(57)【要約】【課題】ＮＯX吸着触媒の熱劣化を強慮して尿素供給量を算出する。【解決手段】機関排気通路内にＮＯX選択還元触媒１５を配置し、ＮＯX選択還元触媒１５上流の機関排気通路内にＮＯX吸着触媒１２を配置する。ＮＯX吸着触媒１２に吸着可能なＮＯX量はＮＯX吸着触媒１２の熱劣化の進行に伴ない次第に低下していく。この熱劣化の進行に伴ない低下する吸着可能なＮＯX量を推定してこの推定された吸着可能なＮＯX量に基づきＮＯX吸着触媒１２への吸着ＮＯX量およびＮＯX吸着触媒１２からの放出ＮＯX量を算出し、これら吸着ＮＯX量および放出ＮＯX量を用いて尿素供給量を算出する。【選択図】図１
2008291739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関排気通路内にＮＯX選択還元触媒を配置し、該ＮＯX選択還元触媒に尿素を供給して該尿素から発生するアンモニアにより排気ガス中に含まれるＮＯXを選択的に還元するようにした内燃機関の排気浄化装置において、上記ＮＯX選択還元触媒上流の機関排気通路内にＮＯX吸着触媒を配置し、該ＮＯX吸着触媒はＮＯX吸着触媒の温度に応じて排気ガス中に含まれるＮＯXを吸着するか或いは吸着されているＮＯXを放出する性質を有すると共に吸着可能なＮＯX量がＮＯX吸着触媒の熱劣化の進行に伴ない次第に低下していく性質を有し、該熱劣化の進行に伴ない低下する吸着可能なＮＯX量を推定してこの推定された吸着可能なＮＯX量に基づきＮＯX吸着触媒への吸着ＮＯX量およびＮＯX吸着触媒からの放出ＮＯX量を算出し、これら吸着ＮＯX量および放出ＮＯX量を用いて尿素供給量を算出するようにした内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
上記吸着可能なＮＯX量はＮＯX吸着触媒の熱劣化の進行に伴ない低下すると共にＮＯX吸着触媒の温度が高くなるほど低下する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
機関の運転状態から定まる尿素供給量に対し上記算出された吸着ＮＯX量の還元分だけ尿素供給量を減少させ、機関の運転状態から定まる尿素供給量に対し上記算出された放出ＮＯX量の還元分だけ尿素供給量を増大させ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】
機関から排出されるＮＯX量から上記算出された吸着ＮＯX量を減算し或いは機関から排出されるＮＯX量に、上記算出された放出ＮＯX量を加算することによってＮＯX吸着触媒から流出する排気ガス中のＮＯX量を算出し、このＮＯX量から供給尿素量を算出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５】
上記ＮＯX吸着触媒はＮＯX吸着触媒の上流に還元剤を供給せずしてＮＯXを放出しうる請求項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】
機関排気通路内にＮＯX選択還元触媒を配置し、ＮＯX選択還元触媒上流の機関排気通路内に、排気ガス中に含まれるＮＯXを硝酸塩の形で吸蔵し還元剤を供給すると吸蔵したＮＯXを放出するＮＯX吸蔵触媒を配置し、ＮＯX選択還元触媒に尿素を供給して尿素から発生するアンモニアにより排気ガス中に含まれるＮＯXを選択的に還元するようにした内燃機関が公知である（例えば特許文献１を参照）。この内燃機関ではＮＯX吸蔵触媒に吸蔵されるＮＯX量およびＮＯX吸蔵触媒から放出されるＮＯX量を考慮して尿素供給量が決定されている。例えばＮＯX吸蔵触媒からＮＯXが放出されているときには放出ＮＯX量の還元分だけ尿素供給量が増大せしめられる。
【特許文献１】特開２００５−２９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで上述の内燃機関においてＮＯX吸蔵触媒が熱劣化すると吸着可能なＮＯX量が減少するためにＮＯX吸蔵触媒に吸蔵されるＮＯX量が変化し、更にＮＯX吸蔵触媒から放出されるＮＯX量も変化する。従って尿素供給量を決定するに当ってはＮＯX吸蔵触媒の熱劣化を考慮しなければならないことになる。しかしながら上述の内燃機関ではＮＯX吸蔵触媒の熱劣化を考慮しておらず、従ってＮＯX吸蔵触媒が熱劣化したときには尿素供給量を最適な量に維持しえなくなるという問題がある。
【０００４】
また、上述の内燃機関ではＮＯX吸蔵触媒からＮＯXを放出させるために還元剤、即ち燃料を供給した場合、一部の吸蔵ＮＯXはＮＯ又はＮＯ2の形でＮＯX吸蔵触媒から放出されるが一部の吸蔵ＮＯXはＮＯよりも更に還元されてアンモニアＮＨ3の形で放出される。この場合、吸蔵ＮＯXがどの程度ＮＯXとなって放出されるか、どの程度アンモニアＮＨ3となって放出されるかは明確ではない。この場合、アンモニアＮＨ3となって放出される量が多いと放出されたＮＯXがこのアンモニアＮＨ3によって還元されるので尿素供給量は増大させる必要がなくなる。
【０００５】
ところが上述の内燃機関では吸蔵ＮＯXは全てＮＯXとなって放出されるとの前提に立っており、従って放出されたＮＯX量の還元分だけ尿素供給量が増大せしめられるので尿素供給量が過剰になってしまうという問題がある。このような問題はＮＯX吸蔵触媒を用いている限り生ずる。
本発明は、還元剤を供給しなくてもＮＯXを放出しうるＮＯX吸着触媒を用いることにより上述の如き種々の問題が生ずることのない内燃機関の排気浄化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】
即ち、本発明によれば機関排気通路内にＮＯX選択還元触媒を配置し、ＮＯX選択還元触媒に尿素を供給してこの尿素から発生するアンモニアにより排気ガス中に含まれるＮＯXを選択的に還元するようにした内燃機関の排気浄化装置において、ＮＯX選択還元触媒上流の機関排気通路内にＮＯX吸着触媒を配置し、このＮＯX吸着触媒はＮＯX吸着触媒の温度に応じて排気ガス中に含まれるＮＯXを吸着するか或いは吸着されているＮＯXを放出する性質を有すると共に吸着可能なＮＯX量がＮＯX吸着触媒の熱劣化の進行に伴ない次第に低下していく性質を有し、熱劣化の進行に伴ない低下する吸着可能なＮＯX量を推定してこの推定された吸着可能なＮＯX量に基づきＮＯX吸着触媒への吸着ＮＯX量およびＮＯX吸着触媒からの放出ＮＯX量を算出し、これら吸着ＮＯX量および放出ＮＯX量を用いて尿素供給量を算出するようにしている。
【発明の効果】
【０００７】
ＮＯX吸着触媒の熱劣化を考慮して尿素供給量を算出しているのでＮＯX吸着触媒が熱劣化したとしても尿素供給量を最適な量に維持することができる。また、ＮＯX吸着触媒から放出されるのはＮＯ又はＮＯ2であるのでＮＯXの還元に必要な尿素供給量を正確に算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に圧縮着火式内燃機関の全体図を示す。
図１を参照すると、１は機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内に夫々燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結され、コンプレッサ７ａの入口は吸入空気量検出器８を介してエアクリーナ９に連結される。吸気ダクト６内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁１０が配置され、更に吸気ダクト６周りには吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１１が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１１内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
【０００９】
一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｂの入口に連結され、排気タービン７ｂの出口はＮＯX吸着触媒１２の入口に連結される。このＮＯX吸着触媒１２の下流にはＮＯX吸着触媒１２に隣接して排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタ１３が配置され、このパティキュレートフィルタ１３の出口は排気管１４を介してＮＯX選択還元触媒１５の入口に連結される。このＮＯX選択還元触媒１５の出口には酸化触媒１６が連結される。
【００１０】
ＮＯX選択還元触媒１５上流の排気管１４内には尿素水供給弁１７が配置され、この尿素水供給弁１７は供給管１８、供給ポンプ１９を介して尿素水タンク２０に連結される。尿素水タンク２０内に貯蔵されている尿素水は供給ポンプ１９によって尿素水供給弁１７から排気管１４内を流れる排気ガス中に噴射され、尿素から発生したアンモニア（（ＮＨ2）2ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→２ＮＨ3＋ＣＯ2）によって排気ガス中に含まれるＮＯXがＮＯX選択還元触媒１５において還元される。
【００１１】
排気マニホルド５と吸気マニホルド４とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２１を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路２１内には電子制御式ＥＧＲ制御弁２２が配置される。また、ＥＧＲ通路２１周りにはＥＧＲ通路２１内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２３が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置２３内に導かれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁３は燃料供給管２４を介してコモンレール２５に連結され、このコモンレール２５は電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２６を介して燃料タンク２７に連結される。燃料タンク２７内に貯蔵されている燃料は燃料ポンプ２６によってコモンレール２５内に供給され、コモンレール２５内に供給された燃料は各燃料供給管２４を介して燃料噴射弁３に供給される。
【００１２】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備する。ＮＯX吸着触媒１２にはＮＯX吸着触媒１２の床温を検出するための温度センサ２８が取付けられ、この温度センサ２８および吸入空気量検出器８の出力信号は夫々対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、アクセルペダル４０にはアクセルペダル４０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４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４２が接続される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁１０の駆動用ステップモータ、尿素水供給弁１７、供給ポンプ１９、ＥＧＲ制御弁２２および燃料ポンプ２６に接続される。
【００１３】
ＮＯX吸着触媒１２の基体は多数の細孔を有するコージライト或いはゼオライトからなり、この基体上には例えばアルミナからなる触媒担体の層が形成されていてこの触媒担体上に例えば白金のような貴金属触媒が担持されている。一方、パティキュレートフィルタ１３としては触媒を担持していないパティキュレートフィルタを用いることもできるし、例えば白金のような貴金属触媒を担持したパティキュレートフィルタを用いることもできる。また、ＮＯX選択還元触媒１５は低温で高いＮＯX浄化率を有するアンモニア吸着タイプのＦｅゼオライトから構成することもできるし、アンモニアの吸着機能がないチタニア・バナジウム系の触媒から構成することもできる。酸化触媒１６は例えば白金からなる貴金属触媒を担持しており、この酸化触媒１６はＮＯX選択還元触媒１５から漏出したアンモニアを酸化する作用をなす。
【００１４】
図２に圧縮着火式内燃機関の別の実施例を示す。この実施例ではパティキュレートフィルタ１３が酸化触媒１６の下流に配置され、従ってこの実施例ではＮＯX吸着触媒１２の出口が排気管１４を介してＮＯX選択還元触媒１５の入口に連結される。
【００１５】
ところでＮＯX選択還元触媒１５はほぼ２００℃以上にならないと活性化せず、従って機関始動後、ＮＯX選択還元触媒１５の温度が上昇するまではＮＯX選択還元触媒１５によるＮＯXの浄化作用は期待できない。ところがＮＯX吸着触媒１２はＮＯX吸着触媒１２の温度が低くなるほど吸着可能なＮＯX量が増大する。従って図１および図２に示されるようにＮＯX選択還元触媒１５の上流にＮＯX吸着触媒１２が配置されているとＮＯX選択還元触媒１５が活性化していないときには排気ガス中のＮＯXはＮＯX吸着触媒１２に吸着され、斯くしてＮＯXが大気中に放出されるのが抑制されることになる。
【００１６】
次いでＮＯX吸着触媒１２の温度が上昇してくると吸着可能なＮＯX量が減少するためにＮＯX吸着触媒１２からＮＯXが放出される。一方、ＮＯX吸着触媒１２の温度が上昇するとＮＯX選択還元触媒１５の温度も上昇するためにＮＯX選択還元触媒１５が活性化し、斯くしてＮＯX吸着触媒１２から放出されたＮＯXはＮＯX選択還元触媒１５において浄化されることになる。
【００１７】
次に図３（Ａ）を参照しつつＮＯX吸着触媒１２が吸着可能なＮＯXの最大吸着量について説明する。
なお、図３（Ａ）において縦軸はＮＯX吸着触媒１２へのＮＯX吸着量ΣＮＯＸを示しており、横軸はＮＯX吸着触媒１２の床温ＴＣを示している。また、図３（Ａ）においてＮＭＡＸ0はＮＯX吸着触媒１２が新品のときの、即ちＮＯX吸着触媒１２が熱劣化していないときのＮＯXの最大吸着量を示しており、ＮＭＡＸ（ｒ）はＮＯX吸着触媒１２が熱劣化したときのＮＯXの最大吸着量を示している。図３（Ａ）からＮＯX吸着触媒１２が劣化すると最大吸着量が低下することがわかる。
【００１８】
また、図３（Ａ）からわかるように最大吸着量ＮＭＡＸ0、ＮＭＡＸ（ｒ）はＮＯX吸着触媒１２が熱劣化しているか否かにかかわらずにＮＯX吸着触媒１２の床温ＴＣが低くなるほど増大し、従ってＮＯX吸着触媒１２はＮＯX吸着触媒１２の床温ＴＣが低いとき、例えば機関始動時に多量のＮＯXを吸着する機能を有していることがわかる。一方、ＮＯX吸着触媒１２が劣化するほど劣化時の最大吸着量ＮＭＡＸ（ｒ）はＮＭＡＸ0に対して低下し、従ってＮＯX吸着触媒１２が劣化するほど機関始動時に吸着可能なＮＯX量は少なくなる。
【００１９】
ＮＯX吸着触媒１２の熱劣化はＮＯX吸着触媒１２に加わった熱の履歴に依存しており、ＮＯX吸着触媒１２に高い熱が加わるほど、また加わっている時間が長いほどＮＯX吸着触媒１２は熱劣化する。そこで本発明による実施例では次式に基づいてＮＯX吸着触媒１２の劣化率Ｒ（％）を算出するようにしている。
【００２０】
Ｒ（％）＝Ｋ1・ｔ1＋Ｋ2・ｔ2＋Ｋ3・ｔ3
ここでＫ1，Ｋ2，Ｋ3は定数であり、ｔ1，ｔ2，ｔ3は以下に示すこれまでの合計時間を表している。
ＮＯX吸着触媒１２の床温ＴＣ          これまでの合計時間
６００℃〜６５０℃                    ｔ1
６５０℃〜７００℃                    ｔ2
７００℃以上                          ｔ3
なお、Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3についてはＫ1＜Ｋ2＜Ｋ3なる関係がある。
【００２１】
従って劣化率ＲはＮＯX吸着触媒１２の床温ＴＣが高いほど大きくなり、また合計時間が長くなるほど大きくなることがわかる。劣化率Ｒが求まると次式に基づいて各床温ＴＣにおける劣化時の最大吸着量ＮＭＡＸ（ｒ）が算出される。
ＮＭＡＸ（ｒ）＝ＮＭＡＸ0・（１−Ｒ（％）／１００（％））
【００２２】
なお、上述の劣化率Ｒを表す式において劣化率Ｒに最も影響を与えるのは右辺第３項Ｋ3・ｔ3であるので上式においてＫ1・ｔ1およびＫ2・ｔ2を省略することもできる。
【００２３】
図３（Ｂ）は劣化率Ｒを用いて算出された現在の最大吸着量ＮＭＡＸ（ｒ）を示している。ところで今、ＮＯX吸着触媒１２が図３（Ｂ）のＡ点で示される状態、即ち床温ＴＣが比較的低く、ＮＯX吸着量ΣＮＯＸが比較的多い状態であったとする。この状態から床温ＴＣがＢ点で示される温度まで上昇するとこのときには最大吸着量ＮＭＡＸ（ｒ）に対する超過ＮＯX吸着量ΔＮＸがＮＯX吸着触媒１２から放出されることになる。このようにＮＯXを硝酸塩の形で吸蔵するＮＯX吸蔵触媒とは異なり、ＮＯX吸着触媒１２の上流に還元剤を供給しなくてもＮＯX吸着触媒１２の床温ＴＣが上昇すればＮＯX吸着触媒１２からＮＯXが放出されることになる。
【００２４】
さて、ＮＯX吸着触媒１２は概略的に言うと低温時にＮＯXを吸着し、高温時にＮＯXを放出する性質、即ちＮＯX吸着触媒１２の温度に応じて排気ガス中に含まれるＮＯXを吸着するか或いは吸着されているＮＯXを放出する性質を有すると共に吸着可能なＮＯX量がＮＯX吸着触媒１２の熱劣化の進行に伴ない次第に低下していく性質を有する。この場合、吸着可能なＮＯX量が低下すれば当然のことながらＮＯX吸着触媒１２に吸着されるＮＯX量は低下し、ＮＯX吸着触媒１２に吸着されるＮＯX量が低下するとＮＯX吸着触媒１２から放出されるＮＯX量も低下する。
【００２５】
従って本発明では熱劣化の進行に伴ない低下する吸着可能なＮＯX量を推定してこの推定された吸着可能なＮＯX量に基づきＮＯX吸着触媒１２への吸着ＮＯX量およびＮＯX吸着触媒１２からの放出ＮＯX量を算出し、これら吸着ＮＯX量および放出ＮＯX量を用いて尿素供給量を算出するようにしている。
【００２６】
次にこの尿素供給量についてもう少し詳しく説明する。即ち、機関から一定量のＮＯXが排出されているとするとＮＯXがＮＯX吸着触媒１２に吸着されたときにはＮＯX吸着触媒１２から流出する排気ガス中のＮＯX量は減少し、ＮＯXがＮＯX吸着触媒１２から放出しているときにはＮＯX吸着触媒１２から流出する排気ガス中のＮＯX量は増大する。この場合、ＮＯXを還元するのに必要な尿素量はＮＯX吸着触媒１２から流出する排気ガス中のＮＯX量が減少すれば減少し、ＮＯX吸着触媒１２から流出する排気ガス中のＮＯX量が増大すれば増大する。一方、機関の運転状態が定まると機関からのＮＯX排出量が定まり、従って機関の運転状態が定まると機関からの排出ＮＯXを還元するのに必要な尿素供給量が定まる。
【００２７】
そこで本発明では機関の運転状態から定まる尿素供給量に対し算出された吸着ＮＯX量の還元分だけ尿素供給量を減少させ、機関の運転状態から定まる尿素供給量に対し算出された放出ＮＯX量の還元分だけ尿素供給量を増大させるようにしている。
【００２８】
次に図４から図６を参照しつつ本発明による尿素供給方法の一実施例について説明する。
上述したように機関から排出されるＮＯXは機関の運転状態に応じて定まる。本発明による実施例では機関から単位時間当り排出されるＮＯX量ＮＯＸＡが要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数として図４（Ａ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００２９】
一方、機関から排出されたＮＯXのうちＮＯX吸着触媒１２に吸着するＮＯXの吸着率はＮＯX吸着触媒１２に吸着されているＮＯX吸着量ΣＮＯＸとＮＯX吸着触媒１２内における排気ガス流の空間速度との関数となる。即ち、図４（Ｂ）においてＫ１で示されるように吸着率はＮＯX吸着触媒１２に吸着されているＮＯX吸着量ΣＮＯＸが増大するほど減少し、図４（Ｃ）においてＫ２で示されるように吸着率はＮＯX吸着触媒１２内における排気ガス流の空間速度、即ち吸入空気量Ｇａが増大するほど減少する。これら吸着率Ｋ１，Ｋ２は予めＲＯＭ３２内に記憶されている。本発明による実施例では機関からの排出ＮＯX量ＮＯＸＡに吸着率Ｋ１およびＫ２を乗算することによって単位時間当りＮＯX吸着触媒１２に吸着されるＮＯX量ＮＯＸＡ・Ｋ１・Ｋ２が算出される。
【００３０】
一方、図３（Ｂ）を参照しつつ説明したようにＮＯX吸着触媒１２がＡ点で示される状態からＢ点で示される温度まで上昇すると最大吸着量ＮＭＡＸ（ｒ）に対する超過ＮＯX吸着量ΔＮＸがＮＯX吸着触媒１２から放出される。この場合、この超過ＮＯX吸着量ΔＮＸは一気に放出されるのではなくて、ＮＯX吸着触媒１２へのＮＯX吸着量ΣＮＯＸおよびＮＯX吸着触媒１２内における排気ガスの空間速度、即ち吸入空気量Ｇａに応じた速度でもって徐々に放出される。即ち、図５（Ａ）に示されるように或る吸入空気量ＧａにおけるＮＯXの脱離速度Ｗ、即ちＮＯX吸着触媒１２から単位時間当り放出されるＮＯX量ＷはＮＯX吸着量ΣＮＯＸが増大するほど高くなる。即ち、ＮＯX吸着量ΣＮＯＸが多いほど多量のＮＯXが放出される。
【００３１】
一方、ＮＯX吸着触媒１２から脱離されるＮＯXの脱離率は図５（Ｂ）に示されるように吸入空気量Ｇａが増大するほど高くなる。この場合、実際のＮＯX脱離速度、即ちＮＯX吸着触媒１２から単位時間当り実際に脱離されるＮＯX量は図５（Ａ）に示される脱離速度Ｗに図５（Ｂ）に示される脱離率Ｄを乗算した値Ｗ・Ｄとなる。なお、これら脱離速度Ｗおよび脱離率Ｄは予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００３２】
図６は尿素の供給を制御するためのルーチンを示している。なお、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。
図６を参照するとまず初めにステップ５０において図４（Ａ）に示すマップから機関からの単位時間当りの排出ＮＯX量ＮＯＸＡが算出される。次いでステップ５１では劣化率Ｒ（＝Ｋt・ｔ1＋Ｋ2・ｔ2＋Ｋ3・ｔ3）が算出される。具体的に言うと車両の使用が開始されたときから現在に至るまでの間においてＮＯX吸着触媒１２の床温ＴＣが夫々対応する温度領域となっていたときの合計時間ｔ1，ｔ2，ｔ3が算出されており、これら合計時間ｔ1，ｔ2，ｔ3を用いて劣化率Ｒが算出される。
【００３３】
次いでステップ５２では次式に基づいて各床温ＴＣにおける劣化時の最大吸着量ＮＭＡＸ（ｒ）が算出される。
ＮＭＡＸ（ｒ）＝ＮＭＡＸ0・（１−Ｒ（％）／１００（％））
次いでステップ５３ではＮＯX吸着触媒１２への吸着ＮＯX量ΣＮＯＸが最大吸着量ＮＭＡＸ（ｒ）よりも少ないか否かが判別される。ΣＮＯＸ＜ＮＭＡＸ（ｒ）のとき、即ちまだＮＯXを吸着する余地があるときにはステップ５４に進む。
【００３４】
ステップ５４では図４（Ｂ）に示す関係から吸着率Ｋ１が算出され、次いでステップ５５では図４（Ｃ）に示す関係から吸着率Ｋ２が算出される。次いでステップ５６では単位時間当りＮＯX吸着触媒１２に実際に吸着されるＮＯX量ＮＯＸＡ・Ｋ１・Ｋ２をΣＮＯＸに加算することによってＮＯX吸着量ΣＮＯＸが算出される。次いでステップ５７では排出ＮＯX量ＮＯＸＡから単位時間当り実際に吸着されるＮＯX量ＮＯＸＡ・Ｋ１・Ｋ２を減算することによってＮＯX吸蔵触媒１２から単位時間当り流出する排気ガス中のＮＯX量ＮＯＸＺが算出される。
【００３５】
次いでステップ６２ではＮＯX吸着触媒１２から流出する排気ガス中のＮＯX、即ちＮＯX選択還元触媒１５に流入する排気ガス中のＮＯXを還元するのに必要な尿素量が算出される。本発明による実施例ではこの尿素量は還元すべきＮＯX量に対して当量比＝１となる量にされている。次いでステップ６３では尿素水供給弁１７からの尿素水の供給作用が行われる。
【００３６】
一方、ステップ５３においてΣＮＯＸ≧ＮＭＡＸ（ｒ）であると判断されたときにはステップ５８に進んで図５（Ａ）に示す関係から脱離速度Ｗが算出される。次いでステップ５９では図５（Ｂ）に示す関係から脱離率Ｄが算出される。次いでステップ６０では単位時間当り実際に脱離するＮＯX量Ｗ・ＤをΣＮＯＸから減算することによってＮＯX吸着量ΣＮＯＸが算出される。次いでステップ６１では排出ＮＯX量ＮＯＸＡに単位時間当り実際に脱離するＮＯX量Ｗ・Ｄを加算することによってＮＯX吸着触媒１２から単位時間当り流出する排気ガス中のＮＯX量ＮＯＸＺが算出される。次いでステップ６２ではこのＮＯXを還元するのに必要な尿素量が算出される。
【００３７】
このように本発明による実施例では機関から排出されるＮＯX量ＮＯＸＡから吸着ＮＯX量ＮＯＸＡ・Ｋ１・Ｋ２を減算し或いは機関から排出されるＮＯX量ＮＯＸＡに放出ＮＯX量Ｗ・Ｄを加算することによってＮＯX吸着触媒１２から流出する排気ガス中のＮＯX量ＮＯＸＺが算出され、このＮＯX量ＮＯＸＺから供給尿素量が算出される。
【００３８】
ＮＯX吸着触媒１２を用いるとＮＯX吸着触媒１２からは吸着されているＮＯXがアンモニアＮＨ3に変換されることなくＮＯXの形で放出されるのでＮＯXを還元するのに必要な尿素量を正確に算出することができる。従って供給された尿素から発生するアンモニアによってＮＯXを良好に浄化することができると共に余剰のアンモニアがＮＯX選択還元触媒１５から流出するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】圧縮着火式内燃機関の全体図である。
【図２】圧縮着火式内燃機関の別の実施例を示す全体図である。
【図３】ＮＯX吸着触媒のＮＯXの最大吸着量を示す図である。
【図４】機関から排出されるＮＯX量ＮＯＸＡのマップ等を示す図である。
【図５】ＮＯXの脱離速度等を示す図である。
【図６】尿素の供給制御を行うためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
４    吸気マニホルド
５    排気マニホルド
７    排気ターボチャージャ
１２    ＮＯX吸着触媒
１３    パティキュレートフィルタ
１５    ＮＯX選択還元触媒
１７    尿素水供給弁
【図１】
2008291739.tif 000003
【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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