(57)【要約】【課題】還元剤が添加されるＮＯｘ浄化触媒の温度をより精度よく推定することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】エンジン１には、尿素水の添加によりＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒４１と、尿素水を添加する尿素添加弁２３０と、この尿素添加弁２３０よりも上流の排気通路２６に設けられた第２排気温度センサ１２０とが備えられている。制御装置８０は、第２排気温度センサ１２０の検出値に基づいてＳＣＲ触媒４１の温度を推定するに際して、尿素水の添加量が多いときほどＳＣＲ触媒４１の推定温度の低下量が大きくなるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
還元剤の添加によりＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、前記還元剤を添加する添加弁と、同添加弁よりも上流に設けられた排気温度センサとを備える内燃機関の排気浄化装置において
前記排気温度センサにて検出される排気温度及び前記還元剤の添加状態に基づいて前記ＮＯｘ浄化触媒の温度を推定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
還元剤が添加されているときには、添加されていないときに比して前記ＮＯｘ浄化触媒の推定温度が低くされる
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
還元剤の添加量が多いときほど、前記推定温度の低下量は大きくされる
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記排気温度が高いときほど、前記推定温度の低下量は小さくされる
請求項２または３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
排気通路内の排気流量が多いときほど、前記推定温度の低下量は小さくされる
請求項２〜４のいずれか１項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ものである。
【背景技術】
【０００２】
排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するＮＯｘ浄化触媒を備える内燃機関の排気浄化装置が知られている。
こうした排気浄化装置では、機関運転中、還元剤供給機構から排気通路に向けて還元剤としての尿素水が噴射される。噴射された尿素水は、排気の熱によって加水分解されてアンモニアとなる。そしてこのアンモニアがＮＯｘの還元剤としてＮＯｘ浄化触媒に供給される。
【０００３】
ところで、ＮＯｘ浄化触媒によるＮＯｘ還元は同触媒の温度に影響される。そのため還元剤添加の実行許可を判定したり、ＮＯｘ浄化率を推定したり、ＮＯｘ浄化触媒のアンモニア吸着量を推定したりするときなどには、ＮＯｘ浄化触媒の温度等が考慮される。
【０００４】
このような排気系に設けられる触媒の温度は、一般的には、特許文献１等に記載されているように排気温度センサの検出値から推定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６５７６６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、排気温度センサの検出値に基づいてＮＯｘ浄化触媒の温度を推定するに際してその推定精度が低いと、例えば還元剤添加の実行許可を適切に判定することが困難になったり、ＮＯｘ浄化率の推定精度が悪化したり、アンモニア吸着量の推定精度が悪化したりする。つまりＮＯｘ浄化触媒の推定温度の精度が低いと、その推定温度を利用する各種制御や推定値などに悪影響を与えてしまう。
【０００７】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、還元剤が添加されるＮＯｘ浄化触媒の温度をより精度よく推定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】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。なお、本明細書及び特許請求の範囲に記載の「上流」及び「下流」は、排気系での排気の流れ方向を基準にするものである。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、還元剤の添加によりＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、前記還元剤を添加する添加弁と、同添加弁よりも上流に設けられた排気温度センサとを備える内燃機関の排気浄化装置において、前記排気温度センサにて検出される排気温度及び前記還元剤の添加状態に基づいて前記ＮＯｘ浄化触媒の温度を推定することをその要旨とする。
【００１０】
一般に、添加弁から添加される還元剤の温度は排気温度よりも低い。そのため、還元剤が添加されると排気温度は低下する。ここで、添加弁よりも上流に排気温度センサが設けられている場合には、そうした還元剤添加による排気温度の低下が同排気温度センサの検出値には反映されない。従って、還元剤が添加されているときには、排気温度に基づいたＮＯｘ浄化触媒の推定温度が実際の温度よりも高くなりやすい。この点、同構成では、ＮＯｘ浄化触媒の温度を推定するに際して、排気温度センサで検出される排気温度のみならず還元剤の添加状態も加味される。従って、還元剤添加による実際の排気温度の低下を、ＮＯｘ浄化触媒の推定温度に反映することが可能となり、同ＮＯｘ浄化触媒の温度をより精度よく推定することができるようになる。
【００１１】
還元剤の添加状態に基づいてＮＯｘ浄化触媒の温度を推定するに際しては、請求項２に記載の発明によるように、還元剤が添加されているときには、添加されていないときに比してＮＯｘ浄化触媒の推定温度が低くされる、という構成を採用することができる。
【００１２】
還元剤が添加されているときには、添加されていないときに比して上記推定温度を低くするに際し、簡易的には推定温度の低下量を一定にするといった構成を採用することができる。この他、還元剤の添加量が多くなるにつれて実際の排気温度の低下量は大きくなる。そこで、請求項３に記載の発明によるように、還元剤の添加量が多いときほど前記推定温度の低下量は大きくされる、という構成を採用することも可能である。この場合には、還元剤が添加されているときの推定温度の低下量が還元剤の添加量に応じて可変設定されるようになるため、推定温度の精度が更に向上するようになる。
【００１３】
また、還元剤添加が実際の排気温度に与える影響は、内燃機関から排出される排気の温度が高いときほど小さくなる。また、還元剤添加が実際の排気温度に与える影響は、排気通路内の排気流量が多いときほど小さくなる。
【００１４】
そこで、請求項４に記載の発明によるように、前記排気温度が高いときほど前記推定温度の低下量は小さくされる、という構成や、請求項５に記載の発明によるように、排気通路内の排気流量が多いときほど前記推定温度の低下量は小さくされる、という構成を採用することにより、推定温度の精度がより一層向上するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の一実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。
【図２】同実施形態における床温の推定処理の手順を示すフローチャート。
【図３】排気流量及び車速及び外気温及び第２排気温度と放熱温度との関係を示すグラフ。
【図４】第２排気温度と乖離温度との関係を示すグラフ。
【図５】尿素添加量及び第２排気温度及び排気流量と冷却温度との関係を示すグラフ。
【図６】排気流量となまし係数との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に、本実施形態にかかる排気浄化装置が適用されたディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）、並びにそれらの周辺構成を示す概略構成図を示す。
【００１７】
エンジン１には複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ〜４ｄが取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは各気筒＃１〜＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。
【００１８】
燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒内に噴射される。
【００１９】
吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁１６が設けられている。
【００２０】
排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ１１が設けられている。同ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
【００２１】
また、排気通路２６の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの下流には、排気を浄化する第１浄化部材３０が設けられている。この第１浄化部材３０の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒３１及びＤＰＦ触媒３２が配設されている。
【００２２】
酸化触媒３１には、排気中のＨＣを酸化処理する触媒が担持されている。また、ＤＰＦ触媒３２は、排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するフィルタであって多孔質のセラミックで構成されており、さらにはＰＭの酸化を促進させるための触媒が担持されている。排気中のＰＭは、ＤＰＦ触媒３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。なお、このＤＰＦ触媒３２は、上記排気浄化部材を構成している。
【００２３】
また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、酸化触媒３１やＤＰＦ触媒３２に添加剤として燃料を供給するための燃料添加弁５が設けられている。この燃料添加弁５は、燃料供給管２７を介して前記サプライポンプ１０に接続されている。なお、燃料添加弁５の配設位置は、排気系にあって第１浄化部材３０の上流側であれば適宜変更するも可能である。
【００２４】
ＤＰＦ触媒３２に捕集されたＰＭの量が所定値を超えると、ＤＰＦ触媒３２の再生処理が開始されて燃料添加弁５からはエキゾーストマニホールド８内に向けて燃料が噴射される。この燃料添加弁５から噴射された燃料は、酸化触媒３１に達すると燃焼され、これにより排気温度の上昇が図られる。そして、酸化触媒３１にて昇温された排気がＤＰＦ触媒３２に流入することにより、同ＤＰＦ触媒３２は昇温され、これによりＤＰＦ触媒３２に堆積したＰＭが酸化処理されてＤＰＦ触媒３２の再生が図られる。
【００２５】
また、排気通路２６の途中にあって、第１浄化部材３０の下流には、排気を浄化する第２浄化部材４０が設けられている。第２浄化部材４０の内部には、還元剤を利用して排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ浄化触媒としての選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。
【００２６】
さらに、排気通路２６の途中にあって、第２浄化部材４０の下流には、排気を浄化する第３浄化部材５０が設けられている。第３浄化部材５０の内部には、排気中のアンモニアを浄化するアンモニア酸化触媒５１が配設されている。
【００２７】
エンジン１には、上記ＳＣＲ触媒４１に還元剤を供給する還元剤供給機構としての尿素水供給機構２００が設けられている。尿素水供給機構２００は、尿素水を貯留するタンク２１０、排気通路２６内に尿素水を噴射供給する尿素添加弁２３０、尿素添加弁２３０とタンク２１０とを接続する供給通路２４０、供給通路２４０の途中に設けられたポンプ２２０にて構成されている。
【００２８】
尿素添加弁２３０は、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６に設けられており、その噴射孔はＳＣＲ触媒４１に向かって開口されている。この尿素添加弁２３０が開弁されると、供給通路２４０を介して排気通路２６内に尿素水が噴射供給される。
【００２９】
ポンプ２２０は電動式のポンプであり、正回転時には、タンク２１０から尿素添加弁２３０に向けて尿素水を送液する。一方、逆回転時には、尿素添加弁２３０からタンク２１０に向けて尿素水を送液する。つまり、ポンプ２２０の逆回転時には、尿素添加弁２３０及び供給通路２４０から尿素水が回収されてタンク２１０に戻される。
【００３０】
また、尿素添加弁２３０とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路２６内には、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水を分散させることにより同尿素水の霧化を促進する分散板６０が設けられている。
【００３１】
尿素添加弁２３０から噴射された尿素水は、排気の熱によって加水分解されてアンモニアとなる。そしてこのアンモニアがＮＯｘの還元剤としてＳＣＲ触媒４１に供給される。ＳＣＲ触媒４１に供給されたアンモニアは、同ＳＣＲ触媒４１に吸蔵されてＮＯｘの還元に利用される。なお、加水分解されたアンモニアの一部は、ＳＣＲ触媒４１に吸蔵される前に直接ＮＯｘの還元に利用される。
【００３２】
この他、エンジン１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。この排気再循環装置は、吸気通路３とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気再循環量、すなわちＥＧＲ量が調量される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。
【００３３】
エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸気通路３内の吸入空気量ＧＡを検出する。絞り弁開度センサ２０は吸気絞り弁１６の開度を検出する。機関回転速度センサ２１はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温センサ２３は、外気温ＴＨｏｕｔを検出する。車速センサ２４はエンジン１が搭載された車両の車速ＳＰを検出する。イグニッションスイッチ２５は、車両の運転者によるエンジン１の始動操作及び停止操作を検出する。
【００３４】
また、酸化触媒３１よりも上流の排気通路に設けられた第１排気温度センサ１００は、酸化触媒３１に流入する前の排気温度である第１排気温度ＴＨ１を検出する。差圧センサ１１０は、ＤＰＦ触媒３２の上流及び下流の排気圧の圧力差である差圧ΔＰを検出する。
【００３５】
第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６にあって、尿素添加弁２３０の上流には、第２排気温度センサ１２０及び第１ＮＯｘセンサ１３０が設けられている。第２排気温度センサ１２０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気温度である第２排気温度ＴＨ２を検出する。第１ＮＯｘセンサ１３０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気中のＮＯｘ濃度、つまりＳＣＲ触媒４１で浄化される前の排気中のＮＯｘ濃度である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。
【００３６】
第３浄化部材５０よりも下流の排気通路２６には、ＳＣＲ触媒４１で浄化された排気のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出する第２ＮＯｘセンサ１４０が設けられている。
【００３７】
これら各種センサ等の出力は制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００３８】
そして、制御装置８０により、例えば燃料噴射弁４ａ〜４ｄや燃料添加弁５の燃料噴射量制御・燃料噴射時期制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、吸気絞り弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御、ＥＧＲ弁１５の開度制御等、エンジン１の各種制御が行われる。
【００３９】
また、上記ＤＰＦ触媒３２に捕集されたＰＭを燃焼させる上記再生処理等といった各種の排気浄化制御も同制御装置８０によって行われる。
制御装置８０は、そうした排気浄化制御の一つとして、上記尿素添加弁２３０による尿素水の添加制御を行う。この添加制御では、まず、ＳＣＲ触媒４１の推定床温ＳＴが所定の許可温度を超えているか否かが判定される。そして、推定床温ＳＴが許可温度を超えているときには、ＳＣＲ触媒４１の温度がＮＯｘ還元に適した温度になっており、尿素水を添加してもよい状態であると判断される。こうして尿素水の添加が許可されると、エンジン１から排出されるＮＯｘを還元処理するために必要な尿素添加量ＱＥが機関運転状態等に基づいて算出される。そして、この算出された尿素添加量ＱＥが尿素添加弁２３０から噴射されるように、同尿素添加弁２３０の開弁状態が制御される。
【００４０】
また、ＳＣＲ触媒４１は、床温が高くなるほどアンモニアの吸着量が少なくなる一方で、アンモニアの脱離量は多くなる。そのため、ＳＣＲ触媒４１のアンモニア吸着量を推定するパラメータの一つとして同ＳＣＲ触媒４１の推定床温ＳＴが利用される。また、アンモニアの脱離量が多くなるほどＮＯｘ浄化率は高くなる傾向があるため、ＮＯｘ浄化率を推定するパラメータの一つとしてもＳＣＲ触媒４１の推定床温ＳＴが利用される。
【００４１】
このように推定床温ＳＴは各種制御や推定値の算出に利用される値であり、同推定床温ＳＴの推定精度が低いと、それら各種制御や推定値の算出に悪影響を与えてしまう。
そこで、本実施形態では、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気温度である第２排気温度ＴＨ２に基づいて床温ＳＴを推定するようにしているが、その推定に際しては図２に示す推定処理を行うことにより、推定床温ＳＴの推定精度を高めるようにしている。なお、この推定処理は、制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行される。
【００４２】
本処理が開始されるとまず、第２排気温度ＴＨ２、吸入空気量ＧＡから算出される排気流量ＥＡ、車速ＳＰ、及び外気温ＴＨＡに基づいて放熱温度ＨＴが算出される（Ｓ１００）。この放熱温度ＨＴは、第２排気温度センサ１２０の配設位置からＳＣＲ触媒４１の排気上流側の端面までの間において排気から放熱される温度である。そして、排気流量ＥＡが少なくなるほど、排気から排気通路２６等に移動する熱量は多くなる。また、車速ＳＰが高いときほど、走行風による排気通路２６等の冷却が促されるため、排気から排気通路２６等に移動する熱量は多くなる。また、外気温ＴＨＡが低いときほど、排気と排気通路２６との温度差が大きくなるため、排気から排気通路２６に移動する熱量は多くなる。また、第２排気温度ＴＨ２が高いときほど、排気と排気通路２６との温度差が大きくなるため、排気から排気通路２６に移動する熱量は多くなる。従って、図３に示すように、排気流量ＥＡが少なくなるほど、放熱温度ＨＴの値は大きくされる。また、車速ＳＰが高いときほど、放熱温度ＨＴの値は大きくされる。また、外気温ＴＨＡが低いときほど、放熱温度ＨＴの値は大きくされる。そして第２排気温度ＴＨ２が高いときほど、放熱温度ＨＴの値は大きくされる。
【００４３】
次に、第２排気温度ＴＨ２及び排気流量ＥＡに基づいて乖離温度ＫＴが算出される（Ｓ１１０）。この乖離温度ＫＴは、次のような温度である。すなわち、排気通路２６内では排気の偏流が生じるため、排気の偏流状態と第２排気温度センサ１２０の検出素子との位置関係に応じて、主流となる排気の温度（つまりＳＣＲ触媒４１に流入する排気の温度により近い温度）と第２排気温度ＴＨ２との間には乖離が生じる。そこで、第２排気温度ＴＨ２から主流となる排気の温度を減じた値を乖離温度ＫＴとして規定するようにしている。そして排気の偏流状態は、排気流量ＥＡに応じて種々変化するため、排気流量ＥＡに応じて乖離温度ＫＴが可変設定される。また、第２排気温度ＴＨ２が高いときほど上述した乖離の度合は大きくなる傾向がある場合には、図４に示すように、第２排気温度ＴＨ２が高いときほど乖離温度ＫＴの値は大きくされる。
【００４４】
次に、尿素添加量ＱＥ、第２排気温度ＴＨ２、及び排気流量ＥＡに基づいて冷却温度ＲＴが算出される（Ｓ１２０）。この冷却温度ＲＴは、還元剤添加によって冷却される排気の温度低下量であり、次のようにして算出される。
【００４５】
まず、一般に、尿素添加弁２３０から添加される尿素水の温度は排気の温度よりも低い。そのため、尿素水が添加されると排気温度は低下し、尿素添加量ＱＥが多いときほど、実際の排気温度の低下量は大きくなる。また、エンジン１から排出される排気の温度が高いときには、尿素水添加が実際の排気温度に与える影響は小さくなる。また、排気流量ＥＡが多いときほど、排気の体積に対して添加される尿素水の量が相対的に減るため、尿素水添加が実際の排気温度に与える影響は小さくなる。従って、図５に示すように、尿素添加量ＱＥが多いときほど冷却温度ＲＴの値は大きくなるように同冷却温度ＲＴは可変設定される。また、第２排気温度ＴＨ２が高いときほど冷却温度ＲＴの値は小さくなるように同冷却温度ＲＴは可変設定される。そして、排気流量ＥＡが多いときほど冷却温度ＲＴの値は小さくなるように同冷却温度ＲＴは可変設定される。
【００４６】
次に、排気流量ＥＡに基づいてなまし係数Ｋが算出される（Ｓ１３０）。このなまし係数Ｋは、第２排気温度ＴＨ２が変化したときのＳＣＲ触媒４１の実際の温度の変化遅れを補償する値であり、次式（１）によるなまし処理に利用される。そして、排気流量ＥＡが多いときほど上記変化遅れの時間は短くなるため、図６に示すように、排気流量ＥＡが多いときほど、なまし係数Ｋは小さい値に設定される。これにより次式（１）から算出される推定床温ＳＴは、排気流量ＥＡが多いときほど、第２排気温度ＴＨ２の変化に対してより速やかに変化するようになる。
【００４７】
次に、本処理が前回実行されたときに算出された推定床温ＳＴｐ、現在の第２排気温度ＴＨ２、上記ステップＳ１００にて算出された放熱温度ＨＴ、上記ステップＳ１１０にて算出された乖離温度ＫＴ、上記ステップＳ１２０にて算出された冷却温度ＲＴ、及び上記ステップＳ１３０にて算出されたなまし係数Ｋに基づいて推定床温ＳＴが更新される。この推定床温ＳＴを更新するステップＳ１４０の処理では、次式（１）に基づいたなまし処理にて推定床温ＳＴが算出される。
【００４８】
ＳＴ＝ＳＴｐ＋（（（ＴＨ２−ＨＴ−ＫＴ−ＲＴ）−ＳＴｐ）／Ｋ）  …（１）
ＳＴ：今回の推定床温（更新後の推定床温）
ＳＴｐ：前回の推定床温（更新前の推定床温）
ＴＨ２：第２排気温度
ＨＴ：放熱温度
ＫＴ：乖離温度
ＲＴ：冷却温度
Ｋ：なまし係数
こうして推定床温ＳＴが算出されると、本処理は一旦終了される。なお、ステップＳ１００からステップＳ１３０までの各処理は、それらの実行順序を適宜変更してもよい。
【００４９】
次に、本実施形態の作用を説明する。
一般に、尿素添加弁２３０から添加される尿素水の温度は排気の温度よりも低い。そのため、尿素水が添加されると排気温度は低下する。ここで、第２排気温度センサ１２０は、尿素添加弁２３０よりも上流の排気通路２６に設けられているため、そうした尿素水添加による排気温度の低下が第２排気温度センサ１２０の検出値には反映されない。従って、尿素水が添加されているときには、第２排気温度ＴＨ２に基づいたＳＣＲ触媒４１の推定床温ＳＴが実際の温度よりも高くなりやすい。
【００５０】
そこで本実施形態では、第２排気温度ＴＨ２に基づいて推定床温ＳＴを算出するようにしているが、この推定床温ＳＴの算出に際しては、尿素水添加による排気温度の低下量を示す上記冷却温度ＲＴを算出し、第２排気温度ＴＨ２から冷却温度ＲＴを減算するようにしている。これにより、尿素水が添加されているときには、添加されていないときに比して推定床温ＳＴが低くなるように、尿素水の添加状態も加味してＳＣＲ触媒４１の推定床温ＳＴが算出される。従って、尿素水添加による実際の排気温度の低下を、ＳＣＲ触媒４１の推定床温ＳＴに反映することが可能となり、ＳＣＲ触媒４１の温度をより精度よく推定することができるようになる。
【００５１】
また、尿素水の添加量が多くなるにつれて実際の排気温度の低下量は大きくなる。そこで、先の図５に示したように、尿素添加量ＱＥが多いときほど冷却温度ＲＴの絶対値が大きくなるようにすることで、尿素水添加による推定床温ＳＴの低下量が大きくなるようにしている。従って、尿素水が添加されているときの推定床温ＳＴの低下量が尿素水の添加量に応じて可変設定されるようになるため、推定床温ＳＴの精度が更に向上するようになる。
【００５２】
また、尿素水添加が実際の排気温度に与える影響は、上述したようにエンジン１から排出される排気の温度が高いときほど小さくなる。そこで、先の図５に示したように、第２排気温度ＴＨ２が高いときほど冷却温度ＲＴの絶対値が小さくなるようにすることで、第２排気温度ＴＨ２が高いときほど推定床温ＳＴの低下量は小さくなるようにしている。従って、推定床温ＳＴの精度がより一層向上するようになる。
【００５３】
また、上述したように尿素水添加が実際の排気温度に与える影響は、排気通路２６内の排気流量ＥＡが多いときほど小さくなる。そこで、先の図５に示したように、排気流量ＥＡが多いときほど冷却温度ＲＴの絶対値が小さくなるようにすることで、排気流量ＥＡが多いときほど推定床温ＳＴの低下量は小さくなるようにしている。従って、これによっても推定床温ＳＴの精度がより一層向上するようになる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第２排気温度センサ１２０の検出値及び尿素水の添加状態に基づいてＳＣＲ触媒４１の床温を推定するようにしており、より具体的には、尿素水が添加されているときには、添加されていないときに比して推定床温ＳＴが低くなるようにしている。従って、尿素水添加による実際の排気温度の低下を、ＳＣＲ触媒４１の推定床温ＳＴに反映することが可能となり、ＳＣＲ触媒４１の温度をより精度よく推定することができるようになる。
【００５５】
（２）尿素添加量ＱＥが多いときほど冷却温度ＲＴの値が大きくなるようにしている。従って、尿素水が添加されているときの推定床温ＳＴの低下量が尿素水の添加量に応じて可変設定されるようになるため、推定床温ＳＴの精度が更に向上するようになる。
【００５６】
（３）第２排気温度ＴＨ２が高いときほど冷却温度ＲＴの値が小さくなるようにしている。従って、推定床温ＳＴの精度がより一層向上するようになる。
（４）排気流量ＥＡが多いときほど冷却温度ＲＴの値が小さくなるようにしている。従って、これによっても推定床温ＳＴの精度がより一層向上するようになる。
【００５７】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・冷却温度ＲＴを算出するためのパラメータとして、尿素添加量ＱＥ、第２排気温度ＴＨ２、及び排気流量ＥＡといった３つのパラメータを用いるようにしたが、第２排気温度ＴＨ２を省略したり、排気流量ＥＡを省略したり、第２排気温度ＴＨ２及び排気流量ＥＡを省略したりしてもよい。
【００５８】
・尿素水の添加状態に基づいてＳＣＲ触媒４１の推定床温ＳＴを算出するために、より具体的には、尿素水が添加されているときには、添加されていないときに比して推定床温ＳＴが低くなるように、冷却温度ＲＴを尿素添加量ＱＥに基づいて可変設定するようにした。この他、より簡易的には、尿素水が添加されているときの推定床温ＳＴの低下量を一定にしてもよい。例えば、尿素水が添加されていないときには、尿素添加量ＱＥに基づく冷却温度ＲＴの設定温度を「０」とし、尿素水が添加されているときには、尿素添加量ＱＥに基づく冷却温度ＲＴの設定温度を、適宜設定された「０」以外の一定値としてもよい。
【００５９】
・推定床温ＳＴの算出に際しては第２排気温度ＴＨ２のなまし処理を行うようにしたが、こうしたなまし処理は必ずしも行わなくてもよい。
・尿素水の添加状態に基づいてＳＣＲ触媒４１の推定床温ＳＴを算出するために、冷却温度ＲＴを可変設定するようにしたが、この他の態様を用いてもよい。要は、尿素水添加による実際の排気温度の低下が、ＳＣＲ触媒４１の推定床温ＳＴに反映されるようにすればよい。
【００６０】
・還元剤として尿素水を使用するようにしたが、この他の還元剤を使用するようにしてもよい。
・上記実施形態における排気系の構成を一例であり、還元剤の添加によりＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒と、還元剤を添加する添加弁と、この添加弁よりも上流に設けられた排気温度センサとを備えており、この排気温度センサの検出値に基づいてＮＯｘ浄化触媒の温度を推定する排気浄化装置であれば、本発明は同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…燃料添加弁、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホール、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…吸気絞り弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…絞り弁開度センサ、２１…機関回転速度センサ、２２…アクセルセンサ、２３…外気温センサ、２４…車速センサ、２５…イグニッションスイッチ、２６…排気通路、２７…燃料供給管、３０…第１浄化部材、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、４０…第２浄化部材、４１…ＮＯｘ浄化触媒（選択還元型ＮＯｘ触媒：ＳＣＲ触媒）、５０…第３浄化部材、５１…アンモニア酸化触媒、６０…分散板、８０…制御装置、１００…第１排気温度センサ、１１０…差圧センサ、１２０…第２排気温度センサ、１３０…第１ＮＯｘセンサ、１４０…第２ＮＯｘセンサ、２００…尿素水供給機構、２１０…タンク、２２０…ポンプ、２３０…尿素添加弁、２４０…供給通路。
【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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