(57)【要約】【課題】尿素噴射装置よりも下流側の排気系に析出した尿素結晶の析出量を精度よく推定する。【解決手段】エンジンの排気浄化装置であって、尿素水溶液から生成されるアンモニアを用いて排気中の窒素酸化物を浄化する選択還元触媒（以下「ＳＣＲ触媒」という）と、ＳＣＲ触媒よりも上流側の排気中に尿素水溶液を噴射する還元剤噴射装置と、ＳＣＲ触媒よりも下流側の排気中に含まれるアンモニア量を検出するアンモニアセンサと、エンジンの運転中に還元剤噴射装置を制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、還元剤噴射装置による尿素水溶液の噴射量およびＳＣＲ触媒の温度に基づいてＳＣＲ触媒よりも下流側の排気中に含まれるアンモニア量の推定値を算出し、アンモニア量の推定値とアンモニアセンサによる検出値との差に基づいて還元剤噴射装置よりも下流側の排気系に析出した尿素結晶の析出量を算出する。【選択図】図３
2017025830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気浄化装置であって、
前記エンジンの排気系に設けられ、尿素水溶液から生成されるアンモニアを用いて排気中の窒素酸化物を浄化する触媒装置と、
前記触媒装置よりも上流側の排気中に尿素水溶液を噴射する噴射装置と、
前記触媒装置よりも下流側の排気中に含まれるアンモニア量を検出するアンモニアセンサと、
前記エンジンの運転中に前記噴射装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記噴射装置による尿素水溶液の噴射量および前記触媒装置の温度に基づいて前記触媒装置よりも下流側の排気中に含まれるアンモニア量の推定値を算出し、前記アンモニア量の推定値と前記アンモニアセンサによる検出値との差に基づいて前記噴射装置よりも下流側の排気系に析出した尿素結晶の析出量を算出する、エンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記尿素結晶の析出量が第１しきい値を超えた場合、前記噴射装置よりも下流側の排気系を昇温することによって前記噴射装置よりも下流側の排気系に析出した尿素結晶を除去する、請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
前記排気浄化装置は、前記触媒装置の上流側と下流側との排気圧力差を検出する圧力差センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記尿素結晶の析出量に基づいて尿素析出に起因する前記排気圧力差を算出し、前記尿素析出に起因する前記排気圧力差と前記圧力差センサによって検出された前記排気圧力差との偏差を、前記触媒装置に堆積する微粒状物質の堆積量に相当する値として算出する、請求項１または２に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記偏差が第２しきい値を超えた場合、前記噴射装置よりも下流側の排気系を昇温することによって前記触媒装置に堆積した微粒状物質を除去する、請求項３に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記触媒装置の浄化性能が悪化した場合、前記浄化性能が悪化した要因が尿素析出であるのか触媒劣化であるのかを前記尿素結晶の析出量に基づいて判定する、請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記尿素結晶の析出量が第３しきい値を超える場合に前記浄化性能が悪化した要因が前記尿素析出であると判定し、前記尿素結晶の析出量が前記第３しきい値未満である場合に前記浄化性能が悪化した要因が前記触媒劣化であると判定する、請求項５に記載のエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気浄化装置に関し、特に、エンジンの排気に含まれる窒素酸化物を選択還元触媒を用いて浄化する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アンモニア（ＮＨ３）を還元剤としてエンジンの排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する排気浄化装置が知られている。この排気浄化装置は、エンジンの排気系に設けられた選択還元触媒（以下「ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒」ともいう）よりも上流側の排気系に尿素水溶液を噴射し、尿素水溶液が加水分解されることによって生成されるアンモニアとＮＯｘとをＳＣＲ触媒で選択還元反応させて無害成分へと浄化処理する。
【０００３】
このような排気浄化装置では、排気温度が尿素水溶液の加水分解温度よりも低い状態が継続すると、尿素水溶液の加水分解が不十分となって、尿素水溶液を噴射した箇所よりも下流側の排気系に尿素水溶液の液滴が付着してしまう。その後に排気温度が高温になると、排気系に付着した尿素水溶液から溶媒である水が蒸発して尿素結晶が析出してしまう。排気系に尿素結晶が析出すると、燃費が低下したりＳＣＲ触媒の浄化性能が低下したりするおそれがある。そのため尿素結晶の析出量を推定することが望ましい。
【０００４】
特開２０１１−２２０２３２号公報（特許文献１）には、尿素結晶の析出量を推定する技術が開示されている。この技術は、排気温度と尿素水溶液の噴射流量とに基づいて単位時間当たりの尿素結晶の析出量を推定し、単位時間当たりの尿素結晶の析出量を順次積算することで排気系に析出した尿素結晶の析出量を推定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２２０２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
尿素水溶液が加水分解されることによって生成されるアンモニアのなかには、ＳＣＲ触媒に供給されてもＮＯｘと化学反応せずにアンモニアのままＳＣＲ触媒を通過するものも存在する。したがって、尿素結晶の析出量を精度よく推定するには、尿素の噴射量に対して、ＮＯｘと化学反応した尿素量だけでなく、ＮＯｘと反応せずにアンモニアのままＳＣＲ触媒を通過した尿素量をも正確に把握する必要がある。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、尿素結晶の析出量を推定する際に、単に尿素水溶液の噴射量および排気温度を考慮するものに過ぎず、実際にどのぐらいの量の尿素がアンモニアのままＳＣＲ触媒を通過したかを正確に把握することができない。そのため、尿素結晶の析出量を精度よく推定することができないことが懸念される。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、尿素噴射装置よりも下流側の排気系に析出した尿素結晶の析出量を精度よく推定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る制御装置は、エンジンの排気浄化装置であって、エンジンの排気系に設けられ、尿素水溶液から生成されるアンモニアを用いて排気中の窒素酸化物を浄化する触媒装置と、触媒装置よりも上流側の排気中に尿素水溶液を噴射する噴射装置と、触媒装置よりも下流側の排気中に含まれるアンモニア量を検出するアンモニアセンサと、エンジンの運転中に噴射装置を制御する制御装置とを備える。制御装置は、噴射装置による尿素水溶液の噴射量および触媒装置の温度に基づいて触媒装置よりも下流側の排気中に含まれるアンモニア量の推定値を算出し、アンモニア量の推定値とアンモニアセンサによる検出値との差に基づいて噴射装置よりも下流側の排気系に析出した尿素結晶の析出量を算出する。
【００１０】
このような構成によれば、触媒装置よりも下流側にアンモニアセンサが設けられる。したがって、実際にどのぐらいの量のアンモニアがＮＯｘと反応せずにそのまま触媒装置を通過したかを正確に把握することができる。そして、制御装置は、尿素水溶液の噴射量および触媒装置の温度に基づいて触媒装置よりも下流側の排気中に含まれるアンモニア量の推定値を算出し、アンモニア量の推定値とアンモニアセンサによる検出値との差に基づいて尿素結晶の析出量を算出する。そのため、尿素結晶の析出量を精度よく推定することができる。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、尿素結晶の析出量が第１しきい値を超えた場合、噴射装置よりも下流側の排気系を昇温することによって噴射装置よりも下流側の排気系に析出した尿素結晶を除去する。
【００１２】
このような構成によれば、アンモニアセンサの検出値を用いて精度よく算出された尿素結晶の析出量に基づいて、排気系を昇温して尿素結晶を除去する制御を適切なタイミングで行なうことができる。
【００１３】
好ましくは、排気浄化装置は、触媒装置の上流側と下流側との排気圧力差を検出する圧力差センサをさらに備える。制御装置は、尿素結晶の析出量に基づいて尿素析出に起因する排気圧力差を算出し、尿素析出に起因する排気圧力差と圧力差センサによって検出された排気圧力差との偏差を、触媒装置に堆積する微粒状物質の堆積量に相当する値として算出する。
【００１４】
このような構成によれば、精度よく算出された尿素結晶の析出量に基づいて、触媒装置に堆積する微粒状物質の堆積量を精度よく推定することができる。
【００１５】
好ましくは、制御装置は、偏差が第２しきい値を超えた場合、噴射装置よりも下流側の排気系を昇温することによって触媒装置に堆積した微粒状物質を除去する。
【００１６】
このような構成によれば、精度よく算出された微粒状物質の堆積量に基づいて、排気系を昇温して微粒状物質を除去する制御を適切なタイミングで行なうことができる。
【００１７】
好ましくは、制御装置は、触媒装置の浄化性能が悪化した場合、浄化性能が悪化した要因が尿素析出であるのか触媒劣化であるのかを尿素結晶の析出量に基づいて判定する。
【００１８】
好ましくは、制御装置は、尿素結晶の析出量が第３しきい値を超える場合に浄化性能が悪化した要因が尿素析出であると判定し、尿素結晶の析出量が第３しきい値未満である場合に浄化性能が悪化した要因が触媒劣化であると判定する。
【００１９】
これらの構成によれば、精度よく算出された尿素結晶の析出量に基づいて、触媒装置の浄化性能が悪化した要因が尿素析出であるのか触媒劣化であるのかを適切に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】エンジンの排気浄化装置の全体構成を模式的に示す図である。
【図２】尿素析出量の算出手法を説明するための図である。
【図３】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図４】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図５】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２２】
図１は、本実施の形態によるエンジン１０の排気浄化装置１の全体構成を模式的に示す図である。エンジン１０は、一般的なディーゼルエンジンである。なお、エンジン１０はガソリンエンジンであってもよい。
【００２３】
排気浄化装置１は、エンジン１０の排気系と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１００とを含む。エンジン１０の排気系には、排気流通方向に沿って、排気管２１、酸化触媒２２、排気管２３、選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）２５、排気管２６が設けられる。すなわち、エンジン１０の排気は、排気管２１、酸化触媒２２、排気管２３、ＳＣＲ触媒２５、排気管２６の順に流通した後、車外に排出される。
【００２４】
酸化触媒２２は、エンジン１０の排気中に含まれる一酸化窒素（以下「ＮＯ」ともいう）を二酸化窒素（以下「ＮＯ２」ともいう）に酸化させる。
【００２５】
ＳＣＲ触媒２５は、加水分解により尿素水溶液から生成されるアンモニア（ＮＨ３）を用いて排気に含まれる窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」ともいう）を選択還元浄化する。
【００２６】
さらに、エンジン１０の排気系には、燃料噴射装置３１、ＮＯｘセンサ３２、還元剤噴射装置３３、混合装置２４、排気温センサ３４、ＮＯｘセンサ３５、アンモニアセンサ３６、差圧センサ３７が設けられる。
【００２７】
燃料噴射装置３１は、ＥＣＵ１００からの制御信号によって制御され、排気管２１を流れる排気中に燃料を噴射する。
【００２８】
還元剤噴射装置３３は、ＥＣＵ１００からの制御信号によって制御され、排気管２３を流れる排気中（すなわちＳＣＲ触媒２５よりも上流側の排気中）に尿素水溶液を噴射する。還元剤噴射装置３３は、尿素水溶液を貯蔵するタンク、タンクから尿素水溶液を吸い上げて圧送するポンプ、尿素水溶液の噴射流量を制御する流量制御弁、排気管２３に尿素水溶液を噴射する噴射ノズルなどを含んで構成される。
【００２９】
混合装置２４は、還元剤噴射装置３３から噴射された尿素水をＳＣＲ触媒２５に向けて均一に供給するためフィンである。
【００３０】
ＮＯｘセンサ３２は、ＳＣＲ触媒２５よりも上流側の排気管２３を流れる排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を検出する。排気温センサ３４は、ＳＣＲ触媒２５よりも下流側の排気管２６を流れる排気の温度を検出する。ＮＯｘセンサ３５は、ＳＣＲ触媒２５よりも下流側の排気管２６を流れる排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を検出する。アンモニアセンサ３６は、ＳＣＲ触媒２５よりも下流側の排気管２６を流れる排気中に含まれるＮＯｘ量を検出することなくアンモニア量（以下「尿素スリップ量」ともいう）を検出する。差圧センサ３７は、ＳＣＲ触媒２５の上流側の排気圧と下流側の排気圧との差（以下「排気圧力差ΔＰ」ともいう）を検出する。これらのセンサは、検出結果をＥＣＵ１００に出力する。
【００３１】
ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報および各センサの検出結果に基づいてエンジン１０、燃料噴射装置３１、還元剤噴射装置３３などの各機器を制御する。
【００３２】
ＥＣＵ１００は、還元剤噴射装置３３による尿素水溶液の噴射量（以下「尿素噴射量」ともいう）の指令値をエンジン１０の運転状態に応じて算出し、実際の尿素噴射量が指令値に相当する量となるように還元剤噴射装置３３を制御する。ＥＣＵ１００は、たとえばＮＯｘセンサ３５の検出値が大きいほど、あるいは排気流量が大きいほど、より多くの還元剤が必要と判定し、尿素噴射量の指令値を大きくする。
【００３３】
還元剤噴射装置３３から噴射された尿素水溶液は、アンモニアに加水分解されてＳＣＲ触媒２５に供給される。このアンモニア（ＮＨ３）と排気中のＮＯｘとがＳＣＲ触媒２５で選択還元反応することでＮＯｘが無害成分へと浄化される。
【００３４】
以上のような構成において、排気温度が尿素水溶液の加水分解温度より低い状態が継続すると、尿素水溶液の加水分解が不十分となって、還元剤噴射装置３３よりも下流側の排気系（混合装置２４、ＳＣＲ触媒２５、排気管２３，２６など）に尿素水溶液の液滴が付着してしまう。その後に排気温度が高温になると、排気系に付着した尿素水溶液から溶媒である水が蒸発して尿素結晶が析出してしまう。
【００３５】
排気系に尿素結晶が析出すると、燃費が低下したりＳＣＲ触媒２５の浄化性能（ＮＯｘ浄化率）が低下したりするおそれがある。具体的には、排気管２３，２６に尿素結晶が析出すると、排気流路断面積が減少するため、排圧上昇によってエンジン出力が低下し燃費が低下するおそれがある。ＳＣＲ触媒２５に尿素結晶が析出すると、ＳＣＲ触媒の排気との接触面積が減少することに起因してＳＣＲ触媒２５の浄化性能が低下するおそれがある。混合装置２４に尿素結晶が析出すると、混合装置２４からＳＣＲ触媒２５に尿素水が偏って供給されることに起因してＳＣＲ触媒２５の浄化性能が低下するおそれがある。
【００３６】
上記のような問題に鑑み、ＥＣＵ１００は、アンモニアセンサ３６による尿素スリップ量の検出値に基づいて、還元剤噴射装置３３よりも下流側の排気系に析出した尿素結晶の析出量（以下、単に「尿素析出量」ともいう）を算出する。
【００３７】
具体的には、ＥＣＵ１００は、まず、ＳＣＲ触媒２５の温度、排気流量および尿素噴射量に基づいて尿素スリップ量の推定値を算出する。たとえば、ＥＣＵ１００は、ＳＣＲ触媒２５の温度および排気流量に応じてＳＣＲ触媒２５での選択還元反応に用いられる尿素量を算出し、尿素噴射量の指令値から選択還元反応に用いられる尿素量を減算した値を、尿素スリップ量の推定値とする。なお、尿素スリップ量の推定値を算出する方法はこれに限定されない。たとえば、ＳＣＲ触媒２５の温度、排気流量および尿素噴射量と尿素スリップ量との対応関係を実験等によって求めて予めマップとして記憶しておき、このマップを参照して尿素スリップ量の推定値を算出するようにしてもよい。いずれの場合であっても、尿素スリップ量の推定値は、尿素噴射量から選択還元反応に用いられる尿素量を除いた量として算出される。すなわち、尿素スリップ量の推定値は、尿素結晶が析出しない理想的な状態を想定して算出される値である。
【００３８】
次に、ＥＣＵ１００は、尿素スリップ量の推定値とアンモニアセンサ３６による尿素スリップ量の検出値との差に基づいて、尿素析出量を算出する。
【００３９】
図２は、ＥＣＵ１００による尿素析出量の算出手法を説明するための図である。図２において、上側の図は尿素スリップ量の推定値および検出値の変化を示し、下側の図は尿素析出量の変化を示す。
【００４０】
上述のように、尿素スリップ量の推定値は尿素結晶が析出しない状態を想定して算出された値である。そのため、実際に尿素結晶が析出しない状態では尿素スリップ量の推定値は尿素スリップ量の検出値とほぼ同じ値となる。ところが、尿素結晶が析出すると、尿素スリップ量の検出値は尿素結晶が析出した分だけ尿素スリップ量の推定値よりも低い値となり、両者間に乖離が生じる。したがって、この乖離を積算した値（図２の斜線部分の面積）が尿素結晶の析出量（総量）に相当する。この点の鑑み、ＥＣＵ１００は、尿素スリップ量の推定値と尿素スリップ量の検出値との差を積算した値を、尿素析出量として算出する。このように、本実施の形態においては、アンモニアセンサ３６を用いて尿素スリップ量を検出することで尿素析出量を精度よく推定することができる。
【００４１】
そして、ＥＣＵ１００は、算出された尿素析出量が所定のしきい値Ａを超えた場合には、排気系の温度を上昇させて尿素結晶を除去する制御（以下「除去制御」という）を実行する。排気系の温度を上昇させる方法としては、たとえば、エンジン１０の燃料噴射量を増やしたり燃料噴射装置３１から燃料を噴射したりして、排気系で燃料を燃焼させるようにしてもよい。また、排気系を電気的に加熱可能なヒータが設けられる場合には、ヒータを作動させることによって排気系の温度を上昇させるようにしてもよい。
【００４２】
いずれの場合であっても、除去制御が行なわれる際には、排気系の温度を上昇させるためのエネルギ（燃料あるいは電力）が消費されることになる。本実施の形態においては、尿素析出量が精度よく推定されるため、適切なタイミングで除去制御を行なうことができる。そのため、実際には尿素析出量が少なく除去制御を実行する必要がないにも関わらず除去制御が実行されてしまうことを回避することができ、無駄なエネルギ消費を抑制することができる。また、実際には尿素析出量が多い場合には除去制御を実行することで尿素結晶を除去することができ、尿素析出による燃費低下および触媒装置の浄化性能の低下を抑制することができる。
【００４３】
図３は、ＥＣＵ１００が尿素析出量を算出して除去制御を実行する際に行なう処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、所定周期で繰り返し実行される。
【００４４】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ１００は、アンモニアセンサ３６から尿素スリップ量の検出値を取得する。
【００４５】
Ｓ１１にて、ＥＣＵ１００は、ＳＣＲ触媒２５の温度、排気流量および尿素噴射量に基づいて尿素スリップ量の推定値を算出する。尿素スリップ量の推定値を算出する手法については上述したとおりである。なお、ＳＣＲ触媒２５の温度は、たとえば排気温センサ３４の検出値に基づいて推定することができる。排気流量は、たとえばエンジン１０の運転状態（エアフロメータで検出された吸入空気量など）に基づいて推定することができる。尿素噴射量としては、尿素噴射量の指令値を用いることができる。
【００４６】
Ｓ１２にて、ＥＣＵ１００は、尿素スリップ量の推定値と尿素スリップ量の検出値との差を積算した値を尿素析出量として算出する（上述の図２参照）。
【００４７】
Ｓ１３にて、ＥＣＵ１００は、尿素析出量がしきい値Ａを超えたか否かを判定する。尿素析出量がしきい値Ａを超えていない場合（Ｓ１３にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１６にて尿素結晶が析出していないと判定し処理を終了する。
【００４８】
一方、尿素析出量がしきい値Ａを超えている場合（Ｓ１３にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１４にて尿素結晶が析出していると判定し、Ｓ１５にて上述の除去制御を実行する。
【００４９】
以上のように、本実施の形態においては、ＳＣＲ触媒２５よりも下流側にアンモニアセンサ３６が設けられる。したがって、実際にどのぐらいの量のアンモニアがＮＯｘと反応せずにそのままＳＣＲ触媒２５を通過したかを正確に把握することができる。そして、ＥＣＵ１００は、ＳＣＲ触媒２５の温度、排気流量および尿素噴射量に基づいて尿素スリップ量の推定値を算出し、尿素スリップ量の推定値とアンモニアセンサ３６の検出値との差に基づいて尿素析出量を算出する。そのため、尿素析出量を精度よく推定することができる。
【００５０】
さらに、ＥＣＵ１００は、精度よく算出された尿素析出量に基づいて、排気系を昇温して尿素結晶を除去する除去制御を実行するか否かを決定する。そのため、適切なタイミングで除去制御を実行することができる。
【００５１】
なお、上述の実施の形態は、たとえば以下のように変更することもできる。
＜変形例１＞
上述の実施の形態においては、アンモニアセンサ３６の検出値を用いて尿素析出量を精度よく推定し、尿素析出量の推定値に基づいて除去制御を実行するか否かを決定した。
【００５２】
これに対し、本変形例１では、上述の実施の形態と同様の手法で精度よく算出された尿素析出量を用いてＳＣＲ触媒２５に堆積している粒子状物質（ＰＭ：Particulate  Matter）の量を推定し、ＳＣＲ触媒２５に堆積している粒子状物質の量（以下「ＰＭ堆積量」という）に基づいてＰＭ再生制御を実行するか否かを決定する。ここで、ＰＭ再生制御とは、ＳＣＲ触媒２５の温度を上昇させてＳＣＲ触媒２５に堆積しているＰＭを燃焼して除去する制御である。
【００５３】
ＳＣＲ触媒２５が選択還元触媒を担持したフィルタ構造を有する場合には、ＳＣＲ触媒２５のフィルタ部分にＰＭが堆積し易い。ＳＣＲ触媒２５のフィルタ部分にＰＭが堆積するとＳＣＲ触媒２５の上流側と下流側との排気圧力差ΔＰ（差圧センサ３７の検出値）が通常よりも上昇する。
【００５４】
ところが、排気圧力差ΔＰの上昇は、ＳＣＲ触媒２５にＰＭが堆積した場合に生じるだけでなく、ＳＣＲ触媒２５に尿素結晶が析出した場合にも生じる。したがって、排気圧力差ΔＰを検出しただけではＰＭ堆積量を精度よく推定することができない。
【００５５】
そこで、本変形例によるＥＣＵ１００は、上述の実施の形態と同様の手法で精度よく算出された尿素析出量を用いて、尿素析出に起因する排気圧力差ΔＰ’を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、尿素析出に起因する排気圧力差ΔＰ’と差圧センサ３７によって検出された排気圧力差ΔＰとの偏差を、ＰＭ堆積量に相当する値として算出する。これにより、ＳＣＲ触媒２５におけるＰＭ堆積量を精度よく推定することができる。
【００５６】
ＥＣＵ１００は、ＰＭ堆積量に相当する値（＝ΔＰ−ΔＰ’）が所定のしきい値Ｂを超えた場合にＳＣＲ触媒２５に許容値を超えるＰＭが堆積したと判定して上述のＰＭ再生制御を実行する。このように、精度よく推定されたＰＭ堆積量に基づいてＰＭ再生制御を実行するため、適切なタイミングでＰＭ再生制御を実行することができる。
【００５７】
図４は、本変形例によるＥＣＵ１００がＰＭ堆積量に相当する値を算出してＰＭ再生制御を実行する際に行なう処理手順を示すフローチャートである。なお、図４に示したステップのうち、前述の図３に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００５８】
Ｓ２０にて、ＥＣＵ１００は、Ｓ１２で算出された尿素析出量に基づいて、尿素析出に起因する排気圧力差ΔＰ’を算出する。たとえば、ＥＣＵ１００は、尿素析出量と排気圧力差ΔＰ’との対応関係を実験等によって求めて予めマップとして記憶しておき、このマップを参照して、Ｓ１２で算出された尿素析出量に対する排気圧力差ΔＰ’を算出する。
【００５９】
Ｓ２１にて、ＥＣＵ１００は、差圧センサ３７によって検出された排気圧力差ΔＰを取得する。
【００６０】
Ｓ２２にて、ＥＣＵ１００は、Ｓ２１で取得した排気圧力差ΔＰからＳ２０で算出した排気圧力差ΔＰ’を減算した値をＰＭ堆積量に相当する値として算出し、ＰＭ堆積量に相当する値（＝ΔＰ−ΔＰ’）がしきい値Ｂを超えたか否かを判定する。
【００６１】
ＰＭ堆積量に相当する値がしきい値Ｂを超えていない場合（Ｓ２２にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ２５にてＳＣＲ触媒２５に許容値を超えるＰＭが堆積していないと判定して処理を終了する。
【００６２】
ＰＭ堆積量に相当する値がしきい値Ｂを超えている場合（Ｓ２２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ２３にてＳＣＲ触媒２５に許容値を超えるＰＭが堆積していると判定し、Ｓ２４にてＰＭ再生制御を実行する。なお、ＰＭ再生制御の具体的な制御内容は、上述の除去制御と同じである。すなわち、ＰＭ再生制御として、排気系で燃料を燃焼させることによって排気系の温度を上昇させるようにしてもよい。また、排気系を電気的に加熱可能なヒータが設けられる場合には、ＰＭ再生制御として、ヒータを作動させることによって排気系の温度を上昇させるようにしてもよい。
【００６３】
以上のように、本変形例においては、アンモニアセンサ３６の検出値を用いて精度よく推定された尿素析出量に基づいてＰＭ堆積量を精度よく推定し、推定されたＰＭ堆積量に基づいてＰＭ再生制御を実行するか否かが決定される。そのため、適切なタイミングでＰＭ再生制御を実行することができる。
【００６４】
＜変形例２＞
上述の実施の形態においては、アンモニアセンサ３６の検出値を用いて精度よく推定された尿素析出量に基づいて除去制御を実行するか否かを決定した。
【００６５】
これに対し、本変形例２では、ＳＣＲ触媒２５の浄化性能が悪化したことが検出された場合に、上述の実施の形態と同様の手法で精度よく算出された尿素析出量に基づいて、ＳＣＲ触媒２５の浄化性能が悪化した要因が尿素析出であるのか触媒劣化であるのかを判定する。
【００６６】
図５は、本変形例によるＥＣＵ１００が尿素析出量に基づいてＳＣＲ触媒２５の浄化性能が悪化した要因を判定する際に行なう処理手順を示すフローチャートである。なお、図５に示したステップのうち、前述の図３に示したステップと同じ番号を付しているステップについては、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００６７】
Ｓ３０にて、ＥＣＵ１００は、たとえばＮＯｘセンサ３５の検出値（ＳＣＲ触媒２５よりも下流側の排気管２６を流れる排気中に含まれるＮＯｘ量）に基づいて、ＳＣＲ触媒２５の浄化性能が悪化したか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ１００は、ＮＯｘセンサ３２の検出値（ＳＣＲ触媒２５よりも上流側の排気管２３を流れる排気中に含まれるＮＯｘ量）に対するＮＯｘセンサ３５の検出値の比が所定の基準値を超える場合に、ＳＣＲ触媒２５の浄化性能が悪化したと判定する。
【００６８】
ＳＣＲ触媒２５の浄化性能が悪化していない場合（Ｓ３０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は処理を終了する。
【００６９】
ＳＣＲ触媒２５の浄化性能が悪化している場合（Ｓ３０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１０〜Ｓ１２にて尿素析出量を算出し、Ｓ３１にて尿素析出量が所定のしきい値Ｃを超えているか否かを判定する。
【００７０】
尿素析出量がしきい値Ｃを超えている場合（Ｓ３１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ３２にて、ＳＣＲ触媒２５の浄化性能が悪化した要因が尿素析出であると判定する。
【００７１】
一方、尿素析出量がしきい値Ｃを超えていない場合（Ｓ３１にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ３３にて、ＳＣＲ触媒２５の浄化性能が悪化した要因が触媒劣化であると判定する。
【００７２】
このように、本変形例２においては、ＳＣＲ触媒２５の浄化性能が悪化したことが検出された場合に、上述の実施の形態と同様の手法で精度よく算出された尿素析出量に基づいて、ＳＣＲ触媒２５の浄化性能が悪化した要因が尿素析出であるのか触媒劣化であるのかを判定することができる。
【００７３】
また、上述した実施の形態およびその変形例については、技術的に矛盾が生じない範囲で適宜組合せることも可能である。例えば、変形例１のＰＭ再生制御と除去制御とを同時に行ってもよいし、個別に行ってもよい。例えば、変形例２のＳ３２にて、本実施の形態のＳ１５の除去制御をあわせて実行してもよい。
【００７４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７５】
１  排気浄化装置、１０  エンジン、２１，２３，２６  排気管、２２  酸化触媒、２４  混合装置、２５  選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）、３１  燃料噴射装置、３２，３５  ＮＯｘセンサ、３３  還元剤噴射装置、３４  排気温センサ、３６  アンモニアセンサ、３７  差圧センサ、１００  ＥＣＵ。
【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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