素水供給弁１３からの尿素水の供給量を減少させることができる。これにより、ＮＯｘ還元触媒１４の温度が急上昇した場合にアンモニアスリップ量が過大になることを抑制できる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、ＮＯｘ還元触媒１４よりも下流側の下流ＮＯｘセンサ１７（すなわち既存のＮＯｘセンサ）の検出値を活用してアンモニアスリップ抑制制御処理を実行しているので、アンモニアスリップ量の増加を検出するために、別途、アンモニアセンサをＮＯｘ還元触媒１４よりも下流側に配置する必要がない。この点において、コストの増加が抑制されている。すなわち、本実施形態によれば、コストの増加をできるだけ抑制しつつ、ＮＯｘ還元触媒１４の温度が急上昇した場合にアンモニアスリップ量が過大になることを抑制できる。
【００４７】
（実施形態の変形例１）
続いて、上記の実施形態の変形例１について説明する。本変形例に係る制御装置２０は、ステップＳ２０の上流ＮＯｘ濃度を取得するにあたり、上流ＮＯｘセンサ１６の検出値を取得する代わりに、内燃機関２の運転状態に基づいて上流ＮＯｘ濃度を推定する。
【００４８】
具体的には、本変形例においては、内燃機関２の運転状態を示すパラメータの一例として、内燃機関２の回転数及び負荷を用いる。制御装置２０は、この内燃機関２の回転数及び負荷に基づいて上流ＮＯｘ濃度を推定し、この推定された上流ＮＯｘ濃度をステップＳ２０の「上流ＮＯｘ濃度」として取得する。
【００４９】
より具体的には、本変形例に係る制御装置２０の記憶部２２には、内燃機関２の回転数（ｒｐｍ）及び負荷（一例として燃料噴射量）に基づいて上流ＮＯｘ濃度を算出するためのマップが予め記憶されている。制御装置２０は、ステップＳ２０において内燃機関２の回転数及び負荷を取得し、この取得された内燃機関２の回転数及び負荷と記憶部２２のマップとを用いて上流ＮＯｘ濃度を算出し（すなわち推定し）、この算出された上流ＮＯｘ濃度をステップＳ２０の上流ＮＯｘ濃度として取得する。
【００５０】
なお、制御装置２０は、上記のマップから算出されたＮＯｘ濃度について、さらに冷却水の温度に基づいて補正したものをステップＳ２０に係る上流ＮＯｘ濃度として用いてもよい。また、制御装置２０は、内燃機関２の運転状態が過渡状態の場合には、上述した手法で推定された上流ＮＯｘ濃度をさらに補正したものをステップＳ２０に係る上流ＮＯｘ濃度として取得してもよい。
【００５１】
本変形例においても、前述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また本変形例によれば、上流ＮＯｘセンサ１６を備えなくてもよい点において、前述した実施形態に比較して、排気処理システム１０の製造コストの低減を図ることができる。
【００５２】
（実施形態の変形例２）
続いて、上記の実施形態の変形例２について説明する。本変形例に係る排気処理システム１０は、上流ＮＯｘセンサ１６が、ＮＯｘ還元触媒１４よりも上流側、且つ、尿素水供
給弁１３よりも下流側の排気通路４の部分に配置されている点において、前述した実施形態と異なっている。本変形例においても、前述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００５３】
但し、本変形例のように、上流ＮＯｘセンサ１６が尿素水供給弁１３よりも下流側に配置されている場合、この上流ＮＯｘセンサ１６は、排気中のＮＯｘ濃度のみならず、尿素水供給弁１３から排気中に供給された尿素水の加水分解によって生じたアンモニアの濃度も上流ＮＯｘ濃度として検出してしまう。そこで、本変形例の制御装置２０は、ステップＳ２０において、尿素水供給弁１３から供給された尿素水の加水分解によって生じるアンモニア濃度を推定し、このアンモニア濃度を上流ＮＯｘセンサ１６の検出値から差し引く補正をし、この補正された値を「上流ＮＯｘ濃度」として取得することが好ましい。これにより、ＮＯｘ還元触媒１４よりも上流側のＮＯｘ濃度を精度良く取得することができる。
【００５４】
なお、制御装置２０は、尿素水供給弁１３から供給された尿素水の加水分解によって生じるアンモニア濃度を推定するにあたり、予め設定されたマップデータ（例えば尿素水の供給量と排気温度とからアンモニア濃度を推定するマップデータ）を用いて、このアンモニア濃度を推定すればよい。
【００５５】
あるいは、上記のように上流ＮＯｘセンサ１６の検出値を補正するのではなく、ステップＳ２０の「閾値」を変更してもよい。具体的には、尿素水供給弁１３よりも下流側に配置された上流ＮＯｘセンサ１６の検出値は、尿素水供給弁１３よりも上流側に配置された上流ＮＯｘセンサ１６の検出値よりも、尿素水の加水分解によって生じるアンモニアの濃度を含む分だけ、大きな値になる傾向がある。そこで、上流ＮＯｘセンサ１６が尿素水供給弁１３よりも下流側に配置されている場合には、上流ＮＯｘセンサ１６が尿素水供給弁１３よりも上流側に配置されている場合に比較して、ステップＳ２０の「閾値」として、より小さい値を使用することが好ましい。なお、この閾値は、実験、数値シミュレーション等によって、アンモニア濃度の影響をキャンセルできるような適切な値を設定すればよい。
【００５６】
また、前述した変形例１に係る「上流ＮＯｘ濃度を推定する手法」で推定された上流ＮＯｘ濃度は、アンモニア濃度を含まないＮＯｘ濃度（すなわち、純粋なＮＯｘ濃度）であるので、尿素水供給弁１３よりも下流側に配置された上流ＮＯｘセンサ１６の検出値（これはアンモニア濃度を含んでいる）は、この変形例１に係る上流ＮＯｘ濃度の推定値よりも大きくなる傾向がある。そこで、上流ＮＯｘセンサ１６が尿素水供給弁１３よりも下流側に配置されている場合には、前述した変形例１のように上流ＮＯｘ濃度を推定する場合よりも、ステップＳ２０の「閾値」として、より小さい値を使用することが好ましい。
【００５７】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  車両
２  内燃機関
４  排気通路
１０  排気処理システム
１１  酸化触媒
１２  フィルタ
１３  尿素水供給弁
１４  ＮＯｘ還元触媒
１５  アンモニアスリップ触媒
１６  上流ＮＯｘセンサ
１７  下流ＮＯｘセンサ
１８  温度センサ
２０  制御装置
２１  ＣＰＵ（上流ＮＯｘ濃度取得部、下流ＮＯｘ濃度取得部、制御部）
【図１】
2019044707.tif 000003
【図２】
2019044707.tif 000004