(57)【要約】【課題】ＮＯx吸着触媒におけるＮＯxの吸着および放出を考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への吸着ＮＯx量を算出し、ＮＯx吸着触媒１２へのＮＯxの吸着量が増大しているときには尿素供給量を増大する。【選択図】図１
2008280949.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をＮＯx選択還元触媒に吸着させ、主に吸着した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し、ＮＯx吸着触媒へのＮＯxの吸着量が増大しているときには尿素供給量を増大するようにした内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
ＮＯx吸着触媒への吸着ＮＯx量を算出し、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量に比例して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３】
ＮＯx吸着触媒からのＮＯxの放出量が増大しているときには尿素供給量を減少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】
ＮＯx吸着触媒からの放出ＮＯx量を算出し、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量に比例して尿素供給量を減少させるようにした請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
ＮＯx選択還元触媒を昇温するための昇温手段を具備しており、ＮＯx吸着触媒からＮＯxが放出されると予測されるときには該昇温手段によりＮＯx選択還元触媒を昇温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。
【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吸蔵触媒へのＮＯxの吸着量が増大しているときにはＮＯx選択還元触媒に流入する排気ガス中のＮＯx量が吸着したＮＯx量分だけ減少するのでその分だけ尿素供給量が減少せしめられる。
【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ＮＯx選択還元触媒にはアンモニアが吸着するタイプの触媒とアンモニアが吸着しないタイプの触媒とがあり、アンモニアが吸着するタイプのＮＯx選択還元触媒を用いた場合には多量のアンモニアを吸着させておかないと排気ガス中のＮＯxを十分に還元することができない。
【０００４】
一方、上述の内燃機関ではＮＯx吸蔵触媒からＮＯxを放出すべきときにはＮＯxが一気に放出される。従って上述の内燃機関においてアンモニアを吸着するタイプのＮＯx選択還元触媒を用いた場合にはＮＯx吸蔵触媒からＮＯxが一気に放出されたときに多量のアンモニアがＮＯx選択還元触媒に吸着していないとＮＯxを十分に還元することはできない。しかしながら上述の内燃機関ではＮＯx吸蔵触媒へのＮＯxの吸着量が増大しているときには尿素供給量が減少せしめられる。従ってＮＯx吸蔵触媒からＮＯxが一気に放出されたときにはＮＯx選択還元触媒に十分な量のアンモニアが吸着しておらず、斯くしてＮＯxを十分に還元することができないという問題がある。
本発明は、ＮＯx吸着触媒からＮＯxが放出されても放出されたＮＯxを十分に還元することのできる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】
【０００５】
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をＮＯx選択還元触媒に吸着させ、主に吸着した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Ｏx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し、ＮＯx吸着触媒へのＮＯxの吸着量が増大しているときには尿素供給量を増大するようにしている。
【発明の効果】
【０００６】
ＮＯx吸着触媒へのＮＯxの吸着量が増大しているときには尿素供給量が増大せしめられるのでＮＯx吸着触媒からＮＯxが放出されるときにはＮＯx吸着触媒に十分な量のアンモニアが吸着している。従ってＮＯx吸着触媒からＮＯxが放出されたときにＮＯxが良好に還元される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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選択還元触媒１５の上流側および下流側には夫々温度センサ２８ａ，２８ｂが配置され、更に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２９が取付けられる。これら温度センサ２８ａ，２８ｂ，２９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。
【００１２】
一方、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されている。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】
さて、図３においてＮＨmaxは飽和状態にあるＮＯx選択還元触媒１５へのアンモニア吸着量、即ち飽和吸着量を示しており、本発明による実施例では破線で示されるようにこのアンモニアの飽和吸着量ＮＨmaxよりも若干少ないアンモニア吸着量ΣＮＨ3が目標アンモニア吸着量ＮＨ0とされる。図３に示されるようにこの目標アンモニア吸着量ＮＨ0はＮＯx選択還元触媒１５の床温ＴＢの関数であり、床温ＴＢが高くなるほどこの目標アンモニア吸着量ＭＨ0は低下する。本発明による実施例では通常ＮＯx選択還元触媒１５へのアンモニア吸着量ΣＮＨ3が目標アンモニア吸着量ＮＨ0となるように尿素の供給が制御されている。
【００１５】
一方、図４はＮＯx吸着触媒１２が吸着しうるＮＯxの最大吸着量ＮＭＡＸを示している。なお、図４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。図４に示されるように最大ＮＯx吸着量ＮＭＡＸは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。
【００１６】
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。ところが上述したように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しうる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。
【００１７】
次いでＮＯx吸着触媒１２の温度が上昇してくると図４からわかるように吸着しうる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。即ち、今、ＮＯx吸着触媒１２が図４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。
【００１８】
このように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を放出する性質を有する。即ち、ＮＯx吸着触媒１２は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。
【００１９】
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選択還元触媒１５においてＮＯx吸着触媒１２から放出されたＮＯxの還元作用が行われる。このときＮＯxはＮＯx選択還元触媒１５に吸着されているアンモニアによって還元され、従ってこのとき排気ガス中に含まれる多量のＮＯxは十分な量のアンモニアがＮＯx選択還元触媒１５に吸着されていれば良好に還元されることになる。即ち、ＮＯx選択還元触媒１５に吸着されているＮＯx量が少ないと排気ガス中に含まれるＮＯxがアンモニアと接触する機会が少なくなり、斯くしてＮＯxが十分に還元されなくなる。
【００２０】
そこで本発明では、ＮＯx吸着触媒１２へのＮＯxの吸着量が増大しているときには尿素供給量を増大するようにしている。次にこのことについて図５に示すタイムチャートを参照しつつ説明する。なお、図５は機関から排出されるＮＯx量が一定であると仮定したときのＮＯx吸着触媒１２の床温ＴＣ、ＮＯx吸着触媒１２へのＮＯx吸着量ΣＮＯＸ、尿素供給量およびＮＯx選択還元触媒１５へのアンモニア吸着量ΣＮＨ3の各変化を示している。また、図５において鎖線Ｑｓは機関から排出されるＮＯxを還元するのに必要な尿素供給量を表している。
【００２１】
即ち、本発明では図５に示されるようにＮＯx吸着触媒１２の床温ＴＣがＮＯxの放出を開始する温度ＴＣｎまで上昇する間はＮＯx吸着触媒１２にＮＯxが吸着され続けるためにＮＯx吸着量ΣＮＯＸが増大し続ける。この間、機関から排出されるＮＯxを還元するのに必要な尿素供給量Ｑｓよりも多くの尿素が供給され続け、斯くしてＮＯx選択還元触媒１５へのアンモニア吸着量ΣＮＨ3が増大し続ける。
【００２２】
次いでＮＯx吸着触媒１２の床温ＴＣがＴＣｎを越えるとＮＯx吸着触媒１２からのＮＯxの放出が開始される。このときにはＮＯx選択還元触媒１５へのアンモニア吸着量ΣＮＨ3は放出されたＮＯxを還元するのに十分な量であるのでＮＯxは良好に還元されることになる。なお、ＮＯx吸着触媒１２からのＮＯxの放出が開始されると尿素供給量はＱｓ以下に低下せしめられ、斯くしてアンモニア吸着量ΣＮＨ3が減少する。即ち、本発明ではＮＯx吸着触媒からのＮＯxの放出量が増大しているときには尿素供給量が減少せしめられる。
【００２３】
次に図６から図１０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。
内燃機関においては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６（Ａ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。なおこの場合、ＮＯx吸着触媒１２の上流にＮＯxセンサ（図示せず）を配置し、このＮＯxセンサの出力からＮＯx量ＮＯＸＡを求めるようにしてもよい。
【００２４】
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６（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６（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。
【００２５】
一方、ＮＯx吸着触媒１２からは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ＮＯxが放出される。即ち、図７（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吸蔵触媒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。
【００２６】
一方、ＮＯx吸着触媒１２から脱離するＮＯxの脱離率Ｄは図７（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７（Ａ）に示される脱離速度Ｗに図７（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。
【００２７】
図８は供給すべきアンモニアの補正量ΔＱを算出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８を参照するとまず初めにステップ５０において図６（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ＮＯx吸着触媒１２への吸着ＮＯx量ΣＮＯＸが図４に示される最大ＮＯx吸着量ＮＭＡＸよりも少ないか否かが判別される。ΣＮＯＸ＜ＮＭＡＸ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５２に進む。
【００２８】
ステップ５２では図６（Ｂ）に示す関係から吸着率Ｋ１が算出され、次いでステップ５３では図６（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５４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ＮＯＸＢ（＝ＮＯＸＡ・Ｋ１・Ｋ２）が算出される。次いでステップ５５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ＮＯＸＢに定数Ｃ1を乗算することによって供給すべきアンモニアの補正量ΔＱ（＝Ｃ1・ＮＯＸＢ）が算出される。従ってこの補正量ΔＱは吸着ＮＯx量ＮＯＸＢに比例している。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ＮＯＸＢをΣＮＯＸに加算することによってＮＯx吸着量ΣＮＯＸが算出される。
【００２９】
一方、ステップ５１においてΣＮＯＸ≧ＮＭＡＸであると判断されたときにはステップ５７に進んで図７（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５８では図７（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５９では単位時間当り実際に脱離するＮＯx量ＮＯＸＤ（＝Ｗ・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ＮＯＸＤに定数−Ｃ2を乗算することによって供給すべきアンモニアの補正量ΔＱ（＝−Ｃ2・ＮＯＸＤ）が算出される。従ってこの補正量ΔＱは放出ＮＯx量ＮＯＸＤに比例している。次いでステップ６１では単位時間当り実際に放出されるＮＯx量ＮＯＸＤ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。
【００３０】
図９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、このルーチンも一定時間毎の割込みによって実行される。
図９を参照するとまず初めにステップ７０において図６（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７１ではＮＯx選択還元触媒１５におけるＮＯx浄化率Ｒが算出される。このＮＯx浄化率Ｒは図１０（Ａ）に示されるようにＮＯx選択還元触媒１５の床温ＴＢの関数であり、更に排気ガス量、即ち吸入空気量Ｇａに応じて変化する。このＮＯx浄化率Ｒは図１０（Ｂ）に示されるように吸入空気量ＧａおよびＮＯx選択還元触媒１５の床温ＴＢの関数としてマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００３１】
次いでステップ７２では排出ＮＯx量ＮＯＸＡとＮＯx浄化率ＲからＮＯxを還元するために単位時間当り消費された吸着アンモニア量ＮＤが算出される。次いでステップ７３ではΣＮＨ3に尿素の形で単位時間当り供給される供給アンモニア量Ｑを加算し、ΣＮＨ3から消費されたアンモニア量ＮＤを減算することによってＮＯx選択還元触媒１５のアンモニア吸着量ΣＮＨ3（←ΣＮＨ3＋ＮＩ−ＮＤ）が算出される。次いでステップ７４ではこのアンモニア吸着量ΣＮＨ3が目標アンモニア吸着量ＮＨ0よりも大きいか否かが判別される。
【００３２】
ΣＮＨ3≧ＮＨ0のときにはステップ７５に進んでアンモニア供給量Ｑから一定値αが減算され、次いでステップ７７に進む。一方、ΣＮＨ3＜ＮＨ0のときにはステップ７６に進んでアンモニア供給量Ｑに一定値αが加算され、次いでステップ７７に進む。ステップ７７ではアンモニア供給量Ｑにアンモニアの補正量ΔＱを加算することによって最終的なアンモニア供給量ＱＦが算出される。次いでステップ７８ではアンモニア供給量がＱＦとなるように尿素水が供給される。
【００３３】
このようにアンモニア供給量Ｑに補正量ΔＱを加算することにより最終的なアンモニア供給量ＱＦが算出される。従って本発明による実施例では機関の運転状態から定まる尿素供給量Ｑに対し、算出された吸着ＮＯx量ＮＯＸＢに比例して尿素供給量が増大せしめられ、また機関の運転状態から定まる尿素供給量Ｑに対し、算出された放出ＮＯx量ＮＯＸＤに比例して尿素供給量が減少せしめられることになる。
【００３４】
ＮＯx吸着触媒１２からのＮＯx放出作用が開始された後、ＮＯxが放出しなくなるとアンモニアの補正量ΔＱは零となる。このときには機関から排出されるＮＯxを還元するのに必要な量の尿素が供給される。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となる量とされている。
【００３５】
図１１に更に別の実施例を示す。この実施例ではＮＯx選択還元触媒１５を昇温するための昇温手段を具備している。図１１に示す例ではこの昇温手段はＮＯx選択還元触媒１５の上流に配置された電気ヒータ４３からなる。即ち、ＮＯx吸着触媒１２からＮＯxが放出されるときにＮＯx選択還元触媒１５が活性化していないとＮＯxを良好に還元することはできない。そこで本発明ではＮＯx吸着触媒１２からＮＯxが放出されると予測されるときには昇温手段、即ち電気ヒータ４３によりＮＯx選択還元触媒１５を昇温するようにしている。
【００３６】
具体的な一例を挙げると図１２において破線で示されるように最大ＮＯx吸着量ＮＭＡＸよりも若干低い判定レベルＮＸが予め設定されており、ＮＯx吸着量ΣＮＯＸおよび床温ＴＣから定まる点が判定レベルＮＸを越えたときにＮＯx吸着触媒１２からＮＯxが放出されると予測される。ＮＯxの放出が予測されたときには電気ヒータ４３がオンとされる。
【００３７】
図１３はＮＯx選択還元触媒１５の昇温を制御するためのルーチンを示している。なお、このルーチンは図８および図９に示されるルーチンと共に一定時間毎の割込みによって実行される。
図１３を参照するとまず初めにステップ８０においてＮＯx選択還元触媒１５を昇温すべきであることを示す昇温フラグがセットされているか否かが判別される。昇温フラグがセットされていないときにはステップ８１に進んでＮＯx選択還元触媒１５の床温ＴＢが活性化温度ＴＢ0よりも低いか否かが判別される。ＴＢ＜ＴＢ0のとき、即ちＮＯx選択還元触媒１５が活性化していないときにはステップ８２に進む。
【００３８】
ステップ８２では図１２においてＮＯx吸着量ΣＮＯＸおよび床温ＴＣから定まる点が判定レベルＮＸを越えたか否かが判別される。ＮＯx吸着量ΣＮＯＸおよび床温ＴＣから定まる点が判定レベルＮＸを越えたときにはステップ８３に進んで昇温フラグがセットされる。昇温フラグがセットされるとステップ８０からステップ８４に進んで電気ヒータ４３がオンとされ、昇温作用が開始される。
【００３９】
次いでステップ８５ではＮＯx選択還元触媒１５の床温ＴＢが活性化温度ＴＢ0を越えたか否かが判別される。ＴＢ≧ＴＢ0になったとき、即ちＮＯx選択還元触媒１５が活性化したときにはステップ８６に進んで電気ヒータ４３がオフとされ、昇温作用が停止される。次いでステップ８７では昇温フラグがリセットされる。
【００４０】
なお、ＮＯx選択還元触媒１５の昇温方法としては電気ヒータによる昇温方法ばかりでなく、ガスバーナを用いる方法その他の種々の公知の方法を用いることができる。また、ＮＯx選択還元触媒１５を昇温する代りに酸化触媒１６を昇温させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【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】目標アンモニア吸着量ＮＨ0を示す図である。
【図４】最大ＮＯx吸着量ＮＭＡＸを示す図である。
【図５】尿素供給量等の変化を示すタイムチャートである。
【図６】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７】ＮＯxの脱離速度等を示す図である。
【図８】アンモニアの補正量ΔＱを算出するためのフローチャートである。
【図９】尿素の供給制御を行うためのフローチャートである。
【図１０】ＮＯx浄化率Ｒを示す図である。
【図１１】圧縮着火式内燃機関の更に別の実施例を示す全体図である。
【図１２】判定レベルＮＸを示す図である。
【図１３】ＮＯx選択還元触媒の昇温制御を行うためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
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】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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