(57)【要約】【課題】ＳＣＲ触媒と、還元剤溶液の添加部と、ＮＯｘセンサとが排気通路に設置された内燃機関の排気浄化装置において、当該ＮＯｘセンサの被水割れを抑制しながら、還元剤溶液の添加を適切に制御することによって、ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化率の低下を抑制する。【解決手段】排気温度が、センサの被水が生じ得る温度範囲内にあり、且つ、ＳＣＲ触媒に吸着している還元剤の推定吸着量が所定量以上である場合は、センサへの通電を停止した後に、内燃機関から排出されるＮＯｘの推定排出量に基づいて添加部を制御し、排気温度が当該温度範囲内にあり、且つ、推定吸着量が当該所定量未満である場合は、センサへの通電を停止した後に、排気温度を当該温度範囲を超える温度まで上昇させ、排気温度の上昇後にセンサへの通電を開始して得られる検出値に基づいて添加部を制御する。【選択図】図３
2015101988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、還元剤を吸着し、該吸着した還元剤を用いて排気中の窒素酸化物を選択還元する選択還元型触媒と、
前記排気通路における前記選択還元型触媒よりも上流側に設けられ、前記選択還元型触媒に流入する排気に還元剤または還元剤の前駆体が溶解した溶液を添加する添加部と、
前記排気通路に設けられ、通電されているときに、前記選択還元型触媒に流入する排気中の窒素酸化物量を検出するセンサと、
前記選択還元型触媒に吸着している前記還元剤の吸着量を推定する吸着量推定部と、
前記内燃機関から排出される窒素酸化物の排出量を推定する排出量推定部と、
排気温度が、前記センサが被水し得る所定の温度範囲内にあり、且つ、前記推定された吸着量が所定量以上である場合は、前記センサへの通電を停止した後に、前記推定された排出量に基づいて前記添加部を制御し、前記排気温度が、前記所定の温度範囲内にあり、且つ、前記推定された吸着量が前記所定量未満である場合は、前記センサへの通電を停止した後に、前記排気温度を前記所定の温度範囲を超える温度まで上昇させ、該排気温度の上昇後に前記センサへの通電を開始して得られる検出値に基づいて前記添加部を制御する制御部と、
を備える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、還元剤を用いて排気中のＮＯｘを選択還元する選択還元型触媒を備える内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気通路に、アンモニア等の還元剤を用いて排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を選択還元する選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）を備える排気浄化装置が知られている。当該排気浄化装置においては、ＳＣＲ触媒に流入する排気に、還元剤または還元剤の前駆体が溶解した溶液（例えば、尿素水。以下、「還元剤溶液」ともいう。）が添加される。なお、一般的には、排気中のＮＯｘ量を検出するＮＯｘセンサが排気通路に設けられており、当該ＮＯｘセンサの検出値に基づいて還元剤溶液の添加が制御される。
【０００３】
ここで、ＮＯｘセンサ内の検出素子が活性状態となるためには、その温度が所定の温度（例えば、約７００℃）に維持される必要がある。そのため、一般的なＮＯｘセンサは、電気式のヒータを備えており、通電されることによって検出素子の温度が当該所定の温度近傍で維持される。ここで、排気温度によっては、ＮＯｘセンサの検出素子に、排気中の水蒸気が凝縮した凝縮水等が付着する、「被水」と称される事象が生じることがある。検出素子が上述の所定の温度近傍まで加熱されているときに被水すると、熱衝撃によって当該検出素子が破損する、いわゆる「被水割れ」と称される事象が発生する虞がある。
【０００４】
このような不具合に対処するため、例えば特許文献１には、排気通路内の凝縮水の発生量を推定し、推定された発生量の凝縮水が全て気化したと判断されたときに、ＮＯｘセンサへの通電を開始する技術が開示されている。また、例えば特許文献２には、排気通路内に凝縮水が発生し得ると判断されたときに、別に設けられた加熱手段を用いて排気通路を加熱することで、凝縮水の発生を防止する技術が開示されている。何れの技術においても、凝縮水の発生が抑制される状態が達成された後に通電を開始することで、ＮＯｘセンサの検出素子の被水割れ（以下、単に「ＮＯｘセンサの被水割れ」ともいう。）を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７４６５７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１６５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、内燃機関の実際の運転状況下においては、凝縮水の発生が抑制される温度まで排気温度が到達しない運転状態が、比較的長時間に亘って継続する場合がある。この場合、上述の特許文献１に記載の技術では、ＮＯｘセンサへの通電が停止される期間が長期化するため、還元剤溶液の添加自体が実施できなかったり、実施されたとしても添加制御の精度が低下したりする虞がある。その結果、適切な量の還元剤溶液を供給することが困難になるため、ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化率（ＳＣＲ触媒に流入するＮＯｘ量に対する、当該ＳＣＲ触媒で浄化されるＮＯｘ量の比率）が低下する虞がある。
【０００７】
なお、上述の特許文献２に記載の技術は、排気通路の加熱によってＮＯｘセンサの被水を抑制することができるものの、加熱手段としての燃焼バーナを別に設ける必要があり、また、加熱の際には燃料が追加的に消費されるために好ましくない。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ＳＣＲ触媒と、還元剤溶液の添加部と、ＮＯｘセンサとが排気通路に設置された内燃機関の排気浄化装置において、当該ＮＯｘセンサの被水割れを抑制しながら、還元剤溶液の添加を適切に制御することによって、ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化率の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に設けられ、還元剤を吸着し、該吸着した還元剤を用いて排気中の窒素酸化物を選択還元する選択還元型触媒と、
前記排気通路における前記選択還元型触媒よりも上流側に設けられ、前記選択還元型触媒に流入する排気に還元剤または還元剤の前駆体が溶解した溶液を添加する添加部と、
前記排気通路に設けられ、通電されているときに、前記選択還元型触媒に流入する排気中の窒素酸化物量を検出するセンサと、
前記選択還元型触媒に吸着している前記還元剤の吸着量を推定する吸着量推定部と、
前記内燃機関から排出される窒素酸化物の排出量を推定する排出量推定部と、
排気温度が、前記センサが被水し得る所定の温度範囲内にあり、且つ、前記推定された吸着量が所定量以上である場合は、前記センサへの通電を停止した後に、前記推定された排出量に基づいて前記添加部を制御し、前記排気温度が、前記所定の温度範囲内にあり、且つ、前記推定された吸着量が前記所定量未満である場合は、前記センサへの通電を停止した後に、前記排気温度を前記所定の温度範囲を超える温度まで上昇させ、該排気温度の上昇後に前記センサへの通電を開始して得られる検出値に基づいて前記添加部を制御する制御部と、を備えるようにした。
【００１０】
選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）は、アンモニア等の還元剤を吸着し、吸着した還元剤を用いた選択還元反応によって排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する。添加部は、尿素水等の、還元剤または還元剤の前駆体が溶解した溶液（還元剤溶液）を排気に添加する。また、上述のセンサとしては、例えば、排気中のＮＯｘを検出する検出素子と、この検出素子を加熱する電気式ヒータと、を備えるセンサが想定される。この種のセンサは、通電時には、電気式ヒータによって検出素子が活性状態となる所定の温度範囲（約７００℃以上）まで加熱される。当該センサを用いることにより、ＳＣＲ触媒に流入する排気中のＮＯｘ量を高精度に把握することができる。なお、当該センサは、ＳＣＲ触媒よりも上流側に設けてもよい。
【００１１】
上述の吸着量推定部は、例えば、添加部による還元剤溶液の添加量の履歴や、内燃機関の運転状態の履歴から、ＳＣＲ触媒に吸着されている還元剤の吸着量を推定する。なお、推定された吸着量を「推定吸着量」と称する。また、上述の排出量推定部は、例えば、内燃機関の運転状態に基づいて内燃機関から排出されるＮＯｘの排出量を推定する。なお、推定された排出量を「推定排出量」と称する。
【００１２】
ところで、排気通路を流通する排気の温度によっては、排気中の水蒸気が凝縮し得るため、凝縮水の付着によってセンサが被水することがある。また、例えば、添加部の近傍にセンサが設置される構成では、排気温度によっては、排気に添加された還元剤溶液が十分に分散しないままセンサに付着することがあるために、還元剤溶液によるセンサ被水が発生することもある。このように、排気温度とセンサ被水の発生との間には相関関係があるため、センサが被水し得る排気温度の範囲として、所定の温度範囲を定めることができる。当該所定の温度範囲（以下、「被水温度範囲」ともいう。）は、例えば、実験やシミュレーションによって定めることができる。
【００１３】
そこで、本発明に係る排気浄化装置では、排気温度が当該被水温度範囲内にある場合は
、センサへの通電を停止することによって検出素子の加熱を停止し、以ってセンサの被水割れを回避する。ただし、センサへの通電が停止されると、センサの検出値に基づいて添加部による還元剤溶液の添加を制御できなくなるために、当該制御の精度が低下する虞がある。この場合には、十分な量の還元剤溶液を添加することが困難になり得るため、還元剤の不足によるＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化率の低下が起こり得る。
【００１４】
ここで、上述のように、ＳＣＲ触媒は還元剤を吸着するため、センサへの通電停止後においても、ＳＣＲ触媒内にはある程度の還元剤が存在し得る。この吸着されている還元剤を利用すれば、ＳＣＲ触媒への還元剤の供給が不足したとしても、当該不足分を補填することができる。つまり、ＳＣＲ触媒に還元剤が吸着されていれば、還元剤溶液の添加制御の精度低下はある程度許容され得る。
【００１５】
そこで、本発明に係る制御装置では、排気温度が、上述の被水温度範囲内にあり、且つ、還元剤の推定吸着量が所定量以上である場合は、センサへの通電を停止した後に、ＮＯｘの推定排出量に基づいて還元剤溶液の添加制御を実施する。ここで、当該添加制御の精度は、センサの検出値に基づく還元剤溶液の添加制御の精度に比して低くなり得るため、還元剤溶液の添加不足による還元剤の供給不足が生じ得る。ただし、当該還元剤の供給不足分は、吸着されている還元剤によって補填され得るため、ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化率の低下は抑制される。なお、推定吸着量に係る当該所定量は、還元剤の供給不足によってＮＯｘ浄化率が許容値未満に低下することを抑制できると判断されるときの推定吸着量とすればよい。この所定量やＮＯｘ浄化率の許容値は、実験等によって予め定めることができる。これにより、センサの被水割れを回避しながら、ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化率が許容値を下回ることを抑制することができる。特に、排気温度が上昇しない運転状態が継続するような場合であっても、推定吸着量が所定量以上である限りは、当該添加制御を実施することによってＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化率を好適に維持することが可能になる。
【００１６】
なお、本発明に係る制御装置では、排気温度が上述の被水温度範囲内にあり、且つ、還元剤の推定吸着量が所定量未満である場合は、センサへの通電が停止された後に、排気温度が被水温度範囲を超える温度まで上昇される。そして、排気温度の上昇後にセンサへの通電が開始され、その後に得られる検出値に基づいて添加部による還元剤溶液の添加が制御される。これにより、センサの被水割れを抑制しながら、高精度な添加制御によってＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化率を好適に維持することが可能になる。また、本発明によれば、排気温度の上昇は、推定吸着量が所定量未満であるときに限られる。これにより、排気温度の上昇運転の実施頻度が低減されるため、内燃機関の燃費の低下が抑制される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＳＣＲ触媒と、還元剤溶液の添加部と、ＮＯｘセンサとが排気通路に設置された内燃機関の排気浄化装置において、当該ＮＯｘセンサの被水割れを抑制しながら、還元剤溶液の添加を適切に制御することによって、ＳＣＲ触媒のＮＯｘ浄化率の低下を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施例に係るＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフである。
【図３】実施例に係る尿素水添加制御のルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範
囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２０】
［実施例］
本発明の実施例について図面を用いて説明する。図１は、本発明が適用される内燃機関とその排気浄化装置の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、複数の気筒を有する自動車用のディーゼルエンジンである。ただし、本発明に係る排気浄化装置が適用可能な内燃機関はディーゼルエンジンに限られず、ガソリンエンジンや他の種類の内燃機関であってもよい。
【００２１】
内燃機関１には排気通路２が接続されている。排気通路２に設けられたケーシング３の内部には、上流側から順に、酸化触媒４、ミキサ５及びＳＣＲＦ６が設置されている。また、ミキサ５内には、尿素水添加弁７、第１ＮＯｘセンサ８、温度センサ９及び差圧センサ１０の上流側の排気圧センサが設置されている。そして、排気通路２におけるケーシング３よりも下流側には、差圧センサ１０の下流側の排気圧センサ、Ａ／Ｆセンサ１１及び第２ＮＯｘセンサ１２が設置されている。また、内燃機関１には、内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１００が併設されている。尿素水添加弁７は、ＥＣＵ１００に電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によって制御される。また、第１ＮＯｘセンサ８等のセンサは、ＥＣＵ１００に電気的に接続されており、これらからの出力信号がＥＣＵ１００に入力される。
【００２２】
酸化触媒４は、内燃機関１から排出された排気中の未燃燃料や一酸化炭素等を酸化する。ミキサ５は、複数枚の分散板から構成されており、尿素水添加弁７から添加される尿素水を、ＳＣＲＦ６に流入する排気中で均一に分散させる。ＳＣＲＦ６は、排気中のＰＭを捕集するウォールフロー型のフィルタにＳＣＲ触媒が担持（コーティング）されたものである。尿素水添加弁７は、アンモニアの前駆体としての尿素が溶解した尿素水をＳＣＲＦ６に流入する排気に添加する。ここで、尿素水内の尿素は、ＳＣＲＦ６内において加水分解されることによってアンモニアを生成する。ＳＣＲＦ６は、このようにして生成されたアンモニアを吸着し、吸着したアンモニアを還元剤として用いた選択還元反応によって排気中のＮＯｘを浄化する。なお、本実施例においては、ＳＣＲＦ６及び尿素水添加弁７が、それぞれ本発明に係る選択還元型触媒及び添加部に相当する。また、ＳＣＲＦ６の替わりに、排気中のＰＭを捕集するフィルタ（ＤＰＦ）と、ＳＣＲ触媒とを別個に設けてもよい。この場合には、酸化触媒４の直下にＤＰＦを配置すると共に、ミキサ５の直下にＳＣＲ触媒を配置するとよい。また、排気通路２におけるケーシング３よりも下流側に、更にＳＣＲ触媒を設置してもよい。また、尿素水添加弁７は、尿素水に替えて、アンモニアが溶解したアンモニア水を添加してもよい。何れの溶液も、不図示のタンクから尿素水添加弁７まで圧送される。
【００２３】
第１ＮＯｘセンサ８は、ＳＣＲＦ６に流入する排気中のＮＯｘ量を検出する。第１ＮＯｘセンサ８は、検出素子と、この検出素子を所定の活性温度（約７００℃）まで加熱する電気式ヒータとを内部に備えている。ＥＣＵ１００からの通電時には、電気式ヒータによって検出素子の温度が活性温度に維持されるため、第１ＮＯｘセンサ８は排気中のＮＯｘ量を検出することができる。なお、本実施例においては、この第１ＮＯｘセンサ８が、本発明に係るセンサに相当する。
【００２４】
温度センサ９は、ＳＣＲＦ６に流入する排気の温度を検出する。差圧センサ１０は、上流側と下流側のセンサを用いてＳＣＲＦ６の前後差圧を検出する。Ａ／Ｆセンサ１１は、ＳＣＲＦ６から流出した排気の空燃比を検出する。第２ＮＯｘセンサ１２は、第１ＮＯｘセンサ８と同様の構成を有しており、ＳＣＲＦ６から流出した排気中のＮＯｘ量を検出する。なお、各種センサ類の設置位置や設置個数は適宜変更してもよい。また、ＥＣＵ１００には、内燃機関１のクランクシャフトの回転位置を検出するクランクポジションセンサ
１３と、車両が備えるアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ１４とが電気的に接続されており、これらからの出力信号がＥＣＵ１００に入力される。ＥＣＵ１００は、各センサからの出力信号に基づいて内燃機関１の運転状態を把握し、燃料噴射量の制御等を実施する。
【００２５】
以上のように構成された排気浄化装置においては、ＥＣＵ１００は、原則として、第１ＮＯｘセンサ８の検出値に基づいて、ＳＣＲＦ６のＮＯｘ浄化率が所望の値となるように、ＳＣＲＦ６に流入する排気中のＮＯｘ量に応じた量の尿素水を尿素水添加弁７から添加する。ただし、排気温度によっては、尿素水添加弁７から添加された尿素水の付着によって、第１ＮＯｘセンサ８の被水が発生し得る。特に、本実施例に係る排気浄化装置のように、尿素水添加弁７の近傍に第１ＮＯｘセンサ８が設置される構成では、当該センサの被水が発生する傾向にある。また、排気温度によっては、排気中の水蒸気が凝縮した凝縮水によって第１ＮＯｘセンサ８が被水する場合もある。ここで、内部の検出素子が上述の所定の活性温度まで加熱されているときに第１ＮＯｘセンサ８が被水すると、熱衝撃によって当該検出素子が破損する被水割れが発生する虞がある。そこで、本実施例においては、第１ＮＯｘセンサ８の被水割れを回避するために、第１ＮＯｘセンサ８の被水が生じ得る程度に排気温度が低い場合には、第１ＮＯｘセンサ８への通電を停止して当該センサの加熱を停止する。ただし、通電が停止されると、当該センサからの出力が得られなくなるために、尿素水添加弁７による尿素水の添加を高精度に制御できなくなる虞がある。この場合には、添加される尿素水の不足によって、ＳＣＲＦ６に供給されるアンモニアが不足し得る。
【００２６】
なお、ＳＣＲＦ６はアンモニアを吸着するため、第１ＮＯｘセンサ８への通電停止後においても、ＳＣＲＦ６内にはある程度のアンモニアが存在し得る。ここで、第１ＮＯｘセンサ８の近傍の排気温度が、当該センサが被水し得る温度範囲内（被水温度範囲内）にある場合における、ＳＣＲＦ６のアンモニア吸着量とＮＯｘ浄化率との関係について、図２を用いて説明する。なお、図２には当該関係を示すグラフが示されており、横軸がアンモニア吸着量（ＮＨ３吸着量）を示し、縦軸がＮＯｘ浄化率を示している。また、ＳＣＲＦ６の温度（床温）は、坦持されているＳＣＲ触媒の活性温度以上である。
【００２７】
図２に示されるように、ＳＣＲＦ６のＮＯｘ浄化率はアンモニアの吸着量に依存しており、アンモニア吸着量が相対的に多いときには、ＳＣＲＦ６のＮＯｘ浄化率が相対的に高くなっている。これは、排気温度が被水温度範囲内にある場合は、ＳＣＲＦ６に流入する排気の温度も同程度に低くなるために、ＳＣＲＦ６に坦持されたＳＣＲ触媒の床温が十分に上昇していないことに起因する。つまり、この場合には、ＳＣＲ触媒は活性しているものの、その程度が比較的に低くなり得るために、ＳＣＲＦ６のＮＯｘ浄化率が、アンモニアの吸着量により強く依存するようになる。したがって、ＳＣＲＦ６の状態が、例えば、アンモニア吸着量が比較的に少ない状態１にある場合は、尿素水の添加不足によってアンモニアの供給が不足すると、アンモニア吸着量の減少によってＮＯｘ浄化率が比較的に大きく低下し得る。つまり、この場合は、尿素水の添加を高精度に制御する必要性が高いために、第１ＮＯｘセンサ８への通電を早期に再開して、当該センサの検出値に基づく添加制御を実施することが望ましい。
【００２８】
これに対し、ＳＣＲＦ６の状態が、例えば、アンモニア吸着量が比較的に多い状態２にある場合は、尿素水の添加不足によってアンモニアの供給が不足しても、吸着されているアンモニアによって供給不足分が補填されるため、ＳＣＲＦ６のＮＯｘ浄化率を維持することができる。つまり、ＳＣＲＦ６に、十分な量のアンモニアが吸着されている限りは、尿素水の添加制御の精度低下は許容され得る。
【００２９】
そこで、本実施例においては、第１ＮＯｘセンサ８への通電停止後において、ＳＣＲＦ
６のアンモニア吸着量が推定される。そして、推定吸着量が十分に多い場合は、吸着されているアンモニアによって供給不足分が補填されることを前提に、ＮＯｘの推定排出量に基づいて尿素水添加弁７による尿素水の添加が制御される。以下、本実施例における尿素水の添加制御の実行手順について図３を用いて説明する。図３は、本発明に係る制御部としてのＥＣＵ１００によって実行される添加制御のルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、ＥＣＵ１００に記憶されており、周期的に実行される。なお、本ルーチンは、ＳＣＲＦ６に坦持されているＳＣＲ触媒の床温が、その活性温度以上であることを前提としている。
【００３０】
まず、ステップＳ１０１において、ＥＣＵ１００は、第１ＮＯｘセンサ８の近傍における排気の温度が、上述の被水温度範囲内にあるか否かを判定する。なお、既に述べたように、排気温度と第１ＮＯｘセンサ８の被水の発生との間には相関関係があるため、この被水温度範囲は、実験やシミュレーション等によって予め定めておくことができる。また、第１ＮＯｘセンサ８の近傍の排気温度は、温度センサ９の検出値を用いればよい。
【００３１】
ステップＳ１０１において肯定判定が下された場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０２に進み、第１ＮＯｘセンサ８への通電を停止する。これにより、当該センサの被水割れを未然に回避することが可能になる。
【００３２】
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０３へ進み、ＳＣＲＦ６内のアンモニアの吸着量が所定量以上であるか否かを判定する。ここで、ＥＣＵ１００は、以前に実施された尿素水添加の履歴や、内燃機関１の運転状態の履歴から、ＳＣＲＦ６に吸着されているアンモニアの吸着量を推定し、更に、当該推定吸着量が所定量以上であるか否かを判定する。この所定量は、アンモニアの供給不足をＳＣＲＦ６に吸着されているアンモニアを用いて補填することによって、ＳＣＲＦ６のＮＯｘ浄化率が許容値未満に低下することを抑制できると判断されるときの推定吸着量である。なお、この所定量やＮＯｘ浄化率の許容値は、実験等によって予め定めておけばよい。本ステップにおいて肯定判定が下された場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０４に進む。なお、本ステップにおいてアンモニアの推定吸着量を推定するＥＣＵ１００が、本発明に係る吸着量推定部に相当する。
【００３３】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１００は、ＮＯｘの推定排出量に基づいて、尿素水添加弁７による尿素水添加を制御する。なお、ＥＣＵ１００は、内燃機関１の運転状態に基づいてＮＯｘの推定排出量を推定する。既に述べたように、当該制御において、尿素水の添加不足によるアンモニアの供給不足が生じたとしても、当該供給不足分は、ＳＣＲＦ６に吸着されているアンモニアによって補填され得る。したがって、ＳＣＲＦ６のＮＯｘ浄化率は許容値以上で維持される。本ステップが実施されると、本ルーチンは終了される。なお、本ステップにおいて、ＮＯｘの推定排出量を推定するＥＣＵ１００が、本発明に係る排出量推定部に相当する。
【００３４】
一方、ステップＳ１０３において否定判定が下された場合、ＥＣＵ１００は、第１ＮＯｘセンサ８への通電を開始するために、ステップＳ１０５に進んで排気温度を上昇させる。具体的には、内燃機関１の運転状態が、燃料噴射量の増量等が実施される排気上昇運転に切り換えられる。本ステップが実施されると、本ルーチンは終了される。
【００３５】
なお、ステップＳ１０１で否定判定が下された場合は、排気温度が十分に高いために第１ＮＯｘセンサ８の被水は発生し得ないことを意味する。そこで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０６へ進み、当該センサへの通電を許可する。そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０７へ進み、第１ＮＯｘセンサ８の検出値に基づいて、尿素水添加弁７を制御する。これにより、ＳＣＲＦ６に適切な量のアンモニアを供給することができるため、そのＮＯｘ浄化率を所望の値で好適に維持することが可能になる。
【００３６】
なお、ステップＳ１０５が実施されることによって、排気温度が被水温度範囲を超える温度まで上昇された後に本ルーチンが再び実行された場合には、ステップＳ１０１において否定判定が下されるため、ステップＳ１０６において第１ＮＯｘセンサ８への通電が開始される。つまり、本実施例によれば、排気温度が被水温度範囲内にあり、且つ、アンモニアの推定吸着量が所定量未満である場合は、第１ＮＯｘセンサ８の被水が生じ得ない温度まで排気温度が上昇された後に、当該センサへの通電が開始される。したがって、本実施例によれば、第１ＮＯｘセンサ８の被水割れを抑制しながら、当該センサを活性化させることによって、ＳＣＲＦ６のＮＯｘ浄化率を好適に維持することが可能になる。
【００３７】
以上より、本実施例によれば、第１ＮＯｘセンサ８の被水割れが生じ得る程度に排気温度が低い場合であっても、当該センサの被水割れを回避しながら、ＳＣＲＦ６のＮＯｘ浄化率を許容値以上で維持することが可能になる。特に排気温度が上昇しない運転状態が継続するような場合であっても、アンモニアの推定吸着量が上述の所定量以上である限りは、ＮＯｘの推定排出量に基づく添加制御が実施されることによって、ＳＣＲＦ６のＮＯｘ浄化率が好適に維持される。また、本実施例によれば、第１ＮＯｘセンサ８への通電を開始するための排気温度の上昇は、アンモニアの推定吸着量が上述の所定量未満である場合に限られるため、内燃機関１の燃費の低下を抑制することが可能になる。
【符号の説明】
【００３８】
１        内燃機関
２        排気通路
６        ＳＣＲＦ
７        尿素水添加弁
８        第１ＮＯｘセンサ
１００    ＥＣＵ
【図１】
2015101988.tif 000003
【図２】
2015101988.tif 000004
【図３】
2015101988.tif 000005