JP2014118945A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、尿素水の濃度を診断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】ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理が開始され、排ガス温度が所定温度以上となってから、所定時間経過すると、尿素水インジェクタから尿素水を噴射する(S10-S16)。そして、複数のＮＯｘセンサにて、排ガス中のＮＯｘ濃度をそれぞれ検出する（S18）。それから、当該検出結果に基づいて、ＮＯｘ浄化効率を算出する(S20)。そして、当該ＮＯｘ浄化効率より尿素水濃度を算出する(S22)。次に、尿素水濃度が規定値（例えば３２．５％）未満であると、尿素水濃度が規定値未満である旨を運転者に警告する(S24-S26)。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に係り、詳しくは、尿素水の品質診断に関する。

ディーゼルエンジンや希薄燃焼ガソリンエンジンは、燃料と空気との混合気中に酸素が多く含まれることから排ガス中への窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量が多くなる。
そこで、従来より、ディーゼルエンジンや希薄燃焼ガソリンエンジンでは、選択還元型触媒や、ＮＯｘトラップ触媒等を排気流路に設けている。特にディーゼルエンジンでは、高回転速度・高負荷運転時にＮＯｘの排出量が多くなることから、尿素水を排気流路中の排ガスに添加して、尿素水が加水分解して発生したアンモニア（ＮＨ３）にてＮＯｘを還元浄化する選択還元型触媒装置が用いられている。

このような、選択還元型触媒装置では、選択還元型触媒の上下流にＮＯｘセンサを配設し、当該ＮＯｘセンサの検出値に基づいて、選択還元型触媒やＮＯｘセンサの異常を検出する技術が開発されている（特許文献１）。

特許第４８７４３６４号公報

上記特許文献１の内燃機関の排気浄化装置では、選択還元型触媒やＮＯｘセンサの異常検出を行って、選択還元型触媒にてＮＯｘを浄化している。
ところで、上記特許文献１の内燃機関の排気浄化装置では、尿素水の尿素濃度を検出する検出手段を有していないため、選択還元型触媒に尿素の濃度が適正でない尿素水が用いられると、選択還元型触媒やＮＯｘセンサが正常に機能していたとしても、ＮＯｘの排出量に対してアンモニアの量が不足し、選択還元型触媒にて適切にＮＯｘが還元浄化されずにＮＯｘが排出されたり、また、ＮＯｘの排出量に対してアンモニアの量が多くなり選択還元型触媒にてＮＯｘの還元浄化に全てのアンモニアが使用されずにアンモニアが排出されたりする虞がある。

このように、ＮＯｘやアンモニアが大気に排出されることは好ましいことではない。
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、尿素水の濃度を診断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。

上記の目的を達成するために、請求項１の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排ガスに含まれる窒素酸化物を尿素水供給手段により供給される尿素水にて還元浄化する選択還元型触媒と、前記選択還元型触媒に流入する前記窒素酸化物の濃度を検出する第１濃度検出手段と、前記選択還元型触媒より流出する前記窒素酸化物の濃度を検出する第２濃度検出手段と、前記選択還元型触媒に吸着した炭化水素の脱離処理を行う炭化水素脱離手段と、前記炭化水素脱離手段による前記炭化水素の脱離処理の完了後に、前記第１濃度検出手段と前記第２濃度検出手段の検出結果に基づいて、前記尿素水の濃度を判定する濃度判定手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置では、請求項１において、前記炭化水素脱離手段は、前記選択還元型触媒に吸着されている前記炭化水素の吸着量に基づいて、前記炭化水素の脱離処理を行うことを特徴とする。
また、請求項３の内燃機関の排気浄化装置では、請求項１或いは２において、前記尿素水供給手段の上流に、前記排ガス中の微粒子状物質を除去するディーゼルパティキュレートフィルタを備え、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理は、前記炭化水素の脱離処理を兼ねることを特徴とする。

また、請求項４の内燃機関の排気浄化装置では、請求項３において、前記濃度判定手段は、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理中であって、該再生処理の開始から所定時間経過後に前記尿素水の濃度判定を実施することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、選択還元型触媒に吸着した炭化水素の脱離処理を行った後に、第１濃度検出手段と第２濃度検出手段の検出結果に基づいて、尿素水供給手段により供給される尿素水の濃度を判定している。
このように、尿素水の濃度判定前に、選択還元型触媒に吸着している炭化水素を脱離することで、炭化水素の吸着による窒素酸化物の浄化効率の低下を防止することができる。

したがって、尿素水の濃度判定時に、選択還元型触媒での窒素酸化物の浄化効率を安定させることができるので、精度良く尿素水の濃度を判定することができる。
請求項２の発明によれば、炭化水素脱離手段は、選択還元型触媒の炭化水素の吸着量に基づいて、炭化水素の脱離処理を行うようにしている。
したがって、例えば、選択還元型触媒に吸着されている炭化水素の吸着量が多い場合には、炭化水素の脱離処理の時間を長くすることで、確実に炭化水素を脱離することができる。

よって、尿素水の濃度判定前に、確実に選択還元型触媒に吸着している炭化水素を脱離することができるので、精度良く尿素水の濃度を判定することができる。
また、請求項３の発明によれば、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理が選択還元型触媒に吸着している炭化水素の脱離処理を兼ねている。
即ち、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理での排ガス温度は、選択還元型触媒から炭化水素が離脱する温度以上となるので、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理は、選択還元型触媒に吸着している炭化水素の脱離処理を兼ねることが可能である。

したがって、選択還元型触媒に吸着している炭化水素の吸着量に基づいて、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理を行うことで、確実に炭化水素の脱離を行うことができ、精度良く尿素水の濃度を判定することができる。
また、請求項４の発明によれば、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理中であって、該再生処理の開始から所定時間経過後に尿素水の濃度判定を実施している。

ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理中は、ディーゼルパティキュレートフィルタ内の微粒子状物質を燃焼させるために排ガスの温度が高温となっている。当該排ガスの温度は、一般的に尿素水を加水分解してアンモニアの生成を開始する温度よりも高くなっている。
したがって、尿素水よりアンモニアが生成される量が多くなる、即ち、アンモニア生成率が高くなる。

よって、尿素水からのアンモニア生成率が高く、尿素水が加水分解されずに選択還元型触媒より排出されることを抑制することができるので、第２濃度検出手段にて選択還元型触媒より排出される窒素酸化物の排出量のみを正確に検出することができる。
また、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理中は、排ガスの温度を高温としているために窒素酸化物の排出量が多くなる。

したがって、選択還元型触媒に流入する窒素酸化物の流入量が多いので、選択還元型触媒での窒素酸化物の浄化効率の変化を容易に判定することができる。
よって、第１濃度検出手段と第２濃度検出手段の検出結果に基づいて、選択還元型触媒での窒素酸化物の浄化効率を算出して、当該浄化効率より尿素水の濃度を判定することで、精度良く尿素水の濃度を判定することができる。

また、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理開始から所定時間経過後に尿素水の濃度判定を実施することで、尿素水濃度判定前までに選択還元型触媒に吸着している炭化水素の脱離を確実に行うことができる。

本発明に係る内燃機関の排気浄化装置が適用されたエンジンの概略構成図である。 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置のエンジンコントロールユニットが実行する尿素濃度判定の制御フローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、内燃機関の排気浄化装置が適用されたエンジン１の概略構成図である。
図１に示すように、図示しない車両に搭載されるエンジン（内燃機関）１は、多気筒の筒内直接噴射式内燃機関（例えばコモンレール式ディーゼルエンジン）であり、詳しくは、コモンレールに蓄圧された高圧燃料を各気筒の燃料噴射ノズル２に供給し、任意の噴射時期及び噴射量で当該燃料噴射ノズル２から各気筒の燃焼室３内に噴射可能な構成を成している。

エンジン１の各気筒には、上下摺動可能なピストン４が設けられている。そして、当該ピストン４は、コンロッド５を介してクランクシャフト６に連結されている。また、クランクシャフト６の一端部にはフライホイールが設けられている。
燃焼室３には、インテークポート７とエキゾーストポート８とが連通されている。
インテークポート７には、燃焼室３と当該インテークポート７との連通と遮断を行うインテークバルブ９が設けられている。また、エキゾーストポート８には、燃焼室３と当該エキゾーストポート８との連通と遮断とを行うエキゾーストバルブ１０が設けられている。

インテークポート７の上流には、吸入した空気を各気筒に分配するインテークマニフォールド１１が連通するように設けられている。そして、エキゾーストポート８の下流には、各気筒から排出される排ガスをまとめるエキゾーストマニフォールド１２が連通するように設けられている。
インテークマニフォールド１１の各気筒に吸入空気を分配するための分岐の上流のインテークマニフォールド１１には、酸素濃度を検出する酸素濃度センサ１３がセンサ部をインテークマニフォールド１１内に突出するように設けられている。また、空燃比センサ１３の下流には、燃焼室３に吸入される吸入空気の温度を検出する吸気温度センサ１４がインテークマニフォールド１１内に突出するように設けられている。

インテークマニフォールド１１とエキゾーストマニフォールド１２には、それぞれが連通するように高温・高圧の排ガスの一部を吸気へ戻す、即ち高温・高圧の排気還流ガスを吸気に導入する高圧排気還流通路１５が設けられている。また、高圧排気還流通路１５は、酸素濃度センサ１３の上流のインテークマニフォールド１１に、高温・高圧の排ガスが吸気に戻る量、即ち排気還流ガスの流量を調整する排気還流バルブ１６を介して接続されている。また、高圧排気還流通路１５には、インテークマニフォールド１１に導入する排ガスを冷却する排気還流クーラ１７が設けられている。

インテークマニフォールド１１の上流には、最上流から吸入された新気中のゴミを取り除くエアークリーナ１８と、圧縮され高温となった新気を冷却するインタークーラ２０と、新気の流量を調整しつつ、後述する低圧排気還流通路４１より導入される低圧の排気還流ガスの流量を調整するための電子制御スロットルバルブ３９と、排気のエネルギを利用し吸入された新気を圧縮するターボチャージャ１９の図示しないコンプレッサハウジングとが吸気管２１を介してインテークマニフォールド１１に接続されている。また、高圧排気還流通路１５より導入される排気還流ガスの流量を調整するための電子制御スロットルバルブ２２は、インテークマニフォールド１１と吸気管２１との間に配設されている。電子制御スロットルバルブ２２，３９には、スロットルバルブの開き度合を検出するスロットルポジションセンサ２３，４０が備えられている。

吸気管２１のエアークリーナ１８とターボチャージャ１９のコンプレッサハウジングとの間の吸気管２１には、吸入される空気の温度を検出する吸気温度センサ３８が吸気管２１内に突出するように設けられている。
エキゾーストマニフォールド１２の下流には、ターボチャージャ１９に排ガスを導入する図示しないタービンハウジングと、排気管２４とが連通するように設けられている。

排気管２４には、上流から順番に排ガス中の被酸化成分を酸化する酸化触媒２５と、排ガス中の黒鉛を主成分とする微粒子状物資を捕集し燃焼させるディーゼルパティキュレートフィルタ２６と、排ガス中の窒素酸化物（以下、ＮＯｘ）をアンモニアを用いて還元浄化する選択還元型触媒２８とが連通するように設けられている。なお、酸化触媒２５とディーゼルパティキュレートフィルタ２６は、ケーシング２９内に配設されている。また、選択還元型触媒２８は、ケーシング３０内に配設されている。

選択還元型触媒２８は、尿素水インジェクタ３６より噴射された尿素水が加水分解を起こして発生したアンモニアが供給され排ガス中のＮＯｘを還元浄化するものである。
排気管２４のターボチャージャ１９とケーシング２９との間には、排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ３１が排気管２４内に突出するように設けられている。
ケーシング２９の酸化触媒２５の上流には、酸化触媒２５に流入する排ガスの温度を検出する排気温度センサ３２がケーシング２９内に突出するように設けられている。また、ケーシング２９の酸化触媒２５とディーゼルパティキュレートフィルタ２６との間には、酸化触媒２５から流出する排ガスの温度を検出する排気温度センサ３３がケーシング２９内に突出するように設けられている。そして、ケーシング２９のディーゼルパティキュレートフィルタ２６の下流には、ディーゼルパティキュレートフィルタ２６から流出する排ガスの温度を検出する排気温度センサ３４がケーシング２９内に突出するように設けられている。

排気管２４のディーゼルパティキュレートフィルタ２６と選択還元型触媒２８との間、即ち排気管２４のケーシング２９とケーシング３０との間には、排ガス内のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサ（第１濃度検出手段）３５が排気管２４内に突出するように設けられている。そして、排気管２４のＮＯｘセンサ３５とケーシング３０との間には、尿素水インジェクタ（尿素水供給手段）３６が排気管２４内に突出するように設けられている。なお、ＮＯｘセンサ３５の検出値は、センサの特性上、アンモニアに影響されるものである。即ち、ＮＯｘセンサ３５の検出値は、排ガス中のＮＯｘの濃度が一定であっても、アンモニアの濃度が濃くなると、高い検出値（ＮＯｘ濃度）を出力する。

尿素水インジェクタ３６は、選択還元型触媒２８にアンモニアを供給するための尿素水を排気管２４内に噴射するものである。なお、尿素水は、外部に設けられた図示しない尿素水タンクより供給される。そして、尿素水インジェクタ３６から選択還元型触媒２８までの距離は、尿素水インジェクタ３６から噴射された尿素水が加水分解されアンモニアを発生するまでに必要な距離以上に設定されている。したがって、尿素水インジェクタ３６より噴射された尿素水は、選択還元型触媒２８に到達するまでに加水分解を起こしアンモニアを発生する。

排気管２４の選択還元型触媒２８の下流、即ちケーシング３０の下流には、選択還元型触媒２８から流出する排ガス内のＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサ（第２濃度検出手段）３７が排気管２４内に突出するように設けられている。なお、ＮＯｘセンサ３７は、ＮＯｘセンサ３５と同様に、センサの特性上、アンモニアに影響されるものである。即ち、ＮＯｘセンサ３７の検出値は、排ガス中にＮＯｘの濃度が一定であっても、アンモニアの濃度が濃くなると、高い検出値（ＮＯｘ濃度）を出力する。

電子制御スロットルバルブ３９とターボチャージャ１９との間の吸気管２１と、ディーゼルパティキュレートフィルタ２９の下流の排気管２４には、それぞれが連通するように低温・低圧の排ガスの一部を吸気へ戻す、即ち低温・低圧の排気還流ガスを吸気に導入する低圧排気還流通路４１が設けられている。また、低圧排気還流通路４１には、排気が吸気に戻る量、即ち排気還流ガスの流量を調整する排気還流バルブ４２と、吸気へ戻す排気を冷やす排気還流クーラ４３と、吸気に戻す排ガスから異物を取り除く排気還流フィルタ４４とが設けられている。

また、警報装置５０は、車室内に配設され、尿素水タンクに貯留された尿素水の濃度が異常であることを音声の発話や警告灯の点灯等によって、運転者に警告を促すものである。
そして、燃料噴射ノズル２、酸素濃度センサ１３，３１、吸気温度センサ１４，３８、排気還流バルブ１６，４２、電子制御スロットルバルブ２２，３９、スロットルポジションセンサ２３，４０、排気温度センサ３２，３３，３４、ＮＯｘセンサ３５，３７、尿素水インジェクタ３６、警報装置５０及びエンジン１の運転状態を検出する各種センサやエンジン１が搭載される車両の運転者が操作するアクセルペダルの操作度合いを検出するアクセルポジションセンサ等の各種装置は、エンジン１の総合的な制御を行うための制御装置であって入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、タイマ及び中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されるエンジンコントロールユニット（炭化水素脱離手段、濃度判定手段）６０と電気的に接続されている。当該エンジンコントロールユニット６０は、各種センサ類からの各情報に基づき各種装置の作動を制御して、エンジン１の運転を制御するものである。

エンジンコントロールユニット６０の入力側には、酸素濃度センサ１３，３１、吸気温度センサ１４，３８、スロットルポジションセンサ２３，４０、排気温度センサ３２，３３，３４、ＮＯｘセンサ３５，３７、及びアクセルポジションセンサ等のセンサ類が電気的に接続されており、これら各種装置及び各種センサ類からの検出情報が入力される。
一方、エンジンコントロールユニット６０の出力側には、燃料噴射ノズル２、排気還流バルブ１６，４２、電子制御スロットルバルブ２２，３９、尿素水インジェクタ３６及び警報装置５０が電気的に接続されている。

そして、エンジンコントロールユニット６０は、各センサの検出値に基づき、燃料噴射ノズル２からのプレ噴射、メイン噴射及びアフタ噴射の燃料噴射量、噴射時期と、排気還流バルブ１６，４２や電子制御スロットルバルブ２２，３９の開度と尿素水インジェクタ３６からの尿素水の噴射量等を最適に制御し、エンジン１を高精度に制御する。
また、エンジンコントロールユニット６０は、図示しない圧力センサにて検出されるディーゼルパティキュレートフィルタ２６の上流と下流の排ガスの圧力より、圧力差を算出し所定圧力差となった場合や、運転者の操作によって図示しない強制再生ボタン等が操作された場合に、燃料噴射ノズル２からの燃料の噴射量や噴射時期を制御して、ディーゼルパティキュレートフィルタ２６内に堆積した微粒子状物質を燃焼させるディーゼルパティキュレートフィルタ再生処理を実施する。

更にエンジンコントロールユニット６０は、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理時に、尿素水インジェクタ３６より尿素水を噴射し、ＮＯｘセンサ３５とＮＯｘセンサ３７の検出値に基づいて、選択還元型触媒２８でのＮＯｘの浄化効率であるＮＯｘ浄化効率を算出して、当該ＮＯｘ浄化効率と尿素水の噴射量と排ガス温度に基づいて、尿素水の尿素の濃度、即ち尿素水濃度を算出する。そして、エンジンコントロールユニット６０は、当該尿素水濃度に基づいて、使用している尿素水の尿素水濃度が規定の尿素水濃度であるか、否かを判定する尿素濃度判定を実施する。なお、尿素水濃度は、予め実験や解析等に基づいてＮＯｘ浄化効率と尿素水の噴射量と排ガス温度と尿素水濃度との関係をマップ化してエンジンコントロールユニット６０に記憶させ、当該マップより算出される。

次に本発明に係る内燃機関の排気浄化装置のエンジンコントロールユニット６０での尿素濃度判定について説明する。
図２は、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置のエンジンコントロールユニット６０での尿素濃度判定の制御フローチャートである。
図２に示すように、ステップＳ１０では、再生処理が開始されているか、否かを判別する。詳しくは、ディーゼルパティキュレートフィルタ２６の再生処理が開始されているか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でディーゼルパティキュレートフィルタ２６の再生処理が開始されていれば、ステップＳ１２に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）でディーゼルパティキュレートフィルタ２６の再生処理が開始されていなければ、本ルーチンをリターンする。

ステップＳ１２では、排ガス温度が所定温度（例えば４００℃）以上であるか、否かを判別する。詳しくは、排気温度センサ３４にて検出されるディーゼルパティキュレートフィルタ２６から排出される排ガスの温度に基づいて、尿素水インジェクタ３６と選択還元型触媒２８との間の排ガス温度を推定し、推定された当該排ガス温度が所定温度以上であるか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で推定された当該排ガス温度が所定温度以上であれば、ステップＳ１４に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）で推定された当該排ガス温度が所定温度以上でなければ、本ルーチンをリターンする。なお、所定温度は、選択還元型触媒２８に吸着した炭化水素（ＨＣ）を脱離可能な温度以上であって、且つ尿素水インジェクタ３６より噴射される尿素水が加水分解されてアンモニアとなる温度以上に設定される。

ステップＳ１４では、所定時間経過したか、否かを判別する。詳しくは、ディーゼルパティキュレートフィルタ２６の再生処理が開始されており、排ガス温度が所定温度以上となってから、所定時間経過したか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で所定時間経過していれば、ステップＳ１６に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）で所定時間経過していなければ、本ルーチンをリターンする。なお、所定時間は、選択還元型触媒２８に吸着されるＨＣの吸着量に基づいて、選択還元型触媒２８に吸着したＨＣを完全に脱離することのできる時間以上に設定される。即ち、排ガス温度が所定温度以上となって、所定時間経過することで、選択還元型触媒２８に吸着したＨＣを完全に脱離することができる。また、選択還元型触媒２８に吸着されるＨＣの吸着量は、予め実験や解析等によって、ディーゼルパティキュレートフィルタ２６の再生処理のインターバルにおける排ガス温度が所定温度（例えば、２００℃や３００℃）以下である時間の累積値に対する選択還元型触媒２８に吸着されるＨＣの吸着量を算出してマップ化して記憶しておき、当該マップと実際のディーゼルパティキュレートフィルタ２６の再生処理のインターバルにおける排ガス温度が所定温度以下である時間の累積値とに基づき、実際の選択還元型触媒２８へのＨＣの吸着量が算出される。

ステップＳ１６では、尿素水インジェクタ３６から尿素水の噴射を開始する。即ち、尿素水インジェクタ３６から尿素水を噴射して、尿素水が加水分解されて発生するアンモニアを選択還元型触媒２８に供給し、選択還元型触媒２８にてＮＯｘの浄化を行う。そして、ステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８では、ＮＯｘセンサ３５及びＮＯｘセンサ３７にて、排ガス中のＮＯｘ濃度をそれぞれ検出する。そして、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、ＮＯｘ浄化効率を算出する。詳しくは、ＮＯｘセンサ３５にて検出されたＮＯｘ濃度からＮＯｘセンサ３７にて検出されたＮＯｘ濃度を減算して、ＮＯｘ濃度差を算出する。そして、算出されたＮＯｘ濃度差をＮＯｘセンサ３５にて検出されたＮＯｘ濃度にて除算し、更に１００を乗算してＮＯｘ浄化効率を算出する。そして、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、尿素水濃度を算出する。詳しくは、ステップＳ２０にて検出されたＮＯｘ浄化効率と、尿素水インジェクタ３６からの総尿素水噴射量と、排ガス温度より尿素水インジェクタ３６から噴射された尿素水の尿素の濃度である尿素水濃度を算出する。そして、ステップＳ２４に進む。なお、ここでの尿素水濃度は、予め実験や解析等より、総尿素水噴射量と排ガス温度とを変数とした尿素水濃度とＮＯｘ浄化効率の関係をマップ化して記憶させ、当該マップに基づいて算出する。また、総尿素水噴射量とは、ＮＯｘ浄化効率算出時に噴射された尿素水の積算値である。

ステップＳ２４では、尿素水が異常であるか、否かを判別する。詳しくは、ステップＳ２２にて算出した尿素水濃度が規定値（例えば３２．５％）未満か、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で尿素水濃度が規定値（例えば３２．５％）未満であれば、ステップＳ２６に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）で尿素水濃度が規定値（例えば３２．５％）未満でなければ、本ルーチンをリターンする。

ステップＳ２６では、尿素水濃度が規定値未満である旨を警報装置５０により運転者に警告する。そして、本ルーチンをリターンする。
このように本発明の内燃機関の排気浄化装置では、ディーゼルパティキュレートフィルタ２６の再生処理が開始され、排ガス温度が所定温度以上となってから、所定時間経過すると、尿素水インジェクタ３６から尿素水を噴射して、尿素水が加水分解されて発生するアンモニアを選択還元型触媒２８に供給し、選択還元型触媒２８にてＮＯｘの浄化を行う。そして、ＮＯｘセンサ３５及びＮＯｘセンサ３７にて、排ガス中のＮＯｘ濃度をそれぞれ検出し、当該検出結果に基づいてＮＯｘ浄化効率を算出する。そして、当該ＮＯｘ浄化効率より尿素水濃度を算出し、当該尿素水濃度が規定値（例えば３２．５％）未満であると、尿素水濃度が規定値未満である旨を警報装置５０により運転者に警告するようにしている。

尿素水の濃度判定前に、ディーゼルパティキュレートフィルタ２６の再生処理が開始され、所定温度以上の排ガス温度を所定時間維持することで、選択還元型触媒２８に吸着している炭化水素（ＨＣ）を脱離することができる。
したがって、選択還元型触媒２８にＨＣが吸着することによる窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化効率の低下を防止することができる。

よって、尿素水の濃度判定時に、選択還元型触媒２８でのＮＯｘの浄化効率を安定させることができるので、精度良く尿素水の濃度を判定することができる。
また、所定時間を選択還元型浄化触媒２８に吸着されているＨＣの吸着量に基づいて設定しているので、例えばＨＣの吸着量が多い場合にはディーゼルパティキュレートフィルタ２６の再生処理の時間を長くすることで、選択還元型浄化触媒２８から確実にＨＣを脱離することができる。

また、ディーゼルパティキュレートフィルタ２６の再生処理中は、ディーゼルパティキュレートフィルタ２６内の微粒子状物質（ＰＭ）を燃焼させるために排ガス温度が尿素水を加水分解してアンモニアの生成を開始する温度よりも高くなっている。
したがって、尿素水よりアンモニアが生成される量が多くなる、即ち、アンモニア生成率が高くなる。

よって、尿素水からのアンモニア生成率が高く、尿素水が加水分解されずに選択還元型触媒２８より排出されることを抑制することができるので、ＮＯｘセンサ３７にて選択還元型触媒２８より排出されるＮＯｘの排出量のみを正確に検出することができる。
また、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理中は、排ガス温度を高温としているためにＮＯｘの排出量が多くなる。

したがって、選択還元型触媒２８に流入するＮＯｘの流入量が多いので、選択還元型触媒２８でのＮＯｘの浄化効率の変化を容易に判定することができる。
よって、ＮＯｘセンサ３５とＮＯｘセンサ３７の検出結果に基づいて、選択還元型触媒２８でのＮＯｘの浄化効率を算出して、当該浄化効率より尿素水の濃度を判定することで、精度良く尿素水の濃度を判定することができる。

以上で発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の形態は上記実施形態に限定されるものではない。
上記実施形態では、エンジン１を高圧排気還流通路１５と低圧排気還流通路４１等の排気を吸気に再循環させる排気再循環装置を備えているが、これに限定されるものではなく、もちろんそれらの排気再循環装置の一方のみを備える内燃機関、或いはいずれの排気再循環装置も備えない内燃機関にも適用可能であることはいうまでもない。

１ エンジン（内燃機関）
２６ ディーゼルパティキュレートフィルタ
２８ 選択還元型触媒
３５ ＮＯｘセンサ（第１濃度検出手段）
３６ 尿素水インジェクタ（尿素水供給手段）
３７ ＮＯｘセンサ（第２濃度検出手段）
６０ エンジンコントロールユニット（炭化水素脱離手段、濃度判定手段）

Claims (4)

1. 内燃機関の排ガスに含まれる窒素酸化物を尿素水供給手段により供給される尿素水にて還元浄化する選択還元型触媒と、
   前記選択還元型触媒に流入する前記窒素酸化物の濃度を検出する第１濃度検出手段と、
   前記選択還元型触媒より流出する前記窒素酸化物の濃度を検出する第２濃度検出手段と、
   前記選択還元型触媒に吸着した炭化水素の脱離処理を行う炭化水素脱離手段と、
   前記炭化水素脱離手段による前記炭化水素の脱離処理の完了後に、前記第１濃度検出手段と前記第２濃度検出手段の検出結果に基づいて算出される前記窒素酸化物の浄化効率に基づき、前記尿素水の濃度を判定する濃度判定手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記炭化水素脱離手段は、前記選択還元型触媒に吸着されている前記炭化水素の吸着量に基づいて、前記炭化水素の脱離処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記尿素水供給手段の上流に、前記排ガス中の微粒子状物質を除去するディーゼルパティキュレートフィルタを備え、
   ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理は、前記炭化水素の脱離処理を兼ねることを特徴とする、請求項１或いは２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記濃度判定手段は、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの再生処理中であって、該再生処理の開始から所定時間経過後に前記尿素水の濃度判定を実施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。

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