內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的制作方法

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。

背景技術(shù)：

已知有具備對(duì)排氣中的氮氧化物(NOx)進(jìn)行凈化的催化劑的內(nèi)燃機(jī)(例如專利文獻(xiàn)1等)。在這樣的內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中設(shè)置有向排氣添加尿素水的添加機(jī)構(gòu)，從尿素水產(chǎn)生的氨被吸附于NOx凈化用的催化劑。然后，利用吸附于催化劑的氨將NOx還原凈化。

如果催化劑的氨吸附量不足，將無法適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行NOx的凈化，相反，如果氨吸附量過多，容易產(chǎn)生氨逃逸(ammonia slip)。因而，優(yōu)選設(shè)定吸附于催化劑的氨的目標(biāo)吸附量，并基于目標(biāo)吸附量來執(zhí)行控制尿素水的添加量的氨吸附量控制。

在此，在執(zhí)行氨吸附量控制的方面，尤為重要的事項(xiàng)是抑制目標(biāo)吸附量與實(shí)際的氨吸附量之間的誤差。但是，如果催化劑的高溫狀態(tài)長時(shí)間持續(xù)，則從催化劑脫離的氨的量增多，因此實(shí)際的氨吸附量會(huì)偏離目標(biāo)吸附量，上述誤差逐漸累積。

因此，例如在專利文獻(xiàn)1所記載的裝置中形成為：在氨吸附量的推定值與實(shí)際的氨吸附量的偏差達(dá)到規(guī)定值以上時(shí)，執(zhí)行排氣的升溫處理來提高催化劑的溫度，由此進(jìn)行使氨全部從上述催化劑脫離的初始化處理。通過進(jìn)行這樣的初始化處理，已累積的誤差被消除，因此，在隨后的氨吸附量控制中，能夠抑制實(shí)際的氨吸附量相對(duì)于目標(biāo)吸附量的偏差。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2014－88800號(hào)公報(bào)

但是，在該文獻(xiàn)1所記載的裝置中，如果氨吸附量的推定值自身存在誤差，則存在無法正確地計(jì)算上述的偏差的可能性。在這種情況下，如果錯(cuò)誤地計(jì)算偏差而導(dǎo)致該偏差未達(dá)到規(guī)定值以上的狀態(tài)持續(xù)存在，則不執(zhí)行上述初始化處理的狀態(tài)持續(xù)存在，因此擔(dān)心上述誤差增大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明正是鑒于這樣的實(shí)情而完成的，其目的在于提供一種能夠抑制因不執(zhí)行初始化處理的狀態(tài)持續(xù)存在而導(dǎo)致實(shí)際的氨吸附量相對(duì)于目標(biāo)吸附量的誤差增大這一情況的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。

解決上述課題的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置具備：向排氣添加尿素水的添加機(jī)構(gòu)；吸附從尿素水產(chǎn)生的氨并且利用所吸附的氨對(duì)NOx進(jìn)行凈化的催化劑；以及設(shè)定吸附于上述催化劑的氨的目標(biāo)吸附量并且基于上述目標(biāo)吸附量來控制尿素水的添加量的控制部。進(jìn)而，上述控制部具備取得上述催化劑的溫度的催化劑溫度取得部，該控制部執(zhí)行：以規(guī)定周期取得上述催化劑的溫度并對(duì)達(dá)到預(yù)先確定的閾值以上的上述催化劑的溫度進(jìn)行累計(jì)的累計(jì)處理；以及以通過上述累計(jì)處理計(jì)算出的上述催化劑的溫度的累計(jì)值達(dá)到規(guī)定值以上這一情況作為條件而使吸附于上述催化劑的氨量減少的初始化處理。

如上所述，如果催化劑的高溫狀態(tài)長時(shí)間持續(xù)，則目標(biāo)吸附量與實(shí)際的氨吸附量之間的誤差將累積而變大。因此，在該結(jié)構(gòu)中，作為用于判定催化劑的高溫狀態(tài)是否長時(shí)間持續(xù)的參數(shù)，對(duì)達(dá)到預(yù)先確定的閾值以上的催化劑的溫度進(jìn)行累計(jì)。此外，在能夠通過該催化劑的溫度的累計(jì)值達(dá)到規(guī)定值以上這一情況而判斷為目標(biāo)吸附量與實(shí)際的氨吸附量之間的累積誤差大的情況下，執(zhí)行上述初始化處理，因此基于催化劑的溫度的累計(jì)值而可靠地執(zhí)行初始化處理。因而，能夠抑制由于不執(zhí)行初始化處理的狀態(tài)持續(xù)存在而導(dǎo)致實(shí)際的氨吸附量相對(duì)于目標(biāo)吸附量的誤差增大這一情況。

在上述排氣凈化裝置中，優(yōu)選上述控制部具備：取得流入上述催化劑的排氣的溫度的排氣溫度取得部；以及取得流入上述催化劑的排氣的流量的排氣流量取得部，上述催化劑溫度取得部以使得由上述排氣流量取得部取得的上述排氣的流量越少時(shí)越成為低的溫度的方式對(duì)由上述排氣溫度取得部取得的上述排氣的溫度進(jìn)行修正，并將所修正后的溫度作為上述催化劑的溫度。

催化劑的溫度會(huì)由于來自排氣的熱傳遞而上升。在此，流入催化劑的排氣的流量越少時(shí)從排氣向催化劑傳遞的熱量越少，因此，如果考慮排氣流量的影響而計(jì)算催化劑的溫度，則能夠高精度地計(jì)算催化劑的溫度，結(jié)果，催化劑的溫度的累計(jì)值也能夠高精度地計(jì)算。

因此，在該結(jié)構(gòu)中，取得流入催化劑的排氣的溫度與流入催化劑的排氣的流量。然后，以使得所取得的排氣的流量越少時(shí)越成為低的溫度的方式對(duì)所取得的排氣的溫度進(jìn)行修正，并將所修正后的溫度作為催化劑的溫度。因此，越是排氣的流量少時(shí)，控制部從催化劑溫度取得部取得的催化劑的溫度越低，結(jié)果，越是排氣的流量少時(shí)，通過累計(jì)處理計(jì)算出的催化劑溫度的累計(jì)值越少。這樣，在計(jì)算催化劑的溫度的累計(jì)值時(shí)，考慮與從排氣向催化劑傳遞的熱量相關(guān)的排氣流量的影響，因此能夠高精度地計(jì)算催化劑的溫度的累計(jì)值。

在上述排氣凈化裝置中，優(yōu)選上述控制部作為上述初始化處理，執(zhí)行使流入上述催化劑的排氣的溫度升溫至氨從上述催化劑脫離的溫度的升溫處理。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過升溫處理，催化劑的溫度上升，因此，氨從催化劑的脫離得到促進(jìn)。因此，能夠使吸附于催化劑的氨量減少。

在上述排氣凈化裝置中，優(yōu)選上述控制部作為上述初始化處理，執(zhí)行中止來自上述添加機(jī)構(gòu)的尿素水添加的處理。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于尿素水添加被中止，因此流入催化劑的NOx的還原處理將通過在尿素水添加被中止前已吸附于催化劑的氨進(jìn)行。因而，已吸附于催化劑的氨通過與NOx之間的還原反應(yīng)而逐漸被消耗，催化劑的氨吸附量逐漸減少。因此，最終能夠使吸附于催化劑的氨量減少。

在上述排氣凈化裝置中，優(yōu)選上述控制部計(jì)測上述初始化處理的執(zhí)行時(shí)間，并且執(zhí)行上述初始化處理，直至所計(jì)測到的執(zhí)行時(shí)間達(dá)到預(yù)先確定的閾值為止。

根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定上述執(zhí)行時(shí)間的閾值，能夠在吸附于催化劑的氨量達(dá)到的“0”的階段結(jié)束初始化處理。

附圖說明

圖1為針對(duì)內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的一個(gè)實(shí)施方式，示出應(yīng)用該方式的內(nèi)燃機(jī)及其周邊結(jié)構(gòu)的概略圖。

圖2為示出氨的最大吸附量以及氨的脫離量與催化劑溫度之間的關(guān)系的曲線圖。

圖3為示出催化劑溫度與目標(biāo)吸附量之間的關(guān)系的曲線圖。

圖4為示出該實(shí)施方式中的累計(jì)處理的步驟的流程圖。

圖5為示出在該實(shí)施方式中執(zhí)行初始化處理時(shí)的一系列的處理步驟的流程圖。

圖6為示出該實(shí)施方式中的初始化處理的作用的時(shí)序圖。

圖7為示出該實(shí)施方式的變形例中的初始化處理的作用的時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照?qǐng)D1～圖6對(duì)將內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置具體化了的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1中示出應(yīng)用了本實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置的柴油機(jī)(以下簡稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)”)及其周邊結(jié)構(gòu)。

在發(fā)動(dòng)機(jī)1設(shè)置有多個(gè)氣缸#1～#4。在缸蓋2，與各氣缸#1～#4對(duì)應(yīng)地設(shè)置有多個(gè)燃料噴射閥4a～4d。這些燃料噴射閥4a～4d向各氣缸#1～#4的燃燒室分別噴射燃料。另外，在缸蓋2，與各氣缸#1～#4對(duì)應(yīng)地設(shè)置有用于將新氣導(dǎo)入氣缸內(nèi)的進(jìn)氣口、以及用于將燃燒氣體向氣缸外排出的排氣口6a～6d。

燃料噴射閥4a～4d與對(duì)高壓燃料進(jìn)行蓄壓的共軌9連接。共軌9與供給泵10連接。供給泵10吸入燃料箱內(nèi)的燃料并向共軌9供給高壓燃料。被供給至共軌9后的高壓燃料在各燃料噴射閥4a～4d開閥時(shí)從該燃料噴射閥4a～4d被向氣缸內(nèi)噴射。

在進(jìn)氣口連接有進(jìn)氣歧管7。進(jìn)氣歧管7與進(jìn)氣通路3連接。在該進(jìn)氣通路3內(nèi)，設(shè)置有用于調(diào)整進(jìn)氣量的進(jìn)氣節(jié)氣門16。

在排氣口6a～6d連接有排氣歧管8。排氣歧管8連接于排氣通路26。在排氣通路26的中途，設(shè)置有利用排氣壓力對(duì)被導(dǎo)入氣缸的進(jìn)氣進(jìn)行增壓供氣的渦輪增壓器11。在渦輪增壓器11的進(jìn)氣側(cè)壓縮機(jī)與進(jìn)氣節(jié)氣門16之間的進(jìn)氣通路3設(shè)置有內(nèi)部冷卻器18。利用該內(nèi)部冷卻器18實(shí)現(xiàn)對(duì)通過渦輪增壓器11的增壓供氣而溫度上升了的進(jìn)氣的冷卻。

另外，在排氣通路26的中途、且是在渦輪增壓器11的排氣側(cè)渦輪的下游，設(shè)置有對(duì)排氣進(jìn)行凈化的第一凈化部件30。在該第一凈化部件30的內(nèi)部，相對(duì)于排氣的流動(dòng)方向串聯(lián)地配設(shè)有氧化催化劑31以及過濾器32。

在氧化催化劑31，擔(dān)載有對(duì)排氣中的HC進(jìn)行氧化處理的催化劑。另外，過濾器32是捕獲排氣中的PM(顆粒狀物質(zhì))的部件，由多孔質(zhì)的陶瓷構(gòu)成，還擔(dān)載有用于促進(jìn)PM的氧化的催化劑。排氣中的PM在通過過濾器32的多孔質(zhì)的壁時(shí)被捕獲。

另外，在排氣歧管8的匯合部附近，設(shè)置有用于向排氣添加燃料的燃料添加閥5。該燃料添加閥5經(jīng)由燃料供給管27與上述供給泵10連接。此外，燃料添加閥5的配設(shè)位置只要是在排氣系統(tǒng)中且處于第一凈化部件30的上游側(cè)即可，能夠適當(dāng)變更。另外，也可以調(diào)整燃料的噴射正時(shí)而進(jìn)行后噴射(post injection)，從而向排氣添加燃料。

如果由過濾器32捕獲到的PM的量超過規(guī)定值，則開始過濾器32的再生處理，從燃料添加閥5向排氣歧管8內(nèi)噴射燃料。從該燃料添加閥5噴射的燃料若到達(dá)氧化催化劑31則被氧化，由此實(shí)現(xiàn)排氣溫度的上升。然后，在氧化催化劑31升溫后的排氣流入過濾器32，從而該過濾器32升溫，由此，堆積于過濾器32的PM被氧化處理，實(shí)現(xiàn)過濾器32的再生。

另外，在排氣通路26的中途、且是在第一凈化部件30的下游，設(shè)置有對(duì)排氣進(jìn)行凈化的第二凈化部件40。在第二凈化部件40的內(nèi)部，配設(shè)有利用氨對(duì)排氣中的NOx進(jìn)行還原凈化的選擇還原型NOx催化劑(以下稱為SCR催化劑)41。

進(jìn)而，在排氣通路26的中途、且是在第二凈化部件40的下游，設(shè)置有對(duì)排氣進(jìn)行凈化的第三凈化部件50。在第三凈化部件50的內(nèi)部，配設(shè)有對(duì)排氣中的氨進(jìn)行凈化的氨氧化催化劑51。

在發(fā)動(dòng)機(jī)1，設(shè)置有作為向排氣添加尿素水的添加機(jī)構(gòu)的尿素水供給機(jī)構(gòu)200。尿素水供給機(jī)構(gòu)200構(gòu)成為包括：存積尿素水的罐210、向排氣通路26內(nèi)噴射供給尿素水的尿素添加閥230、連接尿素添加閥230與罐210的供給通路240、設(shè)置于供給通路240的中途的泵220。

尿素添加閥230設(shè)置在第一凈化部件30與第二凈化部件40之間的排氣通路26。如果該尿素添加閥230開閥，則經(jīng)由供給通路240向排氣通路26內(nèi)噴射供給尿素水。

泵220為電動(dòng)式的泵，在正轉(zhuǎn)時(shí)從罐210向尿素添加閥230輸送尿素水。另一方面，在反轉(zhuǎn)時(shí)，從尿素添加閥230向罐210輸送尿素水。換句話說，在泵220反轉(zhuǎn)時(shí)，從尿素添加閥230以及供給通路240回收尿素水并使其返回罐210。

另外，在尿素添加閥230與SCR催化劑41之間的排氣通路26內(nèi)設(shè)置有通過使從尿素添加閥230噴射的尿素水分散而促進(jìn)該尿素水的霧化的分散板60。

從尿素添加閥230噴射的尿素水通過排氣的熱被水解而成為氨。該氨若到達(dá)SCR催化劑41則被吸附于該SCR催化劑41。然后，利用吸附于SCR催化劑41的氨將NOx還原凈化。

如圖2所示，SCR催化劑41的溫度即SCR床溫ST越高，SCR催化劑41可吸附的氨的最大吸附量越少，如果SCR床溫ST超過吸附極限溫度UT，則SCR催化劑41無法吸附氨。另一方面，如果SCR床溫ST超過脫離開始溫度DT，則氨開始從SCR催化劑41脫離。該脫離開始溫度DT為低于吸附極限溫度UT的溫度。此外，SCR床溫ST越高，從SCR催化劑41脫離的氨的量越多。因而，伴隨著排氣溫度的上升而SCR床溫ST越高，氨的最大吸附量越減少，另一方面，氨的脫離量越增大。

此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)1設(shè)置有排氣再循環(huán)裝置(以下稱為EGR裝置)。該EGR裝置構(gòu)成為包括：連通進(jìn)氣歧管7與排氣歧管8的EGR通路13、設(shè)置于EGR通路13的EGR閥15、以及設(shè)置于EGR通路13的中途的EGR冷卻器14等。通過根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)調(diào)整EGR閥15的開度，調(diào)整從排氣通路26向進(jìn)氣通路返回的排氣的量即EGR量。另外，利用EGR冷卻器14降低在EGR通路13內(nèi)流動(dòng)的排氣的溫度。

在發(fā)動(dòng)機(jī)1安裝有用于檢測內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器。例如，空氣流量計(jì)19檢測進(jìn)氣量GA。節(jié)氣門開度傳感器20檢測進(jìn)氣節(jié)氣門16的開度。曲軸轉(zhuǎn)角傳感器21檢測內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE。加速器傳感器22檢測加速器踏板的踩下量即加速器操作量ACCP。環(huán)境溫度傳感器23檢測環(huán)境溫度THout。車速傳感器24檢測搭載有發(fā)動(dòng)機(jī)1的車輛的車速SPD。

另外，設(shè)置于氧化催化劑31的上游的第一排氣溫度傳感器100檢測流入氧化催化劑31的排氣的溫度即第一排氣溫度TH1。差壓傳感器110檢測過濾器32的上游側(cè)的排氣壓力與下游側(cè)的排氣壓力之間的壓力差ΔP。

在第一凈化部件30與第二凈化部件40之間的排氣通路26、且是在尿素添加閥230的上游，設(shè)置有第二排氣溫度傳感器120以及第一NOx傳感器130。第二排氣溫度傳感器120檢測流入SCR催化劑41的排氣的溫度即第二排氣溫度TH2。該第二排氣溫度TH2比上述第一排氣溫度TH1更適合作為與SCR催化劑41的溫度相關(guān)的溫度。第一NOx傳感器130檢測流入SCR催化劑41前的排氣中的NOx濃度即第一NOx濃度N1。

在相比第三凈化部件50靠下游的排氣通路26，設(shè)置有檢測由SCR催化劑41凈化后的排氣的NOx濃度即第二NOx濃度N2的第二NOx傳感器140。

上述各種傳感器等的輸出被輸入至控制裝置80。該控制裝置80以具備中央處理控制裝置(CPU)、預(yù)先存儲(chǔ)有各種程序或設(shè)定表等的只讀存儲(chǔ)器(ROM)、暫時(shí)存儲(chǔ)CPU的運(yùn)算結(jié)果等的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、計(jì)時(shí)器、輸入接口、輸出接口等的微型計(jì)算機(jī)為中心構(gòu)成。

于是，利用控制裝置80進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)1的各種控制，例如：燃料噴射閥4a～4d、燃料添加閥5的燃料噴射量控制、噴射正時(shí)控制，供給泵10的排出壓力控制，開閉進(jìn)氣節(jié)氣門16的致動(dòng)器17的驅(qū)動(dòng)量控制，EGR閥15的開度控制等。

另外，使由上述過濾器32捕獲到的PM燃燒的上述再生處理等之類的各種排氣凈化控制也由該控制裝置80進(jìn)行。作為此類的排氣凈化控制之一，控制裝置80進(jìn)行上述尿素添加閥230所進(jìn)行的尿素水的添加控制。在該添加控制中，基于內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等計(jì)算為了對(duì)從發(fā)動(dòng)機(jī)1被排出的NOx進(jìn)行還原處理而需要的尿素添加量QE，并以使得從尿素添加閥230噴射與所計(jì)算出的尿素添加量QE相當(dāng)?shù)牧康哪蛩厮姆绞娇刂圃撃蛩靥砑娱y230的開閥狀態(tài)。另外，作為該添加控制之一，控制裝置80還執(zhí)行控制SCR催化劑41的氨吸附量的氨吸附量控制。

如圖3所示，在該氨吸附量控制中，設(shè)定有為了利用SCR催化劑41進(jìn)行NOx還原處理而需要的氨的目標(biāo)吸附量NHp。此外，在本實(shí)施方式中，在SCR床溫ST為規(guī)定的溫度ST1以下的情況下，作為目標(biāo)吸附量NHp，設(shè)定恒定的固定值NH1。此外，在SCR床溫ST超過上述溫度ST1的區(qū)域，目標(biāo)吸附量NHp被設(shè)定為比固定值NH1少的量。更詳細(xì)地說，以SCR床溫ST越高則目標(biāo)吸附量NHp成為越少的量的方式設(shè)定為可變。此外，通過基于目標(biāo)吸附量NHp修正上述尿素添加量QE，以使得SCR催化劑41的實(shí)際的氨吸附量(以下稱為實(shí)際吸附量)與目標(biāo)吸附量NHp一致的方式控制氨的吸附量。

另外，如果SCR催化劑41的高溫狀態(tài)長時(shí)間持續(xù)，則從SCR催化劑41脫離的氨的量增多，因此實(shí)際吸附量NHR逐漸偏離目標(biāo)吸附量NHp，實(shí)際吸附量NHR相對(duì)于目標(biāo)吸附量NHp的誤差逐漸累積。

因此，控制裝置80為了抑制這樣的誤差的增大，執(zhí)行以下的累計(jì)處理、初始化處理。首先，作為用于判定SCR催化劑41的高溫狀態(tài)是否長時(shí)間持續(xù)的參數(shù)，控制裝置80計(jì)算對(duì)SCR催化劑41的溫度為預(yù)先確定的閾值以上、更具體地說為氨從SCR催化劑41脫離的脫離開始溫度DT以上時(shí)的SCR催化劑41的溫度進(jìn)行累計(jì)而得的溫度累計(jì)值HS。

圖4中示出計(jì)算溫度累計(jì)值HS的累計(jì)處理的處理步驟。此外，本處理以規(guī)定周期被反復(fù)執(zhí)行。在開始本處理后，控制裝置80讀取流入SCR催化劑41的排氣的溫度的檢測值即第二排氣溫度TH2與流入SCR催化劑41的排氣的流量即排氣流量EA(S100)。此外，排氣流量EA可以依據(jù)進(jìn)氣量GA、內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷、內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)速度NE等求出。另外，執(zhí)行該步驟S100的處理的控制裝置80構(gòu)成上述排氣溫度取得部以及排氣流量取得部。

接下來，控制裝置80基于排氣流量EA設(shè)定修正系數(shù)KT(S110)。該修正系數(shù)KT為用于修正第二排氣溫度TH2的值，基于排氣流量EA而被可變?cè)O(shè)定為大于“0”且為“1”以下的值。更詳細(xì)地說設(shè)定為：排氣流量EA越少時(shí)，修正系數(shù)KT的值越小。

接下來，控制裝置80基于下式(1)，通過用修正系數(shù)KT修正第二排氣溫度TH2來計(jì)算與上述SCR床溫ST相當(dāng)?shù)臏囟?，換句話說為SCR催化劑41的溫度即催化劑溫度THEH(S120)。

催化劑溫度THEH＝第二排氣溫度TH2×修正系數(shù)KT(1)

在此，如上所述，修正系數(shù)KT被設(shè)定為大于“0”且為“1”以下的值、并且是排氣流量EA越少時(shí)越小的值。因而，在步驟S120的處理中，在排氣流量EA越少時(shí)，第二排氣溫度傳感器120的檢測值即第二排氣溫度TH2被修正為越低的溫度，該修正后的第二排氣溫度TH2被設(shè)定為催化劑溫度THEH。此外，執(zhí)行上述步驟S110以及上述步驟S120的各處理的控制裝置80構(gòu)成上述催化劑溫度取得部。

接下來，控制裝置80判定在步驟120中計(jì)算出的催化劑溫度THEH是否為上述的脫離開始溫度DT以上(S130)。然后，在催化劑溫度THEH低于脫離開始溫度DT時(shí)(S130：否)，控制裝置80結(jié)束本處理。

另一方面，在催化劑溫度THEH為脫離開始溫度DT以上時(shí)(S130：是)，控制裝置80執(zhí)行更新溫度累計(jì)值HS的處理(S140)，結(jié)束本處理。在步驟S140中，通過對(duì)前次執(zhí)行本處理時(shí)計(jì)算出的溫度累計(jì)值HS加上在步驟S120中計(jì)算出的催化劑溫度THEH，計(jì)算本次執(zhí)行本處理時(shí)的溫度累計(jì)值HS。

通過反復(fù)執(zhí)行這樣的累計(jì)處理，在催化劑溫度THEH為上述的脫離開始溫度DT以上的情況下，溫度累計(jì)值HS每過一個(gè)累計(jì)處理的執(zhí)行周期即增大催化劑溫度THEH。此外，溫度累計(jì)值HS在后述的初始化處理結(jié)束的時(shí)刻或過濾器32的再生處理結(jié)束的時(shí)刻被復(fù)位為“0”，再次開始累計(jì)。

通過執(zhí)行圖4所示的累計(jì)處理，能夠得到以下的作用效果。一般地，SCR催化劑41的溫度因來自排氣的熱傳遞而上升。在此，流入SCR催化劑41的排氣的流量越少時(shí)，從排氣向SCR催化劑41傳遞的熱量越少，因此，如果考慮到這樣的排氣流量的影響而計(jì)算SCR催化劑41的溫度，則能夠高精度地計(jì)算SCR催化劑41的溫度，結(jié)果，能夠高精度地計(jì)算上述溫度累計(jì)值HS。

因此，在上述的本實(shí)施方式的累計(jì)處理中，通過執(zhí)行步驟S100、步驟S110以及步驟S120的各處理，以使得流入SCR催化劑41的排氣的流量越少時(shí)流入SCR催化劑41的排氣的溫度的檢測值越低的方式來修正該檢測值，并將該修正后的溫度作為催化劑溫度THEH。然后，在步驟S140中，通過對(duì)催化劑溫度THEH進(jìn)行累計(jì)來計(jì)算溫度累計(jì)值HS。因而，催化劑溫度THEH在排氣流量EA越少時(shí)變得越低，結(jié)果，排氣流量EA越少時(shí)，在步驟S140中計(jì)算出的溫度累計(jì)值HS越少。在以這種方式計(jì)算溫度累計(jì)值HS時(shí)，考慮與從排氣向SCR催化劑41傳遞的熱量相關(guān)的排氣流量EA的影響，因此能夠高精度地計(jì)算溫度累計(jì)值HS。

然后，控制裝置80以這樣計(jì)算出的溫度累計(jì)值HS達(dá)到規(guī)定的閾值HS1以上這一情況作為條件，執(zhí)行使吸附于SCR催化劑41的氨量減少至“0”的初始化處理。

圖5中示出用于執(zhí)行初始化處理的一系列的處理步驟。此外，本處理也以規(guī)定周期被反復(fù)執(zhí)行。在本處理開始后，首先，控制裝置80首先讀取當(dāng)前的溫度累計(jì)值HS(S200)。接下來，控制裝置80判定溫度累計(jì)值HS是否為閾值HS1以上(S210)。在此，如果SCR催化劑41的高溫狀態(tài)長時(shí)間持續(xù)，則溫度累計(jì)值HS增多。因此，溫度累計(jì)值HS越多，從SCR催化劑41脫離的氨的量增多的可能性越高，可以認(rèn)為實(shí)際吸附量NHR相對(duì)于目標(biāo)吸附量NHp的誤差的累積值越多。因此，對(duì)于閾值HS1，通過預(yù)先的實(shí)驗(yàn)等設(shè)定可判定為實(shí)際吸附量NHR相對(duì)于目標(biāo)吸附量NHp的誤差的累積值多到無法允許的程度這一情況的溫度累計(jì)值HS的值。

然后，在溫度累計(jì)值HS低于閾值HS1時(shí)(S210：否)，實(shí)際吸附量NHR相對(duì)于目標(biāo)吸附量NHp的誤差的累積值并沒有那么多，因此控制裝置80結(jié)束本處理。

另一方面，在溫度累計(jì)值HS為閾值HS1以上時(shí)(S210：是)，實(shí)際吸附量NHR相對(duì)于目標(biāo)吸附量NHp的誤差的累積值多達(dá)無法允許的程度，因此控制裝置80開始使吸附于SCR催化劑41的氨量減少至“0”的初始化處理(S220)。

作為該初始化處理，在本實(shí)施方式中，執(zhí)行使流入SCR催化劑41的排氣的溫度上升的升溫處理。此外，可以適當(dāng)?shù)貓?zhí)行這樣的升溫處理。例如，可以執(zhí)行來自燃料添加閥5的燃料添加、或執(zhí)行后噴射，由此使排氣的溫度上升。另外，在執(zhí)行這樣的升溫處理時(shí)，排氣的溫度升溫至氨從SCR催化劑41脫離的溫度。更詳細(xì)地說，排氣的溫度升溫至使得從SCR催化劑41脫離的氨量超過由SCR催化劑41吸附的氨量的溫度以上。例如在本實(shí)施方式中，使排氣的溫度升高至SCR催化劑41無法吸附氨的上述吸附極限溫度UT。另外，作為初始化處理，也可以強(qiáng)制地開始過濾器32的再生處理。

在開始這樣的初始化處理后，控制裝置80計(jì)測初始化處理的執(zhí)行時(shí)間ET(S230)。該執(zhí)行時(shí)間ET是開始初始化處理后的經(jīng)過時(shí)間。

接下來，控制裝置80判定執(zhí)行時(shí)間ET是否為閾值ET1以上(S240)。該閾值ET1被預(yù)先設(shè)定為為了使吸附于SCR催化劑41的氨全部脫離而需要的執(zhí)行時(shí)間ET。

然后，在執(zhí)行時(shí)間ET低于閾值ET1時(shí)(S240：否)，直至執(zhí)行時(shí)間ET達(dá)到閾值ET1以上為止，控制裝置80反復(fù)執(zhí)行步驟S230的處理以及步驟S240的處理。

另一方面，如果執(zhí)行時(shí)間ET達(dá)到閾值ET1以上，則控制裝置80結(jié)束初始化處理。換句話說，結(jié)束排氣的升溫處理(S250)，將執(zhí)行時(shí)間ET以及溫度累計(jì)值HS復(fù)位為“0”(S260)。然后，控制裝置80結(jié)束本處理。

接下來，參照?qǐng)D6，對(duì)初始化處理的作用進(jìn)行說明。在時(shí)刻t1，如果溫度累計(jì)值HS達(dá)到閾值HS1以上，則開始初始化處理，由此SCR床溫ST逐漸升高。由于這樣的SCR床溫ST的上升，氨從SCR催化劑41的脫離得到促進(jìn)，因此如實(shí)線L1所示，實(shí)際吸附量NHR逐漸減少，最終成為“0”。

另外，如雙點(diǎn)劃線L2所示，伴隨著SCR床溫ST的上升，目標(biāo)吸附量NHp逐漸減少，如果在時(shí)刻t2SCR床溫ST達(dá)到吸附極限溫度UT，則無法進(jìn)行氨的吸附，因此目標(biāo)吸附量NHp被設(shè)定為“0”。由于這樣的伴隨著SCR床溫ST的上升的目標(biāo)吸附量NHp的減量，尿素添加量也逐漸減少，如果在時(shí)刻t2目標(biāo)吸附量NHp被設(shè)定為“0”，則用于吸附氨的尿素添加量被設(shè)定為“0”。

然后，在時(shí)刻t3，如果上述執(zhí)行時(shí)間ET達(dá)到閾值ET1，則初始化處理結(jié)束而SCR床溫ST逐漸降低。另外，在時(shí)刻t3以后，開始基于尿素添加而進(jìn)行的氨吸附量控制。即，進(jìn)行基于SCR床溫ST的目標(biāo)吸附量NHp的設(shè)定，開始用于吸附氨的尿素添加，由此，實(shí)際吸附量NHR再次開始增大。

在此，在時(shí)刻t3的氨吸附量控制的開始之前執(zhí)行上述初始化處理，因此實(shí)際吸附量NHR被暫時(shí)復(fù)位為“0”。因此，在初始化處理的執(zhí)行開始前產(chǎn)生的實(shí)際吸附量NHR相對(duì)于目標(biāo)吸附量NHp的累積誤差ΔG被消除。因而，在時(shí)刻t3以后，成為實(shí)際吸附量NHR相對(duì)于目標(biāo)吸附量NHp的偏差得到抑制的狀態(tài)，SCR催化劑41的實(shí)際吸附量NHR被維持為與目標(biāo)吸附量NHp相應(yīng)的適當(dāng)?shù)牧俊?/p>

另外，由于在初始化處理剛結(jié)束后，實(shí)際吸附量NHR為“0”，因此優(yōu)選使實(shí)際吸附量NHR迅速增大。因此，在之前的圖6的時(shí)刻t3剛開始氨吸附量控制后，也可以并不基于SCR床溫ST設(shè)定目標(biāo)吸附量NHp，而是將比較大的值設(shè)定為目標(biāo)吸附量NHp，從而使實(shí)際吸附量NHR迅速增大。

如以上說明了的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠得到以下的效果。

(1)作為用于判定SCR催化劑41的高溫狀態(tài)是否長時(shí)間持續(xù)的參數(shù)，計(jì)算對(duì)SCR催化劑41的溫度達(dá)到預(yù)先確定的閾值以上、更具體地說達(dá)到氨脫離的溫度以上時(shí)的SCR催化劑41的溫度進(jìn)行累計(jì)而得的溫度累計(jì)值HS。然后，以該溫度累計(jì)值HS達(dá)到閾值HS1以上這一情況作為條件，執(zhí)行使吸附于SCR催化劑41的氨量減少至“0”的初始化處理。因此，可靠地基于溫度累計(jì)值HS執(zhí)行初始化處理。因而，能夠抑制由于不執(zhí)行初始化處理的狀態(tài)持續(xù)存在而導(dǎo)致實(shí)際吸附量NHR相對(duì)于目標(biāo)吸附量NHp的誤差增大這一情況。

(2)以使得流入SCR催化劑41的排氣的流量越少時(shí)成為越低的溫度的方式對(duì)流入SCR催化劑41的排氣的溫度的檢測值進(jìn)行修正，并將該修正后的檢測值作為SCR催化劑41的催化劑溫度THEH。然后，通過累計(jì)該催化劑溫度THEH求出溫度累計(jì)值HS。在以這種方式計(jì)算溫度累計(jì)值HS時(shí)，由于考慮了與從排氣向SCR催化劑41傳遞的熱量相關(guān)的排氣流量的影響，因此能夠高精度地計(jì)算溫度累計(jì)值HS。

(3)作為上述初始化處理，執(zhí)行使流入SCR催化劑41的排氣的溫度升溫至氨從SCR催化劑41脫離的溫度的升溫處理。因此，能夠使吸附于SCR催化劑41的氨量減少。

(4)計(jì)測初始化處理的執(zhí)行時(shí)間ET，并且執(zhí)行初始化處理直至所計(jì)測到的執(zhí)行時(shí)間ET達(dá)到預(yù)先確定的閾值ET1為止。因而，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定上述閾值ET1，能夠在吸附于SCR催化劑41的氨量變?yōu)椤?”的階段結(jié)束初始化處理。

此外，上述實(shí)施方式還可以按照下述方式變更而實(shí)施。

·如前文的圖3所示，在上述實(shí)施方式中形成為：在SCR床溫ST為規(guī)定的溫度ST1以下的情況下，作為目標(biāo)吸附量NHp設(shè)定恒定的固定值NH1，但目標(biāo)吸附量NHp的設(shè)定方式能夠適當(dāng)變更。例如，也可以形成為：即便在SCR床溫ST為規(guī)定的溫度ST1以下的情況下，也根據(jù)SCR床溫ST而將目標(biāo)吸附量NHp設(shè)定為可變。另外，還可以形成為：根據(jù)流入SCR催化劑41的每單位時(shí)間的NOx量而將目標(biāo)吸附量NHp設(shè)定為可變。

·在計(jì)算溫度累計(jì)值HS的上述累計(jì)處理中，基于排氣流量EA修正第二排氣溫度TH2，但也可以省略該修正而將第二排氣溫度TH2直接作為催化劑溫度THEH，并通過累計(jì)該催化劑溫度THEH來計(jì)算溫度累計(jì)值HS。

·利用第二排氣溫度傳感器120實(shí)際檢測流入SCR催化劑41的排氣的溫度即第二排氣溫度TH2。此外，作為檢測第二排氣溫度TH2的方法，例如可以基于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷、內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)速度等內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來推定流入SCR催化劑41的排氣的溫度，并將該推定值作為第二排氣溫度TH2。

·作為初始化處理，也可以執(zhí)行提高流入SCR催化劑41的排氣的溫度的升溫處理。此外，如圖7所示，作為初始化處理，也可以執(zhí)行中止來自尿素水供給機(jī)構(gòu)200的尿素水添加的處理。在如此中止尿素水添加后，流入SCR催化劑41的NOx的還原處理由在中止尿素水添加前已吸附于SCR催化劑41的氨進(jìn)行。因而，如圖7所示，在時(shí)刻t1以后，吸附于SCR催化劑41的氨通過NOx的還原反應(yīng)而被消耗，SCR催化劑41的氨吸附量逐漸減少。因此，最終能夠使吸附于SCR催化劑41的氨量減少至“0”。

另外，作為初始化處理，還可以同時(shí)采用提高流入SCR催化劑41的排氣的溫度的升溫處理、和中止來自尿素水供給機(jī)構(gòu)200的尿素水添加的處理?！るm然形成為進(jìn)行初始化處理直至氨的實(shí)際吸附量NHR變?yōu)椤?”為止，但并非一定要使實(shí)際吸附量NHR減少至“0”，也可以在初始化處理的完畢時(shí)實(shí)際吸附量NHR略微殘留。即，也可以形成為：以溫度累計(jì)值HS達(dá)到閾值HS1以上這一情況作為條件，以使得吸附于SCR催化劑41的氨量至少減少的方式執(zhí)行上述初始化處理。在這種情況下，也基于溫度累計(jì)值HS可靠地執(zhí)行初始化處理。因而，能夠抑制由于未執(zhí)行初始化處理的狀態(tài)持續(xù)存在而導(dǎo)致實(shí)際吸附量NHR相對(duì)于目標(biāo)吸附量NHp的誤差增大這一情況。

標(biāo)號(hào)說明

1：發(fā)動(dòng)機(jī)；2：缸蓋；3：進(jìn)氣通路；4a～4d：燃料噴射閥；5：燃料添加閥；6a～6d：排氣口，7：進(jìn)氣歧管，8：排氣歧管；9：共軌；10：供給泵；11：渦輪增壓器；13：EGR通路；14：EGR冷卻器；15：EGR閥；16：進(jìn)氣節(jié)氣門；17：致動(dòng)器；18：內(nèi)部冷卻器；19：空氣流量計(jì)；20：節(jié)氣門開度傳感器；21：曲軸轉(zhuǎn)角傳感器；22：加速器傳感器；23：環(huán)境溫度傳感器；24：車速傳感器；26：排氣通路；27：燃料供給管；30：第一凈化部件；31：氧化催化劑；32：過濾器；40：第二凈化部件；41：選擇還原型NOx催化劑(SCR催化劑)；50：第三凈化部件；51：氨氧化催化劑；60：分散板，80：控制裝置；100：第一排氣溫度傳感器；110：差壓傳感器；120：第二排氣溫度傳感器；130：第一NOx傳感器；140：第二NOx傳感器；200：尿素水供給機(jī)構(gòu)；210：罐；220：泵；230：尿素添加閥；240：供給通路。