特許 6206065 排気浄化システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6206065

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】排気浄化システム

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20170925BHJP

   F01N 3/00 20060101ALI20170925BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/08 B

   F01N3/00 F

   B01D53/94 222

   B01D53/94 400

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-210701(P2013-210701)

(22)【出願日】2013年10月8日

(65)【公開番号】特開2015-75008(P2015-75008A)

(43)【公開日】2015年4月20日

【審査請求日】2016年9月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100068021

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 信雄

(72)【発明者】

【氏名】内山 正

(72)【発明者】

【氏名】藤江 英和

(72)【発明者】

【氏名】村澤 直人

(72)【発明者】

【氏名】塙 哲史

【審査官】 稲村 正義

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１２９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−６７６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９３４４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／００−３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の排気系に設けられ、尿素水から生成されるアンモニアを還元剤として排気中に含まれる窒素化合物を還元浄化する少なくとも一個以上の選択的還元触媒と、
前記選択的還元触媒に尿素水を噴射する尿素水噴射手段と、
前記選択的還元触媒内の少なくとも入口側近傍から排気流れ方向の中間部近傍までの静電容量を検出する第１の静電容量検出手段と、
前記選択的還元触媒内の少なくとも排気流れ方向の中間部近傍から出口側近傍までの静電容量を検出する第２の静電容量検出手段と、
前記第１及び第２の静電容量検出手段から入力される静電容量に基づいて、前記選択的還元触媒内の還元剤吸着量を演算する還元剤吸着量演算手段と、を備える
ことを特徴とする排気浄化システム。

【請求項2】

少なくとも前記内燃機関の運転状態に応じて設定される所定の基準噴射量に基づいて、前記尿素水噴射手段の尿素水噴射を制御する噴射制御手段と、
前記還元剤吸着量演算手段から入力される還元剤吸着量に基づいて、前記基準噴射量を補正する噴射量補正手段と、をさらに備える
請求項１に記載の排気浄化システム。

【請求項3】

前記第１及び第２の静電容量検出手段から入力される静電容量に基づいて、前記選択的還元触媒の内部温度を演算する内部温度演算手段をさらに備え、
前記噴射量補正手段が、前記還元剤吸着量演算手段から入力される還元剤吸着量と、前記内部温度演算手段から入力される内部温度に応じた前記選択的還元触媒の還元剤吸着可能量との差に基づいて、前記基準噴射量を補正する
請求項２に記載の排気浄化システム。

【請求項4】

前記第１の静電容量検出手段が、前記選択的還元触媒のセル内に入口側から排気流れ方向の中間部近傍まで挿入されてコンデンサを形成する少なくとも一対以上の電極で構成され、
前記第２の静電容量検出手段が、前記選択的還元触媒のセル内に出口側から排気流れ方向の中間部近傍まで挿入されてコンデンサを形成する少なくとも一対以上の電極で構成される
請求項１から３の何れか一項に記載の排気浄化システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気浄化システムに関し、特に、排気中の窒素化合物（ＮＯｘ）を還元浄化するＮＯｘ触媒を備えた排気浄化システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ディーゼルエンジン等の排気系に設けられるＮＯｘ触媒として、尿素水から加水分解されて生成されるアンモニア（ＮＨ₃）を還元剤として排気中のＮＯｘを選択的に還元浄化する選択的還元触媒（Selective Catalytic Reduction：ＳＣＲ）が知られている。

【0003】

ＳＣＲへの尿素水噴射量が過多となり、ＮＨ₃供給量がＳＣＲのＮＨ₃吸着能力を超えると、余剰のＮＨ₃がスリップして大気に放出されるため好ましくない。そのため、ＳＣＲ出口に設けたＮＨ₃センサの検出値に基づいて、ＳＣＲ内のＮＨ₃吸着量を推定すると共に、推定したＮＨ₃吸着量に応じてＳＣＲへの尿素水噴射量を適宜補正する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−２９３７３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般的に、ＳＣＲ内部のＮＨ₃吸着量は、入口側が出口側よりも多くなる不均一な分布となる。ＮＨ₃センサはＳＣＲ内部に直接的に設けることができないため、ＳＣＲ内部の実際のＮＨ₃吸着量を正確に把握できない課題がある。そのため、ＮＨ₃センサのセンサ値からＮＨ₃吸着量を推定する技術では、尿素水噴射量を実際のＮＨ₃吸着量に応じた最適な噴射量に補正できない可能性がある。

【0006】

本発明の目的は、ＳＣＲ内部のＮＨ₃吸着量を高精度に検出することができる排気浄化システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述の目的を達成するため、本発明の排気浄化システムは、内燃機関の排気系に設けられ、尿素水から生成されるアンモニアを還元剤として排気中に含まれる窒素化合物を還元浄化する少なくとも一個以上の選択的還元触媒と、前記選択的還元触媒に尿素水を噴射する尿素水噴射手段と、前記選択的還元触媒内の少なくとも入口側近傍から排気流れ方向の中間部近傍までの静電容量を検出する第１の静電容量検出手段と、前記選択的還元触媒内の少なくとも排気流れ方向の中間部近傍から出口側近傍までの静電容量を検出する第２の静電容量検出手段と、前記第１及び第２の静電容量検出手段から入力される静電容量に基づいて、前記選択的還元触媒内の還元剤吸着量を演算する還元剤吸着量演算手段とを備えることを特徴とする。

【0008】

また、少なくとも前記内燃機関の運転状態に応じて設定される所定の基準噴射量に基づいて、前記尿素水噴射手段の尿素水噴射を制御する噴射制御手段と、前記還元剤吸着量演算手段から入力される還元剤吸着量に基づいて、前記基準噴射量を補正する噴射量補正手段とをさらに備えるものでもよい。

【0009】

また、前記第１及び第２の静電容量検出手段から入力される静電容量に基づいて、前記選択的還元触媒の内部温度を演算する内部温度演算手段をさらに備え、前記噴射量補正手段が、前記還元剤吸着量演算手段から入力される還元剤吸着量と、前記内部温度演算手段から入力される内部温度に応じた前記選択的還元触媒の還元剤吸着可能量との差に基づいて、前記基準噴射量を補正するものでもよい。

【0010】

また、前記第１の静電容量検出手段が、前記選択的還元触媒のセル内に入口側から排気流れ方向の中間部近傍まで挿入されてコンデンサを形成する少なくとも一対以上の電極で構成され、前記第２の静電容量検出手段が、前記選択的還元触媒のセル内に出口側から排気流れ方向の中間部近傍まで挿入されてコンデンサを形成する少なくとも一対以上の電極で構成されることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明の排気浄化システムによれば、ＳＣＲ内部のＮＨ₃吸着量を高精度に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る排気浄化システムを示す模式的な全体構成図である。

【図2】本実施形態の電極の配置パターンの一例を示す図である。

【図3】本実施形態のＥＣＵを示す機能ブロック図である。

【図4】本実施形態の静電容量・温度特性マップの一例を示す図である。

【図5】本実施形態の静電容量・ＮＨ₃吸着量マップの一例を示す図である。

【図6】本実施形態のＮＨ₃吸着可能量マップの一例を示す図である。

【図7】本実施形態の制御内容を示すフローチャートである。

【図8】他の実施形態に係る排気浄化システムを示す模式的な全体構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る排気浄化システムを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

【0014】

図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１０には、吸気マニホールド１０ａと排気マニホールド１０ｂとが設けられている。吸気マニホールド１０ａには新気を導入する吸気通路１１が接続され、排気マニホールド１０ｂには排気を大気に放出する排気通路１２が接続されている。

【0015】

吸気通路１１には、吸気上流側から順に、エアクリーナ１３、過給機１５のコンプレッサ１５ａ、インタークーラ１７等が設けられている。排気通路１２には、排気上流側から順に、過給機１５のタービン１５ｂ、前段後処理装置２０、後段後処理装置３０等が設けられている。なお、図１中において、符号１８はエンジン回転数センサ、符号１９はアクセル開度センサを示している。

【0016】

前段後処理装置２０は、触媒ケース２０ａ内に排気上流側から順に、酸化触媒（Diesel Oxidation Catalyst：以下、ＤＯＣ）２１と、ディーゼル・パティキュレイト・フィルタ（Diesel Particulate Filter、以下、ＤＰＦ）２２とを配置して構成されている。また、ＤＯＣ２１の排気上流側には排気管内噴射装置２３が設けられている。

【0017】

排気管内噴射装置２３は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ）５０から入力される指示信号に応じて、ＤＰＣ２１よりも上流側の排気通路１２内に未燃燃料（主にＨＣ）を噴射する。なお、エンジン１０の多段噴射によるポスト噴射を用いる場合は、この排気管内噴射装置２３を省略してもよい。

【0018】

ＤＯＣ２１は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分を担持して形成されている。ＤＯＣ２１は、排気管内噴射装置２３又はポスト噴射によって未燃燃料（ＨＣ）が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。

【0019】

ＤＰＦ２２は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。ＤＰＦ２２は、排気中のＰＭを隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、推定されるＰＭ堆積量が所定量に達すると、これを燃焼除去するいわゆる強制再生が実行される。強制再生は、排気管内噴射装置２３又はポスト噴射によってＤＯＣ２１に未燃燃料（ＨＣ）を供給し、ＤＰＦ２２に流入する排気温度をＰＭ燃焼温度（例えば、約５００〜６００℃）まで昇温することで行われる。

【0020】

後段後処理装置３０は、排気上流側から順に、尿素水噴射装置３１と、ケース３０ａ内に収容されたＳＣＲ３２とを備えて構成されている。

【0021】

尿素水噴射装置３１は、本発明の尿素水噴射手段の一例であって、ＥＣＵ５０から入力される指示信号に応じて、ＳＣＲ３２よりも上流側の排気通路１２内に、図示しない尿素水タンク内の尿素水を噴射する。噴射された尿素水は排気熱により加水分解されてＮＨ₃に生成され、下流側のＳＣＲ３２に還元剤として供給される。

【0022】

ＳＣＲ３２は、例えば、ハニカム構造体等のセラミック製担体表面にゼオライト等を担持して形成されており、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気流れ方向に沿って配置して構成されている。ＳＣＲ３２は、還元剤として供給されるＮＨ₃を吸着すると共に、吸着したＮＨ₃で通過する排気中からＮＯｘを選択的に還元浄化する。また、本実施形態のＳＣＲ３２には、少なくとも一個以上の隔壁を挟んで対向配置されてコンデンサを形成する複数本の入口側電極３７及び、出口側電極３８がそれぞれ設けられている。

【0023】

入口側電極３７は、ＳＣＲ３２のセル内に入口（上流）側から排気流れ方向の略中央部近傍まで挿入されている。出口側電極３８は、ＳＣＲ３２のセル内に出口（下流）側から排気流れ方向の略中央部近傍まで挿入されている。入口側電極３７及び出口側電極３８の外周面は、耐腐食性の絶縁層（不図示）で被覆されている。これら入口側電極３７及び出口側電極３８は、何れも図示しない静電容量検出回路を介してそれぞれＥＣＵ５０に電気的に接続されている。これら入口側電極３７、出口側電極３８及び静電容量検出回路（不図示）は、本発明の静電容量検出手段の一例として好ましい。

【0024】

なお、入口側電極３７及び出口側電極３８の配列パターンとしては、例えば、図２（ａ）に示すように、ＳＣＲ３２の径方向に二列を並設するパターンや、図２（ｂ）に示すように、径方向の二列を互いに交差させるパターン等が好ましい。これにより、ＳＣＲ３２内部における全体の静電容量を効果的に検出することが可能になる。

【0025】

ＥＣＵ５０は、エンジン１０や尿素水噴射装置３１等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。

【0026】

また、ＥＣＵ５０は、図３に示すように、ＳＣＲ内部温度演算部５１と、ＮＨ₃吸着量演算部５２と、尿素水噴射制御部５３と、噴射量補正部５４とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるＥＣＵ５０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

【0027】

ＳＣＲ内部温度演算部５１は、本発明の内部温度演算手段の一例であって、入口側電極３７間の静電容量及び、出口側電極３８間の静電容量に基づいて、ＳＣＲ３２の内部温度を演算する。一般的に、電極３７，３８間の静電容量Ｃは、電極３７，３８間の媒体の誘電率ε、電極３７，３８の面積Ｓ、電極３７，３８間の距離ｄとする以下の数式１で表される。

【0028】

【数1】

【0029】

数式１において、電極３７，３８の面積Ｓ及び距離ｄは一定であり、誘電率εが排気温度の影響を受けて変化すると、これに伴い静電容量Ｃも変化する。すなわち、電極３７，３８間の静電容量Ｃを検出すれば、ＳＣＲ３２の内部温度を演算することができる。

【0030】

ＥＣＵ５０には、予め実験等により求めた静電容量ＣとＳＣＲ内部温度Ｔとの関係を示す静電容量・温度特性マップ（例えば、図４参照）が記憶されている。ＳＣＲ内部温度演算部５１は、静電容量・温度特性マップから入口側電極３７間の静電容量Ｃに対応する値を読み取ることで、ＳＣＲ３２の入口側内部温度Ｔ_{SCR_IN}を演算する。さらに、静電容量・温度特性マップから出口側電極３８間の静電容量Ｃに対応する値を読み取ることで、ＳＣＲ３２の出口側内部温度Ｔ_{SCR_OUT}を演算するように構成されている。なお、これら入口側内部温度Ｔ_{SCR_IN}及び、出口側内部温度Ｔ_{SCR_OUT}の演算はマップに限定されず、予め実験等により作成した近似式等から求めてもよい。

【0031】

ＮＨ₃吸着量演算部５２は、本発明の還元剤吸着量演算手段の一例であって、入口側電極３７間の静電容量及び、出口側電極３８間の静電容量に基づいて、ＳＣＲ３２に吸着されているＮＨ₃実吸着量を演算する。ＮＨ₃は誘電率εが高いため、ＳＣＲ３２内にＮＨ₃の吸着が進むと、電極３７，３８間の静電容量Ｃも増加する（数式１参照）。すなわち、電極３７，３８間の静電容量Ｃを検出すれば、ＳＣＲ３２のＮＨ₃実吸着量を演算することができる。

【0032】

ＥＣＵ５０には、予め実験等により求めた静電容量ＣとＮＨ₃実吸着量ＳＴ_NH3との関係を示す静電容量・ＮＨ₃吸着量マップ（例えば、図５参照）が記憶されている。ＮＨ₃吸着量演算部５２は、静電容量・ＮＨ₃吸着量マップから入口側電極３７間の静電容量Ｃに対応する値を読み取ることで、ＳＣＲ３２の入口側ＮＨ₃実吸着量ＳＴ_{NH3_IN}を演算する。さらに、静電容量・ＮＨ₃吸着量マップから出口側電極３８間の静電容量Ｃに対応する値を読み取ることで、ＳＣＲ３２の出口側ＮＨ₃実吸着量ＳＴ_{NH3_OUT}を演算するように構成されている。なお、これら入口側ＮＨ₃実吸着量ＳＴ_{NH3_IN}及び、出口側ＮＨ₃実吸着量ＳＴ_{NH3_OUT}の演算はマップに限定されず、予め実験等により作成した近似式等から求めてもよい。

【0033】

尿素水噴射制御部５３は、本発明の噴射制御手段の一例であって、エンジン１０の運転状態等に基づいて尿素水噴射装置３１の尿素水噴射量を制御する。より詳しくは、尿素水噴射制御部５３は、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑからエンジン１０のＮＯｘ排出量を演算すると共に、このＮＯｘ排出量に応じて必要になる尿素水の基本噴射量ＩＮＪ_{U_std}を設定する。この基本噴射量ＩＮＪ_{U_std}は、後述する噴射量補正部５４によって必要に応じて補正される。

【0034】

噴射量補正部５４は、本発明の噴射量補正手段の一例であって、尿素水噴射制御部５３で設定された基本噴射量ＩＮＪ_{U_std}を、ＳＣＲ内部温度演算部５１から入力される入口側内部温度Ｔ_{SCR_IN}、出口側内部温度Ｔ_{SCR_OUT}及び、ＮＨ₃吸着量演算部５２から入力される入口側ＮＨ₃実吸着量ＳＴ_{NH3_IN}、出口側ＮＨ₃実吸着量ＳＴ_{NH3_OUT}に基づいて補正する。

【0035】

より詳しくは、ＥＣＵ５０には、予め実験等により作成したＳＣＲ３２の内部温度Ｔ_SCRとＮＨ₃吸着可能量ＳＴ_{NH3_MAX}との関係を示すＮＨ₃吸着可能量マップ（例えば、図６参照）が記憶されている。

【0036】

噴射量補正部５４は、ＮＨ₃吸着可能量マップから、現在の入口側内部温度Ｔ_{SCR_IN}に対応する入口側吸着可能量ＳＴ_{NH3_MAX_IN}と、現在の入口側ＮＨ₃実吸着量ＳＴ_{NH3_IN}との入口側吸着量偏差ΔＳＴ_{NH3_IN}（＝ＳＴ_{NH3_MAX_IN}−ＳＴ_{NH3_IN}）を読み取る。さらに、ＮＨ₃吸着可能量マップから、現在の出口側内部温度Ｔ_{SCR_OUT}に対応する出口側吸着可能量ＳＴ_{NH3_MAX_OUT}と、現在の出口側ＮＨ₃実吸着量ＳＴ_{NH3_OUT}との出口側吸着量偏差ΔＳＴ_{NH3_OUT}（＝ＳＴ_{NH3_MAX_OUT}−ＳＴ_{NH3_OUT}）を読み取る。そして、これら入口側吸着量偏差ΔＳＴ_{NH3_IN}と出口側吸着量偏差ΔＳＴ_{NH3_OUT}との総和ΔＳＴ_NH3（＝ΔＳＴ_{NH3_IN}＋ΔＳＴ_{NH3_OUT}）に相当する噴射補正量ΔＩＮＪに基づいて、基本噴射量ＩＮＪ_{U_std}を増減補正するように構成されている（ＩＮＪ_{U_exh}＝ＩＮＪ_{U_std}＋／−ΔＩＮＪ）。補正後の尿素水噴射は、尿素水噴射装置３１のインジェクタ（不図示）に印加される各噴射の通電パルス幅を増減させるか、あるいは噴射回数を増減させることで実行される。

【0037】

次に、図７に基づいて、本実施形態の排気浄化システムによる制御フローを説明する。なお、本制御はイグニッションキーのＯＮ操作と同時にスタートする。

【0038】

ステップ（以下、ステップを単にＳと記載する）１００では、エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｑから演算されるエンジン１０のＮＯｘ排出量に応じて、尿素水の基本噴射量ＩＮＪ_{U_std}が設定される。

【0039】

Ｓ１１０では、入口側電極３７間の静電容量Ｃに基づいて、ＳＣＲ３２の入口側内部温度Ｔ_{SCR_IN}が演算されると共に、出口側電極３８間の静電容量Ｃに基づいて、ＳＣＲ３２の出口側内部温度Ｔ_{SCR_OUT}が演算される。

【0040】

Ｓ１２０では、入口側電極３７間の静電容量Ｃに基づいて、ＳＣＲ３２の入口側ＮＨ₃実吸着量ＳＴ_{NH3_IN}が演算されると共に、出口側電極３８間の静電容量Ｃに基づいて、ＳＣＲ３２の出口側ＮＨ₃実吸着量ＳＴ_{NH3_OUT}が演算される。

【0041】

Ｓ１３０では、ＮＨ₃吸着可能量マップ（図６）から、Ｓ１１０で演算された入口側内部温度Ｔ_{SCR_IN}に対応する入口側吸着可能量ＳＴ_{NH3_MAX_IN}及び、Ｓ１１０で演算された出口側内部温度Ｔ_{SCR_OUT}に対応する出口側吸着可能量ＳＴ_{NH3_MAX_OUT}が演算される。

【0042】

Ｓ１４０では、Ｓ１３０で演算された入口側吸着可能量ＳＴ_{NH3_MAX_IN}と、Ｓ１２０で演算された入口側ＮＨ₃実吸着量ＳＴ_{NH3_IN}との入口側吸着量偏差ΔＳＴ_{NH3_IN}（＝ＳＴ_{NH3_MAX_IN}−ＳＴ_{NH3_IN}）が演算されると共に、Ｓ１３０で演算された出口側吸着可能量ＳＴ_{NH3_MAX_OUT}と、Ｓ１２０で演算された出口側ＮＨ₃実吸着量ＳＴ_{NH3_OUT}との出口側吸着量偏差ΔＳＴ_{NH3_OUT}（＝ＳＴ_{NH3_MAX_OUT}−ＳＴ_{NH3_OUT}）が演算される。

【0043】

Ｓ１５０では、Ｓ１４０で演算された入口側吸着量偏差ΔＳＴ_{NH3_IN}と出口側吸着量偏差ΔＳＴ_{NH3_OUT}との総和ΔＳＴ_NH3（＝ΔＳＴ_{NH3_IN}＋ΔＳＴ_{NH3_OUT}）が所定の閾値よりも多いか否かが判定される。総和ΔＳＴ_NH3が所定の閾値よりも多い場合（Ｙｅｓ）は、Ｓ１６０に進み、この総和ΔＳＴ_NH3に相当する噴射補正量ΔＩＮＪに基づいて、基本噴射量ＩＮＪ_{U_std}が増減補正される（ＩＮＪ_{U_exh}＝ＩＮＪ_{U_std}＋／−ΔＩＮＪ）。さらに、Ｓ１７０では、補正後の噴射量ＩＮＪ_{U_exh}に基づいて、尿素水噴射装置３１の尿素水噴射が実行される。

【0044】

一方、Ｓ１５０で、総和ΔＳＴ_NH3が所定の閾値未満の場合（Ｎｏ）は、Ｓ１８０に進み、補正を行うことなく、Ｓ１００で設定した基本噴射量ＩＮＪ_{U_std}に基づいて尿素水噴射装置３１の尿素水噴射が実行される。その後、上述のＳ１００〜１８０の各制御ステップは、イグニッションキーのＯＦＦ操作まで繰り返し実行される。

【0045】

次に、本実施形態に係る排気浄化システムによる作用効果を説明する。

【0046】

従来、ＳＣＲのＮＨ₃スリップを抑制する技術として、ＳＣＲ出口に設けたＮＨ₃センサの検出値に基づいて、ＳＣＲ内のＮＨ₃吸着量を推定すると共に、推定したＮＨ₃吸着量に応じて尿素水噴射量を補正する手法が知られている。しかしながら、ＮＨ₃センサのセンサ値から推定する手法では、ＳＣＲ内部の実際のＮＨ₃吸着量を正確に把握できず、尿素水噴射量を最適に制御できない可能性がある。

【0047】

これに対し、本実施形態の排気浄化システムでは、ＳＣＲ３２の入口側から中間部まで挿入された入口側電極３７間の静電容量及び、ＳＣＲ３２の出口側から中間部まで挿入された出口側電極３８間の静電容量に基づいて、ＳＣＲ３２内部のＮＨ₃吸着量を直接的に演算すると共に、正確なＮＨ₃実吸着量とＮＨ₃吸着可能量との差に応じて、尿素水噴射量を適宜補正するように構成されている。

【0048】

したがって、本実施形態の排気浄化システムによれば、ＳＣＲ３２内部の入口側から出口側に至る全領域において、ＮＨ₃吸着量を高精度に検出することができる。また、尿素水噴射量をＳＣＲ３２のＮＨ₃実吸着量に応じて正確に制御することが可能となり、ＳＣＲ３２のＮＨ₃スリップを確実に防止すると共に、ＮＯｘの還元浄化率を効果的に向上することもできる。さらに、ＳＣＲ３２の下流側に余剰のＮＨ₃を酸化除去するＤＯＣ等を配置する必要がなくなり、装置全体のコストや重量・サイズ等を効果的に低減することも可能になる。

【0049】

なお、本発明は、上述の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、適宜変形して実施することが可能である。

【0050】

例えば、図８に示すように、ＳＣＲ３２の容量等に応じて、ＳＣＲ３２を分割して複数個（図示例では２個）備えて構成してもよい。この場合は、各ＳＣＲ３２ａ，３２ｂに、入口側電極３７及び出口側電極３８をそれぞれ設ければよい。また、電極３７，３８の本数は少なくとも一対以上であればよく、図示例に限定されるものではない。また、エンジン１０はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他の内燃機関にも広く適用することが可能である。

【符号の説明】

【0051】

１０ エンジン
１２ 排気通路
１８ エンジン回転数センサ
１９ アクセル開度センサ
３０ 後段後処理装置
３１ 尿素水噴射装置
３２ ＳＣＲ
３７ 入口側電極
３８ 出口側電極
５０ ＥＣＵ
５１ ＳＣＲ内部温度演算部
５２ ＮＨ₃吸着量演算部
５３ 尿素水噴射制御部
５４ 噴射量補正部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】