JP6079567B2 - 排気浄化装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、選択触媒還元フィルターよりも上流側の排気通路にＮＯ_Ｘセンサーを配した排気浄化装置の制御方法に関する。

内燃機関から排出される排気に対する環境への影響をできるだけ少なくするため、排気中に含まれる有害成分を捕捉または吸着したり、あるいは無害化する触媒装置を組み込んだ排気浄化装置が知られている。例えば、排気中の粒子状物質や窒素酸化物、すなわちＮＯ_Ｘを無害化するための選択触媒還元フィルター、すなわちＳＣＲＦ(Selective Catalytic Reduction Filter)を用いた排気浄化装置が知られている。これは、ＳＣＲＦよりも上流側の排気通路内に尿素を含む還元剤を連続的に供給し、ＳＣＲＦによってＮＯ_Ｘを還元して無害な窒素と水とに分解するものである。この場合、適切な量の還元剤を排気通路に供給する必要があるため、排気通路を流れる排気に含まれるＮＯ_Ｘの量を検出するＮＯ_Ｘセンサーが組み込まれ、このＮＯ_Ｘセンサーからの検出情報に基づいて還元剤の供給量を制御するようにしている。また、このＳＣＲＦにおいては、排気中の炭素質や炭化水素成分を含む粒子状物質、すなわちＰＭ(Particulate Matter)も同時に捕捉されるため、捕捉されたＰＭを定期的に燃焼させて二酸化炭素と水とに分解し、ＳＣＲＦを再生させる必要がある。

上述した従来の排気浄化装置においては、ＮＯ_ＸセンサーをＳＣＲＦタイプの触媒コンバーターよりも排気通路の下流側に配置したもの以外に、特許文献１に示すようにＮＯ_ＸセンサーをＳＣＲＦよりも排気通路の上流側に配したものも知られている。

特開２００７−１７０３８３号公報

特許文献１に開示されているように、ＮＯ_ＸセンサーをＳＣＲＦよりも排気通路の上流側に配した排気浄化装置においては、車両の運転状況によってＮＯ_Ｘセンサーが多量のＨＣを含む排気にさらされてしまうことがある。例えば、ＮＯ_Ｘセンサーが活性化していない内燃機関の冷態始動時にＳＣＲＦの再生処理が開始されると、ＮＯ_Ｘセンサーが配された排気通路に内燃機関から多量のＨＣ成分が流れることとなる。また、ＳＣＲＦを再生するための燃料の添加中に内燃機関の運転を停止した場合も同様に、排気通路に多量のＨＣ成分が残留してしまうこととなる。

このような状況にてＮＯ_Ｘセンサーが活性化すると、その周囲に介在する多量のＨＣ成分によってＮＯ_Ｘセンサーの出力異常が発生したり、これが異常発熱してしまう可能性があった。結果として、ＮＯ_Ｘセンサーの誤作動に加え、最悪の場合にはＮＯ_Ｘセンサーの故障を招いてしまう。

本発明の目的は、ＳＣＲＦよりも排気通路の上流にＮＯ_Ｘセンサーを配した排気浄化装置において、常に信頼性の高いＮＯ_Ｘ濃度を検出できるようにした制御方法を提供することにある。

本発明は、排気通路の途中に組み込まれて内燃機関からの排気に含まれるＮＯ_Ｘを浄化するためのＳＣＲＦと、このＳＣＲＦを再生するために当該ＳＣＲＦよりも上流側から前記排気通路を流れる排気に燃料を添加するための燃料添加手段と、この燃料添加手段と前記ＳＣＲＦとの間の前記排気通路を流れる排気に含まれるＮＯ_Ｘの濃度を検出するＮＯ_Ｘセンサーとを有する排気浄化装置の制御方法であって、前記燃料添加手段から燃料を添加する必要性の有無を判定するステップと、前記燃料添加手段から燃料を添加する必要性があると判断した場合、前記燃料添加手段から燃料を添加するステップと、ＮＯ_Ｘセンサーが活性状態にあるか否かを判定するステップと、ＮＯ_Ｘセンサーが活性状態にないと判定した場合、前記燃料添加手段から燃料を添加する必要性があると判断した場合であっても、前記ＮＯ_Ｘセンサーが活性状態にあると判定されるまで、前記燃料添加手段から燃料を添加するステップを停止するステップとを具えたことを特徴とする。

本発明においては、例えば内燃機関の始動直後に燃料添加手段から燃料を添加する必要性がある場合であっても、ＮＯ_Ｘセンサーが活性状態になるまでは燃料の添加が行われない。燃料添加手段から燃料を添加する必要性があるのは、一般的にはＳＣＲＦの再生処理が該当する。これに加え、燃料添加手段として独立した燃料添加弁を用いた場合には、この燃料添加弁の機能維持のための定期的な燃料添加処理も含まれる。

本発明における排気浄化装置の制御方法において、燃料添加手段から燃料を添加するステップの実行中にイグニッションキースイッチがオフとなった場合、燃料添加手段から燃料を添加するステップを停止し、さらにその後に内燃機関の運転を停止するステップをさらに具えることができる。

また、燃料添加手段から燃料を添加するステップの実行中にイグニッションキースイッチがオフとなった場合、ＮＯ_Ｘセンサーに対する通電を一定時間維持した後、ＮＯ_Ｘセンサーに対する通電を停止するステップをさらに具えることができる。

燃料添加手段が独立した燃料添加弁に加え、内燃機関の排気行程中に燃焼室に燃料を噴射するための燃料噴射弁を含むものであってよい。排気浄化装置が燃料添加手段とＮＯ_Ｘセンサーとの間の排気通路の途中に組み込まれた酸化触媒コンバーターをさらに具えることができる。さらに、排気浄化装置がＮＯ_Ｘセンサーと選択還元触媒フィルターとの間の排気通路に還元剤を添加するための還元剤添加弁を具えることができる。

本発明の排気浄化装置の制御方法によると、燃料添加手段から燃料を添加する必要性があったとしても、ＮＯ_Ｘセンサーが活性化するまでは燃料添加を停止することで、ＮＯ_Ｘセンサーの周囲をＨＣ成分のほとんどない状態に維持することができる。この結果、ＮＯ_Ｘセンサーの活性化後に検出されるＮＯ_Ｘ濃度に高い信頼性を持たせることが可能であり、ＮＯ_Ｘセンサーの故障などを未然に防止することもできる。

本発明を圧縮点火方式の多気筒内燃機関が搭載された車両に応用した一実施形態のシステム概念図である。 図１に示した実施形態における主要部の制御ブロック図である。 図１に示した実施形態において、イグニッションキースイッチがオンに切り替わった後の主要部の変化を模式的に表すタイムチャートである。 図１に示した実施形態において、イグニッションキースイッチがオフに切り替わった後の主要部の変化を模式的に示すタイムチャートである。 図１に示した実施形態において、イグニッションキースイッチがオフに切り替わった後の主要部の変化を模式的に示すタイムチャートである。 図１に示した実施形態において、イグニッションキースイッチがオンに切り替わった後の制御手順を表すフローチャートである。 図１に示した実施形態において、イグニッションキースイッチがオフに切り替わった後の制御手順を表すフローチャートである。

本発明を圧縮点火方式の多気筒内燃機関が搭載された車両に適用した一実施形態について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、要求される特性に応じてその構成を自由に変更することが可能である。例えば、ガソリンやアルコールまたはＬＮＧ（液化天然ガス）などを燃料としてこれを点火プラグにて着火させる火花点火方式の内燃機関に対しても本発明は有効である。

本実施形態におけるエンジンシステムの主要部を模式的に図１に示し、その主要部の制御ブロックを概略的に図２に示す。なお、図１にはエンジン１０の吸排気のための動弁機構や消音器の他に、このエンジン１０の補機として一般的な排気ターボ式過給機やＥＧＲ装置なども省略されている。また、エンジン１０の円滑な運転のために必要とされる各種センサー類もその一部が便宜的に省略されていることに注意されたい。

本実施形態におけるエンジン１０は、燃料である軽油またはバイオ燃料あるいはこれらの混合燃料を燃料噴射弁１１から圧縮状態にある燃焼室１０ａ内に直接噴射することにより、自然着火させる自着火方式、すなわち圧縮点火式の多気筒内燃機関である。しかしながら、本発明の特性上、単気筒の内燃機関であってもかまわない。

燃焼室１０ａにそれぞれ臨む吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂが形成されたシリンダーヘッド１２には、吸気ポート１２ａを開閉する吸気弁１３ａおよび排気ポート１２ｂを開閉する排気弁１３ｂを含む図示しない動弁機構が組み込まれている。燃焼室１０ａの上端中央に臨む先の燃料噴射弁１１もまた、これら吸気弁１３ａおよび排気弁１３ｂに挟まれるようにシリンダーヘッド１２に組み付けられている。燃料噴射弁１１から燃焼室１０ａ内に供給される燃料の量および噴射時期は、運転者によるアクセルペダル１４の踏み込み量を含む車両の運転状態に基づいてＥＣＵ(Electronic Control Unit)１５により制御される。アクセルペダル１４の踏み込み量は、アクセル開度センサー１６により検出され、その検出情報がＥＣＵ１５に出力される。

ＥＣＵ１５は、周知のワンチップマイクロプロセッサーであり、図示しないデータバスにより相互接続されたＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性メモリーおよび入出力インターフェースなどを含む。本実施形態におけるＥＣＵ１５は、アクセル開度センサー１６や後述する各種センサー類などからの情報に基づき、車両の運転状態を判定する運転状態判定部１５ａと、燃料噴射設定部１５ｂと、燃料噴射弁駆動部１５ｃとを有する。燃料噴射設定部１５ｂは、運転状態判定部１５ａでの判定結果に基づいて燃料噴射弁１１からの燃料の噴射量や噴射時期を設定する。燃料噴射弁駆動部１５ｃは、燃料噴射設定部１５ｂにて設定された量の燃料が設定された時期に燃料噴射弁１１から噴射されるように、燃料噴射弁１１の作動を制御する。

シリンダーヘッド１２の吸気ポート１２ａに接続する吸気管１７は、吸気ポート１２ａと共に吸気通路１７ａを画成する。吸気管１７の上流側には、エアーフローメーター１８が取り付けられ、これによって検出された吸気流量に関する情報がＥＣＵ１５に出力される。ＥＣＵ１５は、エアーフローメーター１８からの検出情報などに基づき、燃料噴射弁１１からの燃料の噴射量の補正を行う。エアーフローメーター１８よりも下流側の吸気管１７には、吸気通路１７ａの開度を調整するためのスロットル弁１９とこれを駆動するためのスロットルアクチュエーター２０とが設けられている。

先のＥＣＵ１５は、スロットル開度設定部１５ｄと、アクチュエーター駆動部１５ｅとをさらに有する。スロットル開度設定部１５ｄは、アクセルペダル１４の踏み込み量に加え、先の運転状態判定部１５ａでの判定結果に基づいてスロットル弁１９の開度を設定する。アクチュエーター駆動部１５ｅは、このスロットル弁１９がスロットル開度設定部１５ｄにて設定された開度となるように、スロットルアクチュエーター２０の作動を制御する。

ピストン２１ａが往復動するシリンダーブロック２１には、連接棒２１ｂを介してピストン２１ａが連結されるクランク軸２１ｃの回転位相、つまりクランク角を検出してこれをＥＣＵ１５に出力するクランク角センサー２２が取り付けられている。ＥＣＵ１５の運転状態判定部１５ａは、このクランク角センサー２２からの情報に基づき、クランク軸２１ｃの回転位相やエンジン回転数の他に車両の走行速度などを実時間で把握する。

排気ポート１２ｂに連通するようにシリンダーヘッド１２に連結される排気管２３は、排気ポート１２ｂと共に排気通路２３ａを画成する。下流端側に取り付けられた図示しない消音器よりも上流側の排気管２３には、燃焼室１０ａ内での混合気の燃焼により生成する有害物質を無害化するための排気浄化装置２４が取り付けられている。本実施形態における排気浄化装置２４は、ＳＣＲＦ２４ａと、還元剤添加弁２４ｂと、ディーゼル用酸化触媒コンバーター、すなわちＤＯＣ(Diesel Oxidation Catalyst)２４ｃと、燃料添加弁２４ｄとを含む。これらは排気通路２３ａの下流側から順に配されているが、ＤＯＣ２４ｃおよびＳＣＲＦ２４ａ以外の他の触媒コンバーターを排気浄化エレメントとして排気浄化装置２４にさらに組み入れることも可能である。

ＳＣＲＦ２４ａは、周知のように排気中のＰＭを捕捉すると共に排気中のＮＯ_Ｘを還元して無害化させる機能を持つ。還元剤添加弁２４ｂは、ＮＯ_Ｘを還元するための尿素含有水をＳＣＲＦ２４ａに向けて連続的に供給するものである。ＤＯＣ２４ｃは、燃焼ガスを生成して下流側に配されたＳＣＲＦ２４ａを適切な反応温度に維持する一方、ＳＣＲＦ２４ａに捕捉されて堆積したＰＭを定期的に燃焼させ、これによってＳＣＲＦ２４ａの再生処理を行うためのものである。

燃料添加弁２４ｄは、ＤＯＣ２４ｃに向けて燃料を供給し、ＤＯＣ２４ｃでの触媒反応を利用してこれを燃焼させるためのものであり、排気通路２３ａを流れる排気に燃料を添加するための本発明における燃料添加手段として機能する。この本発明の燃料添加手段として、エンジン１０の燃料噴射弁１１を利用することも可能であり、この場合にはエンジン１０の排気行程時に燃料噴射弁１１から燃焼室１０ａに燃料を噴射させる必要がある。エンジン１０の燃料噴射弁１１を本発明の燃料添加手段として用いた場合、燃料添加弁２４ｄを省略することも可能である。この燃料添加弁２４ｄは、基本的な構成が通常の燃料噴射弁１１と同じものであり、通電時間を制御することによって、任意の量の燃料を任意の時間間隔で排気通路２３ａにパルス状に供給することができるようになっている。燃料添加弁２４ｄから排気通路２３ａに供給される１回あたりの燃料の量は、エアーフローメーター１８によって検出される吸入空気量および空燃比を含む車両の運転状態に基づき、ＥＣＵ１５の燃料添加設定部１５ｆにより設定される。ＥＣＵ１５の燃料添加弁駆動部１５ｇは、燃料添加設定部１５ｆにて設定された量の燃料が設定された周期で燃料添加弁２４ｄから噴射されるように、燃料添加弁２４ｄの作動を制御する。

ＥＣＵ１５の運転状態判定部１５ａは、燃料添加弁２４ｄから排気通路２３ａへの燃料の添加の必要性の有無も判定する。より具体的には、次の３つの場合、ＥＣＵ１５の運転状態判定部１５ａは燃料添加弁２４ｄから排気通路２３ａへと燃料を添加する必要があると判定する。すなわち、ＤＯＣ２４ｃの床温を一定範囲に維持する場合およびＳＣＲＦ２４ａの再生処理を行う場合および燃料添加弁２４ｄ自体の定期的なメンテナンスを行う場合である。

還元剤添加弁２４ｂも先の燃料添加弁２４ｄと同様に基本的な構成が通常の燃料噴射弁１１と同じであり、通電時間を制御することによって、任意の量の還元剤を任意の時間間隔で排気通路２３ａにパルス状に供給することができるようになっている。還元剤添加弁２４ｂから排気通路２３ａに供給される１回あたりの還元剤の量は、ＥＣＵ１５の還元剤添加設定部１５ｈにより設定される。これは、後述するＮＯ_Ｘセンサー２５からの検出情報に加え、エアーフローメーター１８によって検出される吸入空気量および空燃比を含む車両の運転状態に基づいて設定される。ＥＣＵ１５の還元剤添加弁駆動部１５ｉは、還元剤添加設定部１５ｈにて設定された量の還元剤が設定された周期で還元剤添加弁２４ｂから噴射されるように、還元剤添加弁２４ｂの作動を制御する。

ＤＯＣ２４ｃと還元剤添加弁２４ｂとの間の排気通路２３ａには、ここを流れる排気中のＮＯ_Ｘの濃度を検出してこれをＥＣＵ１５に出力するＮＯ_Ｘセンサー２５が配されている。ＥＣＵ１５の還元剤添加設定部１５ｈは、このＮＯ_Ｘセンサー２５により検出される排気中のＮＯ_Ｘ濃度に基づき、還元剤添加弁２４ｂからの還元剤の添加量をより正確にフィードバック制御することができる。

ＥＣＵ１５のＮＯ_Ｘセンサー駆動部１５ｊは、ＮＯ_Ｘセンサー２５に対する通電のオン／オフをイグニッションキースイッチ２６のオン／オフ動作に連動して制御する。ただし、図５に示すように、燃料添加弁２４ｄから排気通路２３ａに燃料を添加している状態でイグニッションキースイッチ２６が時刻ｔ_４にてオフになった場合、これから一定時間経過した時刻ｔ_６にてＮＯ_Ｘセンサー２５に対する通電を停止するようにしている。これにより、活性状態にあるＮＯ_Ｘセンサー２５の検出エレメントの周囲に介在する排気中のＨＣ成分を熱分解させ、ＮＯ_Ｘセンサー２５を再活性化させた場合のその誤作動を防止することができる。

図５は、エンジン回転数と、ＮＯ_Ｘセンサー２５の周囲のＨＣ濃度と、ＮＯ_Ｘセンサー２５の温度と、燃料の添加状態と、ＮＯ_Ｘセンサー２５に対する通電状態と、イグニッションキースイッチ２６のオン／オフ状態との関係を模式的に示している。時刻ｔ_４にてイグニッションキースイッチ２６がオフ状態となり、これに伴って排気通路２３ａへの燃料添加を停止すると共にエンジン１０の運転を直ちに停止した場合を破線で示している。これに対し、本実施形態では時刻ｔ_６にてＮＯ_Ｘセンサー２５に対する通電を停止していることを示しており、この間はＮＯ_Ｘセンサー２５が活性状態に維持されていることを理解されよう。

ＥＣＵ１５のＮＯ_Ｘセンサー活性化判定部１５ｋは、ＮＯ_Ｘセンサー駆動部１５ｊからの情報、つまりＮＯ_Ｘセンサー２５に対する通電開始の情報に基づき、ＮＯ_Ｘセンサー２５が活性化、すなわちその最低活性温度Ｔ_Ｒ以上に昇温したか否かを判定する。この判定操作は、ＮＯ_Ｘセンサー２５に対する電力供給量に基づき、排気温や排気流速などを加味して行われる。このＮＯ_Ｘセンサー活性化判定部１５ｋでの判定結果は、燃料添加弁駆動部１５ｇに出力される。燃料添加弁駆動部１５ｇは、ＮＯ_Ｘセンサー２５が活性状態ではないとＮＯ_Ｘセンサー活性化判定部１５ｋが判定した場合、燃料添加弁２４ｄを作動させない。より具体的には、図３に示す時刻ｔ_２にて燃料を添加する必要があると判断した場合であっても、燃料添加弁駆動部１５ｇはＮＯ_Ｘセンサー２５が活性状態にあるとＮＯ_Ｘセンサー活性化判定部１５ｋが判定する時刻ｔ_３までは、燃料添加弁２４ｄを作動させない。これにより、ＮＯ_Ｘセンサー２５によって検出されるＮＯ_Ｘ濃度は、常にＮＯ_Ｘセンサー２５が活性化した後となり、高い信頼性の検出情報を得ることができる。

図３は、排気温と、ＮＯ_Ｘセンサー２５の温度と、燃料の添加状態と、燃料添加の必要性の有無と、ＮＯ_Ｘセンサー２５に対する通電状態との関係を模式的に示している。時刻ｔ_１にてイグニッションキースイッチ２６オンとなり、ＮＯ_Ｘセンサー２５に対する通電が開始され、時刻ｔ_２にて燃料添加の必要性が生じた場合、従来では排気温がＴ_ＥＬまで昇温した時刻ｔ_３'で燃料添加が開始される。これに対し、本実施形態においては、ＮＯ_Ｘセンサー２５が最低活性温度Ｔ_Ｒに達した時刻ｔ_３にて燃料添加を開始することを示している。

先のＥＣＵ１５の運転状態判定部１５ａは、エンジン１０の継続的な運転状態に基づいてＳＣＲＦ２４ａに捕捉されるＰＭの堆積量を算出し、ＥＣＵ１５はＰＭの堆積量が所定値に達した時点でＳＣＲＦ２４ａの再生処理を開始する。具体的には、ＰＭの堆積量に応じてＤＯＣ２４ｃから高温の排気がＳＣＲＦ２４ａに供給されるように、ＳＣＲＦ２４ａを通過する排気流量に応じた燃料添加弁２４ｄからの単位時間当たりの燃料の添加量が燃料添加設定部１５ｆにて設定される。なお、上述した排気流量はエアーフローメーター１８からの吸気流量で代用することができる。また、ＳＣＲＦ２４ａの上流側および下流側の排気通路２３ａに圧力センサーを配し、これら圧力センサーによって検出される差圧に基づいてＳＣＲＦ２４ａの再生処理を制御することも可能である。

次に、本実施形態における排気浄化装置２４の制御手順を図６および図７を参照しながら説明すると、Ｓ１１のステップにてイグニッションキースイッチ２６のオン操作があってエンジン１０の始動がなされると、一連の処理が開始される。すなわち、Ｓ１２のステップにてＮＯ_Ｘセンサー２５に対する通電を開始し、Ｓ１３のステップにて燃料添加の必要性の有無が判定され、ここで燃料添加の必要性があると判断されるまでＳ１３のステップが繰り返される。このＳ１３のステップにて燃料添加の必要性があると判断した場合には、Ｓ１４のステップに移行する。そして、ＮＯ_Ｘセンサー２５の温度ＴSがその最低活性温度Ｔ_Ｒ以上であるか否かを判定し、ここでＮＯ_Ｘセンサー２５の温度ＴSが最低活性温度Ｔ_Ｒ以上となるまでＳ１４のステップが繰り返される。このＳ１４のステップにてＮＯ_Ｘセンサー２５の温度ＴSが最低活性温度Ｔ_Ｒ以上である、すなわちＮＯ_Ｘセンサー２５が活性化していると判断した場合には、Ｓ１５のステップに移行する。そして、燃料添加弁２４ｄから排気通路２３ａへの燃料の添加を開始し、燃料添加フラグをセットする。このように、ＮＯ_Ｘセンサー２５を活性化させた後に燃料の添加を開始することにより、ＮＯ_Ｘセンサー２５によって検出されるＮＯ_Ｘ濃度の信頼性を確保することができる。

Ｓ１５のステップに続き、Ｓ１６のステップにて燃料添加の必要性がなくなったか否かを判定し、ここで、燃料添加の必要性がないと判断されるまでＳ１６のステップが繰り返される。このＳ１６のステップにて燃料添加の必要性がない、すなわちＳＣＲＦ２４ａの再生処理や燃料添加弁２４ｄの定期的な作動ならびにＤＯＣ２４ｃ，ＳＣＲＦ２４ａの床温制御の必要がないと判断した場合には、Ｓ１７のステップに移行する。そして、燃料添加弁２４ｄからの燃料の添加を停止すると共に燃料添加フラグをリセットした後、前述したＳ１３以降のステップをイグニッションキースイッチ２６がオフとなるまで繰り返される。

一方、Ｓ１１のステップでのイグニッションキースイッチ２６のオン操作以降、上述した図６の処理と並行して図７に示す処理が実施される。すなわち、Ｓ２１のステップにてイグニッションキースイッチ２６がオフに切り替わったか否かを判定し、ここでイグニッションキースイッチ２６がオフに切り替わるまでＳ２１のステップが繰り返される。このＳ２１のステップにてイグニッションキースイッチ２６がオフに切り替わった、すなわち運転者がエンジン１０の停止を希望していると判断した場合には、Ｓ２２のステップに移行して燃料添加フラグがセットされているか否かを判定する。ここで、燃料添加フラグがセットされていない、すなわち燃料添加弁２４ｄから排気通路２３ａへの燃料の添加中ではないと判断した場合にはそのまま処理を終了し、通常のエンジン停止処理が実行される。

また、Ｓ２２のステップにて燃料添加フラグがセットされている、すなわち燃料添加弁２４ｄから排気通路２３ａへの燃料の添加中であると判断した場合には、Ｓ２３のステップに移行する。そして、燃料添加弁２４ｄからの燃料添加処理を直ちに停止すると共に燃料添加フラグをリセットした後、Ｓ２４のステップにてタイマーのカウントアップを行ってＳ２５のステップに移行する。このＳ２５のステップにてタイマーのカウント値Ｃ_ｎがあらかじめ設定した閾値Ｃ_Ｅ以上であるか否かを判定するが、この閾値Ｃ_Ｅは図５中の時刻ｔ_４から時刻ｔ_６までの時間に対応する。最初はタイマーのカウント値Ｃ_ｎが閾値Ｃ_Ｅよりも小さいので、Ｓ２６のステップに移行する。そして、タイマーのカウント値Ｃ_ｎがあらかじめ設定した閾値Ｃ_Ｆ以上であるか否かを判定するが、この閾値Ｃ_Ｆは図４中の時刻ｔ_４から時刻ｔ_５までの時間に対応する。何れにしろ、最初はタイマーのカウント値Ｃ_ｎが閾値Ｃ_Ｆよりも小さいので、Ｓ２４のステップに戻り、タイマーのカウントアップを行って上述したＳ２５，Ｓ２６のステップが繰り返される。これにより、エンジン１０の運転状態を継続させて燃料添加弁２４ｄから排気通路２３ａに噴射された燃料をＮＯ_Ｘセンサー２５よりも下流側に流下させ、ＮＯ_Ｘセンサー２５の周囲の排気通路２３ａの雰囲気をＨＣ成分の少ない状態にすることができる。

図４は、エンジン回転数と、ＮＯ_Ｘセンサー２５の周囲のＨＣ濃度と、ＮＯ_Ｘセンサー２５の温度と、燃料の添加状態と、ＮＯ_Ｘセンサー２５に対する通電状態と、イグニッションキースイッチ２６のオン／オフ状態との関係を模式的に示している。時刻ｔ_４にてイグニッションキースイッチ２６がオフ状態となり、これに伴ってＮＯ_Ｘセンサー２５に対する通電および排気通路２３ａへの燃料添加をそれぞれ停止し、エンジン１０の運転を直ちに停止した場合を破線で示している。これに対し、本実施形態では時刻ｔ_５にてエンジンを停止しているため、ＨＣ濃度が充分に低下していることを理解できよう。

このようにして、Ｓ２６のステップにてタイマーのカウント値Ｃ_ｎが閾値Ｃ_Ｆ以上であると判定した場合、Ｓ２７のステップに移行してエンジンフラグがセットされているか否かを判定する。最初はエンジンフラグがセットされていないのでＳ２８のステップに移行し、燃料噴射弁１１からの燃料の噴射を止めてエンジン１０を停止させると共にエンジンフラグをセットした後、Ｓ２４のステップに戻る。従って、タイマーのカウント値Ｃ_ｎが閾値Ｃ_Ｆと閾値Ｃ_Ｅとの間にある場合、Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２７のステップが繰り返される。この結果、ＮＯ_Ｘセンサー２５に対する通電の継続により、ＮＯ_Ｘセンサー２５の検出エレメントの周囲に介在するＨＣ成分が二酸化炭素と水とに熱分解される（図５参照）。

このようにして、Ｓ２５のステップにてタイマーのカウント値Ｃ_ｎが閾値Ｃ_Ｅ以上である、すなわちＮＯ_Ｘセンサー２５の周囲にＨＣ成分が残留していないと判断した場合、Ｓ２９のステップに移行する。そして、ＮＯ_Ｘセンサー２５に対する通電を停止すると共にエンジンフラグをリセットし、さらにタイマーのカウント値Ｃ_ｎを０にリセットして一連の制御を終える。従って、ＮＯ_Ｘセンサー２５の周囲の雰囲気をその検出に悪影響を与えるＨＣ成分がほとんど存在しない状態に維持することができ、これを活性化させてＮＯ_Ｘ濃度を再び検出する際の値の信頼性を高く維持することができる。

なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。

１０ エンジン
１５ ＥＣＵ
１５ａ 運転状態判定部
１５ｆ 燃料添加設定部
１５ｇ 燃料添加弁駆動部
１５ｋ ＮＯ_Ｘセンサー活性化判定部
２３ａ 排気通路
２４ 排気浄化装置
２４ａ ＳＣＲＦ
２４ｄ 燃料添加弁
２５ ＮＯ_Ｘセンサー

Claims (1)

1. 排気通路の途中に組み込まれて内燃機関からの排気に含まれる窒素酸化物を浄化するための選択触媒還元フィルターと、この選択触媒還元フィルターを再生するために当該選択触媒還元フィルターよりも上流側から前記排気通路を流れる排気に燃料を添加するための燃料添加手段と、この燃料添加手段と前記選択触媒還元フィルターとの間の前記排気通路を流れる排気に含まれる窒素酸化物の濃度を検出するＮＯ_Ｘセンサーとを有する排気浄化装置の制御方法であって、
   前記燃料添加手段から燃料を添加する必要性の有無を判定するステップと、
   前記燃料添加手段から燃料を添加する必要性があると判断した場合、前記燃料添加手段から燃料を添加するステップと、
   ＮＯ_Ｘセンサーが活性状態にあるか否かを判定するステップと、
   ＮＯ_Ｘセンサーが活性状態にないと判定した場合、前記燃料添加手段から燃料を添加する必要性があると判断した場合であっても、前記ＮＯ_Ｘセンサーが活性状態にあると判定されるまで、前記燃料添加手段から燃料を添加するステップを停止するステップと
   を具えたことを特徴とする排気浄化装置の制御方法。

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