(57)【要約】【課題】フィルタと酸化触媒を有する内燃機関の排気浄化システムにおいて、フィルタの昇温処理の際に酸化触媒での燃料酸化を好適に実現し、可及的に低い温度条件で燃料供給を可能とする。【解決手段】排気浄化システムにおいて、酸化触媒に流れ込む排気温度が、燃料のセタン価が低い場合は高い場合と比べて低くなるように該燃料のセタン価に基づいて決定される所定閾温度を超えたときに、燃料供給手段により排気に燃料を供給することで、酸化触媒での燃料の酸化反応熱によりフィルタの昇温処理を実行する。そして、昇温処理が実行されているときの、酸化触媒における単位時間当たりの発熱量が所定値より小さい場合、該実行されている昇温処理が停止されるとともに、その後該酸化触媒に流れ込む排気温度が所定閾温度より高い新たな閾温度を超えたときに該昇温処理が再開される。【選択図】図４
2018013096.tif 000002
【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、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの上流側の前記排気通路に設けられ、又は前記フィルタに担持された酸化触媒と、
前記酸化触媒の上流側の排気に燃料を供給する燃料供給手段と、
前記内燃機関の燃料タンクに対して燃料補給が行われると、補給後の該内燃機関の燃料についてそのセタン価を検出するセタン価検出手段と、
前記酸化触媒に流れ込む排気温度が、前記燃料のセタン価が低い場合は高い場合と比べて低くなるように該燃料のセタン価に基づいて決定される所定閾温度を超えたときに、前記燃料供給手段により排気に燃料を供給することで、前記酸化触媒での燃料の酸化反応熱により前記フィルタの昇温処理を実行する昇温手段と、
を備える、内燃機関の排気浄化システムであって、
前記昇温処理が実行されているときの、前記酸化触媒における単位時間当たりの発熱量が所定値より小さい場合、前記昇温手段は、該実行されている昇温処理を停止するとともに、その後該酸化触媒に流れ込む排気温度が前記所定閾温度より高い新たな閾温度を超えたときに該昇温処理を再開する、
内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記昇温処理が実行されているときに、前記燃料供給手段から燃料供給された排気の空燃比が、該昇温処理に対応する所定空燃比よりリーン側の空燃比である場合には、該昇温処理において、該排気空燃比が該所定空燃比となるように該燃料供給手段による燃料供給量を増量する増量処理を行う供給量制御手段を、更に備え、
前記昇温処理中に前記供給量制御手段により前記増量処理が行われているときに、前記酸化触媒における単位時間当たりの発熱量が前記所定値より小さい場合、前記昇温手段は、実行されている該昇温処理及び該増量処理を停止するとともに、その後該酸化触媒に流れ込む排気温度が前記新たな閾温度を超えたときに該昇温処理を再開する、
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
前記昇温処理中に前記増量処理が行われているときに、前記酸化触媒における単位時間当たりの発熱量が前記所定値以上となった場合には、前記昇温手段は、前記増量処理が行われた状態で該昇温処理を継続する、
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において排気中の粒子状物質（以下、「ＰＭ」と称する）が外部に放出されるのを抑制すべく、排気通路にフィルタが設けられる。このフィルタには、内燃機関の運転とともに排気中のＰＭが捕集され次第に堆積していくため、その目詰まりを防止するためにフィルタ再生処理が行われる。例えば、ディーゼルエンジンにおけるフィルタ再生処理では、一般には排気の空燃比が継続的にリーン側の空燃比であることから、排気中に未燃燃料を供給し排気通路に設けられた酸化触媒等で排気温度を上昇させ、以て、捕集ＰＭの酸化除去が行われる。
【０００３】
ここで、フィルタ再生処理を行うためには、排気中に供給された燃料が酸化触媒にて酸化される必要があり、その酸化反応を円滑に実現するためには燃料が酸化触媒にて十分に揮発しているのが好ましい。しかし、市場に流通するディーゼルエンジンの燃料の性状、特に揮発性については必ずしも一定ではなく、ある程度のバラツキがある。そこで、例えば、非特許文献１に開示の技術では、燃料の揮発性とある程度相関を有する燃料のセタン価を推定し、その推定されたセタン価に基づいて、フィルタ再生処理のための燃料供給を開始する排気温度の閾値が調整される。これにより、酸化触媒での燃料の酸化に適した時期に燃料供給を行うことで、フィルタ再生処理の実行頻度の向上が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１４８９５号公報
【特許文献２】特開２００５−８３３５２号公報
【特許文献３】特開２０１２−２１４１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】発明推進協会公開技報公技番号２０１６−５００９９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フィルタ再生処理のために排気中に燃料を供給する場合、燃料供給を開始する排気温度が低いと酸化触媒での燃料の酸化反応が好適に行われず、酸化触媒への燃料の付着等が問題となる。そこで、上記従来技術では、燃料のセタン価に応じて燃料供給を行うことで、酸化触媒での燃料酸化を可能としながら可及的に低い排気温度で燃料供給が可能となり、フィルタ再生処理の実行頻度が向上され得る。しかし、内燃機関の燃料のセタン価は、ある程度燃料の揮発性と相関を有する指標ではあるものの、本来的には燃料の自己着火性に関する指標である。そのため、セタン価に基づいてフィルタ再生処理ための燃料供給を行うと、燃料の性状によっては、酸化触媒での十分な酸化反応が見込めない時期での燃料供給となってしまう場合があり得る。このような場合、酸化触媒での燃料付着によりその活性低下等が問題となる。
【０００７】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、フィルタと酸化触媒を有する内燃機関の排気浄化システムにおいて、フィルタ再生処理等のように該フィルタを昇温させる昇温処理の際に酸化触媒での燃料酸化を好適に実現し、可及的に低い温度条件で燃料供給を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明において、上記課題を解決するために、フィルタの昇温処理を行うための排気温度の閾値を内燃機関の燃料のセタン価に基づいて決定するとともに、昇温処理の実行中に酸化触媒での発熱量が十分でない場合には、昇温処理のための排気温度の閾値を高い温度に調整することとした。このような構成により、燃料の揮発性を考慮しつつ酸化触媒における燃料の酸化反応を十分に担保することが可能となる。
【０００９】
具体的には、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの上流側の前記排気通路に設けられ、又は前記フィルタに担持された酸化触媒と、前記酸化触媒の上流側の排気に燃料を供給する燃料供給手段と、前記内燃機関の燃料タンクに対して燃料補給が行われると、補給後の該内燃機関の燃料についてそのセタン価を検出するセタン価検出手段と、前記酸化触媒に流れ込む排気温度が、前記燃料のセタン価が低い場合は高い場合と比べて低くなるように該燃料のセタン価に基づいて決定される所定閾温度を超えたときに、前記燃料供給手段により排気に燃料を供給することで、前記酸化触媒での燃料の酸化反応熱により前記フィルタの昇温処理を実行する昇温手段と、を備える、内燃機関の排気浄化システムである。そして、前記昇温処理が実行されているときの、前記酸化触媒における単位時間当たりの発熱量が所定値より小さい場合、前記昇温手段は、該実行されている昇温処理を停止するとともに、その後該酸化触媒に流れ込む排気温度が前記所定閾温度より高い新たな閾温度を超えたときに該昇温処理を再開する。
【００１０】
本発明に係る排気浄化システムは、フィルタが排気通路に設けられる構成により、主に排気中のＰＭの捕集が行われ、外部へのＰＭの放出が抑制される。一方で、捕集されたＰＭ量が増加すると内燃機関の燃焼状態に好ましくない影響を及ぼすため、フィルタ温度を上昇させフィルタに捕集されたＰＭを酸化除去等するべく、酸化触媒が配置されている。なお、酸化触媒は、フィルタの上流側に配置されてもよく、又は、フィルタに担持された構成であってもよい。この酸化触媒により、燃料供給手段によって供給された燃料が酸化され、その酸化反応熱によってフィルタの昇温が図られる。
【００１１】
酸化触媒における燃料の酸化反応については、燃料の揮発性が高いほどその酸化反応が良好に行われ、その結果、比較的排気温度が低い状態でも排気中に燃料を供給でき、以てフィルタの昇温を図りやすくなる。そこで、上記排気浄化システムでは、昇温手段によって、燃料のセタン価に基づいて、フィルタを昇温させる昇温処理の実行タイミングが調整される。セタン価は燃料の揮発性に対してある程度の相関、すなわちセタン価が小さくなるほど揮発性が概ね高くなる傾向を有する。そのため、燃料のセタン価が低い場合には高い場合と比べて、排気中に燃料を供給する排気温度の閾値である所定閾温度が低くなるように決定され、上記昇温手段は、燃料のセタン価に基づいて決定される当該所定閾温度に従って、昇温処理のための排気中への燃料供給を行う。この結果、内燃機関で使用される燃料に適した排気温度、すなわち可及的に低い排気温度で排気中に燃料を供給でき、以て、昇温処理が実行可能となる頻度を高めることができる。
【００１２】
ここで、燃料のセタン価は、セタン価検出手段によって検出されるが、燃料の揮発性に対してある程度の相関は有するものの、必ずしも一致するものではない。これは、セタン価は、燃料の自己着火性を示す指標であるためである。そのため、セタン価検出手段によって検出されたセタン価に基づいて上記所定閾温度が決定されるとしても、場合によっては燃料の揮発性と好適に適合されない場合が生じ得る。このような場合、昇温処理のために所定閾温度に従って排気中に燃料が供給されても、酸化触媒での燃料の酸化反応が十分に生じず、フィルタ温度を好適に上昇させることができない場合があり得る。
【００１３】
そこで、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムでは、昇温手段によって昇温処理が実行されているときの、酸化触媒での燃料の酸化反応による単位時間当たりの発熱量が所定値より小さい場合には、現時点で実行されている昇温処理が停止される。当該所定値は、燃料のセタン価が考慮されている昇温処理において、排気を介して酸化触媒に供給される燃料の酸化によって見込まれる発熱量である。したがって、昇温処理中の酸化触媒における単位時間当たりの発熱量が当該所定値より低い場合には、実際の燃料の揮発性が、セタン価に基づいて想定されている燃料の揮発性より低い可能性がある。このような状態で昇温処理を継続すると、酸化触媒に燃料が付着しその活性が低下する等、好ましくない状況に陥り得るため、上記のように、酸化触媒での単位時間当たりの発熱量が所定値より小さい場合には、実行中の昇温処理が停止される。更に、揮発性が想定より低い可能性があることを踏まえて、昇温処理を実行するための排気温度の閾値が、セタン価検出手段によって検出されたセタン価に基づいて決定された所定閾温度より高い、新たな閾温度とされる。これにより、昇温処理は、排気温度がより高くなった状態で再開されることになり、以て、実際の燃料の揮発性がセタン価に基づいて想定される揮発性より低い場合であっても、酸化触媒による燃料の酸化反応を好適に生じさせることが可能となる。
【００１４】
このように、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムによれば、燃料のセタン価に基づいて、昇温処理のための排気中への燃料供給を開始する排気温度の閾値が決定されるとともに、その閾値に従って燃料供給が行われた結果、酸化触媒による排気温度の昇温が十分でない場合には、当該閾値が高温側に改められる。この結果、燃料のセタン価に基づくことで可及的に低温側での燃料供給が可能としつつ、昇温処理の際に酸化触媒による燃料の好適な酸化反応が担保され、以て昇温処理の実行頻度を好適に高めることが可能となる。
【００１５】
ここで、上記内燃機関の排気浄化システムは、前記昇温処理が実行されているときに、前記燃料供給手段から燃料供給された排気の空燃比が、該昇温処理に対応する所定空燃比よりリーン側の空燃比である場合には、該昇温処理において、該排気空燃比が該所定空燃比となるように該燃料供給手段による燃料供給量を増量する増量処理を行う供給量制御手段を、更に備えてもよい。そして、前記昇温処理中に前記供給量制御手段により前記増量処理が行われているときに、前記酸化触媒における単位時間当たりの発熱量が前記所定値より小さい場合、前記昇温手段は、実行されている該昇温処理及び該増量処理を停止するとともに、その後該酸化触媒に流れ込む排気温度が前記新たな閾温度を超えたときに該昇温処理を再開する。
【００１６】
昇温処理が実行されているときに、酸化触媒における単位時間当たりの発熱量が所定値より低い場合には、上記の通り、実際の燃料の揮発性が、セタン価に基づいて想定されている燃料の揮発性より低い可能性がある。更には、燃料供給手段による排気への燃料供給が十分ではないことに起因して、酸化触媒における単位時間当たりの発熱量が所定値に至らない可能性も残されている。そこで、上記排気浄化システムでは、昇温処理のための燃料供給が行われた排気の空燃比が、昇温処理に対応する所定空燃比、すなわち、昇温処理に際して供給されるべき量の燃料が供給されていることを前提として形成される排気の空燃比よりもリーン側の空燃比である場合には、燃料供給手段による燃料供給が十分でなかったと判断し得ることから、供給量制御手段による増量処理が行われる。そして、当該増量処理が行われている状態で、酸化触媒における単位時間当たりの発熱量が所定値より低い場合には、実際の燃料の揮発性が、セタン価に基づいて想定されている燃料の揮発性より低い可能性が高いと合理的に言い得る。そこで、このような場合に、実行中の昇温処理及び増量処理を停止するとともに、昇温処理が再開される排気温度の閾値を、上記の新たな閾温度とすることができる。
【００１７】
なお、供給量制御手段による増量処理は、昇温処理を開始し酸化触媒における単位時間
当たりの発熱量が所定値より小さいと判定された後に行ってもよく、又は、昇温処理を開始後、酸化触媒における単位時間当たりの発熱量を確認する前に行ってもよい。何れの場合であっても、増量処理を行うことで、酸化触媒による排気温度の昇温不足に関し、燃料供給手段による排気への燃料供給が十分ではないという要因を排除でき、燃料の揮発性に起因した昇温不足に的確に対応できることになる。
【００１８】
また、上記の内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記昇温処理中に前記増量処理が行われているときに、前記酸化触媒における単位時間当たりの発熱量が前記所定値以上となった場合には、前記昇温手段は、前記増量処理が行われた状態で該昇温処理を継続してもよい。このように増量処理の結果、酸化触媒における単位時間当たりの発熱量が所定値以上となった場合には、実際の燃料の揮発性が、セタン価に基づいて想定されている燃料の揮発性より低い可能性は低いと合理的に言い得る。そこで、このような場合には、増量処理を行った状態で昇温処理を継続することで、フィルタの昇温を好適に実現し得る。なお、この場合、燃料の供給を開始する排気の閾温度は変更されない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フィルタと酸化触媒を有する内燃機関の排気浄化システムにおいて、フィルタの昇温処理の際に酸化触媒での燃料酸化を好適に実現し、可及的に低い温度条件で燃料供給を可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。
【図２】内燃機関で使用される燃料のセタン価と、該セタン価に基づいて決定されている、フィルタ再生制御開始のための排気温度に関する閾温度との相関を示す図である。
【図３】図１に示す内燃機関の排気浄化システムで実行されるセタン価設定処理のフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施例に係る、図１に示す内燃機関の排気浄化システムで実行されるフィルタ再生制御のフローチャートである。
【図５】フィルタ再生制御で使用されるパラメータであり、フィルタ再生制御を開始するための排気温度に関する閾温度を設定するための処理のフローチャートである。
【図６Ａ】本発明の第２の実施例に係る、図１に示す内燃機関の排気浄化システムで実行されるフィルタ再生制御の第１のフローチャートである。
【図６Ｂ】本発明の第２の実施例に係る、図１に示す内燃機関の排気浄化システムで実行されるフィルタ再生制御の第２のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは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。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明に係る内燃機関１の排気浄化システムの概略構成を示す。内燃機関１は車両駆動用のディーゼルエンジンである。内燃機関１には排気通路２が接続されている。排気通路２には、排気中のＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ４（以下、単に「フィルタ」という。）が設けられている。また、排気通路２におけるフィルタ４より上流側には、酸化触媒３が備えられている。酸化触媒３は、流入する排気中の未燃燃料成分等を酸化する機能を有する。
【００２３】
そして、酸化触媒３の上流側に、該酸化触媒３に流れ込む排気に燃料（未燃燃料）を供給する燃料供給弁５が設けられている。また、酸化触媒３に流入する排気の温度を測定す
る温度センサ６と、当該酸化触媒３から流れ出る排気の温度を測定する温度センサ７が、該酸化触媒３の上流側および下流に設けられている。更に、酸化触媒３の下流には、酸化触媒３から流れ出る排気の空燃比を検出する空燃比センサ８が設けられている。また、フィルタ４の周辺においては、フィルタ４の下流側の排気通路２を流れる排気の温度を検出する温度センサ９と、フィルタ４を挟んだ上流側および下流側の排気通路における排気圧力の差を検出する差圧センサ１３も設けられている。
【００２４】
また、内燃機関１の吸気通路１５には、該吸気通路１５を流れる吸気流量を計測可能なエアフローメータ１０が配置されている。そして、内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されており、該ＥＣＵ２０は内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。このＥＣＵ２０には、上述した燃料供給弁５や温度センサ６、７、９、空燃比センサ８、差圧センサ１３、エアフローメータ１０、クランクポジションセンサ１１及びアクセル開度センサ１２等が電気的に接続され、燃料供給弁５は、ＥＣＵ２０からの指示に従い排気への燃料供給制御を行い、また、各センサによる検出値がＥＣＵ２０に渡されている。例えば、クランクポジションセンサ１１は内燃機関１のクランク角を検出し、アクセル開度センサ１２は内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出し、ＥＣＵ２０へと送る。その結果、ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ１１の検出値に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出し、アクセル開度センサ１２の検出値に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出する。また、ＥＣＵ２０は、温度センサ６の検出値に基づいて酸化触媒３に流入する排気温度を検出し、温度センサ７の検出値に基づいて酸化触媒３の温度を推定し、また温度センサ９の検出値に基づいてフィルタ４の温度を推定することができる。また、ＥＣＵ２０は、差圧センサ１３の検出値に基づいてフィルタ４におけるＰＭの堆積状況を把握することが可能である。
【００２５】
また、内燃機関１が有する複数の気筒のそれぞれには燃料噴射弁１ａが設けられている。燃料噴射弁１ａはその内部に図示しない圧力センサを有し、該圧力センサによって検出された燃料の噴射圧力がＥＣＵ２０へと送られる。そして、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の機関負荷や機関回転速度、当該燃料の噴射圧力等に基づいて、噴射駆動ユニット（ＥＤＵ）２１に駆動指令を出しＥＤＵ２１からの駆動信号に従って燃料噴射弁１ａが制御されている。
【００２６】
なお、燃料噴射弁１ａ及び燃料供給弁５には、燃料タンク３０に貯留されている内燃機関１の燃料が燃料供給ラインを介してそれぞれ供給される。燃料タンク３０には、外部から燃料を補給するために開閉されるタンクキャップの開閉を検出する開閉センサ３１が設けられ、開閉センサ３１からタンクキャップの開閉状態がＥＣＵ２０へと伝えられる。
【００２７】
上記の通り構成される内燃機関１の排気浄化システムでは、概略的には、排気に含まれるＰＭ（粒子状物質）はフィルタ４によって捕集され、外部への放出が抑制される。その他、図示されない排気浄化用の触媒（ＮＯｘ浄化用の触媒等）が設けられてもよい。ここで、フィルタ４によって捕集されたＰＭは、フィルタ４での限界捕集量まで堆積すると排気通路２における背圧が上昇するため、フィルタ４の昇温処理により酸化除去される。このような捕集ＰＭの酸化除去のための昇温処理を、本明細書では、「フィルタ再生処理」という。具体的に、フィルタ再生処理では、燃料供給弁５から所定量の燃料が排気中に供給されて、酸化触媒３で酸化されることで、排気温度が昇温され、それによりフィルタ４を昇温させるとともにそこに堆積しているＰＭの酸化除去が行われる。
【００２８】
ここで、フィルタ４を昇温させるために燃料供給弁５により排気中へ燃料を供給する場合、供給された燃料が酸化触媒３によって良好に酸化される必要があるが、仮にその酸化反応が良好に行われなければ、供給燃料が酸化触媒３に付着し酸化触媒３の活性が低下する等の不具合が生じ得る。酸化触媒３による燃料の酸化反応が良好に行われるためには、
燃料の揮発性が重要となる。すなわち、燃料の揮発性が高いほど酸化触媒３において良好な酸化反応が生じやすくなる。その結果、酸化触媒３の温度が比較的低温であっても、すなわち酸化触媒３に流れ込む排気温度が比較的低温であっても、上記不具合を生じさせることなく、排気中への燃料供給が可能となる。このことは、フィルタ再生処理のようにフィルタ４の昇温を図る処理を実行し得る頻度を高めることに帰結する。
【００２９】
このような燃料の揮発性と酸化触媒３での酸化反応との相関を踏まえ、本発明に係る内燃機関１の排気浄化システムでは、燃料の揮発性にある程度の相関を有する指標である燃料のセタン価に従って、フィルタ再生処理を実行する排気温度（酸化触媒３に流れ込む排気温度）の閾値である閾温度Ｔｆが調整される。ここで、一般的には、燃料のセタン価が小さくなるほど燃料の揮発性は高くなる傾向がある。そこで、図２に示すように、本発明に係る内燃機関１の排気浄化システムでは、燃料のセタン価が小さくなるほど閾温度Ｔｆの値が小さくなるように設定される。このようにフィルタ再生処理のための閾温度Ｔｆと燃料のセタン価とを関連付けることで、内燃機関１に揮発性の高い燃料（すなわちセタン価が小さい燃料）が補給されたときには、酸化触媒３での燃料の酸化反応が良好に行われやすくなるため閾温度Ｔｆの値が小さく設定される。これにより、フィルタ再生処理が実行される頻度を高めることが可能となる。
【００３０】
次に、上記のような燃料のセタン価に応じたフィルタ再生処理を実現するために必要な、燃料のセタン価の設定について図３に基づいて説明する。図３は、内燃機関１で使用される燃料のセタン価を設定するための設定処理のフローチャートである。当該セタン価設定処理は、ＥＣＵ２０において所定の制御プログラムが実行されることで繰り返し実行される制御である。先ず、Ｓ１０１では、燃料が燃料タンク３０に補給されてから、後述のＳ１０６で行われるセタン価検出処理によるセタン価の検出が未だ完了していないか否かが判定される。燃料タンク３０への燃料補給については、開閉センサ３１によりタンクキャップが開けられたことが検出されると、燃料タンク３０に燃料の補給が行われたと判定されてもよい。別法としては、燃料タンク３０内に貯留されている燃料量のレベルを他のセンサによって検出することで、燃料補給の有無を判定することもできる。燃料タンク３０内に燃料が補給されたと判定されると、燃料タンク３０内の燃料については、そのセタン価がそれまで把握していた値と異なってしまう可能性、すなわち燃料のセタン価が不明となる可能性がある。そこで、燃料タンク３０へ燃料補給が行われ、それ以降にＳ１０６でのセタン価検出処理によるセタン価の検出が完了していない場合には、Ｓ１０１では肯定判定されＳ１０２へ進む。また、当該セタン価の検出が完了している場合には、Ｓ１０１では否定判定され、本セタン価設定処理は終了する。
【００３１】
次に、Ｓ１０２では、燃料補給後の燃料のセタン価が不明となっていることを踏まえて、暫定的な燃料のセタン価として基準セタン価が設定される。基準セタン価は、市場に流通している一般的な燃料が採り得るセタン価の範囲（例えば、４５〜６０）において、酸化触媒３への燃料付着を回避するために閾温度Ｔｆが可及的に高くなる値、すなわち当該範囲のうち最も大きいセタン価を基準セタン価として採用することができる。また、別法として、今回の燃料補給が行われる前に使用されていたセタン価、すなわち以前の燃料補給後にセタン価検出処理により検出されたセタン価を、基準セタン価として採用してもよい。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００３２】
Ｓ１０３では、燃料タンク３０に燃料が補給されてから、燃料タンク３０から燃料噴射弁１ａに繋がる燃料供給ライン（コモンレール等を含む）内の燃料が全て消費されたか否かが判定される。この燃料供給ラインには、燃料タンク３０に燃料補給される前の燃料が存在している可能性が高い。後述するように、Ｓ１０６のセタン価検出処理では、燃料噴射弁１ａから少量の燃料噴射を行ったときの回転変動に基づいて、新たな燃料のセタン価の検出が行われるため、セタン価検出処理の実行時に、燃料供給ライン内に以前の燃料が
存在しているのは好ましくない。そこで、Ｓ１０３では、燃料タンク３０に燃料が補給されてから、内燃機関１の駆動により消費された燃料の積算量が、燃料供給ラインの容積に応じた量を超えたときに、燃料供給ライン内の燃料の消費が完了したと判定することができる。Ｓ１０３で肯定判定されるとＳ１０４へ進み、否定判定されると本セタン価設定処理を終了する。
【００３３】
Ｓ１０４では、内燃機関１において燃料カット処理が行われているか否かが判定される。燃料カット処理は、内燃機関１の減速時等に燃料噴射弁１ａからの燃料噴射を停止させる処理である。Ｓ１０４で肯定判定されるとＳ１０５へ進み、否定判定されると本セタン価設定処理を終了する。
【００３４】
Ｓ１０５では、燃料のセタン価を検出するための条件が成立しているか否かが判定される。具体的には、次の２つの条件がともに満たされたときにセタン価検出条件が成立していることになる。先ず、第１の条件は、実行中の燃料カット処理直前に、内燃機関１で高負荷運転又は低負荷運転が行われていないことである。燃料カット処理直前に高負荷運転が行われていた場合、燃料カット中の内燃機関１の気筒内壁面温度が比較的高い状態となっている。その場合、燃料が外的要因により揮発しやすい環境が形成されていることになるため、燃料の揮発性に関連するセタン価を正確に検出する環境とは言い難い。また、燃料カット処理直前に低負荷運転が行われていた場合は、燃料カット中の内燃機関１の気筒内壁面温度が比較的低い状態となっている。その場合も燃料が外的要因により揮発しにくい環境が形成されていることになるため、燃料の揮発性に関連するセタン価を正確に検出する環境とは言い難い。そこで、これらの場合には、燃料の性状そのものに基づく揮発性を正確に検出することが困難となるとの理由により、セタン価検出条件が成立していないと考える。
【００３５】
次に、第２の条件は、内燃機関１の機関回転速度が基準回転速度以下であることである。後述するように、Ｓ１０６のセタン価検出処理では、燃料噴射弁１ａから少量の燃料噴射を行ったときの回転変動に基づいてセタン価の算出を行うため、検出時の機関回転速度が大き過ぎると、回転変動を検出することが困難となり得る。そこで、機関回転速度に関する第２の条件が設定される。以上より、Ｓ１０５で、第１の条件及び第２の条件を含むセタン価検出条件が成立していると判定される場合には、Ｓ１０６へ進み、セタン価検出条件が成立していないと判定される場合には、本セタン価設定処理を終了する。
【００３６】
Ｓ１０６では、セタン価検出処理が実行される。具体的には、燃料カット処理が行われている内燃機関１において燃料噴射弁１ａから気筒内に極めて少量の燃料を噴射し、その燃焼で得られる機関回転速度の変動（回転変動）に基づいてセタン価が算出される。例えば、このセタン価検出のための燃料噴射は、その量が極めて少ないことから上述したように燃料噴射弁１ａに設けられた圧力センサによって測定される燃料圧力値に従って制御される。燃料の着火時期が特定の時期となるように燃料噴射時期を調整した上で得られた回転変動が大きい場合は、小さい場合と比べて算出されるセタン価が大きくなる。Ｓ１０６の処理が終了すると、Ｓ１０７へ進む。
【００３７】
Ｓ１０７では、上記セタン価検出処理により、燃料のセタン価の検出が完了したか否かが判定される。Ｓ１０７で肯定判定されるとＳ１０８へ進み、否定判定されると本セタン価設定処理が終了される。そして、Ｓ１０８では、燃料補給後における内燃機関１の燃料のセタン価として、上記セタン価検出処理によって検出されたセタン価が設定され、本セタン価設定処理が終了される。
【００３８】
このように図３に示すセタン価設定処理によれば、内燃機関１において燃料タンク３０に燃料補給が行われると、セタン価検出処理が完了するまでは暫定的な燃料のセタン価と
して基準セタン価が設定され、セタン価検出処理が完了すると正式な燃料のセタン価として検出されたセタン価が設定されることになる。このように設定されたセタン価は、図２に示す相関に基づいた、フィルタ再生処理のための閾温度Ｔｆの算出に利用されることになる。
【００３９】
ここで、上記の通り、一般的には内燃機関１の燃料の揮発性とセタン価とを関連付けることができるが、燃料の性状によっては、燃料の揮発性がセタン価と一致しない場合がある。これは、セタン価はあくまでも燃料の自己着火性に関する指標であるからである。したがって、図２に示す相関に基づいて閾温度Ｔｆを算出した場合であっても、その閾温度Ｔｆが、現在使用されている燃料の揮発性に合致した値とならない場合もあり得、その場合、フィルタ４の昇温のために燃料供給弁５から供給された燃料が酸化触媒３で十分に酸化反応に供されず、酸化触媒３に付着しその活性を低下させてしまう可能性がある。そこで、本発明に係る内燃機関１の排気浄化システムでは、このように燃料の揮発性とセタン価との間にずれが生じた場合でも、酸化触媒３への燃料付着を回避し、好適に燃料を酸化触媒３で酸化させ、フィルタ４の良好な昇温を促進するために、図４に示すフィルタ再生制御が実行される。当該フィルタ再生制御は、ＥＣＵ２０において所定の制御プログラムが実行されることで繰り返し実行される制御である。
【００４０】
先ず、Ｓ２０１では、フィルタ４に捕集されているＰＭの総量（ＰＭ捕集量）が所定量を超え、フィルタ再生処理を行う必要があるか否か、すなわちフィルタ再生要求があるか否かが判定される。具体的には、差圧センサ１３によって検出される差圧が、所定の圧力差を超えた場合、ＰＭ捕集量が所定量を超えたものと判定する。Ｓ２０１で肯定判定されるとＳ２０２へ進み、否定判定されると本フィルタ再生制御は終了される。
【００４１】
Ｓ２０２では、フィルタ再生処理を開始するための排気温度の閾値である、上述の閾温度ＴｆをＥＣＵ２０のメモリ内から読み込む。なお、この閾温度Ｔｆは、図５に示す処理であって、本フィルタ再生制御とは独立して実行されている閾温度設定処理によって設定され、ＥＣＵ２０のメモリに記録されている。上記の通り、閾温度Ｔｆは、燃料の酸化触媒３における酸化反応を考慮して、可及的に低い排気温度で排気中に燃料供給できるようにするための排気温度の閾値であり、閾温度設定処理の詳細については後述する。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０３へ進む。
【００４２】
Ｓ２０３では、現在の酸化触媒３に流れ込む排気温度が、Ｓ２０２で読み込まれた閾温度Ｔｆより高いか否かが判定される。すなわち、Ｓ２０３では、フィルタ再生処理を開始するために、温度センサ６によって検出される酸化触媒３に流れ込む排気温度が、酸化触媒３での燃料の酸化に適した温度となっているか否かが判定されることになる。Ｓ２０３で肯定判定されるとＳ２０４へ進み、否定判定されると本フィルタ再生制御は終了される。
【００４３】
そして、Ｓ２０４では、排気中に燃料を供給しフィルタ４の昇温を図るフィルタ再生処理が開始される。このフィルタ再生処理においては、フィルタ４をどの程度昇温すべきかその昇温量に基づいて、燃料供給弁５からの燃料供給量が制御される。例えば、温度センサ９の検出温度に基づいてフィルタ４の温度を推定するとともに、そのフィルタ４の温度が到達すべき目標温度になるように燃料供給量が制御される。また、当該燃料供給量は、Ｓ２０３で肯定判定されていることを踏まえ、供給された燃料が好適な揮発性を発揮できる状態で酸化触媒３での酸化反応に供されることを前提として決定される。燃料供給弁５から排気中に供給された燃料は酸化触媒３に流れ込み、そこで酸化反応に供されて排気温度を上昇させ、最終的にはフィルタ４の温度を上昇させることになる。Ｓ２０４の処理が終了すると、Ｓ２０５へ進む。
【００４４】
Ｓ２０５では、Ｓ２０４で行われているフィルタ再生処理による酸化触媒３における単位時間当たりの発熱量ΔＴｃが検出される。この発熱量ΔＴｃは、酸化触媒３での燃料の酸化反応熱を反映する値である。具体的には、温度センサ７によって検出される酸化触媒３から流れ出る排気温度の単位時間当たりの変化量に基づいて、酸化触媒３における単位時間当たりの発熱量ΔＴｃが算出される。Ｓ２０５の処理が終了すると、Ｓ２０６へ進む。
【００４５】
Ｓ２０６では、Ｓ２０５で検出された発熱量ΔＴｃが所定値Ｔｃ０より小さいか否かが判定される。この所定値Ｔｃ０は、Ｓ２０４のフィルタ再生処理において燃料供給弁５から供給された燃料にしたがって想定される、酸化触媒３での燃料の酸化反応を踏まえて見込まれる発熱量である。したがって、Ｓ２０６で肯定判定されると、上記想定と異なり燃料の揮発性が十分な状態とならずに酸化触媒３での燃料の酸化反応熱が好適に生じなかったことを意味する。そこで、その場合には、Ｓ２０７において、実行していたフィルタ再生処理、すなわち燃料供給弁５からの排気中への燃料供給を停止する。更に、Ｓ２０８では、上記の通り、燃料の揮発性が十分でなく酸化触媒３での燃料の酸化反応熱が好適に生じなかったことを考慮して、閾温度Ｔｆの高温側の値への調整要求が出される。すなわち、燃料の十分な揮発性を担保するためにフィルタ再生処理が開始されるための閾温度Ｔｆが高温側に変更されることが要求される。当該要求に対しては、後述する閾温度設定処理によって、新たな閾温度ＴｆがＥＣＵ２０のメモリ内に設定されることになる。なお、当該要求は、内燃機関１において次に燃料補給が行われるまで維持され、当該次の燃料補給によってリセット（要求が無い状態と）される。
【００４６】
また、Ｓ２０６で否定判定されると、上記想定通りに燃料の揮発性が十分に発揮され酸化触媒３での燃料の酸化反応熱が好適に生じたことを意味する。そこで、その場合には、Ｓ２０６からＳ２０９へ進む。なお、このときはフィルタ再生処理が継続されている。Ｓ２０９では、Ｓ２０４で開始されているフィルタ再生処理を終了すべきか否かが判定される。例えば、フィルタ再生処理によりフィルタ４が昇温され、そこに捕集されていたＰＭが酸化除去するのに十分な時間が、フィルタ再生処理の開始より経過したか否かが判定される。Ｓ２０９で肯定判定されるとＳ２１０へ進み、フィルタ再生処理が停止される。またＳ２０９で否定判定されると再びＳ２０９の処理が行われる。
【００４７】
次に、図５に基づいて、フィルタ再生処理を開始するための排気温度の閾値である閾温度Ｔｆを設定するための閾温度設定処理について、図５に基づいて説明する。当該閾温度設定処理は、ＥＣＵ２０において所定の制御プログラムが実行されることで繰り返し実行される制御であり、上記フィルタ再生制御とは独立して実行されている。先ず、Ｓ３０１では、ＥＣＵ２０のメモリ内に、燃料のセタン価として基準セタン価（セタン価設定処理におけるＳ１０２の処理を参照）が設定されているか否かが判定される。Ｓ３０１で肯定判定されると、Ｓ３０２へ進む。Ｓ３０２では、図２に示す燃料のセタン価と閾温度Ｔｆとの相関を踏まえ、閾温度Ｔｆにこの基準セタン価に対応する閾温度の値が設定される。また、Ｓ３０１で否定判定されると、Ｓ３０３へ進む。そして、Ｓ３０３では、フィルタ再生制御におけるＳ２０８の処理による、閾温度Ｔｆの高温側への調整要求があるか否かが判定される。Ｓ３０３で肯定判定されるとＳ３０４へ進み、当該要求に従って、閾温度Ｔｆに、高温側に調整された閾温度の値が設定される。閾温度の調整量は、例えば、予め決められた温度幅でよい。なお、上記閾温度Ｔｆの設定が行われると、当該高温側への調整要求は、リセット（要求が無い状態と）される。また、Ｓ３０３で否定判定されるとＳ３０５へ進み、図２に示す燃料のセタン価と閾温度Ｔｆとの相関を踏まえ、閾温度ＴｆにＳ１０６でのセタン価検出処理によって検出されたセタン価に対応する閾温度の値が設定される。
【００４８】
このように、閾温度設定処理によって設定される閾温度Ｔｆを利用して、図４に示すフ
ィルタ再生制御が実行されることで、フィルタ４を昇温させるための燃料供給弁５からの排気中への燃料供給のタイミングが好適に調整される。すなわち、基本的には燃料のセタン価に応じて想定される揮発性を考慮して、フィルタ再生処理のための燃料供給を開始する排気温度の閾値が調整されるとともに、セタン価と揮発性との相関に燃料の揮発性が不十分と考えられるズレが生じている場合には、当該排気温度の閾値が高温側に改められる。この結果、フィルタ４の昇温を図るために排気中へ供給された燃料は、その揮発性が良好な環境で供給されることになるため、供給された燃料が酸化触媒３に付着しその活性を低下させることなく、可及的に低い温度条件で燃料供給が実行でき、以て、フィルタ再生処理の実行頻度を高めることができる。また、内燃機関１の燃料タンク３０に燃料が補給される度に、燃料のセタン価検出が行われるとともに、それに応じた排気温度の閾値が設定されることになる。そのため、燃料補給により内燃機関１の燃料の揮発性が変動したとしても、フィルタ再生処理のための好適な排気中への燃料供給が実現され得る。
【実施例２】
【００４９】
次に、本発明の第２の実施例に係るフィルタ再生制御について、図６Ａ及び図６Ｂに示すフローチャートに基づいて説明する。図６Ａ及び図６Ｂに示すフィルタ再生制御を構成する各処理のうち、図４に示すフィルタ再生制御に含まれる処理と同一の処理については、同一の参照番号を付すことでその詳細な説明を省略する。そこで、本実施例のフィルタ生成制御は、図４に示すフィルタ再生制御に含まれるＳ２０７、Ｓ２０８に代えて、図６Ｂに示すＳ４０１〜Ｓ４０９の処理が行われる。具体的には、Ｓ２０６で肯定判定されると、Ｓ４０１へ進む。
【００５０】
ここで、Ｓ４０１では、空燃比センサ８で検出される、酸化触媒３から流れ出る排気空燃比が所定空燃比Ａｆ０より高いか否か、すなわち、当該排気空燃比が所定空燃比よりリーン側の空燃比であるか否かが判定される。この所定空燃比は、Ｓ２０４で開始されているフィルタ再生処理により燃料供給弁５から排気中に燃料が供給されていることを踏まえ、その燃料供給で形成されることが想定される排気の空燃比であり、当該フィルタ再生処理に対応する排気空燃比である。フィルタ再生処理のために燃料供給弁５より燃料供給が行われる場合、その燃料により排気温度の上昇が生じるとともに、その供給燃料を含むことで排気空燃比が相応の空燃比、すなわち上記所定空燃比Ａｆ０となることが想定される。しかし、燃料供給弁５において何らかの不具合（ＥＣＵ２０からの供給指令に対して指令通りの量の燃料供給ができない状況）が生じている場合には、供給燃料が指令量よりも少なくなるため、酸化触媒３での発熱量が低下するとともに排気空燃比もリーン側の空燃比となり得る。そこで、Ｓ４０１の判定を行うことで、燃料供給弁５からの燃料供給自体に不具合が生じていないか判定することとする。Ｓ４０１で肯定判定されるとＳ４０２へ進み、否定判定されるとＳ４０７へ進む。
【００５１】
次に、Ｓ４０２では、酸化触媒３から流れ出る排気空燃比が所定空燃比Ａｆ０よりリーン側の空燃比であったことを踏まえ、当該排気空燃比が所定空燃比Ａｆ０となるように、フィルタ再生処理における燃料供給弁５からの燃料供給量を増量する増量処理が開始される。すなわち、この増量処理は、フィルタ再生処理での燃料供給弁５からの燃料供給量を、増量処理を実施していない場合の燃料供給弁５からの燃料供給量より多くすることで、フィルタ再生処理時に本来供給すべき量に対する不足分を補償する処理と言える。そして、Ｓ４０２の処理が終了するとＳ４０３へ進み、Ｓ４０３では、上記Ｓ２０５と同じように酸化触媒３における発熱量ΔＴｃが検出される。そして、Ｓ４０４では、上記Ｓ２０６と同じように、発熱量ΔＴｃが所定値Ｔｃ０より小さいか否かが判定される。Ｓ４０４で肯定判定されるとＳ４０５へ進み、否定判定されるとＳ４０８へ進む。
【００５２】
Ｓ４０４で肯定された場合、燃料供給弁５からの燃料供給量は適正量に補償された状態で、酸化触媒３による燃料の酸化反応が好適に生じていないことになるため、燃料供給時
点において、燃料の揮発性が十分な状態となっていなかったことが、より確実に判明したことになる。そこで、Ｓ４０４で肯定判定されＳ４０５へ進んだ場合には、実行していたフィルタ再生処理及び増量処理が停止される。その後、Ｓ４０６では、Ｓ２０８と同じように、燃料の十分な揮発性を担保するために閾温度Ｔｆの高温側の値への調整要求が出される。
【００５３】
また、上記Ｓ４０１で否定判定されるとＳ４０７へ進むが、Ｓ４０７では、Ｓ２０７と同じように実行していたフィルタ再生処理が停止される。Ｓ４０１で否定判定された場合は、酸化触媒３による排気昇温が十分に実現されていない状態でありながら、燃料供給弁５からの燃料供給量はその排気昇温にとって適正量であることを意味する。この場合、Ｓ４０２の増量処理を行う必要はなく、燃料の揮発性が不十分な状態で燃料供給が行われていたと理解できる。そこで、Ｓ４０１で否定判定されると、増量処理を行うことなく直ちにフィルタ再生処理が停止され、更にＳ４０６の処理が行われることになる。
【００５４】
また、Ｓ４０４で否定判定されると、増量処理により適正量の燃料供給が担保され、且つ、燃料の揮発性が十分に発揮され酸化触媒３での燃料の酸化反応熱が好適に生じたことを意味する。そこで、その場合には、Ｓ４０４からＳ４０８へ進む。このとき、増量処理は継続されながらフィルタ再生処理が実施されていることになる。そして、Ｓ４０８では、Ｓ２０９と同じように、Ｓ２０４で開始されているフィルタ再生処理を終了すべきか否かが判定される。Ｓ４０８で肯定判定されるとＳ４０９へ進み、フィルタ再生処理及び増量処理が停止される。またＳ４０８で否定判定されると再びＳ４０８の処理が行われる。
【００５５】
このように本実施例に係るフィルタ再生制御によれば、フィルタ再生処理を開始するための排気温度に関する閾温度Ｔｆの高温側への調整は、酸化触媒３から流れ出る排気の空燃比の確認や増量処理を経てから行われることになる。この結果、燃料供給弁５の不具合による排気昇温不足の可能性を排除した上で、閾温度Ｔｆの高温側への調整を行うことになるため、フィルタ再生処理のために可及的に低い温度条件で燃料供給が実行でき、以て、フィルタ再生処理の実行頻度をより高めることができる。
【００５６】
＜変形例＞
図６Ａ及び図６Ｂのフィルタ再生制御においては、燃料供給弁５からの燃料供給量の補償に関するＳ４０１及びＳ４０２の処理を、フィルタ再生処理が開始されて酸化触媒３による排気昇温の適否に関する判定処理（Ｓ２０６の処理）の後に行っている。この態様に代えて、フィルタ再生処理の開始後であって当該酸化触媒３による排気昇温の適否に関する判定処理の前に、燃料供給弁５からの燃料供給量の補償に関するＳ４０１及びＳ４０２の処理を行ってもよい。この場合、燃料供給弁５の不具合が存在しないことの確認や燃料供給弁５からの燃料供給量の補償を行った後に、酸化触媒３による排気昇温の適否に関する判定処理（Ｓ２０６やＳ４０４の処理）を行うことになる。
【００５７】
また、図１に示す内燃機関１の排気浄化システムでは、酸化触媒３とフィルタ４が個別に設けられているが、その態様に代えて、酸化触媒３とフィルタ４とを一体として、すなわち、フィルタ４に酸化触媒３が担持されてもよい。その場合、酸化触媒３に流れ込む排気温度は、酸化触媒３が担持されたフィルタ４に流れ込む排気温度に相当し、酸化触媒３から流れ出る排気の温度及び空燃比は、酸化触媒３が担持されたフィルタ４から流れ出る排気の温度及び空燃比に相当する。
【符号の説明】
【００５８】
１      内燃機関
１ａ    燃料噴射弁
２      排気通路
３      酸化触媒
４      フィルタ
５      燃料供給弁
６、７、９  温度センサ
８      空燃比センサ
１１    クランクポジションセンサ
１２    アクセル開度センサ
１５    吸気通路
２０    ＥＣＵ
３０    燃料タンク
【図１】
2018013096.tif 000003
【図２】
2018013096.tif 000004
【図３】
2018013096.tif 000005
【図４】
2018013096.tif 000006
【図５】
2018013096.tif 000007
【図６Ａ】
2018013096.tif 000008
【図６Ｂ】
2018013096.tif 000009