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JP6187519B2 - 排気浄化装置 - Google Patents

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Description

本発明は、アンモニアを還元剤とした選択触媒還元により排気中の窒素酸化物を還元して浄化する排気浄化装置に関する。
従来、上記のような排気浄化装置として、特許文献1に記載の装置が知られている。同文献に記載の排気浄化装置は、排気に尿素水を添加する尿素水添加弁と、尿素水から生成されたアンモニアを還元剤とした選択触媒還元により排気中の窒素酸化物(NOx)を還元する選択還元型触媒装置と、選択還元型触媒装置から漏れ出たアンモニアを酸化する酸化触媒装置と、を備える。ところで、選択還元型触媒装置が吸着可能な尿素水の量は、選択還元型触媒装置の床温が高くなるほど少なくなる。そのため、選択還元型触媒装置の床温が急上昇したときには、同触媒装置から大量のアンモニアが脱離する、いわゆるアンモニアスリップが発生することがある。そこで、上記従来の排気浄化装置では、選択還元型触媒装置の床温が急上昇したときには、尿素水の添加を停止するとともに、燃料噴射時期の進角化や排気再循環の停止により、燃焼室から排出される排気中のNOxの量を増大させることで、脱離したアンモニアをNOxと反応させて、処理するようにしている。
特開2006−274844号公報
上記従来の排気浄化装置におけるアンモニアスリップ抑制のための尿素水添加の停止時などのように、尿素水の添加量が制限されているときには、選択還元型触媒装置に流入するNOxの量に対して同選択還元型触媒装置から流出するNOxの量を所望の量まで低減できないことがある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対して同選択還元型触媒装置から流出する窒素酸化物の量を所望の量まで低減できないときにも、外気への窒素酸化物の排出を抑制することのできる排気浄化装置を提供することにある。
上記課題を解決する排気浄化装置は、燃焼室から排出された排気を流す排気通路に、排気に尿素水を添加する尿素添加弁、前記尿素水から生成されたアンモニアを還元剤とした選択触媒還元により排気中の窒素酸化物を還元する選択還元型触媒装置、および酸化触媒が担持されて、前記選択還元型触媒装置から流出したアンモニアを酸化するアンモニアスリップ触媒装置、が上流側から順に設けられるとともに、燃焼室で燃焼された既燃ガスに未燃燃料を添加する添加手段と、その添加手段を制御することで既燃ガスへの未燃燃料の添加制御を行う添加制御部を備える。そして、前記添加制御部が、前記尿素添加弁による排気への尿素水の添加が行われており、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対して同選択還元型触媒装置から流出する窒素酸化物の量が所望の量まで低減されておらず、且つ炭化水素を還元剤とした選択触媒還元により前記アンモニアスリップ触媒装置にて排気中の窒素酸化物を還元可能な温度域内に同アンモニアスリップ触媒装置の触媒床温があることを条件に、未燃燃料の添加を通じて前記アンモニアスリップ触媒装置に流入する排気中の炭化水素の量を増量する増量処理を行うようにしている。
アンモニアスリップ触媒装置は、その触媒床温が適宜な温度域にあれば、排気中の炭化水素を還元剤とした選択触媒還元により排気中の窒素酸化物を還元浄化することができる。一方、アンモニアスリップの抑制などの制約のため、添加可能な尿素水の量には限界があり、選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対して同選択還元型触媒装置から流出する窒素酸化物の量を所望の量まで低減できないことがある。
上記排気浄化装置では、選択還元型触媒装置への窒素酸化物の流入量に対して同選択還元型触媒装置から流出する窒素酸化物の量が所望の量まで低減されていないときには、同アンモニアスリップ触媒装置の触媒床温が、同アンモニアスリップ触媒装置において炭化水素を還元剤とした選択触媒還元による窒素酸化物の還元が可能な温度域内にあることを条件に、未燃燃料の添加を通じてアンモニアスリップ触媒装置に流入する排気中の炭化水素の量を増量する増量処理が添加制御部により行われる。こうした増量処理が行われると、アンモニアスリップ触媒装置に流入する排気中の炭化水素の量が増え、アンモニアスリップ触媒装置において、炭化水素を還元剤とした選択触媒還元によって、より多くの窒素酸化物が還元されるようになる。そのため、選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対して同選択還元型触媒装置から流出する窒素酸化物の量を所望の量まで低減できないときにも、外気への窒素酸化物の排出を抑制することができる。
なお、例えば選択還元型触媒装置を通過した排気中の窒素酸化物の量が規定値を超えているときや、選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対する選択還元型触媒装置で還元される窒素酸化物の量の比率である窒素酸化物浄化率を規定値よりも大きくするために必要な尿素水の添加量よりも添加可能な同尿素水の量が少ないときに、選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対して、同選択還元型触媒装置から流出する窒素酸化物の量が所望の量まで低減されていないと判断することができる。
また、上記増量処理を行っているときに、選択還元型触媒装置を通過した排気中の窒素酸化物の量が規定値以下となったときや、選択還元型触媒装置への窒素酸化物の流入量に対する選択還元型触媒装置での窒素酸化物の還元量の比率である窒素酸化物浄化率が規定値以上となったときには、選択還元型触媒装置の窒素酸化物の浄化能力の不足は解消していると考えられる。よって、これらのときには増量処理を停止するようにすれば、窒素酸化物の排出を抑制しつつ、未燃燃料の添加に伴う燃料消費を抑えられる。
さらに、上記増量処理を行っているときに、アンモニアスリップ触媒装置の床温が前記温度域外となったときには、未燃燃料の添加を継続しても、アンモニアスリップ触媒装置の炭化水素を還元剤とした選択触媒還元での窒素酸化物の浄化を良好に続けられなくなる。よって、このときにも、増量処理は停止することが望ましい。
選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量が多いほど、あるいは選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対する同選択還元型触媒装置で還元される窒素酸化物の量の比率である窒素酸化物浄化率が低いほど、選択還元型触媒装置で浄化されずにアンモニアスリップ触媒装置に流入する窒素酸化物の量が増えるため、増量処理での未燃燃料の添加量を増やして、アンモニアスリップ触媒装置の窒素酸化物の浄化能力を高めるようにするとよい。
排気通路における前記選択還元型触媒装置よりも上流側の部分に、酸化触媒が担持された更なる触媒装置が設けられている場合、排気中に未燃燃料が存在すると、その更なる触媒装置においても、炭化水素を還元剤とした選択触媒還元反応による窒素酸化物の還元が行われるようになる。そのため、そうした場合には、増量処理時に添加制御部が添加する未燃燃料の量を、上記更なる触媒装置における炭化水素を還元剤とした選択触媒還元による窒素酸化物の還元反応に消費される量の炭化水素を排気中に供給するために必要な未燃燃料の量よりも多くすることで、アンモニアスリップ触媒装置に流入する排気中の炭化水素を確実に増量することができる。そして、更なる触媒装置における炭化水素を還元剤とした選択触媒還元による窒素酸化物の還元反応に消費される量の炭化水素を排気中に供給するために必要な未燃燃料の量と、アンモニアスリップ触媒装置における炭化水素を還元剤とした選択触媒還元による窒素酸化物の還元反応に消費される量の炭化水素を排気中に供給するために必要な未燃燃料の量と、を個別に演算し、それら演算した未燃燃料の量を合計分の未燃燃料の添加を増量処理において行うようにすれば、アンモニアスリップ触媒装置に流入する排気中の炭化水素の増量が更に確実となる。
ちなみに、未燃燃料の添加は、例えば排気通路に設置された燃料添加弁を添加手段として用いてその燃料添加弁による排気への燃料添加により行ったり、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクターを添加手段として用いてそのインジェクターによる排気行程中の前記燃焼室内への燃料噴射により行ったり、することができる。
第1実施形態の排気浄化装置が適用されるディーゼルエンジンの吸気系および排気系の構成を模式的に示す略図。 同実施形態の排気浄化装置において実行される増量処理ルーチンのフローチャート。 同増量処理ルーチンにおける増量処理の実施判定に使用される増量処理実施判定値とエンジン回転速度および燃料噴射量との関係を示すグラフ。 第2実施形態の排気浄化装置において実行される増量処理ルーチンのフローチャート。 同増量処理ルーチンにおける増量処理の実施判定に使用される増量処理実施判定値と排気流量およびSCR床温との関係を示すグラフ。 増量処理時の未燃燃料の添加量をSCR流入NOx量に基づき演算する場合のSCR流入NOx量と増量処理時の未燃燃料の添加量の演算値との関係を示すグラフ。 増量処理時の未燃燃料の添加量をSCR装置のNOx浄化率に基づき演算する場合のSCR流入NOx量と増量処理時の未燃燃料の添加量の演算値との関係を示すグラフ。
(第1実施形態)
以下、排気浄化装置の第1実施形態を、図1〜図3を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の排気浄化装置が適用されたディーゼルエンジンの吸気通路10には、上流側から順に、エアクリーナー11、エアフローメーター12、コンプレッサー13、インタークーラー14、I/C出ガス温度センサー15、スロットルバルブ16、吸気圧センサー27が設けられている。エアクリーナー11は、吸気中の不純物を濾過し、エアフローメーター12は、吸気通路10を流れる吸気の流量(吸入空気量)を検出する。コンプレッサー13は、駆動に応じて吸気を加圧し、インタークーラー14は、コンプレッサー13通過後の吸気を冷却する。I/C出ガス温度センサー15は、インタークーラー14通過後の吸気の温度を検出し、スロットルバルブ16は、その開度の変更に応じて吸入空気量を調整する。そして、吸気圧センサー27は、吸気通路10の、スロットルバルブ16の下流側の部分における吸気の圧力を検出する。
吸気通路10は、スロットルバルブ16の下流側において、ディーゼルエンジンの各気筒の燃焼室17に接続されている。ディーゼルエンジンの各燃焼室17には、燃料を噴射するインジェクター18がそれぞれ設けられている。そして、各燃焼室17では、吸気通路10を通じて導入された吸気とインジェクター18から噴射された燃料との混合気の燃焼が行われる。
各燃焼室17での混合気の燃焼により生じた排気(既燃ガス)は、排気通路19を通って外気に放出される。排気通路19には、タービン20が設置されている。タービン20は、吸気通路10に設けられたコンプレッサー13と共に排気タービン式過給機を構成し、排気通路19を流れる排気の流勢により回転してコンプレッサー13を駆動する。なお、排気通路19におけるタービン20上流には、同タービン20に対する排気吹付口の開口面積を可変とする可変ノズル21が設置されており、その可変ノズル21の開度制御を通じてタービン20の回転速度が調整されている。
さらに、ディーゼルエンジンには、排気の一部を吸気中に再循環させるEGR(Exhaust Gas Recirculation:排気再循環)システムが設けられている。EGRシステムは、排気通路19におけるタービン20よりも上流側の部分と吸気通路10におけるスロットルバルブ16よりも下流側の部分とを連通するEGR通路22、そのEGR通路22を通って吸気中に再循環される排気(EGRガス)を冷却するEGRクーラー23、EGRガスの流量を調整するEGRバルブ24を備える。また、EGRシステムは、EGRクーラー23を迂回してEGRガスを流すためのバイパス通路25、同バイパス通路25を通ってEGRクーラー23を迂回するEGRガスの流量を調整するバイパスバルブ26も備えている。
続いて、以上のように構成されたディーゼルエンジンに適用される本実施形態の排気浄化装置の構成を説明する。本実施形態の排気浄化装置には、排気中のPM(Particulate Matter:微粒子物質)を捕集するDPF(Diesel Particulate Filter:ディーゼル微粒子捕集フィルター)システムと、尿素水から生成されたアンモニアを還元剤とした選択還元により排気中のNOxを浄化する尿素SCR(Selective Catalytic Reduction:選択触媒還元)システムとが設けられている。
DPFシステムは、燃料添加弁30、前段酸化触媒装置31、PM捕集フィルター32を備える。燃料添加弁30は、排気通路19におけるタービン20よりも上流側の部分に設置されている。本実施形態では、この燃料添加弁30が、排気通路19を流れる排気(既燃ガス)中に燃料(未燃燃料)を添加する添加手段となっている。また、前段酸化触媒装置31は、酸化触媒が担持された触媒装置であり、排気通路19におけるタービン20よりも下流側、かつPM捕集フィルター32よりも上流側の部分に設置されている。PM捕集フィルター32は、排気中のPMを捕捉するフィルターである。前段酸化触媒装置31は、PMのSOF(Soluble Organic Fraction:可溶性有機物質)成分を酸化するとともに、排気中の一酸化窒素(NO)を酸化して、PM捕集フィルター32の連続再生に必要な二酸化窒素(NO2)を生成する。また、前段酸化触媒装置31は、PM捕集フィルター32の強制再生に際し、燃料添加弁30より添加された燃料中の炭化水素(HC)を酸化し、その酸化反応に伴う発熱で排気を高温化することで、PM捕集フィルター32の温度をPMの燃焼に必要な温度に高める役割を担ってもいる。なお、PM捕集フィルター32にも、酸化触媒が担持されており、その酸化触媒は、PMの燃焼に寄与している。
さらにDPFシステムは、同システムの各部における排気の状態を検出するための下記の各センサーを備える。排気通路19における前段酸化触媒装置31よりも上流側の部分には、同前段酸化触媒装置31に流入する排気の温度(DOC入ガス温度)を検出する入ガス温度センサー33が設置されている。また、排気通路19における前段酸化触媒装置31とPM捕集フィルター32との間の部分には、PM捕集フィルター32に流入する排気の温度(SCR中ガス温度)を検出する中ガス温度センサー34が設置されている。さらに、排気通路19におけるPM捕集フィルター32よりも下流の部分には、PM捕集フィルター32から流出した排気の温度(SCR出ガス温度)を検出する出ガス温度センサー35が設置されている。加えて、排気通路19におけるPM捕集フィルター32の設置部分には、PM捕集フィルター32前後の排気の圧力差を検出する差圧センサー36が設置されている。
一方、尿素SCRシステムは、尿素添加弁40と、前後2つのSCR装置、すなわち前段SCR装置41および後段SCR装置42と、ASC(Ammonia Slip Catalyst:アンモニアスリップ触媒)装置43と、を備える。尿素添加弁40は、排気通路19におけるPM捕集フィルター32よりも下流側の部分に設置されて、尿素水を排気に添加する。前段SCR装置41および後段SCR装置42は、排気熱による加水分解によって尿素から生成されたアンモニアを還元剤として排気中の窒素酸化物を還元する選択還元型触媒装置である。前段SCR装置41は、排気通路19における尿素添加弁40よりも下流側の部分に設置され、後段SCR装置42は、排気通路19における前段SCR装置41よりも下流側の部分に設置されている。ASC装置43は、排気通路19における後段SCR装置42よりも下流側の部分に設置されている。なお、ASC装置43には、酸化触媒が担持されており、この酸化触媒の働きにより、ASC装置43は、前段および後段のSCR装置(41,42)をすり抜けて流出したアンモニアを酸化している。ちなみに、排気通路19における尿素添加弁40と前段SCR装置41との間の部分には、尿素添加弁40が添加した尿素水を排気中に拡散させるための分散板44が設置されている。
なお、尿素添加弁40が排気に添加する尿素水は、尿素水タンク45内に蓄えられている。尿素水タンク45は、ヒーター付きの配管46を通じて尿素添加弁40に接続されている。尿素水タンク45内には、尿素ポンプ47が設置されている。そして、その尿素ポンプ47により、尿素水タンク45内の尿素水が汲み上げられて、配管46を通じて尿素添加弁40に尿素水が送られるようになっている。なお、尿素水タンク45には、その内部の尿素水の残量を検出する尿素水レベルセンサー48が設けられている。また、配管46には、尿素添加弁40に送られる尿素水の温度を検出する尿素水温度センサー49が設置されている。
さらに尿素SCRシステムは、同システムの各部における排気の状態を検出するための下記の各センサーを備える。排気通路19におけるPM捕集フィルター32と尿素添加弁40との間の部分には、入NOxセンサー50および空燃比センサー51が設置されている。入NOxセンサー50は、前段SCR装置41に流入する排気中のNOx量(SCR流入NOx量)を検出する。空燃比センサー51は、排気の酸素/未燃成分の濃度に応じた出力を発生し、その出力は、燃焼室17で燃焼された混合気の空燃比を把握するために用いられる。一方、排気通路19におけるASC装置43よりも下流側の部分には、出NOxセンサー53、ASC後ガス温度センサー54およびPMセンサー55が設置されている。出NOxセンサー53は、ASC装置43から流出して外気に排出される排気中のNOx量(ASC流出NOx量)を検出する。また、ASC後ガス温度センサー54は、ASC装置43から流出した排気の温度(ASC出ガス温度)を検出する。さらに、PMセンサー55は、ASC装置43から流出して、外気へと放出されるPMの量を検出する。
こうした排気浄化装置において、燃料添加弁30による燃料添加、尿素添加弁40による尿素水添加は、電子制御ユニット56により制御されている。電子制御ユニット56は、制御のための演算処理を行う中央演算処理装置、制御用のプログラムやデータが記憶された読出専用メモリー、中央演算処理装置の演算結果や各センサーの検出結果を一時的に記憶する読書可能メモリー、外部からの信号を受信するための入力ポート、および外部に信号を送信するための出力ポートを備える。電子制御ユニット56の入力ポートには、上述の各センサーが接続されている。また、電子制御ユニット56の出力ポートには、燃料添加弁30および尿素添加弁40が接続されている。そして、電子制御ユニット56は、燃料添加弁30および尿素添加弁40の駆動制御により、排気に対する燃料および尿素水の添加制御を行っている。
なお、この排気浄化装置では、前段酸化触媒装置31およびPM捕集フィルター32が、排気通路19における選択還元型触媒装置(前段SCR装置41、後段SCR装置42)よりも上流側の部分に設けられて、酸化触媒が担持された更なる触媒装置に相当する。また、この排気浄化装置では、燃料添加弁30による、排気(既燃ガス)への燃料(未燃燃料)の添加制御を行う電子制御ユニット56が、添加制御部に相当する。
電子制御ユニット56は、排気の状態や前段酸化触媒装置31およびPM捕集フィルター32の温度状態などに応じて、PM捕集フィルター32に捕捉されたPMの燃焼に必要な量の未燃燃料が前段酸化触媒装置31およびPM捕集フィルター32に供給されるように、燃料添加弁30の燃料添加量を制御する。また、電子制御ユニット56は、排気の状態やSCR装置(41,42)およびASC装置43の温度状態などに応じて、燃焼室17から排出されたNOxをSCR装置(41,42)で浄化するために必要な量のアンモニアがSCR装置(41,42)に供給されるように、尿素添加弁40の尿素水添加量を制御する。
さらに、電子制御ユニット56は、SCR装置(41,42)に流入するNOxの量に対して、SCR装置(41,42)から流出するNOxの量を所望の量まで低減できないときに、ASC装置43に流入する排気中のHCの量を増量する増量処理を行っている。以下、本実施形態の排気浄化装置における増量処理の詳細を説明する。
図2に、増量処理の実施のため、電子制御ユニット56が実行する増量処理ルーチンのフローチャートを示す。電子制御ユニット56は、ディーゼルエンジンの運転中に本ルーチンの処理を、規定の制御周期毎に繰り返し実行する。
さて、本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS100において、出ガス温度センサー35によるSCR出ガス温度の検出値からの推定により、SCR装置(41,42)の触媒床温(SCR床温TSCR)が求められる。続いて、ステップS101において、そのSCR床温TSCRに基づく推定により、SCR装置(41,42)のNOx浄化率が演算される。NOx浄化率はSCR流入NOx量に対する、前段および後段のSCR装置(41,42)のNOx還元量の比率である。そして、続くステップS102において、入NOxセンサー50によるSCR流入NOx量の検出値と上記NOx浄化率の演算値とを乗算して、後段SCR装置42から流出してASC装置43に流入する排気中のNOxの量(ASC流入NOx量)が演算される。なお、こうして演算されるASC流入NOx量は、実質的に、SCR装置(41,42)から流出するNOxの量(SCR流出NOx量)と同じである。
次に、ステップS103において、エンジン回転速度および燃料噴射量から増量処理実施判定値αが演算される。ここで増量処理実施判定値αは、必要な量の尿素が供給された場合の、エンジン回転速度および燃料噴射量により規定されるディーゼルエンジンの各動作点におけるASC流入NOx量が取り得る値の範囲の最大値となるように演算されている。よって、実際のASC流入NOx量が増量処理実施判定値αを超えていれば、想定よりも多くのNOxが、SCR装置(41,42)で浄化されずにASC装置43に流入していることに、すなわち、SCR流入NOx量に対してASC流入NOx量(SCR流出NOx量)が所望の量まで低減されていないことになる。ちなみに、本実施形態では、エンジン回転速度および燃料噴射量から演算された増量処理実施判定値αが、ここでの所望の量となる。
図3に、増量処理実施判定値αの設定態様の一例を示す。ディーゼルエンジンの高回転高負荷運転時には、排気流量が多くなり、その排気に含まれるNOx量も多くなるため、SCR装置(41,42)のNOx浄化能力が十分に確保されていても、ASC流入NOx量は多くなる。これに対応して、同図の例では、エンジン回転速度が高いほど、あるいは燃料噴射量が多いほど、大きい値となるように増量処理実施判定値αが設定されている。
続いて、ステップS104において、ASC流入NOx量の演算値が増量処理実施判定値αを超えているか否かが判定される。ここで、ASC流入NOx量の演算値が増量処理実施判定値αを超えており、上記のようにSCR流入NOx量に対してSCR流出NOx量(ASC流入NOx量)が所望の量まで低減されていないと判定されるときには(YES)、ステップS105に処理が進められる。一方、ASC流入NOx量の演算値が増量処理実施判定値αを超えておらず、SCR流入NOx量に対してSCR流出NOx量(ASC流入NOx量)が所望の量まで低減されていると判定されるときには、(NO)、ステップS109において、最終添加量QADFTRGの値を「0」に設定した後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
なお、電子制御ユニット56は、本ルーチンの処理の終了後、本ルーチンの処理にて設定された最終添加量QADFTRG分の燃料添加の実施を、燃料添加弁30に指令する。よって、最終添加量QADFTRGの値が「0」に設定されたときには、燃料添加弁30の燃料添加は実施されないことになる。
一方、ステップS105に処理が進められると、そのステップS105において、ASC装置43の触媒床温(ASC床温TASC)がHC−SCR可能温度域内にあるか否かが判定される。HC−SCR可能温度域は、炭化水素(HC)を還元剤とした選択触媒還元によりASC装置43が排気中のNOxを還元可能な温度域である。ここで、ASC床温TASCがHC−SCR可能温度域内にあれば(YES)、ステップS106に処理が進められる。一方、ASC床温TASCがHC−SCR可能温度域内になければ(NO)、上述のステップS109において最終添加量QADFTRGの値を「0」に設定した後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、本実施形態では、ASC後ガス温度センサー54によるASC出ガス温度の検出値を、ASC床温TASCとして用いている。
ステップS106に処理が進められると、そのステップS106において、入ガス温度センサー33によるODC入ガス温度の検出値と、入NOxセンサー50によるSCR流入NOx量の検出値とから、DPF用添加量QADMANIの値が演算される。DPF用添加量QADMANIの値は、前段酸化触媒装置31およびPM捕集フィルター32でのNOxのHC選択触媒還元に使用される量のHCを排気に添加するために必要な燃料添加の量を示す。ちなみに、前段酸化触媒装置31およびPM捕集フィルター32にも、HC選択触媒還元によりNOxを浄化が可能な触媒(例えばプラチナ)が担持されており、内部を流れる排気中に十分なHCが存在すれば、NOxのHC選択触媒還元反応が発生する。DPF用添加量QADMANIの演算値は、SCR流入NOx量が多いほど、あるいは前段酸化触媒装置31やPM捕集フィルター32におけるHC選択触媒還元反応が最も活性化する温度にDOC入ガス温度が近いほど、大きい値とされる。
なお、燃料添加弁30が排気に添加した未燃燃料のうち、DPF用添加量QADMANI分は、前段酸化触媒装置31およびPM捕集フィルター32で消費される。よって、ASC装置43に未燃燃料を到達させるためには、DPF用添加量QADMANIを超える量の未燃燃料を添加する必要がある。そしてそのときのASC装置43には、燃料添加弁30が添加した未燃燃料の量からDPF用添加量QADMANIを差し引いた量の未燃燃料が到達することになる。
続いて、ステップS107において、ASC床温TASCおよびASC流入NOx量から、ASC用添加量QADASCの値が演算される。ここでの演算は、ASC用添加量QADASCの値分の未燃燃料に含まれるHCの量が、ASC流入NOx量分のNOxの選択触媒還元に必要なHCの量、および現状のASC床温TASCにおいてASC装置43が浄化可能な最大量分のNOxを選択触媒還元するために必要なHCの量の2つの量のうちのいずれか少ない方となるように行われる。
次に、ステップS108において、DPF用添加量QADMANIとASC用添加量QADASCとを加算した値が最終添加量QADFTRGの値に設定される。そして、その後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
なお、上記のようにDPF用添加量QADMANIの演算値は、SCR流入NOx量が多いほど大きい値とされる。また、SCR装置(41,42)のNOx浄化率が同じであれば、SCR流入NOx量が多いほどASC流入NOx量も多くなり、ASC流入NOx量が多く、その選択触媒還元に必要なHCの量が多くなるほど、ASC用添加量QADASCの演算値は大きい値とされる。よって、このときの最終添加量QADFTRGの値は、SCR流入NOx量が多いほど、大きい値に設定されることになる。
また、SCR流入NOx量が同じであれば、SCR装置(41,42)のNOx浄化率が低いほどASC流入NOx量も多くなり、ASC流入NOx量が多く、その選択触媒還元に必要なHCの量が多くなるほど、ASC用添加量QADASCの演算値は大きい値とされる。よって、このときの最終添加量QADFTRGの値は、SCR装置(41,42)のNOx浄化率が低いほど、大きい値に設定されることになる。
そしてこのときには、最終添加量QADFTRGの値に「0」よりも大きい値が設定されるため、本ルーチンの処理の終了後、燃料添加弁30から最終添加量QADFTRGの値分の燃料添加が実施される。すなわち、こうした増加処理ルーチンでは、ステップS105〜ステップS108が、増加処理に相当する処理となっている。
ちなみに、上述のように本ルーチンの処理は、規定の制御周期毎に繰り返し実行されている。そうした本ルーチンの実行の繰り返しにおいて、本ルーチンの結果、ステップS105〜ステップS108の処理が行われることが続く限り、増量処理は継続される。そして、そうした増量処理の継続中に、本ルーチンの結果、ステップS109における最終添加量QADFTRGの値を「0」に設定する処理が行われたときに増量処理は停止されることになる。すなわち、増量処理はその継続中に、ASC流入NOx量(SCR流出NOx量)が増量処理実施判定値α以上となったとき(S104:NO)、或いはASC床温TASCがHC−SCR可能温度域外となったとき(S105:NO)に停止される。
次に、本実施形態の排気浄化装置の作用を説明する。
SCR装置(41,42)のNOx浄化能力を高めるには、尿素水添加量を増やす必要がある。しかしながら、SCR装置(41,42)のアンモニア付着量には限界があり、尿素水添加量を増やし過ぎると、ASC装置43が処理可能な量を超えるアンモニアがSCR装置(41,42)から脱離して、外気へのアンモニアの排出、いわゆるアンモニアスリップが発生してしまう。そのため、尿素水添加量は、アンモニアの脱離が生じない程度に制限する必要があり、大量のNOxが排出されたときには、その排出されたNOxのすべてを浄化可能な量の尿素水を添加できないことがある。
また、ディーゼルエンジンがアイドル運転や低回転運転から急加速して、燃焼室17からのNOx排出量が急増したときには、その増加に合わせて尿素水添加量を増量しても、SCR装置(41,42)での選択触媒還元反応が追いつかず、NOxを十分浄化できないことがある。さらに、このときには、余剰のアンモニアがSCR装置(41,42)から脱離するようになる。そして、このときのNOxの増加に対して排気温度の上昇には遅れが生じるため、ASC装置43がそのアンモニアの酸化機能を十分に発揮できずに、アンモニアスリップが発生してしまうことがある。したがって、こうした場合には、アンモニアスリップを防止するため、NOxの増加に応じて尿素添加量を増量することができなくなる。
これらの場合のように、燃焼室17から排出されるNOxの量に対して不十分な量しか尿素水を添加できない場合、SCR流入NOx量に対してSCR流出NOx量(ASC流入NOx量)を所望の量まで低減できないことになる。そして、そうした場合には、浄化されずにSCR装置(41,42)を通過してASC装置43に流入する排気中のNOx量(ASC流入NOx量)が増加するようになる。
このとき、本実施形態の排気浄化装置では、ASC流入NOx量が増量処理実施判定値αを超えるまで増加すると、ASC床温TASCがHC−SCR可能温度域内であることを条件に、増量処理が実施されて、排気通路19に設置された燃料添加弁30により、排気(既燃ガス)に未燃燃料が添加される。排気に未燃燃料が添加されると、その未燃燃料に含まれるHCの分、排気中のHCの量が増加し、ASC装置43に流入する排気中のHCの量が増量される。このときのASC床温TASCがHC−SCR可能温度域内にあれば、ASC装置43において、流入した排気中のHCを還元剤としたNOxの選択触媒還元反応が発生するため、ASC装置43に流入する排気中のHCの量が増量されれば、ASC装置43で浄化されるNOxの量が増加する。したがって、増量処理が実施されると、ASC流入NOx量が多くなった状態にあっても、ASC装置43で浄化されるNOxの量が増えるため、外気へのNOxの排出が抑えられるようになる。
なお、排気通路19におけるSCR装置(41,42)よりも上流側の部分に設けられた前段酸化触媒装置31およびPM捕集フィルター32にも酸化触媒が担持されており、これらにおいても、排気中のHCを還元剤としたNOxの選択触媒還元反応が発生する。一方、増量処理では、前段酸化触媒装置31およびPM捕集フィルター32での選択触媒還元反応で消費される分のHCを含む未燃燃料の量がDPF用添加量QADMANIとして演算される。また、ASC装置43に供給しようとする量のHCを含む未燃燃料の量がASC用添加量QADASCとして演算される。そして、それらDPF用添加量QADMANIとASC用添加量QADASCとの合計分(最終添加量QADFTRG)の未燃燃料の添加が実施される。そのため、前段酸化触媒装置31およびPM捕集フィルター32における選択触媒還元反応では、ASC用添加量QADASC分の未燃燃料に含まれる量のHCが余剰するようになり、その余剰のHCがASC装置43に流入するようになる。
なお、ASC流入NOx量が増量処理実施判定値α以下となり、SCR装置(41,42)だけでNOxの浄化を十分に行えるようになると、増量処理は停止される。また、ASC床温TASCがHC−SCR温度域外となり、増量処理を継続しても、ASC装置43が十分にNOxを浄化できなくなったときにも、増量処理は停止される。
以上の本実施形態の排気浄化装置によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)SCR流入NOx量に対してASC流入NOx量が所望の量まで低減されていないときに、ASC床温TASCがHC−SCR可能温度域内にあることを条件に、燃料添加弁30による排気への未燃燃料添加の実施を通じて、ASC装置43に流入する排気中のHCの量を増量する増量処理を行うようにしている。そのため、ASC装置43がHC選択還元によりNOxを浄化可能な温度状態にあるときには、SCR流入NOx量に対してSCR流出NOx量を所望の量まで低減できないときにも、外気へのNOxの排出を抑制することができる。
(2)増量処理を行っているときに、ASC流入NOx量が増量処理実施判定値α以下となったときには、増量処理が停止されるため、敢えて増量処理を行わなくても十分にNOxを浄化できる状態で増量処理が不要に継続されないようになる。そのため、不要な増量処理による燃料消費が抑えられる。
(3)増量処理を行っているときに、ASC床温TASCがHC−SCR温度域外となったときには、増量処理が停止されるため、増量処理を行っても、ASC装置43でのHC選択触媒還元によるNOx浄化が行えない状態で増量処理が不要に継続されないようになる。そのため、不要な増量処理による燃料消費が抑えられる。
(4)前段SCR装置41に流入するNOxの量が多いほど、増量処理において増やされる燃料添加の量が多くされ、ASC装置43でのHC選択触媒還元により浄化されるNOxの量を多くすることができる。そのため、前段SCR装置41に流入するNOxの量が多くなっても、外気へのNOxの排出量を好適に抑えることができる。
(5)前段酸化触媒装置31およびPM捕集フィルター32におけるNOxの選択触媒還元反応で消費される量のHCを排気に添加するために必要な燃料添加の量(DPF用添加量QADMANI)を、ASC装置43への供給が必要な量のHCを排気に添加するために必要な燃料添加の量(ASC用添加量QADASC)とは別に算出している。そして、増量処理の実施中に、それらの合計分の燃料添加を行うようにしている。そのため、前段酸化触媒装置31およびPM捕集フィルター32でのNOxのHC選択触媒還元では必ずHCが余剰して、その余剰のHCがASC装置43に流入するようになる。したがって、ASC装置43に必要な量のHCをより確実に供給することが、ひいてはASC装置43でのHC選択触媒還元によるNOxの浄化をより確実に行うことが可能となる。
(第2実施形態)
次に、排気浄化装置の第2実施形態を、図4および図5を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
第1実施形態の排気浄化装置では、増量処理ルーチンにおいて、SCR流入NOx量に対してSCR流出NOx量が所望の量まで低減されていない状態にあるか否かを、SCR装置(41,42)を通過した排気中のNOxの量、すなわちASC流入NOx量に基づき判定していた。これに対して本実施形態では、そうした判定をSCR装置(41,42)のNOx浄化率に基づき行うようにしている。
図4に、本実施形態の排気浄化装置において電子制御ユニット56が実行する増量処理ルーチンのフローチャートを示す。電子制御ユニット56は、排気燃料添加の実施中に同ルーチンの処理を規定の制御周期毎に繰り返し実行する。そして、電子制御ユニット56は、本ルーチンの処理の終了後、その処理にて設定された最終添加量QADFTRGの値分の燃料添加を燃料添加弁30に指令している。
さて、本ルーチンの処理が開始されると、まずステップS200において、出ガス温度センサー35によるSCR出ガス温度の検出値に基づく推定により、SCR床温TSCRが求められる。また、次のステップS201において、その演算されたSCR床温TSCRに基づく推定により、SCR装置(41,42)のNOx浄化率が求められる。
続いて、ステップS202において、排気流量およびSCR床温TSCRから増量処理実施判定値βの値が演算される。ここでは、排気流量(質量流量)を、エアフローメーター12による吸入空気量の検出値(質量流量)とインジェクター18からの燃料噴射量(単位時間に噴射した燃料の質量の積算値)との和として演算により求めている。
このとき、増量処理実施判定値βは、排気流量およびSCR床温TSCRにより規定される各動作点において、必要な量の尿素が供給されてSCR装置(41,42)が想定通りのNOx浄化能力を発揮した場合のNOx浄化率が取り得る値の範囲の最小値となるように演算される。よって、実際のNOx浄化率が増量処理実施判定値βに満たなければ、SCR装置(41,42)のNOx浄化率が想定よりも低いことになる。一方、SCRシステムは、必要な量の尿素がSCR装置(41,42)に供給されていれば、外気へのNOxの排出を許容範囲内に抑えられるように設計されている。そのため、実際のNOx浄化率が増量処理実施判定値βに満たなければ、NOx浄化率を増量処理実施判定値β以上とするために必要な尿素水の添加量よりも添加可能な同尿素水の量が少なく、SCR流入NOx量に対してSCR流出NOx量が所望の量まで低減されていないことになる。ちなみに、本実施形態では、SCR流入NOx量に増量処理実施判定値βを乗算した値が、ここでの所望の量となる。
図5に、増量処理実施判定値βの設定態様の一例を示す。必要な量の尿素が供給されているときのSCR装置(41,42)のNOx浄化能力は、SCR床温TSCRにより変化する。一方、排気流量が増えれば、排気中に含まれるNOxの量も増える。そして、SCR装置(41,42)のNOx浄化率は、流入する排気中のNOxの量とSCR装置(41,42)のNOx浄化能力とのバランスによって変化する。同図の領域Xは、必要な量の尿素が供給されている場合に、そうしたバランスの結果、NOx浄化率が高くなる領域である。同図の例では、これに対応して、増量処理実施判定値βの値は、領域Xから離れるほど、その値が小さくなるように設定されている。
こうして増量処理実施判定値βが演算されると、次のステップS203において、ステップS201で演算された現状のNOx浄化率がその増量処理実施判定値β未満であるか否かが判定される。ここで、NOx浄化率が増量処理実施判定値β未満であり、SCR流入NOx量に対してSCR流出NOx量が所望の量まで低減されていないと判定されれば(YES)、ステップS204に処理が進められる。一方、NOx浄化率が増量処理実施判定値β以上であり、SCR流入NOx量に対してSCR流出量が所望の量まで低減されていると判定されれば(NO)、ステップS208において、最終添加量QADFTRGの値を「0」に設定した後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
ステップS204に処理が進められると、そのステップS204において、ASC床温TASCがHC−SCR可能温度域内にあるか否かが判定される。ASC床温TASCがHC−SCR可能温度域内にあれば(YES)、ステップS205に処理が進められる。一方、ASC床温TASCがHC−SCR可能温度域内になければ(NO)、上述のステップS208において最終添加量QADFTRGの値が「0」に設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
ステップS205に処理が進められると、そのステップS205において、入ガス温度センサー33によるDOC入ガス温度の検出値と、入NOxセンサー50によるSCR流入NOx量の検出値とに基づき、DPF用添加量QADMANIが演算される。また、続くステップS206において、ASC床温TASCとASC流入NOx量とに基づき、ASC用添加量QADASCが演算される。そして、ステップS207において、DPF用添加量QADMANIとASC用添加量QADASCとを加算した値が最終添加量QADFTRGの値に設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、こうした本実施形態の増量処理ルーチンでは、ステップS205〜ステップS207が増加処理に相当する処理となっている。
なお、上述のように本ルーチンの処理は、規定の制御周期毎に繰り返し実行されている。よって、そうした本ルーチンの実行の繰り返しにおいて、本ルーチンの結果、ステップS205〜ステップS207の処理が行われることが続く限り、増量処理は継続される。そして、そうした増量処理の継続中に、本ルーチンの結果、ステップS208における最終添加量QADFTRGの値を「0」に設定する処理が行われたときに増量処理は停止されることになる。すなわち、増量処理はその継続中に、NOx浄化率が増量処理実施判定値β以上となったとき(S203:NO)、或いはASC床温TASCがHC−SCR可能温度域外となったとき(S204:NO)に停止される。
本実施形態の排気浄化装置でも、アンモニアスリップ防止のための尿素水添加の制限などでSCR流入NOx量に対してSCR流出量が所望の量まで低減されていないときには、ASC床温TASCがHC−SCR温度域内にあることを条件に増量処理が実施される。そして増量処理の実施により、排気(既燃ガス)への未燃燃料の添加を通じてASC装置43に流入する排気中のHCの量が増量される。その結果、ASC装置43でのNOxの選択触媒還元反応がより活発となって、外気へのNOxの排出が抑えられるようになる。よって、本実施形態の排気浄化装置によっても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、増量処理時の未燃燃料の添加量(最終添加量QADFTRG)を、DPF用添加量QADMANIとASC用添加量QADASCとの合計として求めることで、ASC装置43に到達する未燃燃料の量を厳密に制御できるようにしていた。こうした増量処理時の未燃燃料の添加量の演算を別の方法で行うようにしてもよい。例えば増量処理時の未燃燃料の添加量(最終添加量QADFTRG)を、SCR流入NOx量やSCR装置(41,42)のNOx浄化率に基づき、より簡易に演算するようにしてもよい。なお、SCR流入NOx量が多いほど、或いはSCR装置(41,42)のNOx浄化率が低いほど、ASC流入NOx量は増える傾向にある。そのため、SCR流入NOx量に基づき増量処理時の未燃燃料の添加量を演算する場合、図6に示すように、SCR流入NOx量が多いほど、増量処理時の未燃燃料の添加量を増やすことが望ましい。また、SCR装置(41,42)のNOx浄化率に基づき増量処理時の未燃燃料の添加量を演算する場合、図7に示すように、NOx浄化率が低いほど、増量処理時の未燃燃料の添加量を増やすことが望ましい。そうした場合、SCR流出NOx量が多くても、SCR装置(41,42)およびASC装置43を含むSCRシステム全体では、比較的高いNOx浄化率を確保することができ、外気へのNOxの排出を好適に抑えられるようになる。
・第1実施形態では、増量処理を行っているときにASC流入NOx量が増量処理実施判定値α未満となったときには増量処理を停止していた。また、第2実施形態では、増量処理を行っているときにSCR装置(41,42)のNOx浄化率が増量処理実施判定値以上となったときには増量処理を停止していた。さらに第1および第2実施形態では、増量処理を行っているときにASC床温TASCがHC−SCR可能温度域外となったときにも増量処理を停止していた。こうした増量処理の停止の条件を適宜変更してもよい。例えば、増量処理の実施時間に制限時間を設定し、増量処理の開始から制限時間が経過した時点で増量処理を停止したり、増量処理中に増やされる未燃燃料の総量に制限を設定し、増量処理の開始後に増やされた未燃燃料の量の総量が制限量に達した時点で増量処理を停止したりしてもよい。
・上記実施形態では、ASC後ガス温度センサー54の検出値をASC床温TASCとして用いていたが、ASC床温TASCとして、SCR床温TSCRなどから推定した値を用いるようにしてもよい。
・上記実施形態では、エンジン回転速度や燃料噴射量、排気流量、SCR床温TSCRに応じて増量処理実施判定値α,βの値を可変設定していたが、それらの可変設定を、SCR装置(41,42)のNOx浄化能力に相関するそれら以外のパラメーターに基づき行うようにしてもよい。また、増量処理実施判定値α,βを固定した値とするようにしてもよい。
・上記実施形態では、燃料添加弁30による排気への燃料添加を通じて燃焼室17で燃焼された既燃ガスへの未燃燃料の添加を行うようにしていた。既燃ガスへの未燃燃料の添加を、インジェクター18による排気行程中の燃焼室17内への燃料噴射、いわゆるポスト噴射を通じて行うようにしてもよい。この場合、インジェクター18が、排気行程中の燃焼室17内に存在する既燃ガスに未燃燃料を添加する添加手段となる。ポスト噴射により、燃焼室17内の既燃ガスに未燃燃料を添加しても、ASC装置43に流入する排気中のHCの量を増量することができる。よって、SCR流入NOx量に対してSCR流出量を所望の量まで低減できないときにも、ASC床温TASCがHC−SCR可能温度域内にあることを条件に、ポスト噴射を通じてASC装置43に流入する排気中のHCの量を増量する増量処理を行えば、外気へのNOxの排出を抑制できるようになる。
10…吸気通路、11…エアクリーナー、12…エアフローメーター、13…コンプレッサー、14…インタークーラー、15…I/C出ガス温度センサー、16…スロットルバルブ、17…燃焼室、18…インジェクター(添加手段)、19…排気通路、20…タービン、21…可変ノズル、22…EGR通路、23…EGRクーラー、24…EGRバルブ、25…バイパス通路、26…バイパスバルブ、27…吸気圧センサー、30…燃料添加弁(添加手段)、31…前段酸化触媒装置、32…PM捕集フィルター、33…入ガス温度センサー、34…中ガス温度センサー、35…出ガス温度センサー、36…差圧センサー、40…尿素添加弁、41…前段SCR装置(選択還元型触媒装置)、42…後段SCR装置(選択還元型触媒装置)、43…ASC装置(選択還元型触媒装置から流出したアンモニアを酸化する酸化触媒装置)、44…分散板、45…尿素水タンク、46…配管、47…尿素ポンプ、48…尿素水レベルセンサー、49…尿素水温度センサー、50…入NOxセンサー、51…空燃比センサー、52…排気流量センサー、53…出NOxセンサー、54…ASC後ガス温度センサー、55…PMセンサー、56…電子制御ユニット(添加制御部)。

Claims (12)

  1. 燃焼室から排出された排気を流す排気通路に、排気に尿素水を添加する尿素添加弁、前記尿素水から生成されたアンモニアを還元剤とした選択触媒還元により排気中の窒素酸化物を還元する選択還元型触媒装置、および酸化触媒が担持されて前記選択還元型触媒装置から流出したアンモニアを酸化するアンモニアスリップ触媒装置、が上流側から順に設けられるとともに、前記燃焼室で燃焼された既燃ガスに未燃燃料を添加する添加手段と、前記添加手段を制御することで既燃ガスへの未燃燃料の添加制御を行う添加制御部を備える排気浄化装置において、
    前記添加制御部は、前記尿素添加弁による排気への尿素水の添加が行われており、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対して同選択還元型触媒装置から流出する窒素酸化物の量が所望の量まで低減されておらず、且つ前記アンモニアスリップ触媒装置の触媒床温が、炭化水素を還元剤とした選択触媒還元により同アンモニアスリップ触媒装置にて排気中の窒素酸化物を還元可能な温度域内にあることを条件に、未燃燃料の添加を通じて前記アンモニアスリップ触媒装置に流入する排気中の炭化水素の量を増量する増量処理を行う、
    ことを特徴とする排気浄化装置。
  2. 前記添加制御部は、前記選択還元型触媒装置を通過した排気中の窒素酸化物の量が規定値を超えているときを、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対して同選択還元型触媒装置から流出する窒素酸化物の量が所望の量まで低減されていないときとして前記増量処理を行う、請求項1に記載の排気浄化装置。
  3. 前記添加制御部は、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対する前記選択還元型触媒装置で還元される窒素酸化物の量の比率である窒素酸化物浄化率を規定値よりも大きくするために必要な前記尿素水の添加量よりも添加可能な同尿素水の量が少ないときを、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対して同選択還元型触媒装置から流出する窒素酸化物の量が所望の量まで低減されていないときとして前記増量処理を行う、請求項1に記載の排気浄化装置。
  4. 前記添加制御部は、前記増量処理を行っているときに、前記選択還元型触媒装置を通過した排気中の窒素酸化物の量が規定値以下となったときに同増量処理を停止する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
  5. 前記添加制御部は、前記増量処理を行っているときに、前記選択還元型触媒装置への窒素酸化物の流入量に対する前記選択還元型触媒装置での窒素酸化物の還元量の比率である窒素酸化物浄化率が規定値以上となったときに同増量処理を停止する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
  6. 前記添加制御部は、前記増量処理を行っているときに、前記アンモニアスリップ触媒装置の床温が前記温度域外となったときに同増量処理を停止する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
  7. 前記添加制御部は、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量が多いほど、前記増量処理での未燃燃料の添加量を多くする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
  8. 前記添加制御部は、前記選択還元型触媒装置に流入する窒素酸化物の量に対する同選択還元型触媒装置で還元される窒素酸化物の量の比率である窒素酸化物浄化率が低いほど、前記増量処理での未燃燃料の添加量を多くする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
  9. 前記排気通路における前記選択還元型触媒装置よりも上流側の部分には、酸化触媒が担持された更なる触媒装置が設けられ、
    前記増量処理において前記添加制御部が添加する未燃燃料の量は、前記更なる触媒装置における炭化水素を還元剤とした選択触媒還元による窒素酸化物の還元反応に消費される量の炭化水素を排気中に供給するために必要な未燃燃料の量よりも多い、
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
  10. 前記増量処理において前記添加制御部は、前記更なる触媒装置における炭化水素を還元剤とした選択触媒還元による窒素酸化物の還元反応に消費される量の炭化水素を排気中に供給するために必要な未燃燃料の量と、前記アンモニアスリップ触媒装置における炭化水素を還元剤とした選択触媒還元による窒素酸化物の還元反応に消費される量の炭化水素を排気中に供給するために必要な未燃燃料の量と、を個別に演算し、それら演算した未燃燃料の量を合計分の未燃燃料の添加を行う、
    請求項9に記載の排気浄化装置。
  11. 前記添加手段は、排気通路に設置された燃料添加弁であり、前記未燃燃料の添加は、その燃料添加弁による排気への燃料添加により行われる、請求項1〜10のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
  12. 前記添加手段は、前記燃焼室内に燃料を噴射するインジェクターであり、前記未燃燃料の添加は、そのインジェクターによる排気行程中の前記燃焼室内への燃料噴射により行われる、請求項1〜10のいずれか1項に記載の排気浄化装置。
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