(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に配置され酸化触媒を含む排気浄化装置と、前記排気浄化装置へ流入する排気に燃料を供給する供給装置と、を備えた内燃機関の硫黄濃度判定システムであって、
前記酸化触媒を昇温させることで前記酸化触媒の硫黄被毒を解消させる処理である被毒解消処理を実行する被毒解消手段と、
前記被毒解消処理の終了後において、前記酸化触媒が活性温度以上の所定の基準温度以上であるときに、単位時間あたりに前記排気浄化装置へ供給される燃料の量が一定となるように、前記供給装置から前記排気浄化装置へ燃料を供給させる処理である燃料供給処理を実行する供給処理手段と、
前記燃料供給処理が継続して実行されている条件下において、前記燃料供給処理の開始時期から、前記酸化触媒の温度が前記燃料供給処理の開始時期における温度以上の所定温度以下に低下するまでに要した時間に相関し、該時間が長くなるほど大きくなる物理量を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された物理量が小さいときは大きいときに比べ、燃料に含まれる硫黄成分の濃度が高いと判定する濃度判定手段と、
を備える内燃機関の硫黄濃度判定システム。
【請求項２】
前記排気浄化装置は、該排気浄化装置に対する燃料の供給を伴わずに、前記酸化触媒を加熱する加熱装置を更に備え、
前記被毒解消手段は、前記加熱装置によって前記酸化触媒を加熱することで、前記被毒解消処理を実行する請求項１に記載の内燃機関の硫黄濃度判定システム。
【請求項３】
前記排気浄化装置は、該排気浄化装置に対する燃料の供給を伴わずに、前記酸化触媒を加熱する加熱装置を更に備え、
前記被毒解消手段は、前記供給装置から前記排気浄化装置へ燃料を供給することで前記酸化触媒を昇温させる第一昇温モード、又は前記加熱装置によって前記酸化触媒を加熱することで前記酸化触媒を昇温させる第二昇温モードの何れか一方のモードにより前記被毒解消処理を実行するものであり、前記燃料供給処理の実行前は前記第二昇温モードにより前記被毒解消処理を実行する請求項１に記載の内燃機関の硫黄濃度判定システム。
【請求項４】
前記被毒解消処理の終了後であって、前記燃料供給処理の開始前に、前記酸化触媒の温度が前記基準温度未満へ低下した場合に、前記加熱装置によって前記酸化触媒の温度を前記基準温度以上へ昇温させる処理であるプレヒート処理を実行するプレヒート手段を更に備え、
前記供給処理手段は、前記プレヒート手段により前記酸化触媒の温度が前記基準温度以上へ昇温されたときに前記燃料供給処理を開始する請求項２又は３に記載の内燃機関の硫黄濃度判定システム。
【請求項５】
前記供給処理手段は、前記酸化触媒の温度が前記所定温度以下に低下したときに、前記燃料供給処理を終了し、
前記被毒解消手段は、前記燃料供給処理が終了したときに、前記被毒解消処理を再度実行する請求項１乃至４の何れか一項に記載の内燃機関の硫黄濃度判定システム。
【請求項６】
前記燃料供給処理の開始時期から所定時間内に前記酸化触媒の温度が前記所定温度以下に低下しない場合に、前記所定時間が経過した時点で前記燃料供給処理を停止させる制御手段を更に備え、
前記濃度判定手段は、前記所定時間が経過した時点における前記酸化触媒の温度が低いときは高いときに比べ、燃料に含まれる硫黄成分の濃度が高いと判定する請求項１乃至５の何れか一項に記載の内燃機関の硫黄濃度判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料に含まれる硫黄成分の濃度を判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料に含まれる硫黄成分の濃度を検出する方法として、排気浄化装置より下流の排気通路に、排気中に含まれる硫黄化合物（ＳＯＸ）の量を検出するＳＯＸセンサを配置し、排気浄化装置の温度を該排気浄化装置からＳＯＸが脱離する温度域まで昇温させたときの前記ＳＯＸセンサの測定値に基づいて、燃料に含まれる硫黄成分の濃度を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
また、内燃機関の燃料に含まれる硫黄成分を検出する方法として、硫黄被毒によって酸化能力が低下する触媒又は吸着材を排気温度センサに塗布し、該排気温度センサの測定値に基づいて、燃料中の硫黄成分を検出する方法も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２７８８７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８５４４８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、上記した従来の技術では、触媒又は吸着剤が塗布された排気温度センサや、ＳＯＸセンサ等の特殊なセンサを内燃機関の排気通路に配置する必要があり、部品点数の増加やコストの増加を招くという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料に含まれる硫黄成分の濃度を検出するための特殊なセンサを追加することなく、燃料に含まれる硫黄成分の濃度を判定することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、酸化触媒を含む排気浄化装置と、排気浄化装置へ燃料を供給する供給装置と、を備えた内燃機関の硫黄濃度判定システムにおいて、酸化触媒の硫黄被毒を解消させた後に、排気浄化装置へ燃料を供給し、燃料が供給されているときの酸化触媒の温度変化に基づいて、燃料に含まれる硫黄成分の濃度を判定するようにした。
【０００８】
詳細には、本発明は、排気通路に配置され酸化触媒を含む排気浄化装置と、前記排気浄化装置へ流入する排気に燃料を供給する供給装置と、を備えた内燃機関の硫黄濃度判定システムであって、前記酸化触媒を昇温させることで前記酸化触媒の硫黄被毒を解消させる処理である被毒解消処理を実行する被毒解消手段と、前記被毒解消処理の終了後において、前記酸化触媒の温度が活性温度以上の所定の基準温度以上であるときに、単位時間あたりに前記排気浄化装置へ供給される燃料の量が一定となるように、前記供給装置から前記排気浄化装置へ燃料を供給させる処理である燃料供給処理を実行する供給処理手段と、前記燃料供給処理が継続して実行されている条件下において、前記燃料供給処理の開始時期から、前記酸化触媒の温度が前記燃料供給処理の開始時期における温度以上の所定温度以下に低下するまでに要した時間に相関する物理量であって、該時間が長くなるほど大きく
なる物理量を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された物理量が小さいときは大きいときに比べ、燃料に含まれる硫黄成分の濃度が高いと判定する濃度判定手段と、を備えるようにした。
【０００９】
被毒解消処理の終了後において、酸化触媒の酸化能力が活性した状態で燃料供給処理が継続して実行されると、酸化触媒の温度が一旦上昇した後に低下する。詳細には、燃料供給処理が開始された当初は、供給装置から供給される燃料（以下、「供給燃料」と称する）が酸化触媒で酸化されるため、その反応熱によって酸化触媒が昇温する。その後は、供給燃料に含まれる硫黄成分が酸化触媒に付着又は堆積していくことで、酸化触媒の硫黄被毒が進行するため、酸化触媒によって酸化される供給燃料の量が減少していく。そして、酸化触媒の大部分が硫黄成分によって覆われると、該酸化触媒が供給燃料の大部分を酸化することができない状態（失活状態）に陥るため、反応熱が発生しなくなる。その結果、酸化触媒の温度が低下する。
【００１０】
ここで、被毒解消処理は、酸化触媒に付着又は堆積している硫黄成分の量（以下、「硫黄被毒量」と称する）が零に近似した略一定の量になるように所定の期間が実行される。また、燃料供給処理が継続して実行される状況下において、単位時間あたりに酸化触媒に付着又は堆積する硫黄成分の量は、供給燃料に含まれる硫黄成分の濃度（以下、「硫黄濃度」と称する）が低い場合より高い場合に多くなる。
【００１１】
したがって、上記したように、被毒解消処理の終了後に燃料供給処理が継続して実行される場合においては、燃料供給処理の開始時期から酸化触媒が失活する時期までにかかる時間は、供給燃料の硫黄濃度が低いときより高いときに短くなる。それに伴い、燃料供給処理の開始時期から、前記酸化触媒の温度が所定温度以下に低下するまでに要する時間（以下、「酸化反応時間」と称する）も、供給燃料の硫黄濃度が低い場合より高い場合に短くなる。なお、ここでいう「所定温度」は、酸化触媒の温度が該所定温度以下になると、酸化触媒が硫黄被毒によって失活していると考えることができる温度としてもよい。
【００１２】
上記したような酸化反応時間と供給燃料の硫黄濃度との相関を鑑みると、前記酸化反応時間が長くなるほど大きくなる物理量をパラメータとして、燃料の硫黄濃度を判定することができる。例えば、前記物理量が小さい（前記酸化反応時間が短い）場合は大きい（前記酸化反応時間が長い）場合に比べ、燃料の硫黄濃度が高いと判定することできる。また、前記物理量が所定の判定値より小さい場合は燃料に硫黄が含まれていると判定し、前記物理量が前記所定の判定値以上である場合は燃料に硫黄が含まれていないと判定することもできる。よって、ＳＯＸセンサ等の特殊なセンサを利用することなく、燃料の硫黄濃度を判定することが可能となる。
【００１３】
ここで、前記酸化反応時間に相関する物理量は、前記燃料供給処理の開始時期から、前記酸化触媒の温度が所定温度以下に低下するまでに要した時間であってもよく、又は前記燃料供給処理の開始時期から、前記酸化触媒の温度が所定温度以下に低下するまでに要した供給燃料の積算値であってもよい。なお、酸化反応時間に相関する物理量としては、酸化触媒の温度が一旦上昇した後に低下するときの傾き（温度上昇速度）を用いてもよい。酸化触媒の温度が一旦上昇した後に低下するときは温度上昇速度が負の値となり、その大きさは前記酸化反応時間が長くなるほど大きくなるため、該温度上昇速度に基づいて燃料の硫黄濃度を判定することもできる。
【００１４】
本発明において、排気浄化装置は、酸化触媒を加熱する加熱装置を更に備えていてもよい。その場合、被毒解消手段は、前記加熱装置によって前記酸化触媒を加熱することで、前記被毒解消処理を実行してもよい。ここでいう「加熱装置」は、排気浄化装置に対する燃料の供給を伴わずに、酸化触媒を加熱する装置であり、例えば、電気エネルギを熱エネ
ルギに変換することで酸化触媒を加熱する電気式のヒータである。
【００１５】
ここで、供給装置から排気浄化装置へ燃料を供給すると、酸化触媒によって燃料が酸化され、その反応熱によって酸化触媒が昇温する。よって、供給装置から排気浄化装置へ燃料を供給することで、酸化触媒の温度を該酸化触媒から硫黄成分が脱離する温度まで昇温させれば、酸化触媒に付着又は堆積していた硫黄成分を脱離させることができる。しかしながら、供給装置から排気浄化装置へ燃料を供給する方法によって被毒解消処理が実行されると、供給燃料に含まれる硫黄成分によって酸化触媒が少なからず被毒するため、被毒解消処理の終了時に多少の硫黄成分が酸化触媒に残留する可能性があるとともに、その際の硫黄成分の残留量が一定量に安定しない可能性がある。そのような状態で、燃料供給処理が行われると、燃料の硫黄濃度と酸化反応時間との相関が低くなる可能性がある。
【００１６】
これに対し、前記加熱装置が酸化触媒を加熱する方法によって被毒解消処理が行われると、酸化触媒に付着又は堆積している硫黄成分の略全てを脱離させることができる。その結果、酸化触媒から略全ての硫黄成分が脱離した状態で、燃料供給処理を開始することができるため、供給燃料の硫黄濃度と酸化反応時間との相関が高くなる。よって、酸化反応時間に相関する物理量をパラメータとして、燃料の硫黄濃度をより正確に判定することが可能になる。
【００１７】
なお、前記排気浄化装置が加熱装置を備える構成において、前記被毒解消手段は、前記供給装置から前記排気浄化装置へ燃料を供給することで前記酸化触媒を昇温させる第一昇温モード、又は前記加熱装置によって前記酸化触媒を加熱することで前記酸化触媒を昇温させる第二昇温モードの何れか一方のモードにより前記被毒解消処理を実行してもよい。ただし、前記被毒解消手段は、前記燃料供給処理の実行前は前記第二昇温モードにより前記被毒解消処理を実行することが望ましい。前記燃料供給処理の実行前に前記第二昇温モードによって被毒解消処理が実行されると、酸化反応時間に相関する物理量と燃料の硫黄濃度との相関を高めることができるため、燃料の硫黄濃度をより正確に判定することが可能になる。
【００１８】
本発明の硫黄濃度判定システムは、前記被毒解消処理の終了後であって、前記燃料供給処理の開始前に、前記酸化触媒の温度が前記基準温度未満へ低下した場合に、前記加熱装置によって前記酸化触媒の温度を前記基準温度以上へ昇温させる処理であるプレヒート処理を実行するプレヒート手段を更に備えるようにしてもよい。その場合、供給処理手段は、前記プレヒート手段により前記酸化触媒の温度が基準温度以上へ昇温されたときに前記燃料供給処理を開始してもよい。
【００１９】
被毒解消処理の終了後に内燃機関がフューエルカット運転された場合は、低温な排気によって酸化触媒が冷却されることで、酸化反応時間が実際の硫黄濃度に見合った時間から乖離する可能性がある。そのため、被毒解消処理の終了後に直ちに燃料供給処理を開始することができず、酸化触媒の温度が前記基準温度より低くなる可能性がある。そのような場合に、加熱装置が排気浄化装置に対する燃料の供給を伴わずにプレヒート処理を実行すると、酸化触媒の硫黄被毒を進行させることなく、酸化触媒の温度を前記基準温度以上まで昇温させることができる。その結果、燃料の硫黄濃度を正確に判定することができる。
【００２０】
なお、プレヒート処理の実行期間に内燃機関から多量のＳＯＸが排出されると、そのＳＯＸによって酸化触媒の硫黄被毒が進行する可能性がある。よって、プレヒート処理の実行期間における酸化触媒の硫黄被毒量が所定量以上であれば、燃料供給処理が実行されないようにしてもよい。ここで、プレヒート処理の実行期間に酸化触媒に付着又は堆積する硫黄成分の量は、前記期間における燃料噴射量の積算値に相関する。よって、前記期間における燃料噴射量の積算値が所定量以上であれば、燃料供給処理を実行しないようにして
もよい。ここでいう「所定量」は、酸化触媒の硫黄被毒量が該所定量以上になると、燃料の硫黄濃度を正確に判定することができなくなると考えられる量である。また、ここでいう「燃料供給処理を実行しない」とは、次回の被毒解消処理が終了する時期まで燃料供給処理の実行を持ち越す態様、又は被毒解消処理を再度実行した上で燃料供給処理を実行する態様等を含む。
【００２１】
本発明において、前記供給処理手段は、酸化触媒の温度が前記所定温度と同等以下に低下したときに燃料供給処理を終了してもよい。そして、被毒解消手段は、前記燃料供給処理が終了したときに、被毒解消処理を再度実行してもよい。
【００２２】
酸化触媒の温度が前記所定温度と同等以下に低下する時点で酸化触媒が失活状態になるため、酸化触媒の温度が前記所定温度と同等以下に低下した後も燃料供給処理が実行され続けると、大気中へ排出される未燃燃料の量が多くなる可能性がある。これに対し、酸化触媒の温度が前記所定温度と同等以下に低下したときに燃料供給処理が終了されれば、大気中へ排出される未燃燃料の増加を少なく抑えることができる。さらに、酸化触媒の温度が前記所定温度と同等以下に低下したときに被毒解消処理が再度実行されれば、酸化触媒の浄化性能を再生させることができるため、燃料供給処理の終了後における排気エミッションの悪化を抑制することが可能になる。
【００２３】
なお、燃料の硫黄濃度が低い場合は、燃料供給処理の開始時期から酸化触媒が失活する時期までに要する時間が長くなり、それに応じて燃料供給処理に要する燃料量が多くなる可能性がある。また、燃料に硫黄濃度が含まれていない場合は、燃料供給処理を継続する限り、酸化触媒が失活しない可能性もある。そこで、本発明の内燃機関の硫黄濃度判定システムは、前記燃料供給処理の開始時期から所定時間内に前記酸化触媒の温度が前記所定温度以下に低下しない場合に、前記所定時間が経過した時点で前記燃料供給処理を停止させる制御手段を更に備えるようにしてもよい。その場合、前記濃度判定手段は、前記酸化反応時間に相関する物理量として、前記所定時間が経過した時点における前記酸化触媒の温度を用いることで、燃料に含まれる硫黄成分の濃度を判定してもよい。すなわち、前記濃度判定手段は、前記所定時間が経過した時点における前記酸化触媒の温度が低いときは高いときに比べ、燃料に含まれる硫黄濃度が高いと判定してもよい。その際、前記濃度判定手段は、前記所定時間が経過した時点における前記酸化触媒の温度が低くいほど燃料の硫黄濃度が高いと判定してもよい。また、前記濃度判定手段は、前記所定時間が経過した時点における前記酸化触媒の温度が所定の判定温度より低い場合は燃料に硫黄が含まれていると判定し、前記前記所定時間が経過した時点における前記酸化触媒の温度が所定の判定温度以上である場合は燃料に硫黄が含まれていないと判定してもよい。このような構成によれば、燃料の硫黄濃度が低い場合や燃料に硫黄が含まれていない場合に、燃料供給処理に要する燃料量を不要に増加させることなく、燃料の硫黄濃度を判定することができる。
【００２４】
また、本発明の排気浄化装置は、酸化触媒のみを含むものであってもよく、酸化能力を有する触媒（例えば、三元触媒、吸蔵還元型触媒等）であってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、燃料に含まれる硫黄成分の濃度を検出するための特殊なセンサを追加することなく、燃料に含まれる硫黄成分の濃度を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施例において、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施例において、被毒解消処理及び燃料供給処理が実行された場合の酸化触媒の温度、酸化触媒の硫黄被毒量、及び酸化触媒へ供給される燃料の量（燃料供給量）の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図３】酸化反応時間と燃料の硫黄濃度との相関を示す図である。
【図４】第１の実施例において、燃料の硫黄濃度を判定する際にＥＣＵが実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】第２の実施例において、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図６】第２の実施例において、被毒解消処理及び燃料供給処理が実行された場合の酸化触媒の温度、酸化触媒の硫黄被毒量、電気式ヒータの作動状態、及び酸化触媒へ供給される燃料の量（燃料供給量）の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図７】第３の実施例において、被毒解消処理及び燃料供給処理が実行された場合の酸化触媒の温度、酸化触媒の硫黄被毒量、電気式ヒータの作動状態、及び酸化触媒へ供給される燃料の量（燃料供給量）の経時変化を示すタイミングチャートである。
【図８】第３の実施例において、燃料の硫黄濃度を判定する際にＥＣＵが実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２８】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、軽油を燃料とする圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）である。なお、内燃機関１は、ガソリンを燃料とする火花点火式の内燃機関であってもよい。
【００２９】
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。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。
【００３０】
内燃機関１は、吸気管４と接続されている。吸気管４の途中には、該吸気管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エアフローメータ４０が配置されている。エアフローメータ４０より下流の吸気管４には、該吸気管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ための吸気絞り弁４１が配置されている。
【００３１】
内燃機関１は、排気管５と接続されている。排気管５の途中には、触媒ケーシング５０が配置されている。触媒ケーシング５０は、筒状のケーシング内に、酸化触媒を担持した担体を収容している。酸化触媒は、例えば、白金（Ｐｔ）又はパラジウム（Ｐｄ）等の貴金属触媒である。このように構成された触媒ケーシング５０は、本発明に係わる「排気浄化装置」に相当する。
【００３２】
前記触媒ケーシング５０より上流の排気管５には、排気管５内を流れる排気中に燃料を添加する燃料添加弁５１と、排気管５内を流れる排気の温度に相関する電気信号を出力する第一温度センサ５２とが取り付けられている。前記触媒ケーシング５０より下流の排気管５には、排気管５内を流れる排気の温度に相関する電気信号を出力する第二温度センサ５３が取り付けられている。
【００３３】
前記内燃機関１には、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）６
が併設されている。ＥＣＵ６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される電子制御ユニットである。ＥＣＵ６は、上記したエアフローメータ４０、第一温度センサ５２、及び第二温度センサ５３に加え、アクセルポジションセンサ７やクランクポジションセンサ８等の各種センサと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。
【００３４】
また、ＥＣＵ６は、上記した燃料噴射弁３、吸気絞り弁４１、及び燃料添加弁５１等の各種機器と電気的に接続されている。ＥＣＵ６は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、上記の各種機器を制御する。
【００３５】
例えば、ＥＣＵ６は、アクセルポジションセンサ７やクランクポジションセンサ８等の出力信号をパラメータとして機関負荷や機関回転速度を演算し、それら機関負荷や機関回転速度に基づいて目標燃料噴射量や目標燃料噴射時期を演算する。そして、ＥＣＵ６は、目標燃料噴射量及び目標燃料噴射時期にしたがって、燃料噴射弁３を制御する。また、ＥＣＵ６は、前記酸化触媒の表面に付着又は堆積した硫黄成分を除去するための被毒解消処理を実行する。なお、ＥＣＵ６は、前記酸化触媒の下流に設けられた他の触媒（図示せず）の表面に付着又は堆積した硫黄成分を除去するための被毒解消処理を実行してもよい。ここで、酸化触媒の硫黄被毒を解消する場合の被毒解消処理の実行方法について述べる。
【００３６】
（被毒解消処理の実行方法）
ここでいう被毒解消処理は、酸化触媒の硫黄被毒量が所定の閾値以上になったときに、酸化触媒を該酸化触媒から硫黄成分が脱離する温度（例えば、３００℃〜６００℃）まで昇温させることで、酸化触媒から硫黄成分を脱離させる処理である。酸化触媒の硫黄被毒量は、燃料の硫黄濃度と燃料噴射量の積算値とをパラメータとして演算（推定）される。硫黄被毒量の推定処理は、内燃機関１の運転期間中に定期的に実行されるものとする。そして、硫黄被毒量の推定値が所定の閾値以上になったときに、ＥＣＵ６は、酸化触媒を該酸化触媒から硫黄成分が脱離する温度まで昇温させる。
【００３７】
酸化触媒を昇温させる方法としては、前記酸化触媒の酸化能力が活性しているときに、前記燃料添加弁５１から燃料を添加させ、又は排気行程中の気筒２の燃料噴射弁３から燃料を噴射させることにより、触媒ケーシング５０へ燃料を供給する方法を採用することができる。このような方法によると、触媒ケーシング５０へ供給された燃料が酸化触媒によって酸化され、燃料が酸化する際に発生する反応熱によって酸化触媒が昇温する。
【００３８】
上記した方法によって酸化触媒を昇温させる場合に、ＥＣＵ６は、酸化触媒の温度が該酸化触媒から硫黄成分が脱離する温度に維持されるように、燃料供給量を調整する。さらに、ＥＣＵ６は、単位時間あたりに酸化触媒に付着又は堆積する硫黄成分の量に対し、単位時間あたりに酸化触媒から脱離する硫黄成分の量が多くなるよう、単位時間あたりの燃料供給量を調整する。ここで、単位時間あたりに酸化触媒に付着又は堆積する硫黄成分の量は、単位時間あたりに酸化触媒へ供給される硫黄成分の量（単位時間あたりの燃料供給量と硫黄濃度との乗算値）に相関する。また、単位時間あたりに酸化触媒から脱離する硫黄成分の量は、酸化触媒の担持量と酸化触媒の温度とをパラメータとして求めることができる。よって、単位時間あたりに酸化触媒から脱離する硫黄成分の量に対し、単位時間あたりに酸化触媒へ供給される硫黄成分の量が少なくなるように、燃料供給量が調整されればよい。
【００３９】
上記したように被毒解消処理が実行されると、酸化触媒に付着又は堆積していた硫黄成分が該酸化触媒から脱離する。なお、被毒解消処理は、酸化触媒の硫黄被毒量が零に近似
した一定の量になるように定められた所定の期間継続して実行され、前記所定の期間が経過した時点で終了される。このように、ＥＣＵ６が被毒解消処理を実行することにより、本発明に係わる「被毒解消手段」が実現される。
【００４０】
ところで、燃料の硫黄濃度は一定ではなく、燃料の給油場所によって異なる可能性がある。ここで、硫黄被毒量を推定する際に用いられる硫黄濃度が実際の硫黄濃度より低くなると、硫黄被毒量の推定値が実際の硫黄被毒量より少なくなる。そのため、硫黄被毒量が多くなって排気エミッションが悪化したり、酸化触媒の温度が上昇した際に該酸化触媒から多量の硫黄成分が脱離して大気中で白煙化する虞がある。そこで、燃料の硫黄濃度を測定する手段を備えていない内燃機関においては、燃料の硫黄濃度が比較的高い場合を想定して硫黄被毒量を推定する必要がある。しかしながらこのような方法によると、実際の硫黄被毒量が前記所定の閾値以上となる前に、被毒解消処理が実行されることになり、被毒解消処理の実行頻度が不要に増加（例えば、内燃機関１を搭載した車両が数十キロ乃至数百キロを走行する度に実行）するという問題がある。
【００４１】
よって、燃料の給油が実施された場合は、給油後の燃料（給油時に燃料タンク内に残留していた燃料と新たに給油された燃料との混合燃料）の硫黄濃度を判定し、判定された硫黄濃度に基づいて、酸化触媒の硫黄被毒量を推定することが望ましい。そこで、本実施例では、ＥＣＵ６は、燃料の給油後に初めて内燃機関１が運転される場合において、最初の被毒解消処理が終了したときに、混合燃料の硫黄濃度を判定するための濃度判定処理を行うようにした。以下、本実施例における濃度判定処理の実行方法について述べる。なお、燃料の給油後に初めて内燃機関１が運転（始動）されてから後述の濃度判定処理が終了するまでの期間では、給油後の混合燃料に含まれる硫黄成分の硫黄濃度が最も高い場合（例えば、１０００ｐｐｍ以上）を想定して酸化触媒の硫黄被毒量を推定し、その推定値が前記所定の閾値以上となったときに被毒解消処理が実行されるものとする。
【００４２】
（濃度判定処理の実行方法）
本実施例における濃度判定処理は、燃料の給油後に初めて内燃機関１が運転された場合において、酸化触媒に対する最初の被毒解消処理が終了したときに、酸化触媒へ燃料を供給し続けることで、短期的に酸化触媒を硫黄被毒させ、その際の酸化触媒の温度推移に基づいて、混合燃料の硫黄濃度を判定する処理である。
【００４３】
具体的には、ＥＣＵ６は、燃料の給油後に初めて内燃機関１が運転された場合において、最初の被毒解消処理の終了後であって、酸化触媒の温度が所定の基準温度以上であるときに、触媒ケーシング５０へ燃料を供給する処理（燃料供給処理）を開始し、酸化触媒の温度が所定温度以下へ低下したときに前記燃料供給処理を終了する。そして、ＥＣＵ６は、前記燃料供給処理の開始から終了までに要した時間に基づいて、給油後の混合燃料の硫黄濃度を判定する。
【００４４】
前記燃料供給処理は、燃料添加弁５１から燃料を添加させる方法、又は気筒２の排気行程中に燃料噴射弁３から燃料を噴射させる方法を用いて実行される。その際、ＥＣＵ６は、単位時間あたりに触媒ケーシング５０へ供給される燃料の量が一定の供給量となるように、燃料添加弁５１又は燃料噴射弁３を制御する。ここでいう一定の供給量は、単位時間あたりに酸化触媒から脱離する硫黄成分の量に対し、単位時間あたりに酸化触媒に付着又は堆積する硫黄成分の量が多くなるように定められる。
【００４５】
ここで、単位時間あたりに酸化触媒に付着又は堆積する硫黄成分の量は燃料の硫黄濃度によって変化するが、燃料供給処理が開始される時点では燃料の硫黄濃度が不明となる。そのため、前記一定の供給量は、燃料の硫黄濃度が最も低い場合を想定して定められるものとする。このように前記一定の供給量が定められると、単位時間あたりに酸化触媒から
脱離する硫黄成分の量に対し、単位時間あたりに酸化触媒に付着又は堆積する硫黄成分の量が確実に多くなる。
【００４６】
上記した方法による燃料供給処理が継続して実行されると、図２に示すように、燃料供給処理が開始された当初は、酸化触媒の硫黄被毒量が十分に少ないため、供給燃料が酸化触媒で酸化され、その反応熱によって酸化触媒が昇温する。その後は、供給燃料に含まれる硫黄成分が酸化触媒に付着又は堆積していくため、酸化触媒の硫黄被毒量が増加していく。酸化触媒の硫黄被毒量が増加すると、酸化触媒によって酸化される燃料の量が減少する。そして、酸化触媒の大部分が硫黄成分によって覆われると、該酸化触媒が失活状態に陥るため、供給燃料が殆ど酸化されなくなる。よって、燃料供給処理が継続して実行される場合において、酸化触媒の温度は、燃料供給処理の開始時期（図２中のｔ１）以降に上昇傾向を示し、その後の硫黄被毒量が多くなったときに低下傾向へ転じる。そして、酸化触媒が失活すると、該酸化触媒の温度が最終的に初期温度以下へ低下する（図２中のｔ２）。
【００４７】
ここで、前記所定温度が初期温度以上、且つ燃料供給処理の実行時に酸化触媒が取り得る最高温度（図２中のピーク温度）より低い温度に設定されると、燃料供給処理の開始時期から、酸化触媒の温度が前記初期温度及び前記所定温度より高い温度に一旦上昇した後に前記所定温度以下に低下するまでに要する時間（酸化反応時間）は、燃料の硫黄濃度が低い場合より高い場合に短くなる。例えば、図３に示すように、燃料の硫黄濃度が高くなるほど、酸化反応時間が短くなる。よって、図３に示したような関係を予め実験的に求めておき、それらの関係をマップや関数式の態様でＥＣＵ６のＲＯＭに記憶させておくことで、酸化反応時間を引数として硫黄濃度の絶対量を判定することができる。
【００４８】
なお、前記酸化反応時間は、燃料の硫黄濃度が一定であっても、初期温度や所定温度によっても変化する場合がある。詳細には、初期温度が硫黄成分の脱離可能な温度（脱離温度）以上であるときは、初期温度の違いが酸化反応時間に殆ど影響しないが、初期温度が前記脱離温度より低いときは、初期温度に応じて酸化反応時間が変わってしまう可能性がある。例えば、初期温度が前記脱離温度より低い場合は、前記燃料供給処理が開始されてから酸化触媒の温度が前記脱離温度以上に上昇するまでに時間がかかり、その際に要する時間は初期温度が低くなるほど長くなる。
【００４９】
よって、前記基準温度を前記脱離温度以上に設定することで、初期温度が前記脱離温度以上になるようにしてもよい。ただし、前記基準温度が前記脱離温度以上の温度に設定されると、濃度判定処理の実行機会が少なくなる可能性がある。よって、前記基準温度は、前記脱離温度より低い温度に設定されてもよい。その場合は、前記基準温度から前記脱離温度までの範囲において、個々の温度毎に酸化反応時間と燃料の硫黄濃度との関係を求めておき、それらの関係をマップ又は関数式の態様でＥＣＵ６のＲＯＭに記憶させておくものとする。そして、ＥＣＵ６は、初期温度に見合ったマップ又は関数式から、酸化反応時間に対応した硫黄濃度を求めるものとする。このような方法によれば、初期温度が前記脱離温度より低い場合においても、混合燃料の硫黄濃度を正確に判定することが可能となる。
【００５０】
ところで、燃料供給処理の実行中に触媒ケーシング５０へ流入する排気の温度が変化すると、それに応じて前記酸化反応時間が変化するため、前記酸化反応時間が実際の硫黄濃度に見合った時間から乖離する可能性がある。よって、燃料供給処理の実行中に排気温度の変化量が予め実験的に定められた許容量を超えた場合は、燃料供給処理を停止して、濃度判定処理を中止することが望ましい。ここでいう許容量は、燃料供給処理の実行中における排気温度の変化量が該許容量を超えると、燃料の硫黄濃度を正確に判定することができなくなると考えられる量である。なお、内燃機関１がアイドル運転等の定常運転状態に
ある場合のように排気温度が安定しているときに、燃料供給処理が実行されてもよい。また、酸化触媒の酸化能力が該酸化触媒の温度変化に伴って変化し易い状態で燃料供給処理が実行されると、前述の図２に示したような酸化触媒の温度推移が発現しなかったり、又は前記酸化反応時間が実際の硫黄濃度に見合った時間から乖離したりする可能性がある。よって、被毒解消処理の終了後において、酸化触媒の温度が所定の基準温度以上であるときに、上記した燃料供給処理を実行するようにした。ここでいう基準温度は、酸化触媒の活性温度（例えば、酸化触媒による燃料の転化率（酸化率）が８０％以上になる温度）以上であり、好ましくは、酸化触媒の温度が該基準温度から多少変化しても浄化率の変化が僅かとなる温度である。このようにＥＣＵ６が供給処理を実行することにより、本発明に係わる「供給処理手段」が実現される。
【００５１】
ところで、燃料の給油後に初めて内燃機関１が始動されてから濃度判定処理が終了するまで期間では、硫黄被毒量の推定に用いられる硫黄濃度が実際の硫黄濃度と異なる可能性が高い。そのため、燃料の給油後の早い時期に濃度判定処理を実行することが望ましい。そこで、燃料の給油後における最初の被毒解消処理は、硫黄被毒量の推定値が前記所定の閾値以上になる前に実行されてもよい。例えば、燃料の給油後に初めて内燃機関１が運転された場合において、酸化触媒の酸化能力が活性したときに、最初の被毒解消処理が実行されてもよい。このような方法によると、燃料の給油後の早い時期に最初の被毒解消処理が実行され、それに続いて濃度判定処理を実行することができる。
【００５２】
以下、本実施例における濃度判定処理の実行手順について図４に沿って説明する。図４は、燃料の硫黄濃度を判定する際にＥＣＵ６が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。図４に示す処理ルーチンは、内燃機関１の運転期間中にＥＣＵ６によって繰り返し実行される処理ルーチンであり、予めＥＣＵ６のＲＯＭに記憶されている。
【００５３】
図４の処理ルーチンでは、ＥＣＵ６は、先ずＳ１０１の処理において給油フラグがオンであるか否かを判別する。給油フラグは、燃料の給油が検出されたときにオンにされ、濃度判定処理が終了したときにオフにされるフラグである。なお、燃料の給油は、図示しない給油口の開閉を検出するセンサからの信号に基づいて検出されてもよく、又は燃料タンクに貯留されている燃料量を検出するセンサからの信号に基づいて検出されてもよい。前記Ｓ１０１の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ６は、本処理ルーチンの実行を終了する。一方、前記Ｓ１０１の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ６は、Ｓ１０２の処理へ進む。
【００５４】
Ｓ１０２の処理では、ＥＣＵ６は、被毒解消処理が終了したか否かを判別する。例えば、ＥＣＵ６は、被毒解消処理が終了したときにオンにされ、その後の酸化触媒の硫黄被毒量が所定の判定量に達したときにオフにされるフラグを参照して、被毒解消処理が終了したか否かを判別してもよい。ここでいう所定の判定量は、被毒解消処理の実行時期を判定する際に用いられる前記所定の閾値より少ない量であって、酸化触媒の硫黄被毒量が該所定の判定量以上の状態で濃度判定処理が実行されると、燃料の硫黄濃度を正確に判定することができないと考えられる量である。なお、前述したように、燃料の給油後に初めて内燃機関１が運転（始動）されてから濃度判定処理が終了するまでの期間では、給油後の混合燃料に含まれる硫黄成分の濃度が最も高い場合を想定して酸化触媒の硫黄被毒量を推定し、その推定値が前記所定の閾値以上となったときに被毒解消処理を実行することが望ましい。よって、ここでいう被毒解消処理も、燃料の濃度が最も高い場合を想定して推定される硫黄被毒量が前記所定の閾値以上となったときに実行されるものとする。ただし、燃料の給油後における最初の被毒解消処理は、前記推定値が前記所定の閾値以上となる前に実行されてもよい。例えば、燃料の給油後に初めて内燃機関１が運転された場合において、酸化触媒の酸化能が活性したときに最初の被毒解消処理が実行されてもよい。その場合は、被毒解消処理の実行時期を早めることができ、それに伴って濃度判定処理の実行時期
も速めることができる。
【００５５】
前記Ｓ１０２の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ６は、被毒解消処理が終了するまでＳ１０２の処理を繰り返し実行する。一方、前記Ｓ１０２の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ６は、Ｓ１０３の処理へ進む。前記Ｓ１０３の処理では、ＥＣＵ６は、酸化触媒の温度（床温）Ｔｃａｔを取得する。その際、ＥＣＵ６は、第一温度センサ５２の測定値と第二温度センサ５３の測定値との差をパラメータとして、酸化触媒の温度Ｔｃａｔを推定してもよい。また、ＥＣＵ６は、酸化触媒の温度Ｔｃａｔとして、第二温度センサ５３の測定値を用いてもよい。
【００５６】
Ｓ１０４の処理では、ＥＣＵ６は、前記Ｓ１０３の処理で取得された温度Ｔｃａｔが前記基準温度Ｔａｃｔ以上であるか否かを判別する。Ｓ１０４の処理において否定判定された場合（Ｔｃａｔ＜Ｔａｃｔ）は、ＥＣＵ６は、濃度判定処理を実行せずに、本処理ルーチンの実行を終了する。その場合、濃度判定処理の実行は、次回以降の被毒解消処理の終了後まで持ち越される。なお、燃料の給油後において濃度判定処理が終了するまでの期間では、燃料の硫黄濃度が最も高い場合（例えば、１０００ｐｐｍ）を想定して、酸化触媒の硫黄被毒量が推定されるものとする。一方、Ｓ１０４の処理において肯定判定された場合（Ｔｃａｔ≧Ｔａｃｔ）は、ＥＣＵ６は、Ｓ１０５からＳ１１３の処理を順次実行することにより、混合燃料の硫黄濃度を判定する。
【００５７】
先ず、Ｓ１０５の処理では、ＥＣＵ６は、前記Ｓ１０３の処理で取得された温度Ｔｃａｔを所定温度ＴｃａｔｄｆとしてＲＡＭ又はバックアップＲＡＭに記憶させる。続いて、ＥＣＵ６は、Ｓ１０６の処理へ進み、燃料供給処理を開始する。その場合、ＥＣＵ６は、単位時間あたりに触媒ケーシング５０へ供給される燃料の量が一定の供給量となるように、燃料噴射弁３又は燃料添加弁５１を制御する。その際の一定の供給量は、前述したように、燃料の硫黄濃度が最も低い状況を想定した場合に、単位時間あたりに酸化触媒から脱離する硫黄成分の量に比して、単位時間あたりに酸化触媒に付着又は堆積する硫黄成分の量が多くなるように定められた量である。
【００５８】
Ｓ１０７の処理では、ＥＣＵ６は、酸化反応時間の計測を開始する。続いて、Ｓ１０８の処理では、ＥＣＵ６は、排気温度が安定しているか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ６は、燃料供給処理の開始時における第一温度センサ５２の測定値と現時点における第一温度センサ５２の測定値との差が前記許容量以下である場合は排気温度が安定していると判定し、前記差が前記許容量を超えている場合は排気温度が安定していないと判定してもよい。前記Ｓ１０８の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ６は、Ｓ１０９の処理へ進む。
【００５９】
Ｓ１０９の処理では、ＥＣＵ６は、燃料供給処理の開始後における酸化触媒の温度Ｔｃａｔを取得する。そして、Ｓ１１０の処理では、ＥＣＵ６は、前記Ｓ１０９の処理で取得された温度Ｔｃａｔが前記Ｓ１０５の処理でＲＡＭ又はバックアップＲＡＭに記憶された所定温度Ｔｃａｔｄｆと同等以下に低下したか否かを判別する。ここでは、酸化触媒の温度が初期温度及び所定温度Ｔｃａｔｄｆより高い温度へ一旦上昇した後に、所定温度Ｔｃａｔｄｆと同等以下に低下したか否かが判別される。Ｓ１１０の処理において否定判定された場合（Ｔｃａｔ＞Ｔｃａｔｄｆ）は、ＥＣＵ６は、Ｓ１０８の処理へ戻る。一方、Ｓ１１０の処理において肯定判定された場合（Ｔｃａｔ≦Ｔｃａｔｄｆ）は、ＥＣＵ６は、Ｓ１１１の処理へ進む。Ｓ１１１の処理では、ＥＣＵ６は、酸化反応時間の計測を終了する。なお、ＥＣＵ６がＳ１０７からＳ１１１の処理を実行することにより、本発明に係わる「計測手段」が実現される。
【００６０】
Ｓ１１２の処理では、ＥＣＵ６は、燃料供給処理を終了する。続いて、ＥＣＵ６は、Ｓ
１１３の処理へ進み、前記Ｓ１１１の処理が実行された時点における酸化反応時間をパラメータとして、給油後の混合燃料の硫黄濃度を判定する。その際、ＥＣＵ６は、前述の図３に示したような関係に基づいて、硫黄濃度の絶対量を判定してもよい。また、ＥＣＵ６は、燃料に硫黄が含まれているか否かのみを判定してもよい。その場合は、ＥＣＵ６は、酸化反応時間が所定の判定値より小さければ燃料に硫黄が含まれていると判定し、酸化反応時間が前記所定の判定値以上であれば燃料に硫黄が含まれていないと判定してもよい。なお、前述したように、初期温度が前記脱離温度より低い状態で燃料供給処理が開始されると、初期温度によって酸化反応時間が変わる可能性がある。よって、Ｓ１１３の処理では、初期温度に対応したマップ又は関数式に基づいて硫黄濃度の絶対量を判定してもよく、又は初期温度に応じて前記酸化反応時間又は前記所定の判定値を補正した上で混合燃料に硫黄成分が含まれているか否かを判定してもよい。このようにＥＣＵ６がＳ１１３の処理を実行することにより、本発明に係わる「濃度判定手段」が実現される。
【００６１】
ＥＣＵ６は、前記Ｓ１１３の処理を実行し終えると、Ｓ１１４の処理の処理において給油フラグをオフにする。続いて、ＥＣＵ６は、Ｓ１１５の処理において被毒解消処理を実行する。Ｓ１１５の処理で実行される被毒解消処理は、前記燃料供給処理の実行前に実行される被毒解消処理と同様に、燃料添加弁５１又は燃料噴射弁３から酸化触媒へ燃料を供給させることで、酸化触媒の温度を前記脱離温度まで昇温させる方法によって実行される。このように、燃料供給処理の終了後に被毒解消処理が実行されると、燃料供給処理の実行に起因して酸化触媒の浄化性能が低下することを抑制することができる。
【００６２】
なお、ＥＣＵ６が燃料供給処理を実行している途中で、排気温度の変化量が前記許容量を超えると、前記Ｓ１０８の処理において否定判定されることになる。その場合は、ＥＣＵ６は、Ｓ１１６の処理へ進み、燃料供給処理の実行を中止する。続いて、ＥＣＵ６は、Ｓ１１５の処理へ進み、被毒解消処理を実行する。その場合、ＥＣＵ６は、Ｓ１１５の処理を実行し終えたときに、前記Ｓ１０３以降の処理を実行し直すようにしてもよい。
【００６３】
このように、図４の処理ルーチンにしたがって、濃度判定処理が実行されると、ＳＯＸセンサ等の特殊なセンサを利用することなく、燃料の硫黄濃度を判定することができる。
【００６４】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図５乃至図６に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００６５】
前述した第１の実施例では、燃料添加弁５１又は燃料噴射弁３から触媒ケーシング５０へ燃料を供給することにより、被毒解消処理を実行する例について述べたが、本実施例では、触媒ケーシング５０に対する燃料の供給を伴わずに、酸化触媒を昇温させることにより、被毒解消処理を実行する例について述べる。
【００６６】
図５は、本実施例における内燃機関の概略構成を示す図である。図５において、前述した第１の実施例と同様の構成要素には同等の符号が付されている。図５において、触媒ケーシング５０は、電気エネルギを熱エネルギへ変換することにより、酸化触媒を加熱する電気式ヒータ５００を具備している。なお、電気式ヒータ５００は、本発明に係わる「加熱装置」に相当する。
【００６７】
このように構成された内燃機関１では、ＥＣＵ６は、燃料の給油後における最初の被毒解消処理を実行する際に、燃料噴射弁３又は燃料添加弁５１から触媒ケーシング５０へ燃料を供給する代わりに、電気式ヒータ５００を作動させることによって、酸化触媒を脱離温度以上に昇温させる。
【００６８】
具体的には、図６に示すように、燃料の給油後において最初の被毒解消処理が実行されるとき（図６中のｔ０）に、燃料噴射弁３又は燃料添加弁５１からの燃料供給を行わずに、電気式ヒータ５００を作動（オン）させることで、酸化触媒を脱離温度以上に昇温させる。その際、電気式ヒータ５００は、酸化触媒が脱離温度以上の所望の温度域に維持されるように、該電気式ヒータ５００の通電時間と非通電時間とがデューティ制御されてもよい。また、電気式ヒータ５００の作動時間は、酸化触媒の硫黄被毒を解消する上で十分な時間（前記所定の期間に相当する時間）が設定されるものとする。そして、ＥＣＵ６は、電気式ヒータ５００による被毒解消処理が終了したとき（図６中のｔ１）に、酸化触媒の温度が基準温度以上であれば、濃度判定処理を開始する。その際、濃度判定処理は、前述した第１の実施例と同様に、図４の処理ルーチンにしたがって実行される。
【００６９】
ここで、前述の第１の実施例で述べたように、燃料噴射弁３又は燃料添加弁５１から触媒ケーシング５０へ燃料を供給する方法によって被毒解消処理が実行されると、供給燃料に含まれる硫黄成分が酸化触媒に付着又は堆積するため、被毒解消処理の終了時において多少の硫黄成分が酸化触媒に残留する可能性があるとともに、その際の硫黄成分の残留量が一定量に安定しない可能性がある。よって、濃度判定処理の直前に、燃料噴射弁３又は燃料添加弁５１から触媒ケーシング５０へ燃料を供給する方法によって被毒解消処理が実行されると、被毒解消処理の終了時に酸化触媒に付着又は堆積している硫黄成分の影響によって、濃度判定処理の判定精度が低下する可能性がある。
【００７０】
これに対し、前述の図６の説明で述べたように、電気式ヒータ５００で酸化触媒を加熱する方法によって被毒解消処理が実行されると、被毒解消処理の終了時に酸化触媒に付着又は堆積している硫黄成分の量を略零にすることができる。よって、濃度判定処理が実行される直前に電気式ヒータ５００を利用した被毒解消処理が実行されると、燃料の硫黄濃度をより正確に判定することが可能になる。
【００７１】
なお、濃度判定処理を伴わない被毒解消処理（燃料の給油後であって、混合燃料の濃度判定処理が終了した後に実行される被毒解消処理）では、燃料噴射弁３又は燃料添加弁５１から触媒ケーシング５０へ燃料を供給する方法によって酸化触媒を昇温させるモード（第一昇温モード）、又は加熱装置で酸化触媒を加熱する方法によって酸化触媒を昇温させるモード（第二昇温モード）の何れかのモードが内燃機関１の運転状態に応じて選択されるようにしもよい。ただし、濃度判定処理を伴う被毒解消処理（燃料の給油後であって、混合燃料の濃度判定処理が終了する前に実行される濃度判定処理）は、内燃機関１の運転状態にかかわらず前記第二昇温モードにより実行されるものとする。
【００７２】
また、本実施例では、本発明に係わる「加熱装置」として、電気式ヒータ５００を例にあげたが、酸化触媒に対する燃料の供給を伴わずに該酸化触媒を加熱することができる装置であればよい。
【００７３】
＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図７乃至図８に基づいて説明する。ここでは、前述した第１又は第２の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００７４】
前述した第１及び第２の実施例では、燃料の給油後における最初の被毒解消処理が終了した後に、酸化触媒の温度が前記基準温度未満に低下すると、次回の被毒解消処理が終了するまで濃度検出処理の実行が持ち越される例について述べた。これに対し、本実施例では、燃料の給油後における最初の被毒解消処理が終了した後に、酸化触媒の温度が前記基準温度未満に低下すると、酸化触媒の温度を前記基準温度以上まで昇温させて、濃度検出
処理を実行する例について述べる。
【００７５】
燃料の給油後における最初の被毒解消処理が終了したときに、内燃機関１がフューエルカット運転されたりする可能性がある。内燃機関１がフューエルカット運転されている場合に燃料供給処理が実行されると、低温な排気によって酸化触媒が冷却されるため、前記酸化反応時間が実際の硫黄濃度に対応した時間より短くなる可能性がある。よって、燃料の給油後における最初の被毒解消処理が終了したときに、内燃機関１がフューエルカット運転された場合は、混合燃料の硫黄濃度を直ちに判定することができない。そのような場合に、濃度判定処理の実行が次回の被毒解消処理の終了時まで持ち越されると、次回の被毒解消処理が終了するまでの期間において、酸化触媒の硫黄被毒量を正確に推定することができない。
【００７６】
そこで、本実施例では、燃料の給油後における最初の被毒解消処理が終了したときに、内燃機関１がフューエルカット運転されると、フューエルカット運転が終了するまで待機して濃度判定処理を実行するようにした。なお、燃料の給油後における最初の被毒解消処理が終了したときに内燃機関１がフューエルカット運転されると、フューエルカット運転が終了した時点で酸化触媒の温度が前記基準温度未満まで低下している可能性がある。そのため、本実施例では、フューエルカット運転が終了した際の酸化触媒の温度が前記基準温度より低ければ、電気式ヒータ５００によって酸化触媒を前記基準温度以上まで昇温させる処理（プレヒート処理）を実行し、酸化触媒の温度が前記基準温度以上まで上昇したときに燃料供給処理を開始するようにした。
【００７７】
ここで、燃料の給油後における最初の被毒解消処理が終了したときに内燃機関１がフューエルカット運転された場合における濃度判定処理の実行手順について図７に基づいて説明する。図７において、被毒解消処理が終了したときに（図７中のｔ３）、内燃機関１がフューエルカット運転されると、低温な排気によって酸化触媒が冷却されるため、酸化触媒の温度が低下する。その後、フューエルカット運転が終了したとき（図７中のｔ４）に、酸化触媒の温度が前記基準温度より低下していると、電気式ヒータ５００が作動（オン）させられて、プレヒート処理が実行される。その後、酸化触媒の温度が基準温度以上に上昇すると（図７中のｔ５）、電気式ヒータ５００が停止（オフ）にされて、プレヒート処理が終了されるとともに、燃料供給処理が開始される。燃料供給処理は、酸化触媒の温度が初期温度（図７に示す例では、基準温度）より高い温度まで一旦上昇した後に、所定温度（図７に示す例では、基準温度）と同等以下に低下する時期（図７中のｔ６）まで継続して実行される。
【００７８】
このように、電気式ヒータ５００を利用して酸化触媒のプレヒート処理が実行されると、酸化触媒の硫黄被毒を進行させることなく、酸化触媒の温度を前記基準温度以上まで昇温させることができる。その結果、燃料の給油後における最初の被毒解消処理が終了したときに内燃機関１がフューエルカット運転された場合であっても、燃料の硫黄濃度を可能な限り早い時期に判定することができる。
【００７９】
以下、本実施例における濃度判定処理の実行手順について図８に沿って説明する。図８は、燃料の硫黄濃度を判定する際にＥＣＵ６が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。ここでは、前述した図４の処理ルーチンを異なる処理について説明し、同様の処理については説明を省略する。なお、図８において、前述した図４の処理ルーチンと同様の処理には同一の符号が付されている。
【００８０】
図８の処理ルーチンでは、ＥＣＵ６は、Ｓ１０２の処理において肯定判定された場合に、Ｓ２０１の処理を実行する。Ｓ２０１の処理では、ＥＣＵ６は、内燃機関１がフューエルカット運転されているか否かを判別する。Ｓ２０１の処理において肯定判定された場合
は、ＥＣＵ６は、内燃機関１のフューエルカット運転が終了するまで該Ｓ２０１の処理を繰り返し実行する。そして、内燃機関１のフューエルカット運転が終了することで、Ｓ２０１の処理において否定判定されると、ＥＣＵ６は、Ｓ１０３の処理、Ｓ１０４の処理を順次実行する。
【００８１】
Ｓ１０４の処理において肯定判定された場合は、Ｓ１０５−Ｓ１１５の処理を順次実行することにより、前述した第１の実施例と同様の手順で燃料の硫黄濃度を判定する。一方、Ｓ１０４の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ６は、本処理ルーチンの実行を終了せずに、Ｓ２０２の処理へ進む。
【００８２】
Ｓ２０２の処理では、ＥＣＵ６は、プレヒート処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ６は、電気式ヒータ５００を作動させることにより、酸化触媒の温度を上昇させる。このようにＥＣＵ６がＳ２０２の処理を実行することにより、本発明に係わる「プレヒート処理手段」が実現される。ＥＣＵ６は、Ｓ２０２の処理を実行した後に、Ｓ１０３の処理へ戻る。そして、電気式ヒータ５００が酸化触媒を加熱することで、酸化触媒の温度Ｔｃａｔが前記基準温度Ｔａｃｔ以上に上昇すると、Ｓ１０４の処理において肯定判定されることになる。その場合、ＥＣＵ６は、Ｓ１０５−Ｓ１１５の処理を順次実行することにより、燃料の硫黄濃度を判定する。
【００８３】
このように、図８の処理ルーチンにしたがって、濃度判定処理が実行されると、被毒解消処理終了後の最初の被毒解消処理が終了したときに内燃機関１がフューエルカット運転されて酸化触媒の温度が前記基準温度Ｔａｃｔ未満に低下した場合であっても、燃料の硫黄濃度を速やかに判定することができる。
【００８４】
なお、プレヒート処理の実行期間に内燃機関１から多量のＳＯＸが排出されると、そのＳＯＸによって酸化触媒の硫黄被毒が進行し、燃料の硫黄濃度を正確に判定することが困難になることが考えられる。そこで、プレヒート処理の実行期間においては、内燃機関１から単位時間あたりに排出されるＳＯＸの量が少なくなるように、内燃機関１の運転状態を制御してもよい。ただし、プレヒート処理の実行期間における燃料噴射量の積算値が所定量を超えた場合は、燃料供給処理を含む濃度判定処理が実行されないようにしてもよい。また、プレヒート処理の実行期間における燃料噴射量の積算値が前記所定量を超えた場合は、被毒解消処理を再度実行した後に燃料供給処理を含む濃度判定処理が実行されてもよい。ここでいう「所定量」は、酸化触媒の硫黄被毒量が該所定量以上になると、燃料の硫黄濃度を正確に判定することができなくなると考えられる量である。
【００８５】
＜他の実施例＞
前述した第１−第３の実施例では、酸化反応時間をパラメータとして、燃料の硫黄濃度を判定する例について述べたが、酸化反応時間の代わりに、前記燃料供給処理の開始時期から酸化触媒の温度が初期温度と同等以下に低下するまでの期間における供給燃料の積算値をパラメータとして、燃料の硫黄濃度を判定してもよい。その場合は、ＥＣＵ６は、供給燃料の積算値が小さい場合は大きい場合に比べ、燃料の硫黄濃度が高いと判定すればよい。
【００８６】
前述した第１−第３の実施例では、酸化触媒の温度が所定温度以下に低下するまで燃料供給処理が継続して実行される例について述べた。ところで、燃料の硫黄濃度が低い場合は、燃料供給処理の開始時期から酸化触媒が失活する時期までに要する時間が長くなり、それに応じて燃料供給処理に要する燃料量が多くなる可能性がある。また、燃料に硫黄濃度が含まれていない場合は、燃料供給処理を継続する限り、酸化触媒が失活しない可能性もある。
【００８７】
そこで、ＥＣＵ６は、燃料供給処理の開始時期から所定時間内に酸化触媒の温度が所定温度（初期温度）以下に低下しない場合は、前記所定時間が経過した時点で燃料供給処理を停止させてもよい(本発明の制御手段に相当）。その場合、前記所定時間が経過した時
点における酸化触媒の温度をパラメータとして、燃料の硫黄濃度を判定してもよい。例えば、前記所定時間が経過した時点における酸化触媒の温度が低くいほど燃料の硫黄濃度が高いと判定してもよい。また、前記所定時間が経過した時点における酸化触媒の温度が所定の判定温度より低い場合は燃料に硫黄が含まれていると判定し、前記前記所定時間が経過した時点における酸化触媒の温度が前記所定の判定温度以上である場合は燃料に硫黄が含まれていないと判定してもよい。このような構成によれば、燃料の硫黄濃度が低い場合や燃料に硫黄が含まれていない場合に、燃料供給処理に要する燃料量を不要に増加させることなく、燃料の硫黄濃度を判定することができる。
【００８８】
また、前述した第１−第３の実施例では、燃料供給処理の実行途中で排気温度の変化量が許容量を超えると、燃料供給処理を含む濃度判定処理の実行が中止される例について述べたが、燃料供給処理を含む濃度判定処理の実行が中止せずに、酸化反応時間又は所定温度を補正して、燃料の硫黄濃度を判定してもよい。
【００８９】
例えば、燃料供給処理の実行途中で排気温度が上昇した場合は、その上昇分に応じた補正量を酸化反応時間に加算する補正を行い、補正後の酸化反応時間をパラメータとして燃料の硫黄濃度を判定してもよい。一方、燃料供給処理の実行途中で排気温度が低下した場合は、その低下分に応じた補正量を酸化反応時間から減算する補正を行い、補正後の酸化反応時間をパラメータとして燃料の硫黄濃度を判定してもよい。
【００９０】
また、燃料供給処理の実行途中で排気温度が上昇した場合は、その上昇分に応じた補正量を所定温度に加算する補正を行い、酸化触媒の温度が補正後の所定温度以下に低下するまでの酸化反応時間をパラメータとして燃料の硫黄濃度を判定してもよい。一方、燃料供給処理の実行途中で排気温度が低下した場合は、その低下分に応じた補正量を所定温度から減算する補正を行い、酸化触媒の温度が補正後の所定温度以下に低下するまでの酸化反応時間をパラメータとして燃料の硫黄濃度を判定してもよい。
【００９１】
上記したような方法によれば、燃料供給処理の実行途中で排気温度が変化した場合であっても、燃料供給処理を含む濃度判定処理を中止することなく、給油後の燃料の硫黄濃度を判定することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１     内燃機関
２     気筒
３     燃料噴射弁
４     吸気管
５     排気管
６     ＥＣＵ
５０   触媒ケーシング
５１   燃料添加弁
５００ 電気式ヒータ
【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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