内燃機関の排気浄化装置
【課題】フィルタ再生処理時に選択還元触媒が過度に高温とならないようにする。
【解決手段】排気微粒子フィルタ４の下流側にアンモニアを用いてＮＯｘを選択的に還元する選択還元触媒６を有し、排気微粒子フィルタ４に捕集された排気微粒子が所定量以上となると、捕集された排気微粒子を燃焼させるフィルタ再生処理を行う。フィルタ再生処理の開始から所定時間が経過するまでの第１再生処理期間中は、内燃機関１の運転状態に基づく所定の基本噴射量を所定の増加割合Ａで増量した噴射量の尿素水を噴射する。前記所定時間経過後からフィルタ再生処理終了までの第２再生処理期間中は、基本噴射量の尿素水を噴射する。
【解決手段】排気微粒子フィルタ４の下流側にアンモニアを用いてＮＯｘを選択的に還元する選択還元触媒６を有し、排気微粒子フィルタ４に捕集された排気微粒子が所定量以上となると、捕集された排気微粒子を燃焼させるフィルタ再生処理を行う。フィルタ再生処理の開始から所定時間が経過するまでの第１再生処理期間中は、内燃機関１の運転状態に基づく所定の基本噴射量を所定の増加割合Ａで増量した噴射量の尿素水を噴射する。前記所定時間経過後からフィルタ再生処理終了までの第２再生処理期間中は、基本噴射量の尿素水を噴射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気微粒子フィルタと排気中のＮＯｘを還元剤を用いて選択的に還元する選択還元触媒とを有する内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気浄化技術として、尿素を還元剤として用い、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を選択的に還元浄化する尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムが知られている。尿素ＳＣＲシステムは、還元触媒の上流側に尿素水を噴射し、この尿素水内の尿素が排気の熱により熱分解あるいは加水分解することで生成されるアンモニアを還元触媒に吸着させて排気中のＮＯｘを還元する。
【０００３】
例えば、特許文献１の排気浄化装置は、排気中の排気微粒子を捕集する排気微粒子フィルタの下流側に、尿素ＳＣＲシステムとしてＮＯｘを還元する還元触媒を備え、この還元触媒の直前に尿素水を噴射する尿素水噴射ノズルが設けられた構成となっている。
【０００４】
また、この特許文献１の装置においては、排気微粒子フィルタに捕集された排気微粒子が所定量以上となると、この捕集された排気微粒子を燃焼除去するフィルタ再生処理が実行される。このようなフィルタ再生処理が実行中は、排気微粒子の燃焼に伴って、高温の排気が還元触媒に流入することになり、還元触媒の触媒成分の活性が低下し、ＮＯｘ浄化率（還元触媒に含有される触媒上での還元剤とＮＯｘとの反応速度）が低下することになる。
【０００５】
そこで、この特許文献１においては、フィルタ再生処理時は、フィルタ再生処理を行っていない通常時に比べて尿素水の噴射量を増量させ、排気中の還元剤濃度を増加させることで、ＮＯｘ浄化率の低下を抑制し、ＮＯｘの大気中への放出を回避している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３８７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、前記のフィルタ再生処理は、内燃機関が所定の運転条件で運転されている運転中に実行されるが、排気微粒子が燃焼し始めるフィルタ再生処理開始直後に内燃機関がアイドル状態になって排気量が減少した場合に、排気微粒子フィルタから下流に過度に高温の排気が流出することがある。
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１においては、フィルタ再生処理開始直後に内燃機関がアイドル状態となって排気量が減少する状況を想定していないため、このような場合に、排気微粒子フィルタから流出する過度に高温の排気が還元触媒に流入することになり、還元触媒が過度に高温となってしまい、熱劣化してしまう虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、排気微粒子フィルタの下流側に還元剤を用いてＮＯｘを選択的に還元する選択還元触媒を有し、排気微粒子フィルタに捕集された排気微粒子の量に応じて、この捕集された排気微粒子を燃焼させるフィルタ再生処理を行うものであって、前記フィルタ再生処理の開始から所定時間が経過するまでの第１再生処理期間中は、前記内燃機関の運転状態に応じた量よりも増量した噴射量の尿素水を供給し、前記所定時間経過後から前記フィルタ再生処理が終了するまでの第２再生処理期間中は、前記内燃機関の運転状態に応じた噴射量の尿素水、もしくは前記第１再生処理期間中の増量割合よりも少ない割合で増量した噴射量の尿素水を供給することを特徴としている。
【００１０】
捕集された排気微粒子は、フィルタ再生処理の開始直後から燃え始めるが、このとき内燃機関がアイドル状態になり排気量が減少すると、排気微粒子フィルタを通過した排気は非常に高温となる。一方、フィルタ再生処理の開始からある程度時間が経過していれば、排気微粒子フィルタ内で燃焼する排気微粒子が減少しているため、内燃機関がアイドル状態になり排気量が減少しても、排気微粒子フィルタを通過した排気の温度が過度に高温とはならない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、排気微粒子フィルタを通過した排気が過度に高温になる可能性があるフィルタ再生処理の開始から所定時間経過するまでの第１再生処理期間中は、尿素水の噴射量が相対的に増量されるため、仮にこのとき内燃機関がアイドル状態になっても、通常時よりも増量された尿素水が気化することにより、選択還元触媒に流入する排気が過度に高温となることが抑制される。そのため選択還元触媒が過度に高温とはならず、選択還元触媒の熱劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の全体構成を模式的に示した説明図。
【図２】通常時の尿素水噴射量の制御の流れの一例を示すフローチャート。
【図３】排気微粒子フィルタの再生処理時の各種パラメータの変化を示したタイミングチャート。
【図４】排気微粒子フィルタの再生処理時の各種パラメータの変化を示したタイミングチャート。
【図５】排気微粒子フィルタの再生処理時における制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る排気浄化装置（ＳＣＲシステム）の全体構成を模式的に示した説明図である。
【００１５】
ディーゼルエンジンである内燃機関１の排気通路２には、上流側から順番に、排気中のＨＣ、ＣＯを酸化処理する酸化触媒（ＤＯＣ）３、排気中の排気微粒子（ＰＭ）を捕集除去する排気微粒子フィルタ（ＤＰＦ）４、排気通路２内に尿素水を噴射する還元剤供給手段としての尿素水噴射ノズル５、排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化する選択還元触媒（ＳＣＲ）６が配置されている。
【００１６】
排気微粒子フィルタ４と尿素水噴射ノズル５との間には、排気中のＮＯｘの濃度を検出可能な上流側ＮＯｘセンサ７が配置されている。選択還元触媒６の下流側には、排気中のＮＯｘの濃度及びアンモニア濃度を検出可能な下流側ＮＯｘセンサ８が配置されている。なお、この下流側ＮＯｘセンサ８に替えて、排気中のＮＯｘの濃度を検出可能なセンサと、排気中のアンモニア濃度を検出可能なセンサとを個別に設けるようにしてもよい。
【００１７】
また、排気通路２には、排気微粒子フィルタ４の入口側と出口側との間の圧力差を検出する差圧センサ９が設けられている。差圧センサ９で検出される圧力差から排気微粒子フィルタ４に堆積した排気微粒子の堆積量が推定される。
【００１８】
選択還元触媒６は、アンモニア（ＮＨ3）を還元剤として使用して排気中のＮＯｘを選択的に還元し、窒素（Ｎ2）及び水（Ｈ2Ｏ）へと浄化するものである。選択還元触媒６に供給されるアンモニアは、尿素水噴射ノズル５から噴射された尿素水が、熱分解及び加水分解されて転化したものである。尿素水噴射ノズル５から噴射される尿素水は、図示せぬ尿素水タンクから供給される。
【００１９】
選択還元触媒６に供給されるアンモニアの供給量は、ＳＣＲコントローラ１０からの指令に応じて尿素水噴射ノズル５から噴射される尿素水の噴射量を制御することで調整される。このＳＣＲコントローラ１０には、上流側ＮＯｘセンサ７及び下流側ＮＯｘセンサ８からの出力信号が入力されている。またＳＣＲコントローラ１０は、ＣＡＮ通信によってエンジンコントローラ１１と結ばれている。
【００２０】
エンジンコントローラ１１には、前述した差圧センサ９のほか、内燃機関１の回転数を検出する回転数センサ１２や、運転者により操作されるアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ１３等の各種センサからの出力信号が入力されている。
【００２１】
通常時、尿素水噴射ノズル５から噴射される尿素水噴射量は、内燃機関１からのＮＯｘ排出量に応じて増減する基本噴射量に基づいてる。前記基本噴射量は、燃料噴射量とエンジン回転数に基づいて算出されている。詳述すると、燃料噴射量とエンジン回転数と用いて、内燃機関１から排出される排気温度、ＮＯｘ排出量、排気流量を推定し、これらの推定値を用いて所定のマップから尿素水の基本噴射量が算出される。具体的には、選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度に応じて前記基本噴射量を補正したものが、通常時の尿素水噴射量となっている。
【００２２】
図２は、通常時の尿素水噴射量の制御の流れを示すフローチャートである。Ｓ１１では、内燃機関１の運転状態に基づいて尿素水の基本噴射量を算出する。Ｓ１２では、選択還元触媒６下流側におけるＮＯｘ濃度が予め設定されている所定の基準ＮＯｘ濃度よりも高いか否かを判定し、高い場合にはＳ１３へ進み、そうでない場合にはＳ１４へ進む。Ｓ１３では、Ｓ１１で算出された基本噴射量を所定量増量補正する。Ｓ１４では、Ｓ１１で算出された基本噴射量を所定量減量補正する。そして、Ｓ１５では、前記基本噴射量を選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度に応じて補正した量の尿素水を噴射する。つまり、選択還元触媒６下流側の実際のＮＯｘ濃度に基づいてフィードバック方式により尿素水噴射量が増減補正される。なお、前記基本噴射量は、基本的に内燃機関１から排出されたＮＯｘを選択還元触媒６で還元できる量になっているので、Ｓ１３における増量量（所定量）及びＳ１４における減量量（所定量）はそれぞれ比較的小さいものである。
【００２３】
尿素が熱分解されることによって生じるアンモニアは、選択還元触媒６に吸着されるが、選択還元触媒６に吸着可能なアンモニア量には限界がある。ＮＯｘの還元で消費されるアンモニアの量よりも選択還元触媒６に供給されるアンモニアの量が多い場合には、やがて選択還元触媒６でアンモニアを吸着しきれなくなり、アンモニアが選択還元触媒６下流側に流出することになる。しかしながら、本実施例では、通常時、内燃機関１から排出されるＮＯｘ量に見合った前記基本噴射量の尿素水を噴射しており、基本的に選択還元触媒６のアンモニア吸着能力に余裕がある状態となっている。
【００２４】
エンジンコントローラ１１は、排気微粒子フィルタ４内の排気微粒子の堆積量が増加し、差圧センサ９で検出される差圧が予め設定された所定値以上になると、フィルタ再生処理条件が成立し、排気微粒子フィルタ４に捕集された排気微粒子を燃焼させて除去するフィルタ再生処理を実行する。
【００２５】
このフィルタ再生処理は、各気筒の膨張行程もしくは排気行程で所定量の燃料を燃焼室内に噴射するいわゆるポスト噴射を行うことで実行される。ポスト噴射によって噴射された燃料は、内燃機関１の出力に寄与することなく、未燃燃料として内燃機関１から排気通路２に排出される。そして、酸化触媒３内でこの未燃燃料が燃焼し、高温となった排気が排気微粒子フィルタ４に流入することで、排気微粒子フィルタ４に堆積している排気微粒子が燃焼除去され、排気微粒子フィルタ４が再生される。
【００２６】
一方、このようなフィルタ再生処理の間も本実施例のＳＣＲシステムにおける尿素水の噴射は継続して行われるが、前記フィルタ再生処理の開始から所定時間（例えば３〜５分）が経過するまでの第１再生処理期間中は、通常時の尿素噴射量に対して増量した噴射量の尿素水が尿素水噴射ノズル５から連続して噴射される。なお、前記第１再生処理期間を規定する前記所定時間は、排気微粒子フィルタ４の諸元に基づいて決定されている。
【００２７】
前記第１再生処理期間中の尿素水噴射量（第１の尿素水噴射量）は、過度に高温の排気が選択還元触媒６に流入することがないように、前記基本噴射量を所定の増加割合Ａで増量したものである。選択還元触媒６のアンモニア吸着量は、例えば、運転中に噴射された尿素水の積算量と、運転中に内燃機関１から排出されたＮＯｘ積算量と、運転中に選択還元触媒６下流側に排出されたＮＯｘおよびアンモニアの積算量とから推定される。このアンモニアの吸着量が多い場合には、下流へのアンモニアの流出を回避するために、前記増加割合Ａがより小さく設定される。なお、増加割合Ａは、前述したＳ１３、Ｓ１４のフィードバック補正量に比べて比較的大きいものであり、仮に選択還元触媒６のアンモニア吸着量に応じて減少したとしても、増加割合Ａにより増量された尿素水の量は、通常時に選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度に応じて与えられる尿素水の量よりも大きい値となる。
【００２８】
また、前記フィルタ再生処理時において、前記第１再生処理期間後（前記所定時間経過後）から前記フィルタ再生処理が終了するまでの第２再生処理期間中は、本実施例では前記基本噴射量の尿素水を尿素噴射ノズル５から噴射する。
【００２９】
なお、前記第２再生処理期間中の尿素水噴射量（第２の尿素水噴射量）としては、前記基本噴射量を前記増加割合Ａよりも小さい所定の増加割合Ｂで増量したものとしてもよい。この増加割合Ｂも、前記増加割合Ａと同様に、選択還元触媒６のアンモニア吸着量に応じて増減する。なお、この増加割合Ｂも前述したＳ１３、Ｓ１４のフィードバック補正量に比べて比較的大きいものであり、仮に選択還元触媒６のアンモニア吸着量に応じて減少したとしても、増加割合Ｂにより増量された尿素水の量は、通常時に選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度に応じて与えられる尿素水の量よりも大きい値となる。
【００３０】
排気微粒子フィルタ４に捕集された排気微粒子は、前記フィルタ再生処理の開始直後から燃え始めるが、このとき内燃機関１がアイドル状態になり排気量が減少すると、排気微粒子フィルタ４を通過した排気は非常に高温となる。一方、フィルタ再生処理の開始からある程度時間が経過していれば、排気微粒子フィルタ４内で燃焼する排気微粒子が減少しているため、内燃機関１がアイドル状態になっても、排気微粒子フィルタ４を通過した排気が過度に高温とはならない。
【００３１】
そこで、排気微粒子フィルタ４を通過した排気が過度に高温になる可能性がある前記第１再生処理期間中は、尿素水の噴射量を相対的に増量させておくことで、仮にこのとき内燃機関１がアイドル状態になっても、通常時よりも増量されている尿素水が気化することにより、選択還元触媒６に流入する排気が過度に高温となることが抑制される。そのため選択還元触媒６は過度に高温とはならず、熱劣化を抑制することができる。特に、前記第１再生処理期間中においては、尿素水が尿素水噴射ノズル５から連続して噴射されているため、仮に排気微粒子フィルタ４から過度に高温の排気が流出したとしても、尿素水を間欠的に噴射する場合に比べ、選択還元触媒６に流入する排気の温度が上昇してしまうことを安定して抑制することができる。
【００３２】
このようにフィルタ再生処理時に選択還元触媒６が過度に高温となることが抑制されるため、選択還元触媒６に耐熱温度の低い安価な触媒を使用することが可能となり、選択還元触媒６のコストを低減することも可能となる。
【００３３】
また、前記第２再生処理期間中は、第１再生処理期間中に比べて尿素水噴射量を減量しているので、過剰なアンモニアの供給を抑制することができ、アンモニアが選択還元触媒６の下流側に流出すること抑制できる。
【００３４】
前記第１再生処理期間中に、選択還元触媒６下流側のアンモニア濃度が予め設定された所定のアンモニアスリップ基準濃度を越えた場合には、尿素水の噴射を禁止すると共に、前記フィルタ再生処理を中断し、該フィルタ再生処理の実施を禁止する。これは前記第１再生処理期間中は、前記のように、選択還元触媒６に過度に高温の排気が流入するような場合に備えて、内燃機関１から排出されるＮＯｘ量を還元するのに必要な量よりも多い尿素水を噴射するので、選択還元触媒６から余分なアンモニアが流出する虞があるためである。このような処理によって、排気微粒子フィルタ４のフィルタ再生処理時に、アンモニアが外部に排出されることを効果的に抑制することができる。
【００３５】
前記第１再生処理期間中に前記フィルタ再生処理を中断した場合、選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度が予め設定された所定のＮＯｘ排出基準値以上になると、尿素水の噴射禁止を解除し、前記フィルタ再生処理の実施禁止を解除する。つまり、選択還元触媒６に吸着されているアンモニアが十分に消費されてから、尿素水の連続噴射の実施が可能となる。これによって、選択還元触媒６下流側にアンモニアを流出させることなく、尿素水の増量噴射を再開することが可能となる。
【００３６】
なお、前記フィルタ再生処理が前記第１再生処理期間中に中断し、その後選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度がＮＯｘ排出基準値以上になったときに、前記フィルタ再生条件が成立していなければ、前記フィルタ再生条件が成立するまで前記フィルタ再生処理は実施されることはない。
【００３７】
図３は、本実施例において、排気微粒子フィルタ４の再生処理時の各種パラメータの変化を示したタイミングチャートである。
【００３８】
時刻ｔ１で前記フィルタ再生処理が開始されると、図３中に実線で示すように、前記第１再生処理期間中は、前記基本噴射量を前記増加割合Ａで増量した噴射量の尿素水を連続して噴射している。そのため、選択還元触媒６入口の排気温度を選択還元触媒６の触媒が劣化する所定の触媒劣化温度よりも低い状態に安定して保つことができる。また、時刻ｔ２以降は前記第２再生処理期間であり、前記基本噴射量の尿素水を時刻ｔ３のタイミングで噴射している。
【００３９】
なお、図３中に破線で示す比較例は、前記フィルタ再生処理中、前記第１再生処理期間及び前記第２再生処理期間ともに前記基本噴射量よりも多い所定量の尿素水を間欠的に噴射した場合の特性であり、この比較例では、尿素水が噴射されていないタイミングで選択還元触媒６に流入する排気温度が前記触媒劣化温度よりも高くなってしまう可能性がある。例えば、前記第１再生処理期間中に、内燃機関１の運転状態がアイドル状態となり、このとき尿素水が噴射されていなければ、機関回転数の低下による排気量の減少により酸化触媒３を通過した排気の温度が破線で示すように大きく上昇してしまい、選択還元触媒６入口の排気温度が前記触媒劣化温度よりも高くなってしまう可能性がある。そのため、前記第１再生処理期間中は、尿素水を連続噴射する方が好ましい。
【００４０】
図４は、本実施例において、排気微粒子フィルタ４の再生処理時の各種パラメータの変化を示したタイミングチャートである。
【００４１】
時刻Ｔ１で前記フィルタ再生処理を開始する。時刻Ｔ２では、前記第１再生処理期間内ではあるものの、選択還元触媒６下流側のアンモニア濃度が前記アンモニアスリップ基準濃度を越えたために、前記フィルタ再生処理を中断し、尿素水の噴射を禁止している。
【００４２】
時刻Ｔ２にて尿素水の噴射を禁止すると、選択還元触媒６にアンモニアが供給されなくなると共に、選択還元触媒６内に吸着されているアンモニアも排気中のＮＯｘとの還元により消費され徐々に減少するため、選択還元触媒６下流側のアンモニア濃度は前記アンモニアスリップ基準濃度以下の値となる。そして、時刻Ｔ３にて、選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度が前記ＮＯｘ排出基準値を越えたときに、前記フィルタ再生処理条件が成立していれば、尿素水の連続噴射を再開すると共に、前記フィルタ再生処理を再開する。なお、時刻Ｔ３においては、選択還元触媒６に吸着されたアンモニアは十分に消費されており、選択還元触媒６のアンモニア吸着能力に十分な余裕がある状態となっている。なお、この図４においては、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間前記フィルタ再生処理が中断されているため、図面上で第１再生処理期間の終了まで図示されておらず、時刻Ｔ３以降も前記第１再生処理期間である。つまり、図４においては前記第２再生処理期間は図示されていない。
【００４３】
図５は、本実施例において、排気微粒子フィルタ４の再生処理時における制御の流れを示すフローチャートである。
【００４４】
Ｓ２１では、排気微粒子フィルタ４に捕集された排気微粒子を燃焼除去する前記フィルタ再生処理を実行する条件（フィルタ再生処理条件）が成立しているか否かを判定する。差圧センサ９で検出された排気微粒子フィルタ４の前後差圧が所定値以上である場合には、Ｓ２２へ進み、そうでない場合には今回のルーチンを終了する。Ｓ２２では、尿素水噴射ノズル５からの尿素水の連続噴射を許可する。このときの尿素水の噴射量は、前記基本噴射量を前記増量割合Ａで増量したものである。
【００４５】
Ｓ２３では、選択還元触媒６下流側のアンモニア濃度が前記アンモニアスリップ基準濃度よりも小さいか否かを判定し、小さい場合にはＳ２４へ進み、そうでない場合にはＳ２６へ進む。
【００４６】
Ｓ２４では、尿素水の連続噴射時間が予め設定された所定時間よりも長いか否かを判定し、長い場合にはＳ２５へ進み、そうでない場合にはＳ２３へ進む。換言すれば、Ｓ２４では前記第１再生処理期間内であるか否かを判定している。Ｓ２５では、前記第１再生処理期間が終了したものと判定して尿素水の連続噴射を終了する。
【００４７】
一方、Ｓ２３で、選択還元触媒６下流側のアンモニア濃度が前記アンモニアスリップ基準濃度以上と判定されると、Ｓ２６で尿素水の噴射を禁止し、Ｓ２７で前記フィルタ再生処理を中断し、該フィルタ再生処理の実施を禁止する。そして、Ｓ２８にて、選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度が前記ＮＯｘ排出基準値を越えているか否かを判定し、越えている場合にはＳ２９へ進み、そうでない場合はＳ２６進む。Ｓ２９では尿素水の噴射禁止を解除し、Ｓ３０では前記フィルタ再生処理の禁止を解除しＳ２１へ進む。つまり、前記第１再生処理期間中に、選択還元触媒６下流側のアンモニア濃度が前記アンモニアスリップ基準濃度を越えると、選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度が前記ＮＯｘ排出基準値を越えるまで、尿素水の噴射が禁止され、排気微粒子フィルタ４の再生処理の実行が禁止されることになる。
【００４８】
本実施例では、前記フィルタ再生処理が中断された場合、このフィルタ再生処理が再開されてから尿素水を連続噴射した時間が前記所定時間よりも大きくなったら、第１再生処理期間が終了したものとしている。
【符号の説明】
【００４９】
１…内燃機関
２…排気通路
３…酸化触媒
４…排気微粒子フィルタ
５…尿素水噴射ノズル
６…選択還元触媒
７…上流側ＮＯｘセンサ
８…下流側ＮＯｘセンサ
９…差圧センサ
１０…ＳＣＲコントローラ
１１…エンジンコントローラ
１２…回転数センサ
１３…アクセル開度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気微粒子フィルタと排気中のＮＯｘを還元剤を用いて選択的に還元する選択還元触媒とを有する内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気浄化技術として、尿素を還元剤として用い、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を選択的に還元浄化する尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムが知られている。尿素ＳＣＲシステムは、還元触媒の上流側に尿素水を噴射し、この尿素水内の尿素が排気の熱により熱分解あるいは加水分解することで生成されるアンモニアを還元触媒に吸着させて排気中のＮＯｘを還元する。
【０００３】
例えば、特許文献１の排気浄化装置は、排気中の排気微粒子を捕集する排気微粒子フィルタの下流側に、尿素ＳＣＲシステムとしてＮＯｘを還元する還元触媒を備え、この還元触媒の直前に尿素水を噴射する尿素水噴射ノズルが設けられた構成となっている。
【０００４】
また、この特許文献１の装置においては、排気微粒子フィルタに捕集された排気微粒子が所定量以上となると、この捕集された排気微粒子を燃焼除去するフィルタ再生処理が実行される。このようなフィルタ再生処理が実行中は、排気微粒子の燃焼に伴って、高温の排気が還元触媒に流入することになり、還元触媒の触媒成分の活性が低下し、ＮＯｘ浄化率（還元触媒に含有される触媒上での還元剤とＮＯｘとの反応速度）が低下することになる。
【０００５】
そこで、この特許文献１においては、フィルタ再生処理時は、フィルタ再生処理を行っていない通常時に比べて尿素水の噴射量を増量させ、排気中の還元剤濃度を増加させることで、ＮＯｘ浄化率の低下を抑制し、ＮＯｘの大気中への放出を回避している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３８７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、前記のフィルタ再生処理は、内燃機関が所定の運転条件で運転されている運転中に実行されるが、排気微粒子が燃焼し始めるフィルタ再生処理開始直後に内燃機関がアイドル状態になって排気量が減少した場合に、排気微粒子フィルタから下流に過度に高温の排気が流出することがある。
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１においては、フィルタ再生処理開始直後に内燃機関がアイドル状態となって排気量が減少する状況を想定していないため、このような場合に、排気微粒子フィルタから流出する過度に高温の排気が還元触媒に流入することになり、還元触媒が過度に高温となってしまい、熱劣化してしまう虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、排気微粒子フィルタの下流側に還元剤を用いてＮＯｘを選択的に還元する選択還元触媒を有し、排気微粒子フィルタに捕集された排気微粒子の量に応じて、この捕集された排気微粒子を燃焼させるフィルタ再生処理を行うものであって、前記フィルタ再生処理の開始から所定時間が経過するまでの第１再生処理期間中は、前記内燃機関の運転状態に応じた量よりも増量した噴射量の尿素水を供給し、前記所定時間経過後から前記フィルタ再生処理が終了するまでの第２再生処理期間中は、前記内燃機関の運転状態に応じた噴射量の尿素水、もしくは前記第１再生処理期間中の増量割合よりも少ない割合で増量した噴射量の尿素水を供給することを特徴としている。
【００１０】
捕集された排気微粒子は、フィルタ再生処理の開始直後から燃え始めるが、このとき内燃機関がアイドル状態になり排気量が減少すると、排気微粒子フィルタを通過した排気は非常に高温となる。一方、フィルタ再生処理の開始からある程度時間が経過していれば、排気微粒子フィルタ内で燃焼する排気微粒子が減少しているため、内燃機関がアイドル状態になり排気量が減少しても、排気微粒子フィルタを通過した排気の温度が過度に高温とはならない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、排気微粒子フィルタを通過した排気が過度に高温になる可能性があるフィルタ再生処理の開始から所定時間経過するまでの第１再生処理期間中は、尿素水の噴射量が相対的に増量されるため、仮にこのとき内燃機関がアイドル状態になっても、通常時よりも増量された尿素水が気化することにより、選択還元触媒に流入する排気が過度に高温となることが抑制される。そのため選択還元触媒が過度に高温とはならず、選択還元触媒の熱劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の全体構成を模式的に示した説明図。
【図２】通常時の尿素水噴射量の制御の流れの一例を示すフローチャート。
【図３】排気微粒子フィルタの再生処理時の各種パラメータの変化を示したタイミングチャート。
【図４】排気微粒子フィルタの再生処理時の各種パラメータの変化を示したタイミングチャート。
【図５】排気微粒子フィルタの再生処理時における制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る排気浄化装置（ＳＣＲシステム）の全体構成を模式的に示した説明図である。
【００１５】
ディーゼルエンジンである内燃機関１の排気通路２には、上流側から順番に、排気中のＨＣ、ＣＯを酸化処理する酸化触媒（ＤＯＣ）３、排気中の排気微粒子（ＰＭ）を捕集除去する排気微粒子フィルタ（ＤＰＦ）４、排気通路２内に尿素水を噴射する還元剤供給手段としての尿素水噴射ノズル５、排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化する選択還元触媒（ＳＣＲ）６が配置されている。
【００１６】
排気微粒子フィルタ４と尿素水噴射ノズル５との間には、排気中のＮＯｘの濃度を検出可能な上流側ＮＯｘセンサ７が配置されている。選択還元触媒６の下流側には、排気中のＮＯｘの濃度及びアンモニア濃度を検出可能な下流側ＮＯｘセンサ８が配置されている。なお、この下流側ＮＯｘセンサ８に替えて、排気中のＮＯｘの濃度を検出可能なセンサと、排気中のアンモニア濃度を検出可能なセンサとを個別に設けるようにしてもよい。
【００１７】
また、排気通路２には、排気微粒子フィルタ４の入口側と出口側との間の圧力差を検出する差圧センサ９が設けられている。差圧センサ９で検出される圧力差から排気微粒子フィルタ４に堆積した排気微粒子の堆積量が推定される。
【００１８】
選択還元触媒６は、アンモニア（ＮＨ3）を還元剤として使用して排気中のＮＯｘを選択的に還元し、窒素（Ｎ2）及び水（Ｈ2Ｏ）へと浄化するものである。選択還元触媒６に供給されるアンモニアは、尿素水噴射ノズル５から噴射された尿素水が、熱分解及び加水分解されて転化したものである。尿素水噴射ノズル５から噴射される尿素水は、図示せぬ尿素水タンクから供給される。
【００１９】
選択還元触媒６に供給されるアンモニアの供給量は、ＳＣＲコントローラ１０からの指令に応じて尿素水噴射ノズル５から噴射される尿素水の噴射量を制御することで調整される。このＳＣＲコントローラ１０には、上流側ＮＯｘセンサ７及び下流側ＮＯｘセンサ８からの出力信号が入力されている。またＳＣＲコントローラ１０は、ＣＡＮ通信によってエンジンコントローラ１１と結ばれている。
【００２０】
エンジンコントローラ１１には、前述した差圧センサ９のほか、内燃機関１の回転数を検出する回転数センサ１２や、運転者により操作されるアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ１３等の各種センサからの出力信号が入力されている。
【００２１】
通常時、尿素水噴射ノズル５から噴射される尿素水噴射量は、内燃機関１からのＮＯｘ排出量に応じて増減する基本噴射量に基づいてる。前記基本噴射量は、燃料噴射量とエンジン回転数に基づいて算出されている。詳述すると、燃料噴射量とエンジン回転数と用いて、内燃機関１から排出される排気温度、ＮＯｘ排出量、排気流量を推定し、これらの推定値を用いて所定のマップから尿素水の基本噴射量が算出される。具体的には、選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度に応じて前記基本噴射量を補正したものが、通常時の尿素水噴射量となっている。
【００２２】
図２は、通常時の尿素水噴射量の制御の流れを示すフローチャートである。Ｓ１１では、内燃機関１の運転状態に基づいて尿素水の基本噴射量を算出する。Ｓ１２では、選択還元触媒６下流側におけるＮＯｘ濃度が予め設定されている所定の基準ＮＯｘ濃度よりも高いか否かを判定し、高い場合にはＳ１３へ進み、そうでない場合にはＳ１４へ進む。Ｓ１３では、Ｓ１１で算出された基本噴射量を所定量増量補正する。Ｓ１４では、Ｓ１１で算出された基本噴射量を所定量減量補正する。そして、Ｓ１５では、前記基本噴射量を選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度に応じて補正した量の尿素水を噴射する。つまり、選択還元触媒６下流側の実際のＮＯｘ濃度に基づいてフィードバック方式により尿素水噴射量が増減補正される。なお、前記基本噴射量は、基本的に内燃機関１から排出されたＮＯｘを選択還元触媒６で還元できる量になっているので、Ｓ１３における増量量（所定量）及びＳ１４における減量量（所定量）はそれぞれ比較的小さいものである。
【００２３】
尿素が熱分解されることによって生じるアンモニアは、選択還元触媒６に吸着されるが、選択還元触媒６に吸着可能なアンモニア量には限界がある。ＮＯｘの還元で消費されるアンモニアの量よりも選択還元触媒６に供給されるアンモニアの量が多い場合には、やがて選択還元触媒６でアンモニアを吸着しきれなくなり、アンモニアが選択還元触媒６下流側に流出することになる。しかしながら、本実施例では、通常時、内燃機関１から排出されるＮＯｘ量に見合った前記基本噴射量の尿素水を噴射しており、基本的に選択還元触媒６のアンモニア吸着能力に余裕がある状態となっている。
【００２４】
エンジンコントローラ１１は、排気微粒子フィルタ４内の排気微粒子の堆積量が増加し、差圧センサ９で検出される差圧が予め設定された所定値以上になると、フィルタ再生処理条件が成立し、排気微粒子フィルタ４に捕集された排気微粒子を燃焼させて除去するフィルタ再生処理を実行する。
【００２５】
このフィルタ再生処理は、各気筒の膨張行程もしくは排気行程で所定量の燃料を燃焼室内に噴射するいわゆるポスト噴射を行うことで実行される。ポスト噴射によって噴射された燃料は、内燃機関１の出力に寄与することなく、未燃燃料として内燃機関１から排気通路２に排出される。そして、酸化触媒３内でこの未燃燃料が燃焼し、高温となった排気が排気微粒子フィルタ４に流入することで、排気微粒子フィルタ４に堆積している排気微粒子が燃焼除去され、排気微粒子フィルタ４が再生される。
【００２６】
一方、このようなフィルタ再生処理の間も本実施例のＳＣＲシステムにおける尿素水の噴射は継続して行われるが、前記フィルタ再生処理の開始から所定時間（例えば３〜５分）が経過するまでの第１再生処理期間中は、通常時の尿素噴射量に対して増量した噴射量の尿素水が尿素水噴射ノズル５から連続して噴射される。なお、前記第１再生処理期間を規定する前記所定時間は、排気微粒子フィルタ４の諸元に基づいて決定されている。
【００２７】
前記第１再生処理期間中の尿素水噴射量（第１の尿素水噴射量）は、過度に高温の排気が選択還元触媒６に流入することがないように、前記基本噴射量を所定の増加割合Ａで増量したものである。選択還元触媒６のアンモニア吸着量は、例えば、運転中に噴射された尿素水の積算量と、運転中に内燃機関１から排出されたＮＯｘ積算量と、運転中に選択還元触媒６下流側に排出されたＮＯｘおよびアンモニアの積算量とから推定される。このアンモニアの吸着量が多い場合には、下流へのアンモニアの流出を回避するために、前記増加割合Ａがより小さく設定される。なお、増加割合Ａは、前述したＳ１３、Ｓ１４のフィードバック補正量に比べて比較的大きいものであり、仮に選択還元触媒６のアンモニア吸着量に応じて減少したとしても、増加割合Ａにより増量された尿素水の量は、通常時に選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度に応じて与えられる尿素水の量よりも大きい値となる。
【００２８】
また、前記フィルタ再生処理時において、前記第１再生処理期間後（前記所定時間経過後）から前記フィルタ再生処理が終了するまでの第２再生処理期間中は、本実施例では前記基本噴射量の尿素水を尿素噴射ノズル５から噴射する。
【００２９】
なお、前記第２再生処理期間中の尿素水噴射量（第２の尿素水噴射量）としては、前記基本噴射量を前記増加割合Ａよりも小さい所定の増加割合Ｂで増量したものとしてもよい。この増加割合Ｂも、前記増加割合Ａと同様に、選択還元触媒６のアンモニア吸着量に応じて増減する。なお、この増加割合Ｂも前述したＳ１３、Ｓ１４のフィードバック補正量に比べて比較的大きいものであり、仮に選択還元触媒６のアンモニア吸着量に応じて減少したとしても、増加割合Ｂにより増量された尿素水の量は、通常時に選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度に応じて与えられる尿素水の量よりも大きい値となる。
【００３０】
排気微粒子フィルタ４に捕集された排気微粒子は、前記フィルタ再生処理の開始直後から燃え始めるが、このとき内燃機関１がアイドル状態になり排気量が減少すると、排気微粒子フィルタ４を通過した排気は非常に高温となる。一方、フィルタ再生処理の開始からある程度時間が経過していれば、排気微粒子フィルタ４内で燃焼する排気微粒子が減少しているため、内燃機関１がアイドル状態になっても、排気微粒子フィルタ４を通過した排気が過度に高温とはならない。
【００３１】
そこで、排気微粒子フィルタ４を通過した排気が過度に高温になる可能性がある前記第１再生処理期間中は、尿素水の噴射量を相対的に増量させておくことで、仮にこのとき内燃機関１がアイドル状態になっても、通常時よりも増量されている尿素水が気化することにより、選択還元触媒６に流入する排気が過度に高温となることが抑制される。そのため選択還元触媒６は過度に高温とはならず、熱劣化を抑制することができる。特に、前記第１再生処理期間中においては、尿素水が尿素水噴射ノズル５から連続して噴射されているため、仮に排気微粒子フィルタ４から過度に高温の排気が流出したとしても、尿素水を間欠的に噴射する場合に比べ、選択還元触媒６に流入する排気の温度が上昇してしまうことを安定して抑制することができる。
【００３２】
このようにフィルタ再生処理時に選択還元触媒６が過度に高温となることが抑制されるため、選択還元触媒６に耐熱温度の低い安価な触媒を使用することが可能となり、選択還元触媒６のコストを低減することも可能となる。
【００３３】
また、前記第２再生処理期間中は、第１再生処理期間中に比べて尿素水噴射量を減量しているので、過剰なアンモニアの供給を抑制することができ、アンモニアが選択還元触媒６の下流側に流出すること抑制できる。
【００３４】
前記第１再生処理期間中に、選択還元触媒６下流側のアンモニア濃度が予め設定された所定のアンモニアスリップ基準濃度を越えた場合には、尿素水の噴射を禁止すると共に、前記フィルタ再生処理を中断し、該フィルタ再生処理の実施を禁止する。これは前記第１再生処理期間中は、前記のように、選択還元触媒６に過度に高温の排気が流入するような場合に備えて、内燃機関１から排出されるＮＯｘ量を還元するのに必要な量よりも多い尿素水を噴射するので、選択還元触媒６から余分なアンモニアが流出する虞があるためである。このような処理によって、排気微粒子フィルタ４のフィルタ再生処理時に、アンモニアが外部に排出されることを効果的に抑制することができる。
【００３５】
前記第１再生処理期間中に前記フィルタ再生処理を中断した場合、選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度が予め設定された所定のＮＯｘ排出基準値以上になると、尿素水の噴射禁止を解除し、前記フィルタ再生処理の実施禁止を解除する。つまり、選択還元触媒６に吸着されているアンモニアが十分に消費されてから、尿素水の連続噴射の実施が可能となる。これによって、選択還元触媒６下流側にアンモニアを流出させることなく、尿素水の増量噴射を再開することが可能となる。
【００３６】
なお、前記フィルタ再生処理が前記第１再生処理期間中に中断し、その後選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度がＮＯｘ排出基準値以上になったときに、前記フィルタ再生条件が成立していなければ、前記フィルタ再生条件が成立するまで前記フィルタ再生処理は実施されることはない。
【００３７】
図３は、本実施例において、排気微粒子フィルタ４の再生処理時の各種パラメータの変化を示したタイミングチャートである。
【００３８】
時刻ｔ１で前記フィルタ再生処理が開始されると、図３中に実線で示すように、前記第１再生処理期間中は、前記基本噴射量を前記増加割合Ａで増量した噴射量の尿素水を連続して噴射している。そのため、選択還元触媒６入口の排気温度を選択還元触媒６の触媒が劣化する所定の触媒劣化温度よりも低い状態に安定して保つことができる。また、時刻ｔ２以降は前記第２再生処理期間であり、前記基本噴射量の尿素水を時刻ｔ３のタイミングで噴射している。
【００３９】
なお、図３中に破線で示す比較例は、前記フィルタ再生処理中、前記第１再生処理期間及び前記第２再生処理期間ともに前記基本噴射量よりも多い所定量の尿素水を間欠的に噴射した場合の特性であり、この比較例では、尿素水が噴射されていないタイミングで選択還元触媒６に流入する排気温度が前記触媒劣化温度よりも高くなってしまう可能性がある。例えば、前記第１再生処理期間中に、内燃機関１の運転状態がアイドル状態となり、このとき尿素水が噴射されていなければ、機関回転数の低下による排気量の減少により酸化触媒３を通過した排気の温度が破線で示すように大きく上昇してしまい、選択還元触媒６入口の排気温度が前記触媒劣化温度よりも高くなってしまう可能性がある。そのため、前記第１再生処理期間中は、尿素水を連続噴射する方が好ましい。
【００４０】
図４は、本実施例において、排気微粒子フィルタ４の再生処理時の各種パラメータの変化を示したタイミングチャートである。
【００４１】
時刻Ｔ１で前記フィルタ再生処理を開始する。時刻Ｔ２では、前記第１再生処理期間内ではあるものの、選択還元触媒６下流側のアンモニア濃度が前記アンモニアスリップ基準濃度を越えたために、前記フィルタ再生処理を中断し、尿素水の噴射を禁止している。
【００４２】
時刻Ｔ２にて尿素水の噴射を禁止すると、選択還元触媒６にアンモニアが供給されなくなると共に、選択還元触媒６内に吸着されているアンモニアも排気中のＮＯｘとの還元により消費され徐々に減少するため、選択還元触媒６下流側のアンモニア濃度は前記アンモニアスリップ基準濃度以下の値となる。そして、時刻Ｔ３にて、選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度が前記ＮＯｘ排出基準値を越えたときに、前記フィルタ再生処理条件が成立していれば、尿素水の連続噴射を再開すると共に、前記フィルタ再生処理を再開する。なお、時刻Ｔ３においては、選択還元触媒６に吸着されたアンモニアは十分に消費されており、選択還元触媒６のアンモニア吸着能力に十分な余裕がある状態となっている。なお、この図４においては、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間前記フィルタ再生処理が中断されているため、図面上で第１再生処理期間の終了まで図示されておらず、時刻Ｔ３以降も前記第１再生処理期間である。つまり、図４においては前記第２再生処理期間は図示されていない。
【００４３】
図５は、本実施例において、排気微粒子フィルタ４の再生処理時における制御の流れを示すフローチャートである。
【００４４】
Ｓ２１では、排気微粒子フィルタ４に捕集された排気微粒子を燃焼除去する前記フィルタ再生処理を実行する条件（フィルタ再生処理条件）が成立しているか否かを判定する。差圧センサ９で検出された排気微粒子フィルタ４の前後差圧が所定値以上である場合には、Ｓ２２へ進み、そうでない場合には今回のルーチンを終了する。Ｓ２２では、尿素水噴射ノズル５からの尿素水の連続噴射を許可する。このときの尿素水の噴射量は、前記基本噴射量を前記増量割合Ａで増量したものである。
【００４５】
Ｓ２３では、選択還元触媒６下流側のアンモニア濃度が前記アンモニアスリップ基準濃度よりも小さいか否かを判定し、小さい場合にはＳ２４へ進み、そうでない場合にはＳ２６へ進む。
【００４６】
Ｓ２４では、尿素水の連続噴射時間が予め設定された所定時間よりも長いか否かを判定し、長い場合にはＳ２５へ進み、そうでない場合にはＳ２３へ進む。換言すれば、Ｓ２４では前記第１再生処理期間内であるか否かを判定している。Ｓ２５では、前記第１再生処理期間が終了したものと判定して尿素水の連続噴射を終了する。
【００４７】
一方、Ｓ２３で、選択還元触媒６下流側のアンモニア濃度が前記アンモニアスリップ基準濃度以上と判定されると、Ｓ２６で尿素水の噴射を禁止し、Ｓ２７で前記フィルタ再生処理を中断し、該フィルタ再生処理の実施を禁止する。そして、Ｓ２８にて、選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度が前記ＮＯｘ排出基準値を越えているか否かを判定し、越えている場合にはＳ２９へ進み、そうでない場合はＳ２６進む。Ｓ２９では尿素水の噴射禁止を解除し、Ｓ３０では前記フィルタ再生処理の禁止を解除しＳ２１へ進む。つまり、前記第１再生処理期間中に、選択還元触媒６下流側のアンモニア濃度が前記アンモニアスリップ基準濃度を越えると、選択還元触媒６下流側のＮＯｘ濃度が前記ＮＯｘ排出基準値を越えるまで、尿素水の噴射が禁止され、排気微粒子フィルタ４の再生処理の実行が禁止されることになる。
【００４８】
本実施例では、前記フィルタ再生処理が中断された場合、このフィルタ再生処理が再開されてから尿素水を連続噴射した時間が前記所定時間よりも大きくなったら、第１再生処理期間が終了したものとしている。
【符号の説明】
【００４９】
１…内燃機関
２…排気通路
３…酸化触媒
４…排気微粒子フィルタ
５…尿素水噴射ノズル
６…選択還元触媒
７…上流側ＮＯｘセンサ
８…下流側ＮＯｘセンサ
９…差圧センサ
１０…ＳＣＲコントローラ
１１…エンジンコントローラ
１２…回転数センサ
１３…アクセル開度センサ
【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、排気中の排気微粒子を捕集する排気微粒子フィルタと、
前記排気微粒子フィルタの下流側に配置され、還元剤を用いてＮＯｘを選択的に還元する選択還元触媒と、
尿素水を前記還元剤として前記選択還元触媒の上流側に噴射する還元剤供給手段と、を有し、
前記排気微粒子フィルタに捕集された排気微粒子の量に応じて、この捕集された排気微粒子を燃焼させるフィルタ再生処理を行う内燃機関の排気浄化装置において、
前記フィルタ再生処理の開始から所定時間が経過するまでの第１再生処理期間中は、前記内燃機関の運転状態に応じた量よりも増量した噴射量の尿素水を供給し、
前記所定時間経過後から前記フィルタ再生処理が終了するまでの第２再生処理期間中は、前記内燃機関の運転状態に応じた噴射量の尿素水、もしくは前記第１再生処理期間中の増量割合よりも少ない割合で増量した噴射量の尿素水を供給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】
前記第１再生処理期間中は、尿素水を連続して噴射する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】
前記選択還元触媒の下流側のアンモニア濃度を検出するアンモニア検出手段を有し、
前記第１再生処理期間中に、前記選択還元触媒の下流側のアンモニア濃度が所定値より高くなった場合には、前記還元剤供給手段による尿素水の噴射を禁止すると共に、前記排気微粒子フィルタのフィルタ再生処理を中断することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記選択還元触媒の下流側における排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出手段を有し、
前記排気微粒子フィルタのフィルタ再生処理が中断された状態で、前記選択還元触媒下流側の排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高くなった場合には、前記還元剤供給手段による尿素水の噴射禁止を解除すると共に、中断している前記排気微粒子フィルタのフィルタ再生処理の実施を可能にすることを特徴とする請求項３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、排気中の排気微粒子を捕集する排気微粒子フィルタと、
前記排気微粒子フィルタの下流側に配置され、還元剤を用いてＮＯｘを選択的に還元する選択還元触媒と、
尿素水を前記還元剤として前記選択還元触媒の上流側に噴射する還元剤供給手段と、を有し、
前記排気微粒子フィルタに捕集された排気微粒子の量に応じて、この捕集された排気微粒子を燃焼させるフィルタ再生処理を行う内燃機関の排気浄化装置において、
前記フィルタ再生処理の開始から所定時間が経過するまでの第１再生処理期間中は、前記内燃機関の運転状態に応じた量よりも増量した噴射量の尿素水を供給し、
前記所定時間経過後から前記フィルタ再生処理が終了するまでの第２再生処理期間中は、前記内燃機関の運転状態に応じた噴射量の尿素水、もしくは前記第１再生処理期間中の増量割合よりも少ない割合で増量した噴射量の尿素水を供給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】
前記第１再生処理期間中は、尿素水を連続して噴射する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】
前記選択還元触媒の下流側のアンモニア濃度を検出するアンモニア検出手段を有し、
前記第１再生処理期間中に、前記選択還元触媒の下流側のアンモニア濃度が所定値より高くなった場合には、前記還元剤供給手段による尿素水の噴射を禁止すると共に、前記排気微粒子フィルタのフィルタ再生処理を中断することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記選択還元触媒の下流側における排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出手段を有し、
前記排気微粒子フィルタのフィルタ再生処理が中断された状態で、前記選択還元触媒下流側の排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高くなった場合には、前記還元剤供給手段による尿素水の噴射禁止を解除すると共に、中断している前記排気微粒子フィルタのフィルタ再生処理の実施を可能にすることを特徴とする請求項３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２０１３−９２０７５（Ｐ２０１３−９２０７５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３４９９（Ｐ２０１１−２３３４９９）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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