JP2019074012A - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、エミッションの悪化を可及的に抑制する排気浄化システムを提供することを目的とする。【解決手段】触媒と、還元剤供給装置と、を備えた内燃機関の排気浄化装置に適用される、内燃機関の排気浄化システムにおいて、所定の指令状態における添加弁からの還元剤の添加量を推定する推定手段であって、該指令状態において、添加弁が開弁しているときに圧力検出手段により検出される還元剤の圧力と、添加弁が閉弁しているときに圧力検出手段により検出される還元剤の圧力と、に基づいて該添加量を推定する推定手段と、推定手段によって推定された添加量である推定添加量と、該推定添加量に対応した所定の指令信号に基づく添加量である所定の基準添加量と、に基づいて、添加弁からの還元剤の添加量を補正するための補正値を算出する算出手段と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。

還元剤を用いて排気を浄化する排気浄化触媒が知られている。例えば、選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、単に「ＮＯｘ触媒」という。）では、アンモニアを還元剤として使用することで、内燃機関からの排気中に含まれるＮＯｘを浄化する。この場合、ＮＯｘ触媒よりも上流側には、排気中にアンモニア又はアンモニアの前駆体である尿素を添加する添加弁等が設置される。

そして、特許文献１には、添加弁に供給される還元剤の圧力と目標圧力との圧力偏差に基づいて、還元剤を圧送するポンプの回転速度をフィードバック制御する技術が開示されている。

特開２０１６−０１１６２１号公報 特開２００４−２１８５２０号公報

添加弁から噴射される還元剤の流量は、添加弁に供給される還元剤の圧力および添加弁の噴口断面積と相関を有する。したがって、添加弁の噴口に析出物が堆積する等して添加弁の噴口断面積が変化してしまうと、添加弁に供給される還元剤の圧力が一定であっても、添加弁から噴射される還元剤の流量が変化してしまう。そうすると、添加弁からＮＯｘ触媒に実際に供給される還元剤の供給量が、排気を適切に浄化するために必要な還元剤の供給量に制御され難くなり、結果として、エミッションが悪化してしまう虞がある。

ここで、添加弁の噴口断面積をオンボードで計測することで上記の問題点に対応することも考えられるが、実際には、添加弁の噴口断面積をオンボードで計測することは容易ではない。

また、先行技術文献等に記載の技術は、添加弁に供給される還元剤の圧力をフィードバックして制御を行うものであって、当該技術では添加弁の噴口断面積が変化し得ることについて考慮されていない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、エミッションの悪化を可及的に抑制する排気浄化システムを提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、内燃機関の排気通路に設けられ還元剤を用いて排気を浄化する触媒と、還元剤供給装置と、を備えた内燃機関の排気浄化装置に適用される。ここで、前記還元剤供給装置は、還元剤を前記触媒へ供給する添加弁と、還元剤を吐出するポンプと、前記ポンプと前記添加弁とを接続して還元剤が流通する還元剤通路と、前記還元剤通路において還元剤の圧力を検出する圧力検出手段と、を含む。そして、上記課題を解決するために本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、前記還元剤供給装置へ指令信号を送信することで前記添加弁から還元剤を添加させる添加制御手段と、
前記添加制御手段から前記還元剤供給装置へ所定の指令信号が送信された指令状態における前記添加弁からの還元剤の添加量を推定する推定手段であって、該指令状態において、前記添加弁が開弁しているときに前記圧力検出手段により検出される還元剤の圧力と、前記添加弁が閉弁しているときに前記圧力検出手段により検出される還元剤の圧力と、に基づいて該添加量を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された添加量である推定添加量と、該推定添加量に対応した前記所定の指令信号に基づく添加量である所定の基準添加量と、に基づいて、前記添加弁からの還元剤の添加量を補正するための補正値を算出する算出手段と、を備え、前記添加制御手段は、前記所定の基準添加量を前記補正値を用いて補正した添加量である補正添加量に対応した指令信号を前記還元剤供給装置へ送信することで、前記添加弁から還元剤を添加させる。

また、前記推定手段は、前記指令状態において、前記添加弁が開弁しているときに前記圧力検出手段により検出される還元剤の圧力をＰｏｐｅｎ、前記添加弁が閉弁しているときに前記圧力検出手段により検出される還元剤の圧力をＰｃｌｏｓｅ、定数をａ及びｂとした場合に、以下の式により前記推定添加量Ｑｉｎｊを算出してもよい。

本発明によれば、エミッションの悪化を可及的に抑制することができる。

本発明の実施形態に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。 吐出圧Ｐｐと吐出流量Ｑｐとの相関を示す図である。 検出圧力Ｐとリターン流量Ｑ_Ｒとの相関を示す図である。 噴射流量Ｑ_ｉｎｊ、吐出流量Ｑｐ、およびリターン流量Ｑ_Ｒの関係を模式的に表す図である。 図２に示した吐出圧Ｐｐと吐出流量Ｑｐとの相関と、図３に示した検出圧力Ｐとリターン流量Ｑ_Ｒとの相関と、を用いて噴射流量Ｑ_ｉｎｊを説明する図である。 本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて実行される制御フローを示すフローチャートである。 要求添加流量ＦＲｒｑ、所定の基準添加流量、および推定添加流量ＦＲａｓを比較する図である。 要求添加流量ＦＲｒｑ、所定の基準添加流量、および補正添加流量を比較する図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本実施形態に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）である。ただし、本発明は、ガソリン等を燃料とする火花点火式の内燃機関にも適用することができる。

内燃機関１は、気筒２内へ燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。なお、内燃機関
１が火花点火式の内燃機関である場合は、燃料噴射弁３は、吸気ポートへ燃料を噴射するように構成されてもよい。

内燃機関１は吸気通路４と接続されている。吸気通路４には、エアフローメータ４０およびスロットル弁４１が設けられている。エアフローメータ４０は、吸気通路４内を流れる吸気（空気）の量（質量）に応じた電気信号を出力する。スロットル弁４１は、吸気通路４におけるエアフローメータ４０よりも下流側に配置されている。スロットル弁４１は、吸気通路４内の通路断面積を変更することで、内燃機関１の吸入空気量を調整する。

内燃機関１は排気通路５と接続されている。排気通路５には排気の流れに従って順に、ＮＯｘセンサ５０、添加弁５１０、選択還元型ＮＯｘ触媒５２（以下、単に「ＮＯｘ触媒５２」と称する。）、および温度センサ５３が設けられている。ＮＯｘ触媒５２は、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘを還元する機能を有する。また、ＮＯｘセンサ５０は、内燃機関１から排出される排気のＮＯｘ濃度に応じた電気信号を出力し、温度センサ５３は、ＮＯｘ触媒５２から流出する排気の温度に応じた電気信号を出力する。

そして、本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置には、還元剤供給装置５１が設けられている。還元剤供給装置５１は、上述した添加弁５１０、ポンプ５１１、還元剤通路５１２、圧力センサ５１３、およびタンク５１４を含む。

タンク５１４には尿素水が貯留されており、添加弁５１０は、タンク５１４内の尿素水を排気通路５に添加する。このようにして、添加弁５１０から噴射された尿素水は、排気の熱またはＮＯｘ触媒５２からの熱により加水分解されてアンモニアとなり、ＮＯｘ触媒５２に吸着する。このアンモニアは、ＮＯｘ触媒５２において還元剤として利用される。つまり、添加弁５１０からＮＯｘ触媒５２に還元剤が供給されることになる。なお、以下では、尿素水を還元剤と称する。

ポンプ５１１は、タンク５１４内に設けられており還元剤を吐出する。ポンプ５１１は、電動ポンプであり、接続された電源から電力が供給されることで回転する。このポンプ５１１は、回転速度を変化させることにより還元剤の吐出量を変化させることができる。これにより還元剤の圧力を調整することができる。そして、ポンプ５１１によって吐出された還元剤は、還元剤通路５１２を介して添加弁５１０に導かれる。

ここで、還元剤が流通する還元剤通路５１２は、フィード通路５１２ａ，５１２ｂおよびリターン通路５１２ｃを有しており、ポンプ５１１からの還元剤は先ず第１フィード通路５１２ａを流通する。そして、第１フィード通路５１２ａを流通した還元剤は、分岐部５１２ｄにおいて、第２フィード通路５１２ｂとリターン通路５１２ｃとに分流する。第２フィード通路５１２ｂは、添加弁５１０に接続されており、第２フィード通路５１２ｂを流通した還元剤は、添加弁５１０に導かれる。リターン通路５１２ｃは、タンク５１４内の尿素水貯留空間に通じており、リターン通路５１２ｃを流通した還元剤は、タンク５１４内の該空間に戻される。なお、リターン通路５１２ｃには、オリフィス５１２ｅが設けられており、該オリフィス５１２ｅによって、リターン通路５１２ｃを流れる還元剤の流量が制限される。

また、還元剤通路５１２には、還元剤の圧力を検出する圧力センサ５１３が設けられている。圧力センサ５１３は、第２フィード通路５１２ｂに設けられている。ただし、これに限定する意図はなく、圧力センサ５１３は、添加弁５１０に供給される還元剤の圧力を検出可能な位置に設けられればよい。なお、本実施形態においては圧力センサ５１３が、本発明における圧力検出手段に相当する。

そして、内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。ＥＣＵ１０には、上記のエアフローメータ４０、ＮＯｘセンサ５０、温度センサ５３、圧力センサ５１３に加え、アクセルポジションセンサ７、およびクランクポジションセンサ８等の各種センサが電気的に接続されている。アクセルポジションセンサ７は、図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関した電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ８は、内燃機関１の機関出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。そして、これらのセンサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、アクセルポジションセンサ７の出力信号に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出し、クランクポジションセンサ８の出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出する。また、ＥＣＵ１０は、エアフローメータ４０の出力値に基づいてＮＯｘ触媒５２に流入する排気の流量（以下、「排気流量」と称する場合もある。）を推定し、温度センサ５３の出力値に基づいてＮＯｘ触媒５２の温度（以下、「触媒温度」と称する場合もある。）を推定する。また、ＥＣＵ１０は、ＮＯｘセンサ５０の出力値に基づいてＮＯｘ触媒５２に流入する排気のＮＯｘ濃度を検出し、更に、該ＮＯｘ濃度と排気流量とに基づいてＮＯｘ触媒５２に流入するＮＯｘ量を推定する。

また、ＥＣＵ１０には、燃料噴射弁３、スロットル弁４１、添加弁５１０、およびポンプ５１１等の各種装置が電気的に接続されている。ＥＣＵ１０によって、これら各種装置が制御される。ここで、ＥＣＵ１０は、還元剤供給装置５１へ指令信号を送信することで添加弁５１０から還元剤を添加させる。詳しくは、ＥＣＵ１０は、ＮＯｘ触媒５２においてＮＯｘを適切に還元するために必要なＮＯｘ触媒５２への還元剤の供給量（以下、「要求供給量」と称する場合もある。）を算出する。そして、ＥＣＵ１０は、要求供給量に応じた添加弁５１０からの還元剤の添加流量（以下、「要求添加流量」と称する場合もある。）を設定する。そして、要求添加流量に対応した指令信号を生成し、該指令信号を還元剤供給装置５１へ送信する。指令信号を受けた還元剤供給装置５１では、該指令信号に応じてポンプ５１１の印加電圧または添加弁５１０の弁開度が制御され、添加弁５１０から還元剤が添加される。なお、ＥＣＵ１０がこのように還元剤を添加させることで、本発明に係る添加制御手段として機能する。

このような排気浄化装置において、添加弁５１０の噴口に析出物が堆積する等してしまうと、添加弁５１０から噴射される還元剤の流量が変化してしまうことがある。そうすると、添加弁５１０からＮＯｘ触媒５２に実際に供給される還元剤の供給量が、要求供給量に制御され難くなり、結果として、エミッションが悪化してしまう虞がある。これについて、以下に説明する。

添加弁５１０からの噴射流量は、下記式１で表すことができる。

Ｑ_ｉｎｊ：添加弁５１０からの噴射流量
Ａ_ｉｎｊ：添加弁５１０の噴口断面積
Ｐ_ｏｐｅｎ：添加弁５１０開弁時の還元剤の圧力

このように、添加弁５１０からの噴射流量Ｑ_ｉｎｊと添加弁５１０の噴口断面積Ａ_ｉｎｊとは相関を有する。したがって、添加弁５１０の噴口に析出物が堆積する等して噴口断面積Ａ_ｉｎｊが変化すると、それに伴って噴射流量Ｑ_ｉｎｊも変化してしまうことになる。この場合、仮にＥＣＵ１０が上記式１における噴口断面積Ａ_ｉｎｊの変化を考慮せずに要求添加流量に対応した指令信号を生成すると、添加弁５１０からＮＯｘ触媒５２に実際に供給される還元剤の供給量と要求供給量とに乖離が生じてしまう。その結果、上述した
ように、エミッションが悪化する虞がある。

そこで、本実施形態に係る内燃機関の排気浄化システムでは、後述する下記式９によって、添加弁５１０からの噴射流量が推定される。これについて、以下に説明する。

図２は、ポンプ５１１から吐出される還元剤の圧力（以下、「吐出圧」と称する場合もある。）Ｐｐと、ポンプ５１１から吐出される還元剤の流量（以下、「吐出流量」と称する場合もある。）Ｑｐと、の相関を示す図である。図２に示すように、ポンプ５１１の吐出特性は、吐出圧Ｐｐが高くなるほど吐出流量Ｑｐが少なくなる。ここで、吐出流量Ｑｐは、下記式２で表すことができる。
Ｑｐ＝ａＰｐ＋ｂ ・・・式２
Ｑｐ：吐出流量
Ｐｐ：吐出圧
ａ、ｂ：特性パラメータ

図３は、圧力センサ５１３によって検出される還元剤の圧力（以下、「検出圧力」と称する場合もある。）Ｐと、リターン通路５１２ｃを介してタンク５１４内に戻される還元剤の流量（以下、「リターン流量」と称する場合もある。）Ｑ_Ｒと、の相関を示す図である。そして、図３に示す相関は、下記式３で表すことができる。

Ｑ_Ｒ：リターン流量
Ｐ：検出圧力
Ａ_Ｒ：オリフィス５１２ｅの断面積
Ｃ：流量係数

ここで、噴射流量Ｑ_ｉｎｊ、吐出流量Ｑｐ、およびリターン流量Ｑ_Ｒの関係について、図４を用いて説明する。図４は、噴射流量Ｑ_ｉｎｊ、吐出流量Ｑｐ、およびリターン流量Ｑ_Ｒの関係を模式的に表す図である。上述したように、第１フィード通路５１２ａを流通した還元剤は、分岐部５１２ｄにおいて、第２フィード通路５１２ｂとリターン通路５１２ｃとに分流し得る。したがって、添加弁５１０開弁時には、下記式４が成立する。
Ｑ_ｉｎｊ＝Ｑｐ−Ｑ_Ｒ ・・・式４

一方、添加弁５１０の閉弁時には、Ｑ_ｉｎｊ＝０となるため、下記式５が成立する。
Ｑｐ＝Ｑ_Ｒ ・・・式５

そして、上記式４に、上記式２に示したＱｐ、および上記式３に示したＱ_Ｒを代入することによって、下記式６が導かれる。なお、本実施形態では、吐出圧Ｐｐは、圧力センサ５１３によって検出される還元剤の圧力（検出圧力Ｐ）に近似されるものとする。

ここで、Ｐ_ｏｐｅｎは、添加弁５１０開弁時の検出圧力である。

また、上記式５に、上記式２に示したＱｐ、および上記式３に示したＱ_Ｒを代入することによって、下記式７が導かれる。

ここで、Ｐ_{ｃｌｏｓｅ}は、添加弁５１０閉弁時の検出圧力である。そして、上記式７を変形すると下記式８が導かれる。

そして、上記式６に、上記式８に示したＣ・Ａ_Ｒを代入することによって、下記式９が導かれる。

上記式９によれば、噴口断面積Ａ_ｉｎｊを用いずに噴射流量Ｑ_ｉｎｊを算出することができる。そして、上記式９によれば、後述するように、噴口断面積Ａ_ｉｎｊの値を用いずとも該噴口断面積Ａ_ｉｎｊの影響が考慮された噴射流量Ｑ_ｉｎｊが推定されることになる。

そして、上記式９によって表される噴射流量Ｑ_ｉｎｊについて、図５を用いて説明する。図５は、上記の図２に示した吐出圧Ｐｐと吐出流量Ｑｐとの相関と、上記の図３に示した検出圧力Ｐとリターン流量Ｑ_Ｒとの相関と、を用いて噴射流量Ｑ_ｉｎｊを説明する図である。なお、上述したように、吐出圧Ｐｐは、検出圧力Ｐに近似されるものとする。

図５に示すように、添加弁５１０の閉弁時には、検出圧力ＰはＰ_{ｃｌｏｓｅ}となり、このときの吐出流量Ｑｐおよびリターン流量Ｑ_ＲはともにＱ_{ｃｌｏｓｅ}となる。また、添加弁５１０の開弁時には、検出圧力ＰはＰ_ｏｐｅｎとなり、このときの吐出流量ＱｐはＱ_{ｏｐｅｎ１}となり、リターン流量Ｑ_ＲはＱ_{ｏｐｅｎ２}となる。そして、添加弁５１０の開弁時と閉弁時の吐出流量差分（以下、単に「吐出流量差分」と称する場合もある。）と、添加弁５１０の開弁時と閉弁時のリターン流量差分（以下、単に「リターン流量差分」と称する場合もある。）と、を和算した値が、噴射流量Ｑ_ｉｎｊとなる。

詳しくは、吐出流量差分（Ｑ_{ｏｐｅｎ１}−Ｑ_{ｃｌｏｓｅ}）は、下記式１０により表される。
Ｑ_{ｏｐｅｎ１}−Ｑ_{ｃｌｏｓｅ}＝ａ（Ｐ_ｏｐｅｎ−Ｐ_{ｃｌｏｓｅ}） ・・・式１０
また、リターン流量差分（Ｑ_{ｃｌｏｓｅ}−Ｑ_{ｏｐｅｎ２}）は、下記式１１により表される。

したがって、噴射流量Ｑ_ｉｎｊは、下記式１２により表されることになる。

そして、上記式１２を変形すると上記式６が導かれ、上述したように、上記式６に、上記式８に示したＣ・Ａ_Ｒを代入することによって、上記式９が導かれることになる。つま
り、吐出流量差分とリターン流量差分とを和算した値が、噴射流量Ｑ_ｉｎｊとなる。

次に、本実施形態においてＥＣＵ１０が実行する制御フローについて、図６に基づいて説明する。図６は、本実施形態に係る制御フローを示すフローチャートである。本実施形態では、ＮＯｘ触媒５２への還元剤の供給が要求されたときに、ＥＣＵ１０によって本フローが実行される。なお、ＮＯｘ触媒５２への還元剤の供給が要求されたか否かについては、ＥＣＵ１０が本フローとは異なる周知のフローを実行することによって判定される。

本フローでは、先ず、Ｓ１０１において、要求供給量Ｑｒｑが算出される。Ｓ１０１では、例えば、ＮＯｘセンサ５０によって検出されたＮＯｘ濃度と排気流量とに基づいて推定されたＮＯｘ触媒５２への流入ＮＯｘ量や触媒温度を考慮して、周知の手法を用いて要求供給量Ｑｒｑを算出することができる。

次に、Ｓ１０２において、Ｓ１０１で算出した要求供給量Ｑｒｑに応じた要求添加流量ＦＲｒｑが算出される。Ｓ１０２では、周知の手法を用いて要求添加流量ＦＲｒｑを算出することができる。

次に、Ｓ１０３において、還元剤供給装置５１への所定の指令信号が生成される。Ｓ１０３では、所定の指令信号に基づく添加流量（以下、「所定の基準添加流量」と称する場合もある。）がＳ１０２で算出した要求添加流量ＦＲｒｑと等しくなるように、所定の指令信号が生成される。

次に、Ｓ１０４において、添加弁５１０からの還元剤の添加が開始される。Ｓ１０４では、Ｓ１０３で生成した所定の指令信号に応じてポンプ５１１の印加電圧または添加弁５１０の弁開度が制御される。なお、還元剤供給装置５１へ所定の指令信号が送信された指令状態においては、ポンプ５１１の印加電圧や添加弁５１０の開弁時のニードルリフト量は、所定の指令信号に応じた一定値にされる。

次に、Ｓ１０５において、添加弁５１０からの還元剤の添加が開始されてから所定時間ｔｐｒが経過したか否かが判別される。この所定時間ｔｐｒは、後述する推定添加流量ＦＲａｓの算出に必要なパラメータ（上述したＰ_ｏｐｅｎおよびＰ_{ｃｌｏｓｅ}）を取得可能な時間として定義される。そして、Ｓ１０５において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０６の処理へ進み、Ｓ１０５において否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０５の処理を繰り返す。

Ｓ１０５において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０６において、添加弁５１０からの還元剤の添加が一旦停止される。そして、Ｓ１０７において、推定添加流量ＦＲａｓが算出される。推定添加流量ＦＲａｓは、上記指令状態における添加弁５１０からの還元剤の添加流量の推定値である。Ｓ１０７では、Ｓ１０４の処理からＳ１０６の処理の間に取得されたＰ_ｏｐｅｎ、Ｐ_{ｃｌｏｓｅ}および上記式９に基づいて、推定添加流量ＦＲａｓが算出される。なお、ＥＣＵ１０がこのように推定添加流量ＦＲａｓを算出することで、本発明に係る推定手段として機能する。

次に、Ｓ１０８において、Ｓ１０２で算出した要求添加流量ＦＲｒｑとＳ１０７で算出した推定添加流量ＦＲａｓとの差分が、所定の閾値ＦＲｔｈよりも大きいか否かが判別される。ここで、所定の閾値ＦＲｔｈは、例えば上記のパラメータの検出誤差といった、所定のばらつきを表す値であって、要求添加流量ＦＲｒｑと推定添加流量ＦＲａｓとの差分が所定の閾値ＦＲｔｈ以下の場合には、該差分は所定のばらつきの範囲内にあると判断することができる。一方、要求添加流量ＦＲｒｑと推定添加流量ＦＲａｓとの差分が所定の閾値ＦＲｔｈよりも大きい場合には、ばらつき以外の要因により該差分が生じていると判
断することができる。そして、Ｓ１０８において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０９の処理へ進み、Ｓ１０８において否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１１の処理へ進む。

ここで、Ｓ１０８で肯定判定される場合の例について、図７に基づいて説明する。図７は、要求添加流量ＦＲｒｑ、所定の基準添加流量、および推定添加流量ＦＲａｓを比較する図である。図７では、要求添加流量ＦＲｒｑが１００ｇ／ｈｒと算出されており、それに対応して所定の基準添加流量も１００ｇ／ｈｒに設定されている。一方で、推定添加流量ＦＲａｓが８０ｇ／ｈｒと算出されている。言い換えれば、噴射流量Ｑ_ｉｎｊが１００ｇ／ｈｒとなるように指令されているにもかかわらず、推定添加流量ＦＲａｓが８０ｇ／ｈｒと算出されている。このとき、所定の閾値ＦＲｔｈが例えば５ｇ／ｈｒに設定されているとすると、要求添加流量ＦＲｒｑと推定添加流量ＦＲａｓとの差分２０ｇ／ｈｒが所定の閾値ＦＲｔｈよりも大きくなるため、当該差分は、ばらつき以外の要因により生じていることになる。このような事態は、添加弁５１０の噴口に析出物が堆積する等して添加弁５１０の噴口断面積が小さくなってしまう場合に起こり得る。

つまり、Ｓ１０７において上記式９に基づいて算出される推定添加流量ＦＲａｓには、添加弁５１０の噴口断面積の変化の影響が反映されることになる。そして、Ｓ１０８において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０９において、添加弁５１０からの還元剤の添加流量を補正するための補正値（以下、単に「補正値」と称する場合もある。）Ｖａｌｃｒが算出される。Ｓ１０９では、Ｓ１０７で算出した推定添加流量ＦＲａｓと、Ｓ１０３で生成した所定の指令信号に基づく添加流量（所定の基準添加流量）と、に基づいて、補正値Ｖａｌｃｒが算出される。補正値Ｖａｌｃｒは、例えば、所定の基準添加流量を推定添加流量ＦＲａｓで除算することにより算出され、上記の図７に示したように、所定の基準添加流量が１００ｇ／ｈｒで推定添加流量ＦＲａｓが８０ｇ／ｈｒの場合には、補正値Ｖａｌｃｒは１．２５と算出される。なお、ＥＣＵ１０がこのように補正値Ｖａｌｃｒを算出することで、本発明に係る算出手段として機能する。

次に、Ｓ１１０において、還元剤供給装置５１への指令信号が更新される。Ｓ１１０では、Ｓ１０３で生成した所定の指令信号が、所定の基準添加流量をＳ１０９で算出した補正値Ｖａｌｃｒを用いて補正した添加流量（以下、「補正添加流量」と称する場合もある。）に対応した指令信号に更新される。これについて、図８を用いて説明する。図８は、要求添加流量ＦＲｒｑ、所定の基準添加流量、および補正添加流量を比較する図である。なお、図８は上記の図７に対応する図であって、補正値Ｖａｌｃｒが１．２５と算出されているものとする。このときには、上述したように、噴射流量Ｑ_ｉｎｊが１００ｇ／ｈｒとなるように指令されているにもかかわらず、推定添加流量ＦＲａｓが８０ｇ／ｈｒと算出されているため、Ｓ１０３で生成した所定の指令信号をそのまま用いて還元剤の添加を再開すると、添加弁５１０からＮＯｘ触媒５２に実際に供給される還元剤の供給量が、要求供給量Ｑｒｑに対して不足する虞がある。そこで、本実施形態では、図８に示すように、補正添加流量が、所定の基準添加流量を補正値Ｖａｌｃｒで乗算した値にされる。つまり、所定の基準添加流量（１００ｇ／ｈｒ）を１．２５倍した値（１２５ｇ／ｈｒ）が補正添加流量となる。Ｓ１１０では、このような添加流量となるように指令信号が更新される。

次に、Ｓ１１１において、添加弁５１０からの還元剤の添加が再開される。Ｓ１１１では、Ｓ１１０で更新した指令信号に応じてポンプ５１１の印加電圧または添加弁５１０の弁開度が制御される。そして、Ｓ１１１の処理の後、本フローの実行が終了される。なお、Ｓ１１１の処理によって再開された添加弁５１０からの還元剤の添加は、本フローとは異なる周知のフローによって終了される。この終了タイミングは、Ｓ１０４の処理からＳ１０６の処理の間に添加弁５１０から添加された還元剤の添加量を加味して設定されても
よい。

以上に述べたように、添加弁５１０からの還元剤の添加が行われることによって、添加弁５１０からＮＯｘ触媒５２に実際に供給される還元剤の供給量と要求供給量とに乖離が生じてしまう事態が抑制され、以て、エミッションの悪化を可及的に抑制することができる。

１・・・・内燃機関
３・・・・燃料噴射弁
４・・・・吸気通路
５・・・・排気通路
１０・・・ＥＣＵ
５０・・・ＮＯｘセンサ
５１・・・還元剤供給装置
５２・・・ＮＯｘ触媒
５３・・・温度センサ
５１０・・添加弁
５１１・・ポンプ
５１２・・還元剤通路
５１３・・圧力センサ
５１４・・タンク

Claims (2)

1. 内燃機関の排気通路に設けられ還元剤を用いて排気を浄化する触媒と、
   還元剤を前記触媒へ供給する添加弁と、還元剤を吐出するポンプと、前記ポンプと前記添加弁とを接続して還元剤が流通する還元剤通路と、前記還元剤通路において還元剤の圧力を検出する圧力検出手段と、を含む還元剤供給装置と、
   を備えた内燃機関の排気浄化装置に適用される、内燃機関の排気浄化システムにおいて、
   前記還元剤供給装置へ指令信号を送信することで前記添加弁から還元剤を添加させる添加制御手段と、
   前記添加制御手段から前記還元剤供給装置へ所定の指令信号が送信された指令状態における前記添加弁からの還元剤の添加量を推定する推定手段であって、該指令状態において、前記添加弁が開弁しているときに前記圧力検出手段により検出される還元剤の圧力と、前記添加弁が閉弁しているときに前記圧力検出手段により検出される還元剤の圧力と、に基づいて該添加量を推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定された添加量である推定添加量と、該推定添加量に対応した前記所定の指令信号に基づく添加量である所定の基準添加量と、に基づいて、前記添加弁からの還元剤の添加量を補正するための補正値を算出する算出手段と、を備え、
   前記添加制御手段は、前記所定の基準添加量を前記補正値を用いて補正した添加量である補正添加量に対応した指令信号を前記還元剤供給装置へ送信することで、前記添加弁から還元剤を添加させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
2. 前記推定手段は、前記指令状態において、前記添加弁が開弁しているときに前記圧力検出手段により検出される還元剤の圧力をＰｏｐｅｎ、前記添加弁が閉弁しているときに前記圧力検出手段により検出される還元剤の圧力をＰｃｌｏｓｅ、定数をａ及びｂとした場合に、以下の式により前記推定添加量Ｑｉｎｊを算出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システム。
   

   

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