(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気系に設けられ、還元剤の添加によって排ガス中のＮＯｘを浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記エンジンに対する燃料の噴射時期制御と前記還元剤の添加量制御とを実施するコントローラとを具備し、
該コントローラは、前記燃料及び前記還元剤の各単価が随時入力可能に構成され、入力された単価による実行値と予め設定された単価による設定値とを比較し、前記実行値による稼働コストを前記設定値による稼働コストに比して安価にすべく前記還元剤の添加量を変化させる触媒側の制御或いは前記燃料の噴射時期を変化させるエンジン側の制御のうちいずれか一方の制御の実施分担を決定し、ＮＯｘ浄化を促進させて該一方の制御を補完すべく他方の制御の実施分担を決定する
ことを特徴とする選択還元型ＮＯｘ触媒付きエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記実行値の還元剤の単価が前記設定値の還元剤の単価を超えている場合には、前記還元剤の添加量を減少させる触媒側の制御の実施分担を決定する一方、前記還元剤の添加量の減少によるＮＯｘ浄化量の減少分だけ前記燃料の噴射時期を遅角させるエンジン側の制御の実施を決定することを特徴とする請求項１に記載の選択還元型ＮＯｘ触媒付きエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記実行値の燃料の単価が前記設定値の燃料の単価を超えている場合には、前記燃料の噴射時期を進角させるエンジン側の制御の実施分担を決定する一方、前記燃料の噴射時期を進角させたことによるＮＯｘ生成量の増大分だけ前記還元剤の添加量を増加させた触媒側の制御の実施分担を決定することを特徴とする請求項１に記載の選択還元型ＮＯｘ触媒付きエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記設定値は、前記還元剤及び前記燃料の所定価格における稼働コストの最小値を満たす制御量に設定され、
前記コントローラは、
前記随時入力された還元剤の単価による実行値と前記設定値とを比較する還元剤側の単価比較手段と、該還元剤側の単価比較手段による比較結果から前記エンジン側の制御と前記触媒側の制御との実施分担を決定する還元剤を主とする分担決定手段と、
前記随時入力された燃料の単価による実行値と前記設定値とを比較する燃料側の単価比較手段と、該燃料側の単価比較手段による比較結果から前記エンジン側の制御と前記触媒側の制御との実施分担を決定する燃料を主とする分担決定手段と
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の選択還元型ＮＯｘ触媒付きエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記還元剤を主とする分担決定手段及び前記燃料を主とする分担決定手段による各実施分担を加え合わせ、前記エンジン側の制御と前記触媒側の制御との最終実施分担を決定する最終分担決定手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の選択還元型ＮＯｘ触媒付きエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、選択還元型ＮＯｘ触媒を装備したエンジンに係り、詳しくは、エンジン側と触媒側との双方の制御で排ガス中のＮＯｘを浄化させるエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジン、特にディーゼルエンジンの燃料は気筒内に取り込まれて圧縮した空気に向けて噴射される。この燃料は自発火によって燃焼するため、ＮＯｘ（窒素酸化物）の発生が懸念される。そこで、このＮＯｘからＯ２（酸素）を奪ってＮ２（窒素）に還元させる技術が知られている。
この種の技術の一例としては、尿素によって排ガス中のＮＯｘを選択還元する選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）を用いるものがある。具体的には、排ガスにユリア水（尿素水）を添加すると、尿素がＮＨ３（アンモニア）に変化する。そして、ＳＣＲ触媒内ではこのＮＨ３と排ガス中のＮＯｘとが結びついて水とＮ２とに分解され、ＮＯｘの浄化が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００２−５１２３３６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、エンジンから排出されるＮＯｘ生成量は燃料の噴射量等に依存し、上述したユリア水の添加量はこのＮＯｘ生成量に応じて調整されており、これらユリア水の添加量及び燃料の噴射量は、ユリア水及び燃料の各単価を合わせたトータルの稼働コストが最適となるように設定されている。
しかしながら、これらユリア水及び燃料の各単価は、あくまでも想定された価格であることに留意しなければならない。すなわち、これらユリア水及び燃料の各単価は、エンジンの開発時点、或いはエンジン製造時点にて入力された固定値であり、エンジン搭載後における実際の各単価が上記想定された単価から変動した場合には、ＮＯｘの浄化は達成可能であったとしても、最適な稼働コストの達成はもはや困難になるからである。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、ＮＯｘの浄化及び稼働コストの最適化を両立可能とする選択還元型ＮＯｘ触媒付きエンジンの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】
【０００５】
上記の目的を達成するべく、請求項１記載の選択還元型ＮＯｘ触媒付きエンジンの制御装置は、エンジンの排気系に設けられ、還元剤の添加によって排ガス中のＮＯｘを浄化する選択還元型ＮＯｘ触媒と、エンジンに対する燃料の噴射時期制御と還元剤の添加量制御とを実施するコントローラとを具備し、コントローラは、燃料及び還元剤の各単価が随時入力可能に構成され、入力された単価による実行値と予め設定された単価による設定値とを比較し、実行値による稼働コストを設定値による稼働コストに比して安価にすべく還元剤の添加量を変化させる触媒側の制御或いは燃料の噴射時期を変化させるエンジン側の制御のうちいずれか一方の制御の実施分担を決定し、ＮＯｘ浄化を促進させて一方の制御を補完すべく他方の制御の実施分担を決定することを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２記載の発明では、コントローラは、実行値の還元剤の単価が設定値の還元剤の単価を超えている場合には、還元剤の添加量を減少させる触媒側の制御の実施分担を決定する一方、還元剤の添加量の減少によるＮＯｘ浄化量の減少分だけ燃料の噴射時期を遅角させるエンジン側の制御の実施を決定することを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、コントローラは、実行値の燃料の単価が設定値の燃料の単価を超えている場合には、燃料の噴射時期を進角させるエンジン側の制御の実施分担を決定する一方、燃料の噴射時期を進角させたことによるＮＯｘ生成量の増大分だけ還元剤の添加量を増加させた触媒側の制御の実施分担を決定することを特徴としている。
【０００７】
更にまた、請求項４記載の発明では、設定値は、還元剤及び燃料の所定価格における稼働コストの最小値を満たす制御量に設定され、コントローラは、随時入力された還元剤の単価による実行値と設定値とを比較する還元剤側の単価比較手段と、還元剤側の単価比較手段による比較結果からエンジン側の制御と触媒側の制御との実施分担を決定する還元剤を主とする分担決定手段と、随時入力された燃料の単価による実行値と設定値とを比較する燃料側の単価比較手段と、燃料側の単価比較手段による比較結果からエンジン側の制御と触媒側の制御との実施分担を決定する燃料を主とする分担決定手段とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項５記載の発明では、コントローラは、還元剤を主とする分担決定手段及び燃料を主とする分担決定手段による各実施分担を加え合わせ、エンジン側の制御と触媒側の制御との最終実施分担を決定する最終分担決定手段を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
従って、請求項１記載の本発明の選択還元型ＮＯｘ触媒付きエンジンの制御装置によれば、コントローラは、随時入力された燃料の単価や還元剤の単価による実行値と予め設定された燃料の単価や還元剤の単価による設定値とを比較し、燃料の噴射時期を変化させるエンジン側の制御と還元剤の添加量を変化させる触媒側の制御との実施分担を決定している。詳しくは、上記入力された単価の変動に応じて、実行値による稼働コストが設定値による稼働コストに比して安価となる如くいずれか一方の制御を実施し、同時に、ＮＯｘ浄化に関してこの一方の制御を補完する如く他方の制御を実施している。この結果、ＮＯｘの浄化と燃料及び還元剤からなる総合的な稼働コストの最適化とが両立可能となる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明によれば、実行値の還元剤の単価が割高となるときには還元剤の添加量を減少させ、この還元剤を用いることによる稼働コストの増加を確実に防止する。一方、このときには燃料の噴射時期を遅角させ、還元剤の減少分を補完させるので、ＮＯｘ浄化は確実に維持される。
更に、請求項３記載の発明によれば、実行値の燃料の単価が割高となるときには燃料の噴射時期を進角させ、噴射時期を維持することによる稼働コストの増加を確実に防止する。一方、このときには還元剤の添加量を増加させ、噴射時期を進角させたことによるＮＯｘ生成量の増大分を補完させることから、ＮＯｘ浄化は確実に維持される。
【００１１】
更にまた、請求項４記載の発明によれば、還元剤側及び燃料側のいずれの分担決定手段は、設定値による最小の稼働コストよりも実行値による稼働コストを減らすようにエンジン側の制御と触媒側の制御とを分担して実施させることから、総合的な稼働コストの最適化が実現される。
また、請求項５記載の発明によれば、最終分担決定手段は、還元剤側の分担決定手段によるエンジン側の制御及び触媒側の制御の実施分担と、燃料側の分担決定手段によるエンジン側の制御及び触媒側の制御の実施分担とを加え合わせて最終実施分担を決定しているので、還元剤や燃料の単価の如何なる変動にも対応可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１には一実施形態によるエンジンの制御装置が示されており、当該エンジン２はコモンレール式のディーゼルエンジンである。このエンジン２には気筒毎に燃料インジェクタ４，４・・・が備えられ、各インジェクタ４は燃料通路６を介してコモンレール８に接続されている。
【００１３】
また、エンジン２は、吸気マニホールドに接続された吸気管１２を含むエンジン吸気系と、排気マニホールドに接続された排気管１４を含むエンジン排気系とを有している。吸気管１２の適宜位置には、過給機１６のコンプレッサ１７、インタークーラ２０及び吸気スロットル弁２２が順次介装されている。この吸気スロットル弁２２の開度は、車室内等に設置されたＥＣＵ（コントローラ）１０の制御下で動作するアクチュエータ２４によって可変に調節されている。
【００１４】
一方、排気管１４の適宜位置には、過給機１６のタービン１８、排気ブレーキ弁２６、排ガス後処理装置３０及び図示しないマフラが順次介装されている。上記排気ブレーキ弁２６の開度は、ＥＣＵ１０の制御下で動作するアクチュエータ２８によって可変に調節されている。
上記過給機１６のコンプレッサ１７とタービン１８とは、図示しない連結シャフトによって同期回転可能に連結され、エンジン２の各気筒から排出された排ガスの流れによってタービン１８の回転力を発生させ、このタービン１８の回転力によってコンプレッサ１７を回転させて吸気を加圧し、この吸気がエンジン２に向けて供給されている。また、この加圧された吸気はインタークーラ２０で冷却され、吸気の密度が高められて充填効率を向上させ、エンジン出力の増大が図られている。
【００１５】
また、上記エンジン吸気系とエンジン排気系との間はＥＧＲ通路３２にて接続されており、このＥＧＲ通路３２を介して排ガスの一部が再還流ガスとしてエンジン２に向けて供給されている。ＥＧＲ通路３２の適宜位置には、再還流ガスを冷却して各気筒内へのガス充填密度を高めるＥＧＲクーラ３４、再還流ガスの各気筒内への供給及び供給を遮断するＥＧＲ弁３６が設けられている。このＥＧＲ弁３６の開度は、ＥＣＵ１０の制御下で動作するアクチュエータ３８によって可変に調節される。
【００１６】
ここで、上記排ガス後処理装置３０は排ガスに含まれるＮＯｘを浄化する。詳しくは、本実施形態の排ガス後処理装置３０は、前段酸化触媒４０と、その下流側に配された選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４２とを有している。このＳＣＲ触媒４２は尿素を用いて排ガス中のＮＯｘを選択還元する。より具体的には、還元剤の一例としてのユリア水（尿素水）はユリア水タンク４６に貯蔵されており、このタンク４６からユリア水添加装置４４に供給される。このユリア水添加装置４４では、ＥＣＵ１０からの指令に応じてユリア水とエアタンク４８からのエアとを混合してユリア水インジェクタ５０に供給している。このインジェクタ５０はＳＣＲ触媒４２の上流側に開口部を有しており、排ガス中にユリア水を適宜添加する。これにより、上記尿素はＮＨ３に変化し、ＳＣＲ触媒４２内にて該ＮＨ３と排ガス中のＮＯｘとが結びついて水とＮ２とに分解され、ＮＯｘの浄化が行われる。
【００１７】
なお、ＳＣＲ触媒４２の温度は温度センサ５２で検出され、ユリア水の添加量はこの温度に応じても調整可能である。また、ＳＣＲ触媒４２の下流側に酸化触媒を配し、ユリア水の過剰添加に伴う余剰のＮＨ３を分解させても良い。
ところで、上記ＥＣＵ１０には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）及びタイマカウンタ等を備えている。このＥＣＵ１０の入力側には、エンジン２やＳＣＲ触媒４２の各状態を検出する各種センサが電気的に接続されている。これに対し、ＥＣＵ１０の出力側には、上述の燃料インジェクタ４やユリア水添加装置４４等の各種アクチュエータが電気的に接続されている。
【００１８】
そして、本実施形態のＥＣＵ１０は、燃料（軽油）及びユリア水の各単価が随時入力可能に構成されており、これら燃料及びユリア水の各単価の入力に応じてエンジン２に対する燃料の噴射時期制御とＳＣＲ触媒４２に対するユリア水の添加量制御とをそれぞれ実施している。より具体的には、このＥＣＵ１０には、エンジン２の開発時や製造時の他、エンジン２の車両搭載後においても、ユリア水や燃料の各単価が入力されている。例えば、販社の整備者や、ユリア水又は燃料の補充時における運転手等が車室内等のパネルを調整することによって上記各単価をそれぞれ入力可能に構成されている。
【００１９】
そして、ＥＣＵ１０は、図２に示されるように、ユリア水を主とした単価比較部５４及び分担決定部５６、燃料を主とした単価比較部５７及び分担決定部５９、並びに最終分担決定部６０を備えているとともに、エンジン側制御部６２及び触媒側制御部６４を備えている。
この単価比較部５４では、上述の如く新たに入力された今回のユリア水の単価による実行値と予め設定された単価による設定値とを比較している。この設定値とは、エンジン２の開発時や製造時における当初のユリア水の所定価格及び当初の燃料の所定価格に基づくトータルの稼働コストの最小値を満たす基準の制御量であり、より具体的な例を挙げれば、燃料の噴射時期については遅角量や進角量を零にするとの基準噴射時期が該当し、ユリア水の添加量については燃料の約２〜５％にするとの基準添加量が該当する。これら基準噴射時期及び基準添加量は、いずれも上記記憶装置に記憶されている。そして、単価比較部５４では、これら実行値と設定値との比較結果を分担決定部５６に出力する。
【００２０】
分担決定部５６では、ユリア水を主としたＮＯｘ浄化及びユリア水と燃料とを合わせたトータルの稼働コストの最適化を両立させるべく、上記比較結果に応じてエンジン２に対する制御とＳＣＲ触媒４２に対する制御とのユリア水側からみた実施分担を決定し、決定結果を最終分担決定部６０に出力する。
一方、単価比較部５７では、上述の如く新たに入力された今回の燃料の単価による実行値と上記設定値とを比較している。そして、単価比較部５７では、これら実行値と設定値との比較結果を分担決定部５９に出力する。また、分担決定部５９では、燃料を主としたＮＯｘ浄化及びユリア水と燃料とを合わせたトータルの稼働コストの最適化を両立させるべく、上記比較結果に応じてエンジン２に対する制御とＳＣＲ触媒４２に対する制御との燃料側からみた実施分担を決定し、決定結果を最終分担決定部６０に出力する。
【００２１】
そして、この最終分担決定部６０では上記各実施分担を加算する。具体的には、分担決定部５６によって決定されたユリア水側からみた実施分担と、分担決定部５９によって決定された燃料側からみた実施分担とを加え合わせ、エンジン２に対する制御とＳＣＲ触媒４２に対する制御との最終実施分担を決定し、エンジン側制御部６２と触媒側制御部６４とにそれぞれ出力する。
【００２２】
次いで、エンジン側制御部６２では、上記記憶装置に記憶されている燃料噴射時期のマップを選択し、インジェクタ４の開弁時期を制御して燃料噴射時期を遅角量の限界値から進角量の限界値の範囲内で調節する。同時に、触媒側制御部６４では、上記記憶装置に記憶されている添加量のマップを選択し、ユリア水添加装置４４を介してインジェクタ５０の開弁時期を制御してユリア水の添加量を調節する。
【００２３】
次に、ＥＣＵ１０の具体的な動作について説明する。
まず、ユリア水の単価が販社の整備者又は運転手等によって新たに入力された場合には、単価比較部５４にて今回のユリア水の単価と当初のユリア水の単価とが比較される。
ここで、例えば、今回のユリア水の単価が当初よりも高価になった場合において、設定値（図３中に点線で示す）による稼働コストに比して常に安価にするためには、今回のユリア水の添加量を減らす必要がある。そこで、分担決定部５６にてユリア水の添加量の減少分（実行値）を決定する。より詳しくは、この場合の分担決定部５６では基準添加量よりも減少側の添加量がマップから読み出され、図３（ｂ）に示されるように、ユリア水の添加量（図中に実線で示す）が仮に変動後の単価のまま実行された場合の仮想添加量（図中に一点鎖線で示す）よりも少なくされる。この結果、同図（ｂ）に示される如く反応量の減少によってＳＣＲ触媒４２によるＮＯｘ浄化量も少なくなる。
【００２４】
一方、このままの状態ではＮＯｘが浄化され難く、ＳＣＲ触媒４２の下流側のＮＯｘ量が多くなることが懸念される。そこで、この分担決定部５６では燃料噴射時期の遅角量の増加分（実行値）を決定する。この実行値は上記ユリア水の添加量の減少に伴うＳＣＲ触媒４２によるＮＯｘ浄化量の減少分を補完する値に設定されている。つまり、同図（ａ）に示されるように、この場合の分担決定部５６では、ユリア水の単価の上昇分に応じた遅角側の燃料噴射時期（図中に実線で示す）がマップから読み出され、この噴射時期は仮に変動後の単価のまま実行された場合の仮想噴射時期（図中に一点鎖線で示す）よりも遅くされる。そして、気筒内の燃焼温度が低下し、同図（ａ）に示される如くエンジン２の気筒から排出されたＮＯｘ生成量、換言すれば、ＳＣＲ触媒４２の上流側に存在するＮＯｘ生成量が少なくなる。この結果、燃料噴射時期の制御と添加量の制御とが相俟って、同図（ｂ）に実線にて示されるように、ＳＣＲ触媒４２の下流側のＮＯｘ量は多くならずに維持される。
【００２５】
このように、今回のユリア水の単価が当初よりも高価になった場合には、ユリア水の添加量を仮想添加量よりも減らすことから、同図（ｂ）に示されるように、ユリア水に要するコストは仮想添加量の場合（図中に一点鎖線で示す）に比して大幅に低くなる。一方、この場合には、燃料噴射時期を仮想噴射時期よりも遅くするので、同図（ａ）に示されるように、燃料消費量が多くなって燃料に要するコストが仮想噴射時期の場合（図中に一点鎖線で示す）に比して若干高くなる。しかしながら、ユリア水に要するコストが低くされているので、燃料とユリア水とのトータルの稼働コストは、同図（ｂ）中に実線で示される如く仮に変動後の単価のまま実行された場合の仮想トータルコスト（図中に一点鎖線で示す）に比して低く抑えられることが分かる。
【００２６】
なお、この分担決定部５６は、今回のユリア水の単価が当初よりも安価になった場合には、図３（ａ）に示される如く燃料噴射時期を仮想噴射時期よりも早くする一方、同図（ｂ）に示される如くユリア水の添加量の増加分（実行値）を決定する。この実行値は、上記燃料噴射時期の進角量の増加に伴うＳＣＲ触媒４２の上流側に存在するＮＯｘ生成量の増加分やエンジン２の出力減少分を補完する値に設定される。そして、ＳＣＲ触媒４２によるＮＯｘ浄化量が多くなる結果、同図（ｂ）に実線にて示されるように、ＳＣＲ触媒４２の下流側のＮＯｘ量は多くならずに維持される。また、燃料とユリア水とのトータルの稼働コストは、少ない燃料消費量と、多くなるが安価なユリア水の添加量との合計によって仮想トータルコスト（図中に一点鎖線で示す）に比して低く抑えられる。
【００２７】
これに対し、燃料の単価が販社の整備者又は運転手等によって新たに入力された場合には、単価比較部５７にて今回の燃料の単価と当初の燃料の単価とが比較される。
ここで、例えば、今回の燃料の単価が当初よりも高価になった場合において、設定値（図４中に点線で示す）による稼働コストに比して常に安価にするためには、今回の燃料の消費量を減らす必要があり、これを達成するために燃費が良くなるよう燃料の噴射時期を進角させる。そこで、分担決定部５９にて燃料の噴射時期の進角分（実行値）を決定する。より詳しくは、この場合の分担決定部５９では基準噴射時期よりも進角側の噴射時期がマップから読み出され、図４（ａ）に示されるように、燃料の噴射時期（図中に実線で示す）が仮に変動後の単価のまま実行された場合の仮想噴射時期（図中に一点鎖線で示す）よりも早くされる。この結果、同図（ａ）に示される如く燃料消費量が低減される。
【００２８】
一方、このままの状態ではＮＯｘが生じ易く、ＳＣＲ触媒４２の下流側のＮＯｘ量が多くなることが懸念される。そこで、この分担決定部５９ではユリア水の添加量の増加分（実行値）を決定する。この実行値は上記噴射時期の進角量の増加に伴うＮＯｘ生成量の増加分を補完する値に設定されている。つまり、同図（ｂ）に示されるように、この場合の分担決定部５９では、燃料の単価の上昇分に応じたユリア水の添加量（図中に実線で示す）がマップから読み出され、この添加量は仮に変動後の単価のまま実行された場合の仮想添加量（図中に一点鎖線で示す）よりも多くされる。そして、反応量が増加し、同図（ｂ）に示される如くＳＣＲ触媒４２によるＮＯｘ浄化量が多くなる。この結果、燃料噴射時期の制御と添加量の制御とが相俟って、同図（ｂ）に実線にて示されるように、ＳＣＲ触媒４２の下流側のＮＯｘ量は多くならずに維持される。
【００２９】
このように、今回の燃料の単価が当初よりも高価になった場合には、燃料の噴射時期を仮想噴射時期よりも早くするので、同図（ａ）に示されるように、燃料に要するコストは仮想噴射時期の場合（図中に一点鎖線で示す）に比して大幅に低くなる。一方、この場合には、ユリア水の添加量を仮想添加量よりも多くすることから、同図（ｂ）に示されるようにユリア水に要するコストが仮想添加量の場合（図中に一点鎖線で示す）に比して若干高くなる。しかしながら、燃料に要するコストが低くされているので、燃料とユリア水とのトータルの稼働コストは、同図（ｂ）中に実線で示される如く仮に変動後の単価のまま実行された場合の仮想トータルコスト（図中に一点鎖線で示す）に比して低く抑えられることが分かる。
【００３０】
なお、この分担決定部５９は、今回の燃料の単価が当初よりも安価になった場合には、図４（ｂ）に示される如くユリア水の添加量を仮想添加量よりも少なくする一方、同図（ａ）に示される如く噴射時期の遅角量の増加分（実行値）を決定する。この実行値は、上記ユリア水の添加量の減少に伴うＳＣＲ触媒４２によるＮＯｘ浄化量の減少分を補完する値に設定される。そして、ＳＣＲ触媒４２の上流側に存在するＮＯｘ生成量が少なくなる結果、同図（ｂ）に実線にて示されるように、ＳＣＲ触媒４２の下流側のＮＯｘ量は多くならずに維持される。また、燃料とユリア水とのトータルの稼働コストは、多くなるが安価な燃料消費量と、少ないユリア水の添加量との合計によって仮想トータルコスト（図中に一点鎖線で示す）に比して低く抑えられる。
【００３１】
続いて、最終分担決定部６０では、分担決定部５６によって決定されたユリア水側からみた実施分担と、分担決定部５９によって決定された燃料側からみた実施分担とを加え合わせ、エンジン２に対する制御とＳＣＲ触媒４２に対する制御との最終実施分担を決定し、エンジン側制御部６２及び触媒側制御部６４に出力される。
以上のように、本発明はユリア水や燃料の各単価を適宜入力可能とする点を主眼とし、各単価のうち高価なユリア水或いは燃料を減らすことに着目したものである。
【００３２】
そして、上述した本実施形態のエンジンの制御装置によれば、ＥＣＵ１０では、単価比較部５４，５７が随時入力されたユリア水の単価や燃料の単価による実行値と予め設定されたユリア水の単価や燃料の単価による設定値とをそれぞれ比較し、分担決定部５６，５９が、燃料の噴射時期を変化させるエンジン側の制御とユリア水の添加量を変化させる触媒側の制御との実施分担をそれぞれ決定している。
【００３３】
この点につき、従来の技術によれば、ユリア水や燃料の価格変動が生じた場合であっても、エンジン側の制御と触媒側の制御との各実施分担は上記設定値のままで決定されてしまうのである。
これに対し、本実施形態の分担決定部５６，５９は、今回入力されたユリア水や燃料の単価の変動に応じて、まず、実行値による稼働コストが設定値による稼働コストに比して安価となる如く、触媒側制御部６４或いはエンジン側制御部６２のうちいずれか一方の制御の制御量を決定する。次いで、この稼動コスト抑制のために実施された一方の制御を補完する如く、他方の制御のＮＯｘ浄化促進に関する制御量を決定する。従って、ＮＯｘの浄化と燃料及びユリア水からなる総合的な稼働コストの最適化とが両立可能となる。
【００３４】
また、分担決定部５６は、今回入力されたユリア水の単価が割高となったときにはユリア水の添加量を減少させるので、このユリア水を用いることによる稼働コストの増加が確実に防止される。これに対し、このときには燃料噴射時期の遅角量を増加させ、このユリア水の減少分を補填していることから、ＮＯｘ浄化は確実に維持される。
更に、分担決定部５６は、今回入力されたユリア水の単価が割安となったときには燃料の噴射時期の進角量を増加させるので、この燃料を用いることによる稼働コストの増加が防止される。一方、このときにはユリア水の添加量を増加させ、噴射時期の進角量の増加分を補填していることから、この場合にもＮＯｘ浄化は確実に維持される。
【００３５】
更にまた、分担決定部５９は、今回入力された燃料の単価が割高となったときには燃料の噴射時期の進角量を増加させることから、噴射時期を維持することに伴う稼働コストの増加が確実に防止される。一方、このときにはユリア水の添加量を増加させ、この噴射時期の進角量の増加分を補填しているので、ＮＯｘ浄化は確実に維持される。
また、分担決定部５９は、今回入力された燃料の単価が割安となったときにはユリア水の添加量を減少させるので、このユリア水を用いることによる稼働コストの増加が防止される。これに対し、このときには燃料の噴射時期の遅角量を増加させ、このユリア水の減少分を補填していることから、この場合にもＮＯｘ浄化は確実に維持される。
【００３６】
更に、分担決定部５６，５９は、設定値による最小の稼働コストよりも実行値による稼働コストを常に減らすようにエンジン側制御と触媒側制御とを分担して実施させるので、総合的な稼働コストの最適化が実現可能となる。
更にまた、最終分担決定部６０は、分担決定部５６によって決定されたエンジン側制御及び触媒側制御の実施分担と、分担決定部５９によって決定されたエンジン側の制御及び触媒側の制御の実施分担とを加え合わせて最終実施分担を決定している。よって、ユリア水や燃料の各単価の如何なる変動にも対応可能となる。より詳しくは、ユリア水及び燃料の双方の単価が変動した場合の他、ユリア水の単価は変動したが燃料の単価は変動していない場合、ユリア水の単価は変動していないが燃料の単価は変動した場合、ユリア水及び燃料の双方の単価が変動していない場合等、価格変動の種々の組み合わせに対応可能となる。
【００３７】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、今回入力されたユリア水の単価が割高となったときを例に挙げると、まず、燃料噴射時期の遅角量を増加させてＮＯｘ生成量を低減させ、次いで、ユリア水の添加量を減少させてユリア水を用いることによる稼働コストの増加防止を図っても良い。この場合にも上記と同様に、ＮＯｘの浄化及び稼働コストの最適化が両立可能との効果を奏する。
【００３８】
また、上記単価比較部５４，５７では、ユリア水と燃料との各単価の比率による実行値と設定値とを比較しても良い。また、上述した設定値は、エンジン開発時点や製造時点の当初の単価によるものに限定されず、上記エンジン搭載後に入力された今回よりも以前の単価（例えば、前回の単価）によるものも該当する。
更に、本発明のコントローラは、実施分担が決定可能なエンジン側を制御するエンジンＥＣＵと、実施分担が決定可能な触媒側を制御する触媒ＥＣＵとに分割されていても良い。更にまた、本発明は、過給機や排気ブレーキ弁等を省略しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態による選択還元型ＮＯｘ触媒付きエンジンの制御装置を示す概略図である。
【図２】図１のＥＣＵが実施するＮＯｘ浄化制御のブロック図である。
【図３】図１のＥＣＵによるユリア水を主としたＮＯｘ浄化制御及び稼働コスト最適化制御に関する図であり、本発明の作用を説明する図である。
【図４】図１のＥＣＵによる軽油を主としたＮＯｘ浄化制御及び稼働コスト最適化制御に関する図であり、本発明の作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００４０】
２  エンジン
１０  ＥＣＵ（コントローラ）
４２  ＳＣＲ触媒（選択還元型ＮＯｘ触媒）
５４  単価比較部（還元剤側の単価比較手段）
５６  分担決定部（還元剤を主とする分担決定手段）
５７  単価比較部（燃料側の単価比較手段）
５９  分担決定部（燃料を主とする分担決定手段）
６０  最終分担決定部（最終分担決定手段）
６２  エンジン側制御部
６４  触媒側制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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