(57)【要約】【課題】内燃機関に供給する燃料のアルコール含有率の変化に応じて適切な態様で排気浄化触媒のコーキング物質を除去する排気浄化装置を提供することを目的とする。【解決手段】排気浄化装置は、排気管に設けられ、排気を浄化するＨＣ−ＳＣＲ触媒を備える。排気浄化装置は、エンジンに供給される燃料のアルコール成分の含有率ＡＬを推定し（Ｓ２４）、推定したエタノール含有率ＡＬに基づいて、ＨＣ−ＳＣＲ触媒へのコーキング物質の堆積量ΣＣｔを算出し（Ｓ２８）、堆積量ΣＣｔが所定の再生開始判定量を超えた時をＨＣ−ＳＣＲ触媒に付着したコーキング物質を除去する触媒再生処理の開始時期として決定する（Ｓ２２、Ｓ２３）。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、排気を浄化する排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒に付着したコーキング物質を除去する触媒再生処理を実行する再生手段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、
前記機関に供給される燃料のアルコール成分の含有率又はこれに略比例したパラメータの値を推定するアルコール含有率推定手段と、
前記アルコール含有率推定手段の推定値に基づいて、前記触媒再生処理の開始時期を決定する再生時期決定手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記アルコール成分は、エタノールであ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装置。
【請求項３】
前記再生時期決定手段は、前記アルコール含有率推定手段の推定値が大きくなるほど、前回の触媒再生処理が終了してから今回の触媒再生処理が開始するまで再生インターバルが長くなるように、今回の触媒再生処理の開始時期を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記排気浄化触媒の温度を検出又は推定する触媒温度取得手段をさらに備え、
前記再生時期決定手段は、所定の周期毎の前記排気浄化触媒へのコーキング物質の付着量を積算し、当該積算量が所定の再生開始判定量を超えたときを前記触媒再生処理の開始時期として決定し、
前記周期毎のコーキング物質の付着量は、前記アルコール含有率推定手段の推定値と、前記触媒温度取得手段の出力値と、に基づいて算出されることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記周期毎のコーキング物質の付着量は、前記アルコール含有率推定手段の推定値と、前記触媒温度取得手段の出力値と、前記機関の混合気の空燃比と、に基づいて算出されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。より詳しくは、排気浄化触媒と、この排気浄化触媒に付着したコーキング物質を除去する再生手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気浄化装置は、排気に含まれるＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化する。排気浄化装置は、排気通路に設けられた様々な種類の排気浄化触媒における反応を利用して排ガス中の上記三元成分を浄化するものが主流となっている。排気を浄化する触媒には、酸化触媒（ＤＯＣ（Diesel  Oxidation  Catalyst））、三元触媒（ＴＷＣ（Three-Way  Catalyst））、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒（ＮＳＣ（NOx  Storage  Catalyst））、及び選択還元触媒（ＳＣＲ触媒（Selective  Catalytic  Reduction  Catalyst））など、機能が異なる様々な排気浄化触媒が提案されている。
【０００３】
ところが、様々な要因により上記排気浄化触媒では浄化しきれなかった物質（主に、ＨＣをいい、以下「コーキング物質」という）が触媒の表面に付着し、堆積する場合がある。コーキング物質が触媒表面に堆積すると、触媒の本来の機能が十分に発揮できなくなるおそれがある。このため、特許文献１の技術では、排気浄化触媒のＮＯｘ浄化率が低下した場合には、リーンバーンエンジンの排気の空燃比を一時的に所定のコーキング除去用空燃比（リーンバーンエンジンの通常の運転時よりもよりもリッチ側でありかつ理論空燃比よりもリーン側、所謂弱リーン）に保持することにより、触媒に付着したコーキング物質を除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４０６４０号公報
【特許文献２】特開２００８−８１３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで近年では、内燃機関に供給する燃料として、ガソリンや軽油などの炭化水素系燃料だけでなく、エタノール、メタノールなどのアルコール系燃料や、炭化水素系燃料にアルコール系燃料を添加した混合燃料も広く用いられている（特許文献２参照）。このため、燃料タンク内の燃料のアルコール含有率は、利用者が給油するたびに変化する可能性があるが、従来の排気浄化触媒のコーキング除去技術では、このような燃料のアルコール含有率の変化は考慮されていない。
【０００６】
本発明は、内燃機関に供給する燃料のアルコール含有率の変化に応じて適切な態様で排気浄化触媒のコーキング物質を除去する内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の内燃機関（例えば、後述のエンジン１）の排気浄化装置（例えば、後述の排気浄化装置２）は、内燃機関の排気通路（例えば、後述の排気管３）に設けられ、排気を浄化する排気浄化触媒（例えば、後述のＨＣ−ＳＣＲ触媒３４、三元触媒３５など）と、前記排気浄化触媒に付着したコーキング物質を除去する触媒再生処理を実行する再生手段（例えば、後述のエンジン１、燃料噴射弁１１、ＥＣＵ５、及び図２のＳ２の実行に係る手段）と、前記機関に供給される燃料のアルコール成分の含有率又はこれに略比例したパラメータの値（ＡＬ，ＫＡＦ−１）を推定するアルコール含有率推定手段（例えば、後述のＬＡＦセンサ７３、ＥＣＵ５、及び図４のＳ２４の実行に係る手段）と、前記アルコール含有率推定手段の推定値に基づいて、前記触媒再生処理の開始時期を決定する再生時期決定手段（例えば、後述のＥＣＵ５、及び図４の処理の実行に係る手段）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
（２）この場合、前記アルコール成分は、エタノールであることが好ましい。
【０００９】
（３）この場合、前記再生時期決定手段は、前記アルコール含有率推定手段の推定値が大きくなるほど、前回の触媒再生処理が終了してから今回の触媒再生処理が開始するまで再生インターバルが長くなるように、今回の触媒再生処理の開始時期を決定することが好ましい。
【００１０】
（４）この場合、前記排気浄化触媒の温度を検出又は推定する触媒温度取得手段（例えば、後述の排気温度センサ７５、及びＥＣＵ５）をさらに備え、前記再生時期決定手段は、所定の周期毎の前記排気浄化触媒へのコーキング物質の付着量（Ｃｔ×Ｋｃｔ×Ｋｃａ）を積算し、当該積算量（ΣＣｔ）が所定の再生開始判定量を超えたときを前記触媒再生処理の開始時期として決定し、前記周期毎のコークス付着量は、前記アルコール含有率推定手段の推定値と、前記触媒温度取得手段の出力値と、に基づいて算出されることが好ましい。
【００１１】
（５）この場合、前記周期毎のコークス付着量は、前記アルコール含有率推定手段の推定値と、前記触媒温度取得手段の出力値と、前記機関の混合気の空燃比と、に基づいて算出されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
（１）本発明では、機関に供給される燃料のアルコール成分の含有率又はこれに略比例したパラメータの値を推定し、この推定値に基づいて、コーキング物質を除去する触媒再生処理の開始時期を決定する。これにより、常に変動する可能性がある燃料のアルコール含有率に応じて最適なタイミングで触媒再生処理を開始できる。触媒再生処理では、上述のように一時的な排気の空燃比の変動を伴う。したがって、触媒再生処理を燃料の性状に応じて最適なタイミングで開始することにより、再生頻度が必要以上に高くなることで燃費が悪化したり、再生頻度が過度に低くなることで排気浄化触媒の浄化性能が低下したりするのを防止できる。
【００１３】
（２）近年では、ガソリンや軽油にエタノールを混合した混合燃料が広く用いられている。本発明では、このようなエタノールを含んだ混合燃料が給油されることにより、燃料タンク内のアルコール含有率が変化した場合であっても、使用される燃料のアルコール含有率を推定し、この推定値に基づいて触媒再生処理の最適な開始時期が決定されるので、利用者の利便性を向上できる。
【００１４】
（３）機関で使用する燃料のアルコール含有率が高くなるほど排気浄化触媒のコーキングは進みにくくなる。本発明では、アルコール含有率推定手段の推定値が大きくなるほど、換言すれば燃料のアルコール含有率が高くなるほど、再生インターバルを長くすることにより、再生頻度を最適にでき、ひいては燃費の悪化及び浄化性能の低下を抑制できる。
【００１５】
（４）本発明では、所定の周期毎に排気浄化触媒へのコーキング物質の付着量を算出し、この付着量の積算量と再生開始判定量との比較によって再生処理の開始時期を決定する。排気浄化触媒の温度が高くなるほどコーキングは進みにくくなるところ、本発明では、周期毎のコーキング物質の付着量をそのときの排気浄化触媒の温度とアルコール含有率推定手段の推定値とに基づいて算出することにより、コーキング物質の堆積量（上記積算量に相当）を精度良く推定でき、ひいては再生頻度を最適化できる。
【００１６】
（５）混合気の空燃比が大きくなるほど（換言すれば、燃料の供給量が少なくなるほど）コーキングは進みにくくなるところ、本発明では、周期毎のコーキング物質の付着量をそのときの排気浄化触媒の温度とアルコール含有率推定手段の推定値と混合気の空燃比とに基づいて算出することにより、コーキング物質の堆積量を精度良く推定でき、ひいては再生頻度を最適化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関及びその排気浄化装置の構成を示す図である。
【図２】ＬＡＦセンサの出力に基づくフィードバック制御によって燃料噴射量を決定する手順を示すフローチャートである。
【図３】ＬＡＦセンサの出力特性を示す図である。
【図４】触媒再生処理の開始時期又は終了時期を決定する手順を示すフローチャートである。
【図５】コーキング物質の基本付着量を決定するマップの一例を示す図である。
【図６】温度補正係数を決定するマップの一例を示す図である。
【図７】空燃比補正係数を決定するマップの一例を示す図である。
【図８】排気浄化装置の具体的な制御例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る内燃機関（以下、「エンジン」という）１と、その排気を浄化する排気浄化装置２の構成を示す模式図である。エンジン１は、リーンバーン運転方式のガソリンエンジン又はディーゼルエンジンであり、図示しない車両に駆動源として搭載されている。
【００１９】
エンジン１の排気浄化装置２は、エンジン１の排気管３に設けられたＨＣ選択還元触媒３４と、ＨＣ選択還元触媒（以下、「ＨＣ−ＳＣＲ触媒」という）３４の下流側に設けられた三元触媒３５と、エンジン１の排気管３及び吸気管４に設けられた過給機６と、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）５と、を含んで構成される。
【００２０】
燃料タンク１８には、ガソリンや軽油などの燃料の他、これらに所定のアルコール成分が混合された混合燃料が貯蔵される。なお、本実施形態では、燃料に添加されるアルコール成分はエタノールであるとした場合について説明する。
【００２１】
過給機６は、排気管３に設けられたタービン６１と、エンジン１の吸気管４に設けられたコンプレッサ６２とを備える。タービン６１は、排気管３を流れる排気の運動エネルギーにより駆動される。コンプレッサ６２は、タービン６１により回転駆動され、吸気を加圧する。
【００２２】
ＨＣ−ＳＣＲ触媒３４は、排気中のＨＣやＣＨ３ＣＨＯ等を還元剤として排気中のＮＯｘを還元する。ＨＣ−ＳＣＲ触媒３４の触媒材料には、例えば、Ａｇ／Ａｌ２Ｏ３が用いられる。
【００２３】
三元触媒３５は、ストイキ空燃比の排気下では三元浄化反応（排気中のＨＣ及びＣＯの酸化とＮＯｘの還元とを同時に行う反応）によって排気中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘを浄化し、リーン空燃比の排気下ではＨＣ及びＣＯを酸化する。
【００２４】
エンジン１には、シリンダ内に適切な空燃比の混合気が形成されるように、燃料タンク１８から供給された燃料を噴射する燃料噴射弁１１が設けられている。燃料噴射弁１１は、図示しない駆動装置を介してＥＣＵ５に接続される。ＥＣＵ５は、後に図２を参照して説明するように、後述のＬＡＦセンサ７３の出力に基づくフィードバック制御によって燃料噴射量を設定し、駆動装置は、設定された量の燃料が所定の噴射態様で噴射されるように燃料噴射弁１１を駆動する。燃料噴射弁１１からは、図２に示す処理で定められた量の燃料を１回の燃焼サイクルの間に複数回に分けて噴射することが可能となっている。より具体的には、圧縮工程における燃料噴射である主噴射や、膨張行程（又は排気工程）における燃料噴射であるポスト噴射など、複数種類の噴射態様での燃料噴射が可能となっている。
【００２５】
以上のようなエンジン１の燃料噴射制御について、本実施形態では、ストイキ運転モード、リーン運転モード、及び触媒再生運転モードからなる３つの運転モードの下で、それぞれ異なる態様で燃料噴射制御が可能となっている。
【００２６】
ストイキ運転モードは、混合気の空燃比を理論空燃比の近傍に制御することにより、エンジン１から排出されるＣＯ、ＨＣ、及びＮＯｘを主に三元触媒によって浄化させながら、ＨＣ−ＳＣＲ触媒３４や三元触媒３５の暖機を促進する運転モードである。リーン運転モードは、空燃比を上記ストイキ運転モード時よりもリーンにすることにより、燃料の消費を抑制しつつ、エンジンから排出されるＮＯｘを主にＨＣ−ＳＣＲ触媒３４によって浄化させ、かつＣＯ及びＨＣを主に三元触媒３５によって浄化させる運転モードである。
【００２７】
触媒再生運転モードは、空燃比をコーキング除去用の空燃比（具体的には、上記リーン運転モード時よりもリッチでありかつストイキ運転モード時よりもリーン（所謂、弱リーン））に制御する。これによりＨＣ−ＳＣＲ触媒は、酸素過剰かつ高温の雰囲気下に晒され、ＨＣ−ＳＣＲ触媒に付着しているコーキング物質が焼き飛ばされる。
【００２８】
ＥＣＵ５には、エンジン１の運転状態を検出するためのセンサとして、エアフローメータ７１、冷却水温度センサ７２、ＬＡＦセンサ７３、吸気温度センサ７４、及び排気温度センサ７５等が接続されている。
【００２９】
エアフローメータ７１は、吸気管４を流れる空気量、すなわちエンジン１の吸入空気量を検出し、検出値に略比例した信号をＥＣＵ５に送信する。冷却水温度センサ７２は、エンジン１を冷却する冷却水の温度を検出し、検出値に略比例した信号をＥＣＵ５に送信する。ＬＡＦセンサ７２は、排気管１３に設けられ、排気の酸素濃度（空燃比）を検出し、検出値に略比例した信号をＥＣＵ５に送信する。このＬＡＦセンサ７２は、検出箇所の空燃比に略比例したリニアな出力特性を有する。吸気温度センサ７４は、吸気管４を流れる吸気の温度を検出し、検出値に略比例した信号をＥＣＵ５に送信する。排気温度センサ７５は、排気管３のうちＨＣ−ＳＣＲ触媒３４と三元触媒３５との間に設けられる。排気温度センサ７５は、ＨＣ−ＳＣＲ触媒３４の下流側の排気温度を検出し、検出値に略比例した信号をＥＣＵ５に送信する。
【００３０】
次に、ＬＡＦセンサ７３の出力に基づくフィードバック制御によって、エンジンの燃料噴射量を決定する手順について、図２を参照して説明する。
図２は、上記フィードバック制御によって燃料噴射量ＧＦＵＥＬを決定する手順を示すフローチャートである。図２に示す処理は、所定のフィードバック制御開始条件が満たされたことに応じて、ＥＣＵにより所定の制御周期ごとに実行される。
【００３１】
Ｓ１では、触媒再生フラグＦｒｅｇが“１”であるか否かを判別する。この触媒再生フラグＦｒｅｇは、ＨＣ−ＳＣＲ触媒にコーキング物質が付着しており、これを除去するための触媒再生処理の実行が要求されていることを明示するフラグであり、後述の図４のＳ２３又はＳ３０において更新される。Ｓ１の判別がＹＥＳの場合にはＳ２に移り、触媒再生運転モードをエンジンの運転モードとして決定し、Ｓ６に移る。これにより以降の処理において、排気の空燃比はＨＣ−ＳＣＲ触媒に付着しているコーキング物質を除去するのに適した弱リーンに制御される。すなわち、触媒再生処理が実行される。
【００３２】
Ｓ１の判別がＮＯの場合にはＳ３に移る。Ｓ３では、冷却水温度センサに基づいて算出されたエンジンの冷却水温度が所定の運転モード切替温度より低いか否かを判別する。Ｓ３の判別がＹＥＳの場合にはＳ４に移り、ストイキ運転モードをエンジンの運転モードとして決定し、Ｓ６に移る。Ｓ３の判別がＮＯの場合にはＳ５に移り、リーン運転モードをエンジンの運転モードとして決定し、Ｓ６に移る。
【００３３】
Ｓ６では、選択した運転モード及び現在のエンジンの運転状態に応じた目標当量比ＫＣＭＤを算出し、Ｓ７に移る。この目標当量比ＫＣＭＤは、ＬＡＦセンサの出力値に対する目標値となるパラメータである。当量比とは、空燃比の逆数に比例したパラメータであり、空燃比が理論空燃比に等しいときに“１．０”となる。本実施形態の演算では、空燃比を適宜当量比に換算して扱う。
【００３４】
Ｓ７では、基本噴射量ＧＢＳを算出し、Ｓ８に移る。より具体的には、Ｓ７では、エアフローメータの出力に基づいて算出された吸入空気量を引数として、運転モードごとに定められた基準噴射量マップを検索することによって基本噴射量ＧＢＳを算出する。なお、この基本噴射量マップは、使用する燃料のエタノール含有率が所定の基準含有率（例えば、０％）であるとの仮定の下で、シリンダ内に形成される混合気の空燃比がほぼ理論空燃比になるように設定される。すなわち、基本噴射量ＧＢＳは、使用される燃料のエタノール含有率に依存しないパラメータである。
【００３５】
Ｓ８では、Ｓ６で設定した目標当量比ＫＣＭＤからＬＡＦセンサの出力に基づいて算出された実当量比ＫＡＣＴを減算することにより、偏差入力ＤＡＦを算出し、Ｓ９に移る。
【００３６】
Ｓ９では、Ｓ８で算出した偏差入力ＤＡＦが“０”となるように、ＰＩＤ制御、スライディングモード、及びＨ∞制御などの既知のフィードバックアルゴリズムに基づいて空燃比補正係数ＫＡＦを算出し、Ｓ１０に移る。
【００３７】
Ｓ１０では、吸気温度センサの出力に基づいて算出された吸気温度や、エンジンの冷却水温度などの温度に関するパラメータを引数として、所定のマップを検索することにより、温度補正係数ＫＴを算出し、Ｓ１１に移る。
【００３８】
Ｓ１１では、下記式（１）に示すように、基本噴射量ＧＢＳに、目標当量比ＫＣＭＤと、空燃比補正係数ＫＡＦと、温度補正係数ＫＴとを乗算したものを燃料噴射量ＧＦＵＥＬとして決定する。
ＧＦＵＥＬ＝ＧＢＳ×ＫＣＭＤ×ＫＡＦ×ＫＴ      （１）
【００３９】
図３は、ＬＡＦセンサの出力特性を示す図である。図３には、混合気の空燃比を横軸とし、ＬＡＦセンサの出力に相当する実空燃比を縦軸とする。図３には、燃料としてエタノール含有率が０％のもの（例えば、イソオクタン）を用いた場合を実線で示し、エタノール含有率が１００％のものを用いた場合を破線で示す。
【００４０】
図３に示すように、エンジンに供給する燃料のエタノール含有率が変化すると、ＬＡＦセンサの出力も変化する。より具体的には、基準含有率を０％で定義すれば、使用する燃料のエタノール含有率が高くなるほど、ＬＡＦセンサの出力は基準に対しリーン側へずれる。そして、このずれは、実際のエタノール含有率と基準含有率との差に略比例して大きくなる。
【００４１】
ここで、ＬＡＦセンサの出力に基づいて算出される実当量比ＫＡＣＴが、目標当量比ＫＣＭＤ（図３中、一点鎖線で示す）になるように、図２に示す手順に従って燃料噴射量を決定した場合を想定する。また、ここでは、基準含有率は０％であると定義する。エタノール含有率が基準含有率と等しいイソオクタンを燃料とした場合、混合気の空燃比は、図３中、符号Ａに示す大きさに制御される。ここで、例えば目標当量比ＫＣＭＤを１とした場合、混合気の空燃比は例えば１４．７程度になる。これに対し、エタノールを燃料とした場合、上述のようにＬＡＦセンサの出力はリーン側へずれるため、混合気の空燃比は、Ａよりも小さな符号Ｂに示す大きさに制御される。ここで、目標当量比ＫＣＭＤを１とした場合、混合気の空燃比は例えば９．０程度になる。すなわち、燃料のエタノール含有率が基準含有率より高くなると、その差に略比例して燃料噴射量が増加する。
【００４２】
また、上述のように基本噴射量ＧＢＳは、基準含有率の燃料が使用された場合を想定して決定される噴射量であり、目標当量比ＫＣＭＤと温度補正係数ＫＴと、燃料のエタノール含有率との相関は低い。したがって、基本噴射量ＧＢＳに目標当量比ＫＣＭＤと温度補正係数ＫＴとを乗算したもので基準噴射量ＧＳＴＤを定義すると（ＧＳＴＤ＝ＧＢＳ×ＫＣＭＤ×ＫＴ）、上記式（１）に従って決定された燃料噴射量ＧＦＵＥＬと基準噴射量ＧＳＴＤとの差は、係数（ＫＡＦ−１）に略比例し、これは燃料のエタノール含有率と基準含有率との差に略比例する。したがって、係数（ＫＡＦ−１）は、燃料のエタノール含有率に略比例する。より具体的には、係数（ＫＡＦ−１）は、使用される燃料のエタノール含有率が基準含有率と等しい場合には略“０”になり、エタノール含有率が基準含有率より高くなると“０”より大きくなり、エタノール含有率が基準含有率より低くなると“０”より小さくなる。
【００４３】
次に、ＨＣ−ＳＣＲ触媒の触媒再生処理の開始時期又は終了時期を決定する手順を説明する。
図４は、触媒再生処理の開始時期又は終了時期を決定する手順を示すフローチャートである。
【００４４】
Ｓ２１では、触媒再生フラグＦｒｅｇが“１”であるか否かを判別する。Ｓ２１の判別がＮＯの場合（すなわち、触媒再生処理の実行中でない場合）にはＳ２２に移る。Ｓ２２では、コーキング物質堆積量ΣＣｔが所定の再生開始判定量より少ないか否かを判別する。この堆積量ΣＣｔは、ＨＣ−ＳＣＲ触媒に付着しているコーキング物質の量の推定値に相当し、後述のＳ２４〜Ｓ２８において算出される。Ｓ２２の判別がＮＯの場合には、ＨＣ−ＳＣＲ触媒におけるＮＯｘ浄化性能が低下しないように堆積したコーキング物質を除去する必要があると判断し、触媒再生フラグＦｒｅｇを“１”に設定し（Ｓ２３）、この処理を終了する。これ以降、後述のＳ３１においてフラグＦｒｅｇが“０”にリセットされるまで、運転モードは触媒再生運転モードに設定され（図２のＳ２参照）、触媒再生処理が実行される。
【００４５】
Ｓ２２の判別がＹＥＳの場合には、Ｓ２４に移る。Ｓ２４では、空燃比補正係数ＫＡＦに基づいて、現在使用している燃料のエタノール含有率ＡＬを推定し、Ｓ２５に移る。より具体的には、例えば、下記式（２）によってエタノール含有率ＡＬを算出する。下記式（２）において、係数ＫＡＬは、所定の正の値である。この係数ＫＡＬの具体的な値は、予め実験を行い、使用される燃料の実際のエタノール含有率とＬＡＦセンサの出力に生じるずれとの相関関係を明らかにすることによって特定することができる。
ＡＬ＝基準含有率＋ＫＡＬ×（ＫＡＦ−１）      （２）
【００４６】
Ｓ２５では、所定の期間（例えば、前回から制御周期時から今回の制御周期時までの期間）にＨＣ−ＳＣＲ触媒に新たに付着したコーキング物質の量に対する基本値に相当する基本付着量Ｃｔを算出し、Ｓ２６に移る。基本付着量Ｃｔは、使用する燃料の性状に応じて大きく変化する。そこでＳ２５では、Ｓ２４で算出したエタノール含有率ＡＬを引数として、所定のマップを検索することによって基本付着量Ｃｔを算出する。
【００４７】
図５は、エタノール含有率ＡＬを引数として基本付着量Ｃｔを決定するマップの一例を示す図である。
使用する燃料のエタノール含有率が高くなるほど、ＨＣ−ＳＣＲ触媒に付着するコーキング物質の量は少なくなる。そこで、図５に示すマップによれば、基本付着量Ｃｔは、エタノール含有率ＡＬが高くなるほど小さな値に設定される。すなわち、エタノール含有率ＡＬが高くなるほど、堆積量ΣＣｔが再生開始判定量に達するまでの時間が長くなるため、前回の再生が完了してから今回の再生を実行するまでの再生インターバルは長くなる。なお、図５に示すマップは、例えば、排気の温度が所定の基準温度であり、かつ空燃比が理論空燃比である条件下において作成されたものが用いられる。
【００４８】
図４に戻って、Ｓ２６では、温度補正係数Ｋｃｔを算出し、Ｓ２７に移る。コーキング物質が付着する量は、燃料の性状だけでなく排気の温度によっても変化する。温度補正係数Ｋｃｔは、排気の温度から上記基本堆積量Ｃｔをより現実の値に近づけるように補正するための係数であり、排気温度を引数として図６に示すようなマップに基づいて算出される。排気の温度が高くなるほど、ＨＣ−ＳＣＲ触媒に付着するコーキング物質の量は少なくなる。そこで図６に示すマップによれば、温度補正係数Ｋｃｔは、排気温度が基準温度であるときには“１．０”となり、かつ排気温度が高くなるほど小さな値になるように設定される。
【００４９】
図４に戻って、Ｓ２７では、空燃比補正係数Ｋｃａを算出し、Ｓ２８に移る。コーキング物質が付着する量は、燃料の性状及び排気の温度に加えて、空燃比によっても変化する。空燃比補正係数Ｋｃａは、空燃比から上記基本堆積量Ｃｔをより現実の値に近づけるように補正するための係数であり、例えばＬＡＦセンサの出力に基づいて算出された実空燃比を引数として図７に示すようなマップに基づいて算出される。実空燃比が大きくなるほど、ＨＣ−ＳＣＲ触媒に付着するコーキング物質の量は少なくなる。そこで図７に示すマップによれば、空燃比補正係数Ｋｃａは、実空燃比が理論空燃比であるときには“１．０”となり、かつ実空燃比が大きくなるほど小さな値になるように設定される。
【００５０】
Ｓ２８では、前回の制御周期時の堆積量ΣＣｔに、前回から今回の制御周期までの間にＨＣ−ＳＣＲ触媒に新たに付着したコーキング物質の量（Ｃｔ×Ｋｃｔ×Ｋｃａ）を加算したものを、今回の制御周期時の堆積量ΣＣｔとし（下記式（３）参照）、この処理を終了する。
ΣＣｔ（今回値）＝ΣＣｔ（前回値）＋Ｃｔ×Ｋｃｔ×Ｋｃａ    （３）
【００５１】
Ｓ２１の判別がＹＥＳの場合、すなわち触媒再生処理の実行中である場合にはＳ２９に移る。Ｓ２９では、所定の再生終了条件が満たされたか否かを判別する。触媒再生処理が終了したか否かは、例えば、触媒再生処理を開始してから所定時間が経過したか否か、又は触媒再生処理を開始してから図示しない処理によって算出されたコーキング物質の堆積量の推定値がほぼ０まで低下したか否か、によって判断される。
【００５２】
Ｓ２９の判別がＮＯの場合には、触媒再生処理を継続すべく、この処理を終了する。Ｓ２９の判別がＹＥＳの場合には、触媒再生フラグＦｒｅｇを“０”にリセットし（Ｓ３０）、堆積量ΣＣｔを“０”にリセットし（Ｓ３１）、この処理を終了する。
【００５３】
図８は、本実施形態の排気浄化装置の具体的な制御例を示すタイムチャートである。図８には、上段から順に、エンジン冷却水温度、空燃比、ＨＣ−ＳＣＲ触媒の温度、燃料のエタノール含有率、及びコーキング物質の堆積量を示す。
【００５４】
時刻ｔ１においてエンジンが始動されると、冷却水温度及び触媒温度が上昇する。時刻ｔ１から、冷却水温度が所定のモード切替温度に到達する時刻ｔ２までの間、エンジンの運転モードはストイキ運転モードが選択され（図２のＳ４参照）、時刻ｔ２以降、エンジンの運転モードはリーン運転モードが選択される（図２のＳ５参照）。またこの間、エタノール含有率、空燃比、及び触媒温度に基づいてＨＣ−ＳＣＲ触媒へのコーキング物質の付着量が所定の制御周期ごとに算出、及び積算される。したがって、コーキング物質の堆積量ΣＣｔは、増加する。
【００５５】
時刻ｔ３では、エンジンが停止され、新たな燃料が燃料タンクに給油される。この新たに給油された燃料のエタノール含有率は、これ以前に燃料タンク内に貯蔵されていた燃料のエタノール含有率よりも低い。したがって、燃料タンク内のエタノール含有率は、時刻ｔ３以降では、時刻ｔ３以前よりも低くなる。
【００５６】
時刻ｔ４においてエンジンが再び始動されると、程なくして空燃比補正係数ＫＡＦを介して燃料タンク内のエタノール含有率の低下が検出される（図４のＳ２４参照）。また、燃料タンク内のエタノール含有率が低下すると、コーキング物質の基本堆積量Ｃｔが大きくなるため（図５参照）、堆積量ΣＣｔの増加速度は、時刻ｔ３以前よりも速くなる。
【００５７】
時刻ｔ５において冷却水温度が所定の温度を超えたことに応じて、エンジンの運転モードがストイキ運転モードからリーン運転モードに切り替わる。その後、時刻ｔ６において堆積量ΣＣｔが再生開始判定量を超えたことに応じて、堆積したコーキング物質を除去すべく、運転モードが再生運転モードに切り替わる。これにより、空燃比は弱リーンになり、堆積していたコーキング物質が徐々に減少する。時刻ｔ７において、再生が完了したと判定されたことに応じて（図４のＳ２９参照）、エンジンの運転モードは再びリーン運転モードに切り替わる。
【００５８】
なお、上述した実施形態は、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、直列に設けられた２つの触媒３４、３５のうち、よりエンジン１に近くコーキング物質が付着し易いＨＣ−ＳＣＲ触媒３４に着目し、この触媒３４のコーキング物質を除去する再生処理を例に説明したが、本発明はこれに限らない。より下流側の三元触媒３５でもコーキングは進行し得る。したがって、図４と同様の手順によって燃料のエタノール含有率等に基づいてコーキング物質の堆積量を推定し、堆積量が所定の再生開始判定量を超えたことに応じて再生処理を開始してもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、コーキング物質を除去する再生処理の対象となる排気浄化触媒として、ＨＣ−ＳＣＲ触媒３４と三元触媒３５とを備える排気浄化装置２を例に説明したが、本発明はこれに限らない。排気浄化触媒としては、コーキング物質が付着しうるものであれば、酸化触媒、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒、及びＮＨ３−ＳＣＲ触媒などどのようなものでもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、空燃比補正係数ＫＡＦに基づくエタノール含有率ＡＬの算出を経た上で、このエタノール含有率ＡＬに基づいて基本付着量Ｃｔを算出したが、本発明はこれに限らない。上述のように、係数（ＫＡＦ−１）は、エタノール含有率に略比例することから、エタノール含有率ＡＬの明示的な算出を経ずに、係数（ＫＡＦ−１）に基づいて基本付着量Ｃｔを算出してもよい。
【００６１】
上記実施形態では、燃料タンク１８に貯蔵される燃料に含まれうるアルコール成分として、具体的にはエタノールを想定した場合について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、ガソリンや軽油にメタノールやブタノールなどエタノールとは別のアルコール成分が含まれている場合にも本発明は適用できる。ただしこの場合、空燃比補正係数ＫＡＦとアルコール含有率ＡＬを関連付ける係数ＫＡＬ（上記式（２）参照）の具体的な値は、アルコール成分の種類によって異なると考えられる。したがって、燃料に含まれるアルコール成分としてエタノールとは別のアルコール成分が想定される場合は、想定されるアルコール成分の種類を予め特定した上で、このアルコール成分に応じた係数ＫＡＬ（上記式（２）参照）の具体的な値を予め実験を行うことで特定しておくことが好ましい。
【符号の説明】
【００６２】
１…エンジン（内燃機関、再生手段）
１１…燃料噴射弁（再生手段）
２…排気浄化装置
３…排気管
３４…ＨＣ−ＳＣＲ触媒（排気浄化触媒）
３５…三元触媒（排気浄化触媒）
５…ＥＣＵ（再生手段、アルコール含有率推定手段、再生時期決定手段、触媒温度取得手段）
７３…ＬＡＦセンサ（アルコール含有率推定手段）
７４…排気温度センサ（触媒温度取得手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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