内燃機関の排気浄化装置
【課題】選択還元触媒からアンモニアが放出され、及び、選択還元触媒でＮＯｘが浄化されずに排出されるのを抑制可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。
【解決手段】排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタ３０と、選択還元触媒を担持する選択還元触媒コンバータ４０と、尿素水を供給する尿素水添加弁７０と、選択還元触媒の温度を検出する排気温度センサ６０Ｃと、選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整可能な温度調整手段としての蓄熱材９０、バイパス通路１６及びバイパスバルブ９５と、フィルタ再生処理中に、バイパスバルブ９５を制御して排気温度センサ６０Ｃにより取得される選択還元触媒の温度をＮＯｘの浄化率が相対的に高い第１の所定温度域に調整する第１の温度調整処理と、選択還元触媒に吸着されたアンモニアの吸着量を減少させる吸着量減少処理とを実行するＥＣＵ１００とを有する。
【解決手段】排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタ３０と、選択還元触媒を担持する選択還元触媒コンバータ４０と、尿素水を供給する尿素水添加弁７０と、選択還元触媒の温度を検出する排気温度センサ６０Ｃと、選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整可能な温度調整手段としての蓄熱材９０、バイパス通路１６及びバイパスバルブ９５と、フィルタ再生処理中に、バイパスバルブ９５を制御して排気温度センサ６０Ｃにより取得される選択還元触媒の温度をＮＯｘの浄化率が相対的に高い第１の所定温度域に調整する第１の温度調整処理と、選択還元触媒に吸着されたアンモニアの吸着量を減少させる吸着量減少処理とを実行するＥＣＵ１００とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排出する排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する排気浄化装置として、尿素選択還元排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この排気浄化装置は、排気通路に選択還元触媒（ＳＣＲ）を備える触媒コンバータと、その上流側に設けられた尿素水添加弁とを備える。選択還元触媒は、その触媒担体に、酸化バナジウムなどの触媒金属を担持している。排気通路に尿素水を添加すると、排気ガスの熱により、尿素水が加水分解されてアンモニアが生成され、このアンモニアとＮＯｘが選択還元触媒においてＮＯｘと脱硝反応して窒素と水が生成される。
【０００３】
また、特許文献２は、選択還元触媒の上流側に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタを設けた排気浄化装置を開示している。この排気浄化装置は、選択還元触媒がフィルタの再生処理による熱の影響を受けるのを抑制して床温を活性温度領域に維持するために、選択還元触媒の上流側に排気ガスの温度を調整するための熱交換器及びバイパス通路を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８６８２８号公報
【特許文献２】特開２００７−１５４７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような排気浄化装置では、アンモニアスリップやＮＯｘが浄化されずに排出されるのを防ぐために、選択還元触媒に吸着されるアンモニアの量を推定して選択還元触媒のアンモニア吸着量を管理している。
【０００６】
特許文献１は、アンモニアスリップを防ぐために、選択還元触媒の床温が所定温度以下である状態が所定期間継続した場合に、選択還元触媒に吸着されたアンモニア量を吸着量減少促進手段（尿素水の添加量を減らす、あるいは、床温を上げる）を用いてリセットすることにより、アンモニア吸着量の推定誤差を抑制する技術を開示している。
【０００７】
しかしながら、選択還元触媒の床温が高温であっても運転状況により誤差が生まれ、この誤差が蓄積されるとアンモニアスリップが発生する可能性がある。また、選択還元触媒の床温が低い状態が一定期間継続しないとリセット処理が実行されないため、運転状態によってはリセット処理が行われない、あるいは、リセット処理の実行タイミングが不定期になる可能性がある。さらに、尿素水の供給を停止させてアンモニア吸着量を減らす処理では、リセット処理が完了するまでに時間がかかり、選択還元触媒の床温によってはパージされずに選択還元触媒に残留するアンモニアが発生する可能性がある。また、選択還元触媒の床温が低い状態が一定期間継続して選択還元触媒の加熱を実行する場合、床温を相当に上昇させる必要があり、そのために燃料噴射や噴射時期遅角を行うと燃費が悪化する可能性がある。また、加熱する際に、選択還元触媒を過度に昇温すると、選択還元触媒からアンモニアがパージされる可能性もある。
【０００８】
特許文献２の排気浄化装置では、選択還元触媒のアンモニア吸着量が一定に維持されるように制御されるので、フィルタ再生処理の際にもアンモニア吸着量がリセットされることがない。このため、選択還元触媒のアンモニア吸着量の推定量の誤差が積算されやすく、アンモニアスリップやＮＯｘが浄化されずに排出される可能性がある。また、フィルタ再生処理の際に、フィルタの下流にある選択還元触媒も昇温されるため、選択還元触媒からアンモニアスリップが発生する可能性もある。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、選択還元触媒からアンモニアが放出され、及び、選択還元触媒でＮＯｘが浄化されずに排出されるのを抑制可能な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】
【００１０】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、かつ、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの下流側に設けられたアンモニアを還元剤として選択的に還元する選択還元触媒と、前記選択還元触媒へ前記還元剤を供給する還元剤供給手段と、前記選択還元触媒の温度を推定又は検出する温度取得手段と、前記フィルタと前記選択還元触媒との間に配置され、前記選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整可能な温度調整手段と、前記フィルタの浄化機能を再生するためのフィルタ再生処理中に、前記温度調整手段を制御して前記温度取得手段により取得される前記選択還元触媒の温度をＮＯｘの浄化率が相対的に高くなる第１の所定温度域に調整する第１の温度調整処理と、前記選択還元触媒に吸着されたアンモニアの吸着量を減少させる吸着量減少処理とを実行する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、フィルタ再生処理を行う際、温度調整手段を用いることで、選択還元触媒の床温をＮＯｘ浄化率が相対的に高くなる所定温度域に制御でき、かつ、過度の昇温を抑制して選択還元触媒の劣化を抑制できる。また、フィルタ再生処理終了までに、吸着量減少処理により、選択還元触媒に吸着されたアンモニアの吸着量をゼロに近づけることができるので、推定吸着量の誤差を抑制することができる。
【００１２】
上記構成において、前記吸着量減少処理は、前記還元剤供給手段による還元剤の供給量を減少させる処理及び前記選択還元触媒の温度を前記第１の所定温度域よりも高い第２の所定温度域に調整する第２の温度調整処理の少なくとも一方を含む、構成を採用できる。
【００１３】
この構成によれば、選択還元触媒に供給する還元剤の量を減少させることで、選択還元触媒に吸着されるアンモニアの量を減少させることができ、また、選択還元触媒の床温をＮＯｘ触媒に吸着されたアンモニアがパージされる第２の所定温度域まで上昇させることで、吸着量を減少させることができる。
【００１４】
上記構成において、好適には、前記第２の所定温度域は、４００〜４５０℃の範囲内である。
【００１５】
選択還元触媒の床温を４００〜４５０℃に維持することで、ＮＯｘ浄化率を保ちながらアンモニアをパージすることができる。
【００１６】
上記構成において、前記温度調整手段は、熱交換器を含む、構成を採用できる。
この構成によれば、選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整できる。
【００１７】
上記構成において、前記温度調整手段は、蓄熱材を含む、構成を採用できる。
この構成によれば、選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整できる。
【００１８】
上記構成において、前記排気通路の前記フィルタと前記選択還元触媒との間において、前記熱交換器又は蓄熱材をバイパスするように配置されたバイパス通路と、前記熱交換器又は蓄熱材と前記バイパス通路とに流入する排気ガスの流量を調整する流量調整手段と、を備え、前記制御手段は、前記流量調整手段を制御することにより、前記選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整する、構成を採用できる。
【００１９】
この構成によれば、排気ガスの一部又は全部を温度調整手段またはバイパス通路を通過させることができるので、より精密な温度調整が可能になる。
【００２０】
上記構成において、前記排気通路内に前記フィルタに流入する排気ガスを加熱するための加熱手段をさらに有する、構成を採用できる。
【００２１】
この構成によれば、フィルタ再生処理を実行する際や、排気ガスが低温であるときなどにおいて、フィルタ及びＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの温度をより精密に制御できる。
【００２２】
上記構成において、前記選択還元触媒の上流側の前記排気通路内に外気を取り込むための二次空気通路を有する、構成を採用できる。
【００２３】
排気通路内に外気を取り込むことで、排気ガスが高温の時に温度を下げることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、選択還元触媒からアンモニアが放出され、及び、選択還元触媒からＮＯｘが浄化されずに排出されるのを抑制可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】ＥＣＵによるフィルタ再生処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】フィルタ再生処理の際の各種状態量の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】触媒床温とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフである。
【図５】触媒床温とアンモニア吸着量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の概略構成図である。
【００２８】
図１において、内燃機関１０は、例えば、ディーゼルエンジンである。この内燃機関１０の排気通路１５には、上流側から順に、加熱手段としてのバーナー２０、フィルタとしてのＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）３０、及び、選択還元触媒コンバータ４０が設けられている。
【００２９】
また、排気通路１５には、ＤＰＦ３０と選択還元触媒コンバータ４０との間には、流量調整手段としてのバイパスバルブ９５、このバイパスバルブ９５の下流側に設けられた蓄熱材９０、蓄熱材９０の下流側に設けられた排気通路１５に尿素水溶液を添加するための尿素水添加弁７０と、この尿素水添加弁７０の下流に設けられて排気ガスＥＧと尿素水溶液を混合させるための添加弁下流ミキサ８０とが設けられている。なお、尿素水添加弁７０はＥＣＵ１００により制御されるようになっている。
【００３０】
バイパスバルブ９５からはバイパス通路１６が分岐し、蓄熱材９０を迂回して蓄熱材９０の下流側で排気通路１５に再び合流している。
【００３１】
排気通路１５には、ＤＰＦ３０の入口及び出口、ならびに、選択還元触媒コンバータ４０の入口にそれぞれ排気温度センサ６０Ａ，６０Ｂ及び６０Ｃが設けられ、また、選択還元触媒コンバータ４０の出口には、ＮＯｘセンサ６５が設けられ、
これらの検出信号は、制御手段としての電子制御装置（ＥＣＵ）１００に入力される。排気温度センサ６０Ｃは、選択還元触媒コンバータ４０に流入する排気ガスの温度を検出する温度取得手段を構成している。なお、排気温度センサ６０Ｃを使用せずに、選択還元触媒コンバータ４０に流入する排気ガスの温度を推定することも可能である。
【００３２】
バーナー２０は、例えば、排気通路１５に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁、排気通路１５に向けて空気を供給する空気導入口、燃料噴射弁から噴射されて空気と混合した燃料に点火する点火プラグ等から構成される。バーナー２０の起動及び停止は、ＥＣＵ１００により制御される。このバーナー２０を必要に応じて起動することにより、燃料が燃焼されて排気ガスＥＧの温度が上昇し、これと同時に、未燃燃料が排気通路１５内に供給される。なお、バーナー２０は、燃料を完全に燃焼したガスを排気通路１５内に供給することもできるし、燃焼させたガスに未燃燃料を混ぜた状態で排気通路１５内に供給し、ＤＰＦ３０にこの燃料を供給することもできる。
【００３３】
ＤＰＦ３０は、排気ガスＥＧに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタである。ＤＰＦ３０の構造は、周知のように、例えば、金属やセラミクス製のハニカム体で構成されている。ＤＰＦ３０は、ＰＭが所定量堆積する毎にバーナー２０を起動して捕集したＰＭを燃焼処理し、フィルタ機能を再生する必要がある。このフィルタ再生処理におけるＤＰＦ３０の温度は、例えば、約６００℃となる。なお、ＤＰＦ３０に所定量のＰＭが堆積したかの判断は、周知技術であるので、説明を省略する。また、フィルタ再生処理における加熱は、バーナー２０を用いる代わりに、燃料添加によっても可能である。
【００３４】
選択還元触媒コンバータ４０は、尿素水添加弁７０から添加される尿素水溶液を還元剤として用いて、排気ガスＥＧに含まれるＮＯｘを選択的に還元して窒素ガスと水にする。具体的には、排気ガスＥＧ中に添加された尿素水溶液は、排気ガスＥＧの熱により加水分解されてアンモニアに変化し、このアンモニアが触媒コンバータ４０においてＮＯｘと反応し、水と無害な窒素に還元される。この選択還元触媒コンバータ４０は、周知の構造であり、例えば、Ｓｉ、Ｏ、Ａｌを主成分とすると共にＦｅイオンを含むゼオライトから構成されたものや、例えば、酸化アルミニウムアルミナからなる基材の表面にバナジウム触媒（Ｖ２Ｏ５）を担持させたものなどを用いることができ、特に、これらに限定されるわけではない。なお、選択還元触媒コンバータ４０には、尿素に代えてアンモニアを直接供給することも可能である。
【００３５】
バイパスバルブ９５、蓄熱材９０及びバイパス通路１６は、選択還元触媒コンバータ４０に流入する排気ガスの温度を調整可能な温度調整手段を構成している。
【００３６】
蓄熱材９０は、供給される排気ガスの熱を吸収して蓄熱する。この蓄熱材９０は、好適には、選択還元触媒コンバータ４０に担持された触媒の相対的に高い浄化率が得られる温度域内に融点温度をもつ。したがって、この融点温度よりも高い温度の排気ガスが蓄熱材９０に供給されると、排気ガスは蓄熱材９０により熱を吸収され、融点温度付近の排気ガスとなって選択還元触媒コンバータ４０に供給される。
【００３７】
バイパスバルブ９５は、ＥＣＵ１００からの制御指令に応じてバイパス通路１６を開閉することにより、上流から供給される排気ガスの流量を排気通路１５及びバイパス通路１６へ分配する割合を調整する。このバイパスバルブ９５を調整することにより、バイパス通路１６を通じて選択還元触媒コンバータ４０に供給される排気ガスの流量と蓄熱材９０を通じて選択還元触媒コンバータ４０に供給される排気ガスの流量とが調整され、その結果、温度調整された排気ガスが選択還元触媒コンバータ４０に供給される。
【００３８】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等のバックアップ用メモリ、Ａ／Ｄ変換器やバッファ等を含む入力インターフェース回路、駆動回路等を含む出力インターフェース回路を含むハードウエアと所要のソフトウエアで構成される。ＥＣＵ１００は、各排気温度センサ６０Ａ〜６０Ｃからの信号、ＮＯｘセンサ６５からの信号等に基いて、バーナー２０、尿素水添加弁７０、バイパスバルブ９５等を制御する。なお、ＥＣＵ１００による具体的な処理については後述する。
【００３９】
次に、ＥＣＵ１００によるＤＰＦ３０の再生処理手順の一例について図２に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図２に示す再生処理ルーチンは、所定時間毎に実行されるが、所定距離走行毎、又は、フィルタに堆積したＰＭの堆積量に応じて実行されてもよい。
【００４０】
ＰＭ再生処理が実行される前に状態においては、尿素水添加弁７０から内燃機関１０で発生するＮＯｘ量に応じた量の尿素水が添加されている。また、選択還元触媒のアンモニア吸着量は、逐次更新される推定吸着量に基づいてほぼ一定になるように制御されている。なお、選択還元触媒のアンモニアの推定吸着量の算出方法は、周知であるので詳細説明を省略する。
【００４１】
先ず、フィルタ再生処理（以下、ＰＭ再生処理という）要求があったかを判断する（ステップＳ１）。ＰＭ再生処理要求がない場合には、処理を終了し、ＰＭ再生処理要求があった場合には、バーナー２０を起動する（ステップＳ２）。バーナー２０が起動されると、図３（ａ）に示すように、ＤＰＦ３０の床温が上昇し、ＰＭ再生処理が開始される。図３（ｂ）に示すように、バーナー２０を起動すると、選択還元触媒の触媒床温も上昇する。
【００４２】
次いで、選択還元触媒の温度（選択還元触媒に流入する排気ガスの検出温度）をＮＯｘの浄化率が相対的に高くなる第１の所定温度域に調整する第１の温度調整処理を実行する（ステップＳ３）。図４は、選択還元触媒の触媒床温のＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフである。図４に示すように、選択還元触媒の触媒床温がＴ０からＴ１のような温度域は相対的にＮＯｘの浄化率が高い。蓄熱材９０の融点温度Ｔ２は、この触媒床温Ｔ０からＴ１の間にあることが好ましい。相対的にＮＯｘの浄化率が高い温度域は、例えば、約３５０〜４００℃である。
【００４３】
第１の温度調整処理は、バイパスバルブ９５を閉じることで実行される。バイパスバルブ９５を閉じるとバイパス通路１６を流れる排気ガスがゼロになり、排気ガスの全量が蓄熱材９０に流れる。蓄熱材９０の温度が融点温度Ｔ２に達すると、図３（ｂ）に示すように、選択還元触媒の触媒床温がほぼＴ２に維持される。これにより、図３（ｅ）に示すように、ＮＯｘ浄化率が通常走行時よりも高くなる。これにより、ＰＭ再生処理時においてもＮＯｘが効率よく浄化される。
【００４４】
本実施形態では、バイパスバルブ９５を全閉したが、蓄熱材９０の融点温度Ｔ２に応じてバイパスバルブ９５の開度を調整し、バイパスバルブ９５と蓄熱材９０の双方に排気ガスを流して選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整することも可能である。
【００４５】
次いで、ＰＭ再生処理を開始後、所定時間Ｘを経過したかを判断し（ステップＳ４）、経過した場合には、選択還元触媒のアンモニア吸着量を減少させて吸着量をリセットするために、尿素水添加弁７０を閉じて、尿素の添加を停止する（ステップＳ５）。さらに、選択還元触媒のアンモニア吸着量を減少させて吸着量をリセットするために、選択還元触媒の第２の温度調整を実行する（ステップＳ６）。
【００４６】
ここで、図５に示すように、選択還元触媒の吸着可能なアンモニア吸着量は、触媒床温が上昇するにしたがって増加し、温度Ｔ４に達したところで最大となり、その後、急激に減少する。第２の温度調整処理は、このアンモニア吸着量特性を利用し、選択還元触媒の床温（選択還元触媒に流入する排気ガスの検出温度）をアンモニア吸着量がパージされる温度まで上昇させる処理であり、例えば、４００〜４５０℃の範囲の温度に上昇させる。
【００４７】
ステップＳ５及びＳ６の吸着量リセット処理により、選択還元触媒のアンモニア吸着量は、図３（ｄ）に示すように、ゼロまで減少する。ここで、ＥＣＵ１００のアンモニア吸着量の推定量もリセットする。これにより、アンモニア吸着量の推定値に誤差が生じにくくなる。なお、吸着量リセット処理を実行中は、ＮＯｘ浄化率も、図３（ｅ）に示すように、一時的に低下する。また、吸着量リセット処理は、ステップＳ５及びＳ６の一方のみで実施してもよい。
【００４８】
次いで、ＰＭ再生処理が終了したかを判断し（ステップＳ７）、終了した場合には、バーナー２０を停止し（ステップＳ８）、尿素水添加弁７０を再び開き、尿素水を通常の添加量よりも増量して添加する集中添加を開始する（ステップＳ９）。このとき、アンモニアスリップの発生をできるだけ抑制する観点から、選択還元触媒の触媒床温に応じて添加量を調整する。また、第１の温度調整処理後の触媒床温における選択還元触媒の飽和アンモニア吸着量を超えない範囲で尿素水を供給する。
【００４９】
図３（ｃ）に示すように、選択還元触媒のアンモニア吸着量が増加する。そして、アンモニア吸着量が通常走行時に必要な一定量（目標吸着量）に達したかを判断し（ステップＳ１０）、達した場合には尿素水の集中添加を終了して、発生するＮＯｘ量に応じて尿素水を添加する当量比添加に移行させる（ステップＳ１１）。
【００５０】
上記実施形態では、選択還元触媒の温度調整手段を、バイパスバルブ９５、蓄熱材９０及びバイパス通路１６で実現したが、これに限定されるわけではない。例えば、蓄熱材の代わりに熱交換器を使用することも可能である。また、選択還元触媒コンバータ４０の上流側の排気通路１５内に外気を取り込むための二次空気通路を設け、外気の供給量を調整することにより、選択還元触媒の温度調整をすることも可能である。要するに、選択還元触媒の温度調整ができる手段であれば、適用可能である。
【００５１】
上記実施形態における、吸着量リセット処理では、選択還元触媒のアンモニア吸着量をゼロにした場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、アンモニア吸着量を少なくとも第１の所定温度域Ｔ２における選択還元触媒の飽和アンモニア吸着量よりも減少させればよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０…内燃機関
１５…排気通路
１６…バイパス通路
２０…バーナー
３０…ＤＰＦ（フィルタ）
４０…選択還元触媒コンバータ
６０Ａ〜６０Ｃ…排気温度センサ
７０…尿素水添加弁
９０…蓄熱材
９５…バイパスバルブ
１００…ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排出する排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する排気浄化装置として、尿素選択還元排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この排気浄化装置は、排気通路に選択還元触媒（ＳＣＲ）を備える触媒コンバータと、その上流側に設けられた尿素水添加弁とを備える。選択還元触媒は、その触媒担体に、酸化バナジウムなどの触媒金属を担持している。排気通路に尿素水を添加すると、排気ガスの熱により、尿素水が加水分解されてアンモニアが生成され、このアンモニアとＮＯｘが選択還元触媒においてＮＯｘと脱硝反応して窒素と水が生成される。
【０００３】
また、特許文献２は、選択還元触媒の上流側に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するためのフィルタを設けた排気浄化装置を開示している。この排気浄化装置は、選択還元触媒がフィルタの再生処理による熱の影響を受けるのを抑制して床温を活性温度領域に維持するために、選択還元触媒の上流側に排気ガスの温度を調整するための熱交換器及びバイパス通路を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８６８２８号公報
【特許文献２】特開２００７−１５４７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような排気浄化装置では、アンモニアスリップやＮＯｘが浄化されずに排出されるのを防ぐために、選択還元触媒に吸着されるアンモニアの量を推定して選択還元触媒のアンモニア吸着量を管理している。
【０００６】
特許文献１は、アンモニアスリップを防ぐために、選択還元触媒の床温が所定温度以下である状態が所定期間継続した場合に、選択還元触媒に吸着されたアンモニア量を吸着量減少促進手段（尿素水の添加量を減らす、あるいは、床温を上げる）を用いてリセットすることにより、アンモニア吸着量の推定誤差を抑制する技術を開示している。
【０００７】
しかしながら、選択還元触媒の床温が高温であっても運転状況により誤差が生まれ、この誤差が蓄積されるとアンモニアスリップが発生する可能性がある。また、選択還元触媒の床温が低い状態が一定期間継続しないとリセット処理が実行されないため、運転状態によってはリセット処理が行われない、あるいは、リセット処理の実行タイミングが不定期になる可能性がある。さらに、尿素水の供給を停止させてアンモニア吸着量を減らす処理では、リセット処理が完了するまでに時間がかかり、選択還元触媒の床温によってはパージされずに選択還元触媒に残留するアンモニアが発生する可能性がある。また、選択還元触媒の床温が低い状態が一定期間継続して選択還元触媒の加熱を実行する場合、床温を相当に上昇させる必要があり、そのために燃料噴射や噴射時期遅角を行うと燃費が悪化する可能性がある。また、加熱する際に、選択還元触媒を過度に昇温すると、選択還元触媒からアンモニアがパージされる可能性もある。
【０００８】
特許文献２の排気浄化装置では、選択還元触媒のアンモニア吸着量が一定に維持されるように制御されるので、フィルタ再生処理の際にもアンモニア吸着量がリセットされることがない。このため、選択還元触媒のアンモニア吸着量の推定量の誤差が積算されやすく、アンモニアスリップやＮＯｘが浄化されずに排出される可能性がある。また、フィルタ再生処理の際に、フィルタの下流にある選択還元触媒も昇温されるため、選択還元触媒からアンモニアスリップが発生する可能性もある。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、選択還元触媒からアンモニアが放出され、及び、選択還元触媒でＮＯｘが浄化されずに排出されるのを抑制可能な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】
【００１０】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、かつ、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの下流側に設けられたアンモニアを還元剤として選択的に還元する選択還元触媒と、前記選択還元触媒へ前記還元剤を供給する還元剤供給手段と、前記選択還元触媒の温度を推定又は検出する温度取得手段と、前記フィルタと前記選択還元触媒との間に配置され、前記選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整可能な温度調整手段と、前記フィルタの浄化機能を再生するためのフィルタ再生処理中に、前記温度調整手段を制御して前記温度取得手段により取得される前記選択還元触媒の温度をＮＯｘの浄化率が相対的に高くなる第１の所定温度域に調整する第１の温度調整処理と、前記選択還元触媒に吸着されたアンモニアの吸着量を減少させる吸着量減少処理とを実行する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、フィルタ再生処理を行う際、温度調整手段を用いることで、選択還元触媒の床温をＮＯｘ浄化率が相対的に高くなる所定温度域に制御でき、かつ、過度の昇温を抑制して選択還元触媒の劣化を抑制できる。また、フィルタ再生処理終了までに、吸着量減少処理により、選択還元触媒に吸着されたアンモニアの吸着量をゼロに近づけることができるので、推定吸着量の誤差を抑制することができる。
【００１２】
上記構成において、前記吸着量減少処理は、前記還元剤供給手段による還元剤の供給量を減少させる処理及び前記選択還元触媒の温度を前記第１の所定温度域よりも高い第２の所定温度域に調整する第２の温度調整処理の少なくとも一方を含む、構成を採用できる。
【００１３】
この構成によれば、選択還元触媒に供給する還元剤の量を減少させることで、選択還元触媒に吸着されるアンモニアの量を減少させることができ、また、選択還元触媒の床温をＮＯｘ触媒に吸着されたアンモニアがパージされる第２の所定温度域まで上昇させることで、吸着量を減少させることができる。
【００１４】
上記構成において、好適には、前記第２の所定温度域は、４００〜４５０℃の範囲内である。
【００１５】
選択還元触媒の床温を４００〜４５０℃に維持することで、ＮＯｘ浄化率を保ちながらアンモニアをパージすることができる。
【００１６】
上記構成において、前記温度調整手段は、熱交換器を含む、構成を採用できる。
この構成によれば、選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整できる。
【００１７】
上記構成において、前記温度調整手段は、蓄熱材を含む、構成を採用できる。
この構成によれば、選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整できる。
【００１８】
上記構成において、前記排気通路の前記フィルタと前記選択還元触媒との間において、前記熱交換器又は蓄熱材をバイパスするように配置されたバイパス通路と、前記熱交換器又は蓄熱材と前記バイパス通路とに流入する排気ガスの流量を調整する流量調整手段と、を備え、前記制御手段は、前記流量調整手段を制御することにより、前記選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整する、構成を採用できる。
【００１９】
この構成によれば、排気ガスの一部又は全部を温度調整手段またはバイパス通路を通過させることができるので、より精密な温度調整が可能になる。
【００２０】
上記構成において、前記排気通路内に前記フィルタに流入する排気ガスを加熱するための加熱手段をさらに有する、構成を採用できる。
【００２１】
この構成によれば、フィルタ再生処理を実行する際や、排気ガスが低温であるときなどにおいて、フィルタ及びＮＯｘ触媒に流入する排気ガスの温度をより精密に制御できる。
【００２２】
上記構成において、前記選択還元触媒の上流側の前記排気通路内に外気を取り込むための二次空気通路を有する、構成を採用できる。
【００２３】
排気通路内に外気を取り込むことで、排気ガスが高温の時に温度を下げることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、選択還元触媒からアンモニアが放出され、及び、選択還元触媒からＮＯｘが浄化されずに排出されるのを抑制可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】ＥＣＵによるフィルタ再生処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】フィルタ再生処理の際の各種状態量の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】触媒床温とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフである。
【図５】触媒床温とアンモニア吸着量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に係る排気浄化装置の概略構成図である。
【００２８】
図１において、内燃機関１０は、例えば、ディーゼルエンジンである。この内燃機関１０の排気通路１５には、上流側から順に、加熱手段としてのバーナー２０、フィルタとしてのＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）３０、及び、選択還元触媒コンバータ４０が設けられている。
【００２９】
また、排気通路１５には、ＤＰＦ３０と選択還元触媒コンバータ４０との間には、流量調整手段としてのバイパスバルブ９５、このバイパスバルブ９５の下流側に設けられた蓄熱材９０、蓄熱材９０の下流側に設けられた排気通路１５に尿素水溶液を添加するための尿素水添加弁７０と、この尿素水添加弁７０の下流に設けられて排気ガスＥＧと尿素水溶液を混合させるための添加弁下流ミキサ８０とが設けられている。なお、尿素水添加弁７０はＥＣＵ１００により制御されるようになっている。
【００３０】
バイパスバルブ９５からはバイパス通路１６が分岐し、蓄熱材９０を迂回して蓄熱材９０の下流側で排気通路１５に再び合流している。
【００３１】
排気通路１５には、ＤＰＦ３０の入口及び出口、ならびに、選択還元触媒コンバータ４０の入口にそれぞれ排気温度センサ６０Ａ，６０Ｂ及び６０Ｃが設けられ、また、選択還元触媒コンバータ４０の出口には、ＮＯｘセンサ６５が設けられ、
これらの検出信号は、制御手段としての電子制御装置（ＥＣＵ）１００に入力される。排気温度センサ６０Ｃは、選択還元触媒コンバータ４０に流入する排気ガスの温度を検出する温度取得手段を構成している。なお、排気温度センサ６０Ｃを使用せずに、選択還元触媒コンバータ４０に流入する排気ガスの温度を推定することも可能である。
【００３２】
バーナー２０は、例えば、排気通路１５に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁、排気通路１５に向けて空気を供給する空気導入口、燃料噴射弁から噴射されて空気と混合した燃料に点火する点火プラグ等から構成される。バーナー２０の起動及び停止は、ＥＣＵ１００により制御される。このバーナー２０を必要に応じて起動することにより、燃料が燃焼されて排気ガスＥＧの温度が上昇し、これと同時に、未燃燃料が排気通路１５内に供給される。なお、バーナー２０は、燃料を完全に燃焼したガスを排気通路１５内に供給することもできるし、燃焼させたガスに未燃燃料を混ぜた状態で排気通路１５内に供給し、ＤＰＦ３０にこの燃料を供給することもできる。
【００３３】
ＤＰＦ３０は、排気ガスＥＧに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタである。ＤＰＦ３０の構造は、周知のように、例えば、金属やセラミクス製のハニカム体で構成されている。ＤＰＦ３０は、ＰＭが所定量堆積する毎にバーナー２０を起動して捕集したＰＭを燃焼処理し、フィルタ機能を再生する必要がある。このフィルタ再生処理におけるＤＰＦ３０の温度は、例えば、約６００℃となる。なお、ＤＰＦ３０に所定量のＰＭが堆積したかの判断は、周知技術であるので、説明を省略する。また、フィルタ再生処理における加熱は、バーナー２０を用いる代わりに、燃料添加によっても可能である。
【００３４】
選択還元触媒コンバータ４０は、尿素水添加弁７０から添加される尿素水溶液を還元剤として用いて、排気ガスＥＧに含まれるＮＯｘを選択的に還元して窒素ガスと水にする。具体的には、排気ガスＥＧ中に添加された尿素水溶液は、排気ガスＥＧの熱により加水分解されてアンモニアに変化し、このアンモニアが触媒コンバータ４０においてＮＯｘと反応し、水と無害な窒素に還元される。この選択還元触媒コンバータ４０は、周知の構造であり、例えば、Ｓｉ、Ｏ、Ａｌを主成分とすると共にＦｅイオンを含むゼオライトから構成されたものや、例えば、酸化アルミニウムアルミナからなる基材の表面にバナジウム触媒（Ｖ２Ｏ５）を担持させたものなどを用いることができ、特に、これらに限定されるわけではない。なお、選択還元触媒コンバータ４０には、尿素に代えてアンモニアを直接供給することも可能である。
【００３５】
バイパスバルブ９５、蓄熱材９０及びバイパス通路１６は、選択還元触媒コンバータ４０に流入する排気ガスの温度を調整可能な温度調整手段を構成している。
【００３６】
蓄熱材９０は、供給される排気ガスの熱を吸収して蓄熱する。この蓄熱材９０は、好適には、選択還元触媒コンバータ４０に担持された触媒の相対的に高い浄化率が得られる温度域内に融点温度をもつ。したがって、この融点温度よりも高い温度の排気ガスが蓄熱材９０に供給されると、排気ガスは蓄熱材９０により熱を吸収され、融点温度付近の排気ガスとなって選択還元触媒コンバータ４０に供給される。
【００３７】
バイパスバルブ９５は、ＥＣＵ１００からの制御指令に応じてバイパス通路１６を開閉することにより、上流から供給される排気ガスの流量を排気通路１５及びバイパス通路１６へ分配する割合を調整する。このバイパスバルブ９５を調整することにより、バイパス通路１６を通じて選択還元触媒コンバータ４０に供給される排気ガスの流量と蓄熱材９０を通じて選択還元触媒コンバータ４０に供給される排気ガスの流量とが調整され、その結果、温度調整された排気ガスが選択還元触媒コンバータ４０に供給される。
【００３８】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等のバックアップ用メモリ、Ａ／Ｄ変換器やバッファ等を含む入力インターフェース回路、駆動回路等を含む出力インターフェース回路を含むハードウエアと所要のソフトウエアで構成される。ＥＣＵ１００は、各排気温度センサ６０Ａ〜６０Ｃからの信号、ＮＯｘセンサ６５からの信号等に基いて、バーナー２０、尿素水添加弁７０、バイパスバルブ９５等を制御する。なお、ＥＣＵ１００による具体的な処理については後述する。
【００３９】
次に、ＥＣＵ１００によるＤＰＦ３０の再生処理手順の一例について図２に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図２に示す再生処理ルーチンは、所定時間毎に実行されるが、所定距離走行毎、又は、フィルタに堆積したＰＭの堆積量に応じて実行されてもよい。
【００４０】
ＰＭ再生処理が実行される前に状態においては、尿素水添加弁７０から内燃機関１０で発生するＮＯｘ量に応じた量の尿素水が添加されている。また、選択還元触媒のアンモニア吸着量は、逐次更新される推定吸着量に基づいてほぼ一定になるように制御されている。なお、選択還元触媒のアンモニアの推定吸着量の算出方法は、周知であるので詳細説明を省略する。
【００４１】
先ず、フィルタ再生処理（以下、ＰＭ再生処理という）要求があったかを判断する（ステップＳ１）。ＰＭ再生処理要求がない場合には、処理を終了し、ＰＭ再生処理要求があった場合には、バーナー２０を起動する（ステップＳ２）。バーナー２０が起動されると、図３（ａ）に示すように、ＤＰＦ３０の床温が上昇し、ＰＭ再生処理が開始される。図３（ｂ）に示すように、バーナー２０を起動すると、選択還元触媒の触媒床温も上昇する。
【００４２】
次いで、選択還元触媒の温度（選択還元触媒に流入する排気ガスの検出温度）をＮＯｘの浄化率が相対的に高くなる第１の所定温度域に調整する第１の温度調整処理を実行する（ステップＳ３）。図４は、選択還元触媒の触媒床温のＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフである。図４に示すように、選択還元触媒の触媒床温がＴ０からＴ１のような温度域は相対的にＮＯｘの浄化率が高い。蓄熱材９０の融点温度Ｔ２は、この触媒床温Ｔ０からＴ１の間にあることが好ましい。相対的にＮＯｘの浄化率が高い温度域は、例えば、約３５０〜４００℃である。
【００４３】
第１の温度調整処理は、バイパスバルブ９５を閉じることで実行される。バイパスバルブ９５を閉じるとバイパス通路１６を流れる排気ガスがゼロになり、排気ガスの全量が蓄熱材９０に流れる。蓄熱材９０の温度が融点温度Ｔ２に達すると、図３（ｂ）に示すように、選択還元触媒の触媒床温がほぼＴ２に維持される。これにより、図３（ｅ）に示すように、ＮＯｘ浄化率が通常走行時よりも高くなる。これにより、ＰＭ再生処理時においてもＮＯｘが効率よく浄化される。
【００４４】
本実施形態では、バイパスバルブ９５を全閉したが、蓄熱材９０の融点温度Ｔ２に応じてバイパスバルブ９５の開度を調整し、バイパスバルブ９５と蓄熱材９０の双方に排気ガスを流して選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整することも可能である。
【００４５】
次いで、ＰＭ再生処理を開始後、所定時間Ｘを経過したかを判断し（ステップＳ４）、経過した場合には、選択還元触媒のアンモニア吸着量を減少させて吸着量をリセットするために、尿素水添加弁７０を閉じて、尿素の添加を停止する（ステップＳ５）。さらに、選択還元触媒のアンモニア吸着量を減少させて吸着量をリセットするために、選択還元触媒の第２の温度調整を実行する（ステップＳ６）。
【００４６】
ここで、図５に示すように、選択還元触媒の吸着可能なアンモニア吸着量は、触媒床温が上昇するにしたがって増加し、温度Ｔ４に達したところで最大となり、その後、急激に減少する。第２の温度調整処理は、このアンモニア吸着量特性を利用し、選択還元触媒の床温（選択還元触媒に流入する排気ガスの検出温度）をアンモニア吸着量がパージされる温度まで上昇させる処理であり、例えば、４００〜４５０℃の範囲の温度に上昇させる。
【００４７】
ステップＳ５及びＳ６の吸着量リセット処理により、選択還元触媒のアンモニア吸着量は、図３（ｄ）に示すように、ゼロまで減少する。ここで、ＥＣＵ１００のアンモニア吸着量の推定量もリセットする。これにより、アンモニア吸着量の推定値に誤差が生じにくくなる。なお、吸着量リセット処理を実行中は、ＮＯｘ浄化率も、図３（ｅ）に示すように、一時的に低下する。また、吸着量リセット処理は、ステップＳ５及びＳ６の一方のみで実施してもよい。
【００４８】
次いで、ＰＭ再生処理が終了したかを判断し（ステップＳ７）、終了した場合には、バーナー２０を停止し（ステップＳ８）、尿素水添加弁７０を再び開き、尿素水を通常の添加量よりも増量して添加する集中添加を開始する（ステップＳ９）。このとき、アンモニアスリップの発生をできるだけ抑制する観点から、選択還元触媒の触媒床温に応じて添加量を調整する。また、第１の温度調整処理後の触媒床温における選択還元触媒の飽和アンモニア吸着量を超えない範囲で尿素水を供給する。
【００４９】
図３（ｃ）に示すように、選択還元触媒のアンモニア吸着量が増加する。そして、アンモニア吸着量が通常走行時に必要な一定量（目標吸着量）に達したかを判断し（ステップＳ１０）、達した場合には尿素水の集中添加を終了して、発生するＮＯｘ量に応じて尿素水を添加する当量比添加に移行させる（ステップＳ１１）。
【００５０】
上記実施形態では、選択還元触媒の温度調整手段を、バイパスバルブ９５、蓄熱材９０及びバイパス通路１６で実現したが、これに限定されるわけではない。例えば、蓄熱材の代わりに熱交換器を使用することも可能である。また、選択還元触媒コンバータ４０の上流側の排気通路１５内に外気を取り込むための二次空気通路を設け、外気の供給量を調整することにより、選択還元触媒の温度調整をすることも可能である。要するに、選択還元触媒の温度調整ができる手段であれば、適用可能である。
【００５１】
上記実施形態における、吸着量リセット処理では、選択還元触媒のアンモニア吸着量をゼロにした場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、アンモニア吸着量を少なくとも第１の所定温度域Ｔ２における選択還元触媒の飽和アンモニア吸着量よりも減少させればよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０…内燃機関
１５…排気通路
１６…バイパス通路
２０…バーナー
３０…ＤＰＦ（フィルタ）
４０…選択還元触媒コンバータ
６０Ａ〜６０Ｃ…排気温度センサ
７０…尿素水添加弁
９０…蓄熱材
９５…バイパスバルブ
１００…ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、かつ、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの下流側に設けられたアンモニアを還元剤として選択的に還元する選択還元触媒と、
前記選択還元触媒へ前記還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記選択還元触媒の温度を推定又は検出する温度取得手段と、
前記フィルタと前記選択還元触媒との間に配置され、前記選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整可能な温度調整手段と、
前記フィルタの浄化機能を再生するためのフィルタ再生処理中に、前記温度調整手段を制御して前記温度取得手段により取得される前記選択還元触媒の温度をＮＯｘの浄化率が相対的に高くなる第１の所定温度域に調整する第１の温度調整処理と、前記選択還元触媒に吸着されたアンモニアの吸着量を減少させる吸着量減少処理とを実行する制御手段と、
を有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】
前記吸着量減少処理は、前記還元剤供給手段による還元剤の供給量を減少させる処理及び前記選択還元触媒の温度を前記第１の所定温度域よりも高い第２の所定温度域に調整する第２の温度調整処理の少なくとも一方を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記吸着量減少処理は、前記温度調整手段により前記選択還元触媒の温度を前記第１の所定温度域から前記第２の所定温度域まで昇温するときに、前記アンモニアの吸着量を少なくとも前記第１の所定温度域における選択還元触媒の飽和アンモニア吸着量よりも減少させる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記吸着量減少処理の後に、前記選択還元触媒のアンモニア吸着量が前記第１の所定温度域における選択還元触媒の飽和アンモニア吸着量を超えないように前記還元剤を前記選択還元触媒に供給することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記第２の所定温度域は、４００〜４５０℃の範囲内である、ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記温度調整手段は、熱交換器を含む、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記温度調整手段は、蓄熱材を含む、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記排気通路の前記フィルタと前記選択還元触媒との間において、前記熱交換器又は蓄熱材をバイパスするように配置されたバイパス通路と、
前記熱交換器又は蓄熱材と前記バイパス通路とに流入する排気ガスの流量を調整する流量調整手段と、を備え、
前記制御手段は、前記流量調整手段を制御することにより、前記選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整する、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記排気通路内に前記フィルタに流入する排気ガスを加熱するための加熱手段をさらに有する、ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記選択還元触媒の上流側の前記排気通路内に外気を取り込むための二次空気通路を有することを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、かつ、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの下流側に設けられたアンモニアを還元剤として選択的に還元する選択還元触媒と、
前記選択還元触媒へ前記還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記選択還元触媒の温度を推定又は検出する温度取得手段と、
前記フィルタと前記選択還元触媒との間に配置され、前記選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整可能な温度調整手段と、
前記フィルタの浄化機能を再生するためのフィルタ再生処理中に、前記温度調整手段を制御して前記温度取得手段により取得される前記選択還元触媒の温度をＮＯｘの浄化率が相対的に高くなる第１の所定温度域に調整する第１の温度調整処理と、前記選択還元触媒に吸着されたアンモニアの吸着量を減少させる吸着量減少処理とを実行する制御手段と、
を有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】
前記吸着量減少処理は、前記還元剤供給手段による還元剤の供給量を減少させる処理及び前記選択還元触媒の温度を前記第１の所定温度域よりも高い第２の所定温度域に調整する第２の温度調整処理の少なくとも一方を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記吸着量減少処理は、前記温度調整手段により前記選択還元触媒の温度を前記第１の所定温度域から前記第２の所定温度域まで昇温するときに、前記アンモニアの吸着量を少なくとも前記第１の所定温度域における選択還元触媒の飽和アンモニア吸着量よりも減少させる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記吸着量減少処理の後に、前記選択還元触媒のアンモニア吸着量が前記第１の所定温度域における選択還元触媒の飽和アンモニア吸着量を超えないように前記還元剤を前記選択還元触媒に供給することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記第２の所定温度域は、４００〜４５０℃の範囲内である、ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記温度調整手段は、熱交換器を含む、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記温度調整手段は、蓄熱材を含む、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記排気通路の前記フィルタと前記選択還元触媒との間において、前記熱交換器又は蓄熱材をバイパスするように配置されたバイパス通路と、
前記熱交換器又は蓄熱材と前記バイパス通路とに流入する排気ガスの流量を調整する流量調整手段と、を備え、
前記制御手段は、前記流量調整手段を制御することにより、前記選択還元触媒に流入する排気ガスの温度を調整する、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記排気通路内に前記フィルタに流入する排気ガスを加熱するための加熱手段をさらに有する、ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記選択還元触媒の上流側の前記排気通路内に外気を取り込むための二次空気通路を有することを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２６１４２３（Ｐ２０１０−２６１４２３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１４７０７（Ｐ２００９−１１４７０７）
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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