(57)【要約】【課題】ＮＯＸ吸蔵還元型触媒からのアンモニアのスリップ量を正確に算出する浄化制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関１から排出されたＮＯＸの浄化を制御する浄化制御装置８であって、車両の排気管３に設けられたＮＯＸ吸蔵還元型触媒６の温度に基づいてＮＯＸ吸蔵還元型触媒６からのアンモニアのスリップ量を算出すると共に、内燃機関１における燃料の供給量に基づいてＮＯＸ吸蔵還元型触媒６における硫黄の吸蔵量を算出し、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒６における硫黄の吸蔵量に基づいてアンモニアのスリップ量を補正する補正部１４を備える。【選択図】図１
2022003247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出されたＮＯＸの浄化を制御する浄化制御装置であって、
車両の排気管に設けられたＮＯＸ吸蔵還元型触媒の温度に基づいて前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒からのアンモニアのスリップ量を算出すると共に、内燃機関における燃料の供給量に基づいて前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒における硫黄の吸蔵量を算出し、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒における硫黄の吸蔵量に基づいて前記アンモニアのスリップ量を補正する補正部を備える浄化制御装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒における硫黄の吸蔵量が多いほど前記アンモニアのスリップ量が低下するように補正する請求項１に記載の浄化制御装置。
【請求項３】
前記補正部は、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒に流入する排気ガスの空燃比を取得し、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒に流入する排気ガスの空燃比が大きいほど前記アンモニアのスリップ量が低下するようにさらに補正する請求項１または２に記載の浄化制御装置。
【請求項４】
前記補正部は、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒から流出する排気ガスの空燃比を取得し、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒から流出する排気ガスの空燃比がストイキ空燃比より低下するほど前記アンモニアのスリップ量が増加するようにさらに補正する請求項１〜３のいずれか一項に記載の浄化制御装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒におけるＮＯＸの吸蔵量を取得し、前記ＮＯＸの吸蔵量が多いほど前記アンモニアのスリップ量が増加するようにさらに補正する請求項１〜４のいずれか一項に記載の浄化制御装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒の内部温度を取得し、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒の内部温度が高いほど前記アンモニアのスリップ量が増加するようにさらに補正する請求項１〜５のいずれか一項に記載の浄化制御装置。
【請求項７】
前記補正部で補正された前記アンモニアのスリップ量に基づいて、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒の下流側に配置された選択還元型触媒に対する還元剤の供給量を制御する供給制御部をさらに有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の浄化制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、浄化制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば商用車などの車両において、排気ガスに含まれるＮＯＸ（窒素酸化物）を浄化するＮＯＸ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ触媒、ＬＮＴ：Ｌｅａｎ  ＮＯＸ  Ｔｒａｐ）および選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒、ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）などの浄化装置が排気管に配置されており、この浄化装置を制御する浄化制御装置が実用化されている。
【０００３】
ここで、ＬＮＴ触媒においてアンモニア（ＮＨ３）が生成されるおそれがあり、そのアンモニアがＬＮＴ触媒からスリップすると、ＬＮＴ触媒の下流側に配置されたＳＣＲ触媒に様々な影響を及ぼすおそれがある。例えば、ＬＮＴ触媒からスリップしたアンモニアがＳＣＲ触媒にストレージされると、ＳＣＲ触媒に対して過剰な還元剤が供給されることになり、ＳＣＲ触媒からのアンモニアのスリップ量の増加およびＮＯＸの浄化率の低下などを招くおそれがある。このため、ＬＮＴ触媒からのアンモニアのスリップ量を算出することが求められている。
【０００４】
そこで、ＬＮＴ触媒からのアンモニアのスリップ量を算出する技術として、例えば、特許文献１には、ＮＯＸの浄化率を向上しつつ、アンモニアのスリップを抑制する排気浄化装置が開示されている。この排気浄化装置は、ＬＮＴ触媒におけるＮＯＸの吸蔵量に基づいてアンモニアのスリップ量を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１５１９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＬＮＴ触媒からのアンモニアのスリップは様々な要因で生じるため、特許文献１の装置ではアンモニアのスリップ量を正確に算出することが困難であった。
【０００７】
本開示は、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒からのアンモニアのスリップ量を正確に算出する浄化制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る浄化制御装置は、内燃機関から排出されたＮＯＸの浄化を制御する浄化制御装置であって、車両の排気管に設けられたＮＯＸ吸蔵還元型触媒の温度に基づいてＮＯＸ吸蔵還元型触媒からのアンモニアのスリップ量を算出すると共に、内燃機関における燃料の供給量に基づいてＮＯＸ吸蔵還元型触媒における硫黄の吸蔵量を算出し、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒における硫黄の吸蔵量に基づいてアンモニアのスリップ量を補正する補正部を備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒からのアンモニアのスリップ量を正確に算出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施の形態１に係る浄化制御装置を備えた車両の構成を示す図である。
【図２】空燃比およびアンモニアのスリップ量の変化を示すグラフである。
【図３】ＬＮＴ触媒からのアンモニアのスリップ量を算出するためのベースマップを示す図である。
【図４】ＬＮＴ触媒における硫黄の吸蔵量に対する補正係数の変化を示すグラフである。
【図５】実施の形態２においてＬＮＴ触媒に流入する排気ガスの空燃比に対する補正係数の変化を示すグラフである。
【図６】実施の形態３においてＬＮＴ触媒から流出する排気ガスの空燃比に対する補正係数の変化を示すグラフである。
【図７】実施の形態４においてＬＮＴ触媒におけるＮＯＸの吸蔵量に対する補正係数の変化を示すグラフである。
【図８】実施の形態５においてＬＮＴ触媒の内部温度に対する補正係数の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示に係る実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１に、本開示の実施の形態１に係る浄化制御装置を備えた車両の構成を示す。車両は、内燃機関１と、吸気管２と、排気管３と、内燃機関制御部４と、浄化装置５とを有する。なお、車両としては、例えば、トラックなどの商用車が挙げられる。
【００１３】
内燃機関１は、車両を駆動するためのもので、例えば、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程の４つの行程を繰り返す、いわゆる４ストローク機関から構成されている。内燃機関１としては、例えば、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。
【００１４】
吸気管２は、先端部が内燃機関１の吸気口に接続され、外部から吸入された空気を内燃機関１に供給する流路である。
排気管３は、内燃機関１の排気口から外部に延びるように配置され、内燃機関１から排出される排気ガスを外部に排出する流路である。
【００１５】
内燃機関制御部４は、内燃機関１を制御するもので、内燃機関１および浄化装置５の浄化制御部１２にそれぞれ接続されている。内燃機関制御部４は、例えば、吸気の流量、排気ガスの流量、燃料の供給量およびエンジン回転数などを制御する。なお、燃料としては、例えば軽油が挙げられる。
【００１６】
浄化装置５は、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ触媒）６と、選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）７と、浄化制御装置８とを有する。
【００１７】
ＬＮＴ触媒６は、排気管３内に配置され、排気ガスに含まれるＮＯＸを吸蔵および還元して浄化する。例えば、ＬＮＴ触媒６は、白金などの貴金属触媒と、バリウムなどのアルカリ土類金属などで形成されるＮＯＸ吸蔵材とを担体に担持させた成型体から構成することができる。これにより、排気ガスがリーン空燃比、すなわちストイキ空燃比（空気過剰率＝１）より燃料比率が低い空燃比のときに、排気ガスに含まれるＮＯＸがＮＯＸ吸蔵材に吸蔵される。そして、排気ガスがリッチ空燃比、すなわちストイキ空燃比より燃料比率が高い空燃比にされると、酸素濃度が減少すると共に一酸化炭素および炭化水素などの還元剤量が増加するため、貴金属触媒の三元機能により、ＮＯＸ吸蔵材に吸蔵されたＮＯＸが還元剤と反応して窒素などに還元されて浄化する。
【００１８】
ＳＣＲ触媒７は、排気管３内においてＬＮＴ触媒６の下流側に配置され、還元剤の供給により排気ガスに含まれるＮＯＸを還元して浄化する。例えば、ＳＣＲ触媒７は、鉄イオン交換アルミノシリケートおよび銅イオン交換アルミノシリケートなどのゼオライト触媒などから構成することができる。これにより、例えば、尿素水が還元剤として排気管３内に供給されると、その尿素水が排気ガスの高温な熱で熱分解および加水分解されてアンモニアが生成され、生成されたアンモニアがＳＣＲ触媒７にストレージされる。そして、ＳＣＲ触媒７は、ストレージされたアンモニアで排気ガスに含まれるＮＯＸを窒素などに還元して浄化する。
【００１９】
浄化制御装置８は、入口ラムダセンサ９ａと、出口ラムダセンサ９ｂと、温度センサ１０ａ〜１０ｃと、供給部１１と、浄化制御部１２とを有する。また、浄化制御部１２は、空燃比制御部１３と、補正部１４と、供給制御部１５とを有する。空燃比制御部１３は、補正部１４を介して供給制御部１５に接続されている。また、空燃比制御部１３は、入口ラムダセンサ９ａ、出口ラムダセンサ９ｂ、温度センサ１０ａおよび１０ｂにそれぞれ接続されている。また、供給制御部１５は、温度センサ１０ｃおよび供給部１１にそれぞれ接続されている。さらに、空燃比制御部１３、補正部１４および供給制御部１５は、それぞれ、内燃機関制御部４に接続されている。
【００２０】
入口ラムダセンサ９ａは、排気管３においてＬＮＴ触媒６の上流側に配置され、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比を検出する。すなわち、入口ラムダセンサ９ａは、ＬＮＴ触媒６がＮＯＸと反応する前の空燃比を検出する。
【００２１】
出口ラムダセンサ９ｂは、排気管３においてＬＮＴ触媒６の下流側に配置され、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスの空燃比を検出する。すなわち、出口ラムダセンサ９ｂは、ＬＮＴ触媒６がＮＯＸと反応した後の空燃比を検出する。
【００２２】
温度センサ１０ａは、排気管３においてＬＮＴ触媒６の上流側に配置され、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの温度を検出する。
温度センサ１０ｂは、排気管３においてＬＮＴ触媒６の下流側に配置され、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスの温度を検出する。
【００２３】
温度センサ１０ｃは、排気管３においてＳＣＲ触媒７の上流側に配置され、ＳＣＲ触媒７に流入する排気ガスの温度を検出する。
【００２４】
供給部１１は、排気管３においてＳＣＲ触媒７の上流側に配置され、ＳＣＲ触媒７に対して還元剤を供給する。還元剤としては、アンモニアなどのＮＯＸを直接還元するものだけでなく、その前駆体、例えばアンモニアの前駆体である尿素水なども含むものである。
【００２５】
空燃比制御部１３は、入口ラムダセンサ９ａ、出口ラムダセンサ９ｂ、温度センサ１０ａおよび１０ｂで検出される検出値に基づいて、内燃機関制御部４を介してＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比を調節し、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵および還元を制御する。
【００２６】
補正部１４は、温度センサ１０ａで検出されるＬＮＴ触媒６の入口温度に基づいて、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を算出する。また、補正部１４は、内燃機関制御部４から得られる内燃機関１における燃料の供給量に基づいて、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量を算出する。そして、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量に基づいて、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を補正する。
【００２７】
供給制御部１５は、温度センサ１０ｃで検出される温度に基づいて、ＳＣＲ触媒７におけるアンモニアのストレージ容量に応じた量の還元剤を噴射するように供給部１１を制御する。このとき、供給制御部１５は、補正部１４で補正されたＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量に基づいて、ＳＣＲ触媒７に対する供給部１１からの還元剤の供給量を制御する。
【００２８】
なお、内燃機関制御部４、浄化制御部１２、空燃比制御部１３、補正部１４および供給制御部１５の機能は、コンピュータプログラムにより実現させることもできる。例えば、コンピュータの読取装置が、内燃機関制御部４、浄化制御部１２、空燃比制御部１３、補正部１４および供給制御部１５の機能を実現するためのプログラムを記録した記録媒体からそのプログラムを読み取り、記憶装置に記憶させる。そして、ＣＰＵが、記憶装置に記憶されたプログラムをＲＡＭにコピーし、そのプログラムに含まれる命令をＲＡＭから順次読み出して実行することにより、内燃機関制御部４、浄化制御部１２、空燃比制御部１３、補正部１４および供給制御部１５の機能を実現することができる。
【００２９】
次に、本実施の形態の動作について説明する。
【００３０】
まず、図１に示すように、内燃機関制御部４が内燃機関１を制御して車両が走行されると、内燃機関１で生じた排気ガスが排気管３を流通して外部に排出される。例えば、内燃機関１では、リーン空燃比の排気ガスが生成され、この排気ガスが排気管３に配置されたＬＮＴ触媒６を流通することにより、排気ガスに含まれるＮＯＸがＬＮＴ触媒６で順次吸蔵される。
【００３１】
このＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量は、空燃比制御部１３で算出される。空燃比制御部１３は、例えば、内燃機関制御部４から順次入力される内燃機関１の吸気の流量などに基づいて、排気ガスにおけるＮＯＸの含有量を算出し、このＮＯＸの含有量に基づいてＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量を算出することができる。また、空燃比制御部１３は、図示しないＮＯＸセンサでＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスのＮＯＸ量を検出し、そのＮＯＸ量に基づいてＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量を算出することもできる。
【００３２】
空燃比制御部１３は、算出されるＮＯＸの吸蔵量が所定の値を超えた場合には、図２に示すように、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比Ｒ１を時間Ｔ１でリッチ空燃比、例えば空気過剰率約０．９５に低下させる。
なお、ＮＯＸの吸蔵量における所定の値は、例えば、ＬＮＴ触媒６に吸蔵可能なＮＯＸの容量に基づいて設定することができる。また、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスがリッチ空燃比に制御される時間Ｔ１から時間Ｔ３の期間をリッチ期間とする。
【００３３】
このように、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスが、リッチ空燃比とされることで、リーン空燃比と比べて、酸素濃度が減少すると共に一酸化炭素および炭化水素などの還元剤が増加することになる。これにより、ＬＮＴ触媒６に吸蔵されたＮＯＸを放出および還元して窒素、水および二酸化炭素などの物質に浄化することができる。
【００３４】
このとき、ＬＮＴ触媒６によるＮＯＸの放出および還元に応じて酸素が生成される。このため、ＬＮＴ触媒６の下流側に配置された出口ラムダセンサ９ｂで検出される空燃比Ｒ２は、入口ラムダセンサ９ａで検出される空燃比Ｒ１より高い値、例えば空気過剰率が約１．０のストイキ空燃比で維持されることになる。そして、ＮＯＸの浄化が進んでリッチ期間の後半になると、ＬＮＴ触媒６に吸蔵されたＮＯＸが減少して、ＬＮＴ触媒６の還元量も時間Ｔ２で低下する。この還元量の低下によりＬＮＴ触媒６の周囲から酸素が減少し、ＬＮＴ触媒６から放出されるＮＯＸ、例えばＮＯ２がＨ２などと反応してアンモニアＮを生成して、ＬＮＴ触媒６からアンモニアＮがスリップすることになる。
【００３５】
そこで、空燃比制御部１３は、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアＮのスリップ量の変動に影響するＬＮＴ触媒６の入口温度を温度センサ１０ａで検出して補正部１４に出力する。このとき、空燃比制御部１３は、排気ガスの流量を内燃機関制御部４から取得し、その排気ガスの流量を補正部１４に出力することが好ましい。
また、空燃比制御部１３は、内燃機関１における燃料の供給量を内燃機関制御部４から取得し、その燃料の供給量を補正部１４に出力する。
【００３６】
補正部１４には、図３に示すように、ＬＮＴ触媒６の入口温度および排気ガスの流量に対するＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量の変化を示すベースマップが予め保存されている。このベースマップは、例えばＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が最大となる条件で、実験およびシミュレーションなどに基づいて、ＬＮＴ触媒６の入口温度および排気ガスの流量を変化させたときのアンモニアのスリップ量を算出して作成することができる。なお、アンモニアのスリップ量の変動に関する条件としては、例えば、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比Ｒ１、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスの空燃比Ｒ２、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量およびＬＮＴ触媒６の内部温度などが挙げられる。
【００３７】
このベースマップは、ＬＮＴ触媒６の入口温度Ｃ１およびＣ３に対してその間の入口温度Ｃ２近傍で、アンモニアのスリップ量が最大となる山型の分布を示す。また、ベースマップは、排気ガスの流量が増えるほどアンモニアのスリップ量が増加する分布を示す。
【００３８】
補正部１４は、空燃比制御部１３から出力されたリッチ期間におけるＬＮＴ触媒６の入口温度と排気ガスの流量とに基づいて、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をベースマップから算出する。
【００３９】
さらに、補正部１４は、空燃比制御部１３から出力された内燃機関１における燃料の供給量に基づいてＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量、例えばＳＯＸ（硫黄酸化物）の吸蔵量を算出する。このとき、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６にＮＯＸを吸蔵するリーン空燃比期間における燃料の供給量に基づいて硫黄の吸蔵量を算出することが好ましい。硫黄の吸蔵量は、例えば、下記式（１）で算出することができる。
【００４０】
硫黄の吸蔵量＝燃料における硫黄の重量濃度×内燃機関１における燃料の供給量×燃料の比重      ・・・（１）
なお、燃料における硫黄の重量濃度および燃料の比重は、燃料の規格に応じて補正部１４に予め設定することができる。
【００４１】
ここで、実際に、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量に対するＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を測定したところ、硫黄の吸蔵量が多いほどアンモニアのスリップ量が減少することがわかった。これは、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量が多い場合には、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量が低下し、これに伴ってＮＯＸの還元量が低下することで、ＬＮＴ触媒６におけるアンモニアの生成量が減少したものと考えられる。そこで、補正部１４は、算出されたＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量が多いほど、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が低下するように、ベースマップから算出されたアンモニアのスリップ量を補正する。
【００４２】
例えば、補正部１４には、図４に示すように、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量に対する補正係数の値が実験およびシミュレーションなどに基づいて予め設定されている。この補正係数は、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量が多いほどＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が低下するように設定されている。
【００４３】
補正部１４は、上記式（１）で算出された硫黄の吸蔵量に対応する補正係数を求め、ベースマップに基づいて算出されたＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量に補正係数を乗算することでアンモニアのスリップ量を補正する。
【００４４】
ここで、硫黄の吸蔵量に応じたアンモニアのスリップ量の変化は、ＬＮＴ触媒６の入口温度および排気ガスの流量に応じたアンモニアのスリップ量の変化とは異なる要因によるものである。このため、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量に基づいてＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を補正することで、その値を正確に算出することができる。
さらに、補正部１４は、ベースマップに基づいて算出されたアンモニアのスリップ量に補正係数を乗算して補正するため、アンモニアのスリップ量を容易に算出することができる。
【００４５】
このようにして、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を補正すると、そのアンモニアのスリップ量を供給制御部１５に出力する。
【００４６】
続いて、供給制御部１５が、補正部１４で算出されたＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量に基づいて、ＳＣＲ触媒７におけるアンモニアのストレージ量を算出し、そのアンモニアのスリップ量に基づいて尿素水の供給量を算出する。例えば、供給制御部１５は、ＬＮＴ触媒６からスリップしたアンモニア量を尿素水に換算した換算量、すなわちスリップしたアンモニア量を生成するための尿素水の量を算出する。そして、供給制御部１５は、換算された尿素水の量が増加するのに応じて尿素水の供給量を減少させる。
【００４７】
そして、供給制御部１５は、例えば、温度センサ１０ｃで検出される温度がＳＣＲ触媒７の還元反応に適した範囲内となると、算出された供給量の尿素水を供給部１１からＳＣＲ触媒７に供給させる。供給部１１から供給された尿素水は、排気ガスの熱で熱分解および加水分解されてアンモニアが生成され、そのアンモニアがＬＮＴ触媒６からスリップしたアンモニアと共にＳＣＲ触媒７にストレージされる。そして、排気ガスに含まれるＮＯＸが、ＳＣＲ触媒７にストレージされたアンモニアで窒素などに還元されて浄化される。
【００４８】
このように、供給制御部１５が、補正部１４で補正されたＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量に基づいて、ＳＣＲ触媒７に対する尿素水の供給量を算出する。これにより、ＳＣＲ触媒７に適量のアンモニアをストレージすることができ、ＮＯＸの浄化率を向上させると共に、ＳＣＲ触媒７からのアンモニアのスリップを抑制することができる。
【００４９】
本実施の形態によれば、補正部１４が、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量に基づいてアンモニアのスリップ量を補正するため、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を正確に算出することができる。
【００５０】
（実施の形態２）
以下、本開示の実施の形態２について説明する。ここでは、上記の実施の形態１との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
【００５１】
上記の実施の形態１では、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量のみに基づいてＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を補正したが、硫黄の吸蔵量とＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比Ｒ１とに基づいて、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を補正することもできる。
【００５２】
例えば、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比Ｒ１を取得し、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比Ｒ１が大きいほどＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が低下するように補正することができる。
【００５３】
ここで、実際に、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比Ｒ１に対するＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を測定したところ、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比Ｒ１が大きいほどアンモニアのスリップ量が減少することがわかった。これは、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比Ｒ１が大きくなると、排気ガスの酸素濃度が増加して、ＬＮＴ触媒６に吸蔵されたＮＯＸが水素などと反応するのを抑制し、ＬＮＴ触媒６におけるアンモニアの生成量が減少したものと考えられる。そこで、補正部１４は、取得されたＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比Ｒ１が大きいほど、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が低下するように、ベースマップから算出されたアンモニアのスリップ量を補正する。
【００５４】
例えば、補正部１４には、図５に示すように、入口ラムダセンサ９ａの空燃比Ｒ１、すなわちＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比Ｒ１に対する補正係数の値が実験およびシミュレーションなどに基づいて予め設定されている。この補正係数は、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比Ｒ１が大きいほど、アンモニアのスリップ量が低下するように設定されている。
【００５５】
補正部１４は、リッチ期間において入口ラムダセンサ９ａで検出される空燃比Ｒ１を取得し、その空燃比Ｒ１に対応する補正係数を求める。このとき、補正部１４は、リッチ期間において、ＬＮＴ触媒６に吸蔵されたＮＯＸの減少に応じて還元量が低下する時間Ｔ２から時間Ｔ３の間の空燃比Ｒ１を取得して補正係数を求めることが好ましい。そして、補正部１４は、ベースマップに基づいて算出されたアンモニアのスリップ量に対して、硫黄の吸蔵量に対応する補正係数に加えて、入口ラムダセンサ９ａの空燃比Ｒ１に対応する補正係数をさらに乗算することでアンモニアのスリップ量を補正する。
【００５６】
ここで、空燃比Ｒ１に応じたアンモニアのスリップ量の変化は、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量に応じたアンモニアのスリップ量の変化とは異なる要因によるものである。このため、補正部１４は、空燃比Ｒ１に基づいてＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をさらに補正することで、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
【００５７】
本実施の形態によれば、補正部１４が、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスの空燃比Ｒ１が大きいほど、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が低下するようにさらに補正するため、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
【００５８】
（実施の形態３）
以下、本開示の実施の形態３について説明する。ここでは、上記の実施の形態１および２との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１および２との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
上記の実施の形態１および２において、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスの空燃比Ｒ２に基づいて、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をさらに補正することもできる。
【００６０】
例えば、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスの空燃比Ｒ２を取得し、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスの空燃比Ｒ２がストイキ空燃比から低下するほどＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が増加するように補正することができる。
【００６１】
ここで、実際に、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスの空燃比Ｒ２に対するＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を測定したところ、空燃比Ｒ２がストイキ空燃比から低下するほどアンモニアのスリップ量が増加することがわかった。これは、空燃比Ｒ２がストイキ空燃比より小さくなると、ＬＮＴ触媒６内の酸素濃度が大きく低下するため、ＬＮＴ触媒６に吸蔵されたＮＯＸが水素などと反応して、ＬＮＴ触媒６におけるアンモニアの生成量が増加したものと考えられる。そこで、補正部１４は、取得された空燃比Ｒ２がストイキ空燃比から低下するほど、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が増加するように、ベースマップから算出されたアンモニアのスリップ量を補正する。
【００６２】
例えば、補正部１４には、図６に示すように、出口ラムダセンサ９ｂの空燃比Ｒ２、すなわちＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスの空燃比Ｒ２に対する補正係数の値が実験およびシミュレーションなどに基づいて予め設定されている。この補正係数は、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスの空燃比Ｒ２がストイキ空燃比から低下するほど、アンモニアのスリップ量が増加するように設定されている。
【００６３】
補正部１４は、リッチ期間において出口ラムダセンサ９ｂで検出される排気ガスの空燃比Ｒ２を取得し、その空燃比Ｒ２に対応する補正係数を求める。このとき、補正部１４は、リッチ期間において、ＬＮＴ触媒６に吸蔵されたＮＯＸの減少に応じて還元量が低下する時間Ｔ２から時間Ｔ３の間の空燃比Ｒ２を取得して補正係数を求めることが好ましい。そして、補正部１４は、ベースマップに基づいて算出されたアンモニアのスリップ量に対して、硫黄の吸蔵量に対応する補正係数と、空燃比Ｒ１に対応する補正係数とに加えて、出口ラムダセンサ９ｂの空燃比Ｒ２に対応する補正係数をさらに乗算することでアンモニアのスリップ量を補正する。
【００６４】
ここで、空燃比Ｒ２に応じたアンモニアのスリップ量の変化は、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量に応じたアンモニアのスリップ量の変化とは異なる要因によるものである。このため、補正部１４は、空燃比Ｒ２に基づいてＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を補正することで、そのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
【００６５】
本実施の形態によれば、補正部１４が、ＬＮＴ触媒６から流出する排気ガスの空燃比Ｒ２がストイキ空燃比から低下するほど、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が増加するように補正するため、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
【００６６】
（実施の形態４）
以下、本開示の実施の形態４について説明する。ここでは、上記の実施の形態１〜３との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１〜３との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
【００６７】
上記の実施の形態１〜３において、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量に基づいて、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をさらに補正することもできる。
【００６８】
例えば、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量を取得し、ＮＯＸの吸蔵量が多いほどＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が増加するように補正することができる。
【００６９】
ここで、実際に、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量に対するＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を測定したところ、吸蔵量が多いほどアンモニアのスリップ量が増加することがわかった。これは、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量が多いほどＮＯＸの還元量が増加し、これに伴ってＬＮＴ触媒６におけるアンモニアの生成量も増加したものと考えられる。そこで、補正部１４は、取得されたＮＯＸの吸蔵量が多いほど、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が増加するように、ベースマップから算出されたアンモニアのスリップ量を補正する。
【００７０】
例えば、補正部１４には、図７に示すように、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量に対する補正係数の値が実験およびシミュレーションなどに基づいて予め設定されている。この補正係数は、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量が多いほど、アンモニアのスリップ量が増加するように設定されている。
【００７１】
補正部１４は、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量を取得し、そのＮＯＸの吸蔵量に対応する補正係数を求める。補正部１４は、例えば、ＬＮＴ触媒６に流入する排気ガスのＮＯＸ濃度と、内燃機関１における吸気の流量とに基づいて、ＮＯＸの吸蔵量を算出することができる。このとき、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６にＮＯＸを吸蔵するリーン空燃比期間における排気ガスのＮＯＸ濃度と吸気の流量とを取得して補正係数を求めることが好ましい。
なお、排気ガスのＮＯＸ濃度は、内燃機関１における燃料の供給量などに基づいて算出することができ、またはＬＮＴ触媒６の上流側にＮＯＸセンサを配置して取得することもできる。また、吸気の流量は、内燃機関制御部４から取得することができる。
【００７２】
そして、補正部１４は、ベースマップに基づいて算出されたアンモニアのスリップ量に対して、硫黄の吸蔵量に対応する補正係数と、空燃比Ｒ１に対応する補正係数と、空燃比Ｒ２に対応する補正係数とに加えて、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量に対応する補正係数をさらに乗算することでアンモニアのスリップ量を補正する。
【００７３】
ここで、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量は、ＮＯＸの吸蔵量に応じて大きく変化する。このため、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６におけるＮＯＸの吸蔵量に基づいて、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をさらに補正することで、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
【００７４】
本実施の形態によれば、補正部１４が、ＮＯＸの吸蔵量が多いほどＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が増加するようにさらに補正するため、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
【００７５】
（実施の形態５）
以下、本開示の実施の形態５について説明する。ここでは、上記の実施の形態１〜４との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１〜４との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
【００７６】
上記の実施の形態１〜４において、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６の内部温度に基づいて、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をさらに補正することもできる。
【００７７】
例えば、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６の内部温度を取得し、ＬＮＴ触媒６の内部温度が高いほどＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が増加するように補正することができる。
【００７８】
ここで、実際に、ＬＮＴ触媒６の内部温度に対するＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量を測定したところ、ＬＮＴ触媒６の内部温度が高いほどアンモニアのスリップ量が増加することがわかった。これは、ＬＮＴ触媒６の内部温度がＮＯＸとの反応に影響し、ＮＯＸの放出速度と還元速度との関係により、ＬＮＴ触媒６の内部温度が高いほどアンモニアの生成量が増加したものと考えられる。そこで、補正部１４は、取得されたＬＮＴ触媒６の内部温度が高いほど、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が増加するように、ベースマップから算出されたアンモニアのスリップ量をさらに補正する。
【００７９】
例えば、補正部１４には、図８に示すように、ＬＮＴ触媒６の内部温度に対する補正係数の値が実験およびシミュレーションなどに基づいて予め設定されている。この補正係数は、ＬＮＴ触媒６の内部温度が高いほど、アンモニアのスリップ量が増加するように設定されている。
【００８０】
補正部１４は、リッチ期間におけるＬＮＴ触媒６の内部温度を取得し、その内部温度に対応する補正係数を求める。ＬＮＴ触媒６の内部温度は、例えば、温度センサ１０ａおよび温度センサ１０ｂで検出された温度の差分に対して、排気ガスの流量に応じた温度センサ１０ａおよび１０ｂの応答遅れを乗算して算出することができる。このとき、補正部１４は、リッチ期間において、ＬＮＴ触媒６に吸蔵されたＮＯＸの減少に応じて還元量が低下する時間Ｔ２から時間Ｔ３の間にＬＮＴ触媒６の内部温度を取得して補正係数を求めることが好ましい。
【００８１】
そして、補正部１４は、ベースマップに基づいて算出されたアンモニアのスリップ量に対して、硫黄の吸蔵量に対応する補正係数と、空燃比Ｒ１に対応する補正係数と、空燃比Ｒ２に対応する補正係数と、ＮＯＸの吸蔵量に対応する補正係数とに加えて、ＬＮＴ触媒６の内部温度に対応する補正係数をさらに乗算することでアンモニアのスリップ量を補正する。
【００８２】
ここで、ＬＮＴ触媒６の内部温度に応じたアンモニアのスリップ量の変化は、ＬＮＴ触媒６における硫黄の吸蔵量に応じたアンモニアのスリップ量の変化とは異なる要因によるものである。このため、補正部１４は、ＬＮＴ触媒６の内部温度に基づいて、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をさらに補正することで、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
【００８３】
本実施の形態によれば、補正部１４が、ＬＮＴ触媒６の内部温度が高いほどＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量が増加するように補正するため、ＬＮＴ触媒６からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
【００８４】
なお、上記の実施の形態１〜５では、供給制御部１５が、補正部１４で補正されたアンモニアのスリップ量に基づいてＳＣＲ触媒７に対する還元剤の供給量を制御したが、ＮＯＸの浄化を制御できればよく、これに限られるものではない。
例えば、浄化制御部１２が、補正部１４で補正されたアンモニアのスリップ量に基づいて、内燃機関１から排出されるＮＯＸの量を制御することにより、ＳＣＲ触媒７におけるＮＯＸの浄化を制御することもできる。
【００８５】
また、上記の実施の形態１〜５では、浄化制御部１２は、補正部１４で補正されたアンモニアのスリップ量に基づいてＳＣＲ触媒７におけるＮＯＸの浄化を制御したが、補正部１４で補正されたアンモニアのスリップ量を用いることができればよく、ＳＣＲ触媒７に限られるものではない。
【００８６】
その他、上記の実施の形態は、何れも本発明の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、上記の実施の形態で説明した各部の形状や個数などについての開示はあくまで例示であり、適宜変更して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本開示に係る浄化制御装置は、ＮＯＸの浄化を制御する装置に利用できる。
【符号の説明】
【００８８】
１  内燃機関
２  吸気管
３  排気管
４  内燃機関制御部
５  浄化装置
６  ＮＯＸ吸蔵還元型触媒
７  選択還元型触媒
８  浄化制御装置
９ａ  入口ラムダセンサ
９ｂ  出口ラムダセンサ
１０ａ〜１０ｃ  温度センサ
１１  供給部
１２  浄化制御部
１３  空燃比制御部
１４  補正部
１５  供給制御部
Ｎ  アンモニア
Ｒ１，Ｒ２  空燃比
Ｔ１〜Ｔ３  時間
Ｃ１〜Ｃ３  温度
【図１】
2022003247.tif 000003
【図２】
2022003247.tif 000004
【図３】
2022003247.tif 000005
【図４】
2022003247.tif 000006
【図５】
2022003247.tif 000007
【図６】
2022003247.tif 000008
【図７】
2022003247.tif 000009
【図８】
2022003247.tif 000010