(57)【要約】【課題】粒子状物質の付着により劣化した酸化触媒の付着物除去処理を行う時に、粒子状物質が完全に燃焼したことを正確に検知して、付着物除去処理を好適なタイミングで終了させることが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】内燃機関２の排気浄化装置６であって、制御装置７が、酸化触媒２７に排気中の粒子状物質が付着することにより酸化触媒２７の性能が劣化したと判断した場合に、排気の温度を上昇させることにより粒子状物質を燃焼させる付着物除去処理を開始し、付着物除去処理を開始してから所定時間経過後に、出口部温度センサ２９から出口部温度Ｔ２を取得すると共に入口部温度センサ２８から入口部温度Ｔ１を取得し、出口部温度Ｔ２と入口部温度Ｔ１との温度差が所定の終了閾値Ｔ５より小さい場合に、付着物除去処理を終了する。【選択図】図２
2018096313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気を浄化する内燃機関の排気浄化装置であって、
排気が流通する排気通路と、
前記排気通路に設けられ、前記排気通路を流通する物質を酸化する酸化触媒と、
前記排気通路における前記酸化触媒の入口部に設けられた入口部温度センサと、
前記排気通路における前記酸化触媒の出口部に設けられた出口部温度センサと、
前記入口部温度センサから排気の入口部温度を取得すると共に、前記出口部温度センサから排気の出口部温度を取得する制御装置と、
を備え、
前記制御装置が、
前記酸化触媒に排気中の粒子状物質が付着することにより前記酸化触媒の性能が劣化したと判断した場合に、排気の温度を上昇させることにより前記粒子状物質を燃焼させる付着物除去処理を開始し、
前記付着物除去処理を開始してから所定時間経過後に、前記出口部温度センサから前記出口部温度を取得すると共に前記入口部温度センサから前記入口部温度を取得し、
前記出口部温度と前記入口部温度との温度差が所定の終了閾値より小さい場合に、前記付着物除去処理を終了する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記制御装置が、
前記出口部温度と前記入口部温度との温度差が所定の開始閾値より小さい場合に、前記酸化触媒の性能が劣化したと判断して前記付着物除去処理を開始する
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】
前記終了閾値が、前記内燃機関の運転状態に基づいて決定され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】
前記終了閾値が、前記内燃機関の回転速度と燃料の目標噴射量とに基づいて決定されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記開始閾値が、前記内燃機関の回転速度と燃料の目標噴射量とに基づいて決定されることを特徴とする請求項２から４の何れか一項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、内燃機関から排出される排気を浄化する内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、排気を浄化するための排気浄化装置が設けられるが、この排気浄化装置として、酸化触媒を備えたものが従来知られている。この酸化触媒は、その触媒作用により、排気に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）といった有害物質を、水（Ｈ2Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2）といった無害な物質に変化させることによって、排気を浄化する。
【０００３】
このような酸化触媒は、排気中に含まれる煤等の粒子状物質（ＰＭ:Particulate Matter）が付着することにより劣化すると、その触媒作用が損なわれる。そこで、このような粒子状物質の付着による酸化触媒の劣化が検出された場合、内燃機関から排出される排気の温度を上昇させて、酸化触媒に付着した粒子状物質を燃焼させることにより、酸化触媒の触媒作用を回復させる付着物除去処理が行われる。
【０００４】
ここで、粒子状物質の付着による酸化触媒の劣化を検出するために、酸化触媒の上流側と下流側における排気の温度差を取得し、この温度差が所定の閾値以下になった場合に、酸化触媒が劣化したと判定する内燃機関の排気浄化装置が従来提唱されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０５３３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の内燃機関の排気浄化装置では、粒子状物質の付着により劣化した酸化触媒の付着物除去処理を行う時に、粒子状物質が完全に燃焼したことを正確に検知するのが難しいため、付着物除去処理を好適なタイミングで終了させることが難しいという問題があった。その結果、付着物除去処理を終了させるタイミングが早すぎると、付着物が残留して酸化触媒の触媒作用が十分に回復しない。一方、付着物除去処理を終了させるタイミングが遅すぎると、付着物除去処理における排気昇温によって排気損失が増大するため、内燃機関の燃費が悪化するという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、粒子状物質の付着により劣化した酸化触媒の付着物除去処理を行う時に、粒子状物質が完全に燃焼したことを正確に検知して、付着物除去処理を好適なタイミングで終了させることが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の態様によれば、
内燃機関から排出される排気を浄化する内燃機関の排気浄化装置であって、
排気が流通する排気通路と、
前記排気通路に設けられ、前記排気通路を流通する物質を酸化する酸化触媒と、
前記排気通路における前記酸化触媒の入口部に設けられた入口部温度センサと、
前記排気通路における前記酸化触媒の出口部に設けられた出口部温度センサと、
前記入口部温度センサから排気の入口部温度を取得すると共に、前記出口部温度センサから排気の出口部温度を取得する制御装置と、
を備え、
前記制御装置が、
前記酸化触媒に排気中の粒子状物質が付着することにより前記酸化触媒の性能が劣化したと判断した場合に、排気の温度を上昇させることにより前記粒子状物質を燃焼させる付着物除去処理を開始し、
前記付着物除去処理を開始してから所定時間経過後に、前記出口部温度センサから前記出口部温度を取得すると共に前記入口部温度センサから前記入口部温度を取得し、
前記出口部温度と前記入口部温度との温度差が所定の終了閾値より小さい場合に、前記付着物除去処理を終了する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【０００９】
なお、本発明の一の態様に係る内燃機関の排気浄化装置においては、
前記制御装置が、
前記出口部温度と前記入口部温度との温度差が所定の開始閾値より小さい場合に、前記酸化触媒の性能が劣化したと判断して前記付着物除去処理を開始してもよい。
【００１０】
また、本発明の一の態様に係る内燃機関の排気浄化装置においては、
前記終了閾値が、前記内燃機関の運転状態に基づいて決定されてもよい。
【００１１】
また、本発明の一の態様に係る内燃機関の排気浄化装置においては、
前記終了閾値が、前記内燃機関の回転速度と燃料の目標噴射量とに基づいて決定されてもよい。
【００１２】
また、本発明の一の態様に係る内燃機関の排気浄化装置においては、
前記開始閾値が、前記内燃機関の回転速度と燃料の目標噴射量とに基づいて決定されてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一の態様に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、粒子状物質の付着により劣化した酸化触媒の付着物除去処理を行う時に、粒子状物質が完全に燃焼したことを正確に検知して、付着物除去処理を好適なタイミングで終了させることができる。これにより、付着物除去処理が未完になるのを回避することができると共に、付着物除去処理を過剰に行うことによって内燃機関の燃費が悪化するのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置を含んだ内燃機関システムを示す模式図である。
【図２】酸化触媒の診断処理の流れを示したフローチャートである。
【図３】アクセル開度Ａｃと内燃機関２の回転速度Ｎｅとに応じた気筒１１における燃料の目標噴射量Ｑ１のマップを概念的に示す図である。
【図４】目標噴射量Ｑ１と内燃機関の回転速度Ｎｅとに応じた酸化触媒２７のリン被毒量の瞬時値のマップを概念的に示す図である。
【図５】目標噴射量Ｑ１と内燃機関２の回転速度Ｎｅとに応じた劣化判定閾値Ｔ４のマップを概念的に示す図である。
【図６】付着物除去処理の開始からの経過時間ｔと、酸化触媒の入口部温度Ｔ１及び出口部温度Ｔ２との関係を示すグラフである。
【図７】目標噴射量Ｑ２と内燃機関２の回転速度Ｎｅとに応じた終了閾値Ｔ５のマップを概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
（内燃機関システムの構成）
まず、本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置を含んだ内燃機関システムの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関システムを示す模式図である。内燃機関システム１は、内燃機関２と、この内燃機関２に接続された吸気通路３と、同じく内燃機関２に接続された排気通路４と、吸気通路３と排気通路４を接続して設けられたＥＧＲ装置５と、排気通路４に設けられた排気浄化装置６と、各部に対して電気的に接続された制御装置７と、を備えている。
【００１７】
内燃機関２は、車両に搭載された４気筒の圧縮着火式内燃機関、すなわちディーゼルエンジンである。内燃機関２は、図１に示すように、内燃機関本体８と、燃料噴射装置９と、回転速度センサ１０と、を有している。なお、図示例は直列４気筒の内燃機関２を示すが、内燃機関２のシリンダ配置形式、気筒数等は任意である。
【００１８】
内燃機関本体８は、図に詳細は示さないが、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、バルブ等の可動部品とを含んでいる。この内燃機関本体８の内部には、図１に示すように、４つの気筒１１が形成されている。
【００１９】
燃料噴射装置９は、いわゆるコモンレール式燃料噴射装置であって、気筒１１の内部に燃料を噴射する役割を果たす。この燃料噴射装置９は、図１に示すように、燃料を高圧状態で貯留するコモンレール１２と、このコモンレール１２に接続されて４つの気筒１１の内部に燃料をそれぞれ噴射する４つのインジェクタ１３と、を有している。
【００２０】
回転速度センサ１０は、内燃機関２の回転速度である単位時間当たりの回転速度（ｒｐｍ）を検出する役割を果たす。この回転速度センサ１０は、図１に示すように、制御装置７に電気的に接続されており、その検出結果が制御装置７に入力される。
【００２１】
吸気通路３は、外部から吸引した吸気を内燃機関２の各気筒１１に供給する役割を果たす。この吸気通路３は、図１に示すように、内燃機関本体８（特にシリンダヘッド）に接続された吸気マニホールド１４と、この吸気マニホールド１４に一端が接続された吸気管１６と、を有している。
【００２２】
排気通路４は、内燃機関２から排出された排気を外部へ排出する役割を果たす。この排気通路４は、図１に示すように、内燃機関本体８（特にシリンダヘッド）に接続された排気マニホールド１７と、この排気マニホールド１７に一端部が接続された排気管１９と、を有している。
【００２３】
ＥＧＲ装置５は、排気通路４内の排気の一部（「ＥＧＲガス」という）を吸気通路３内に還流させる役割を果たす。このＥＧＲ装置５は、図１に示すように、一端が排気マニホールド１７に接続されて他端が吸気マニホールド１４に接続されたＥＧＲ通路２０と、ＥＧＲ通路２０を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２１と、このＥＧＲクーラ２１の下流側に設けられてＥＧＲガスの流量を調節するＥＧＲバルブ２２と、を備える。このようなＥＧＲ装置５によれば、ＥＧＲガスを還流させて吸気中の酸素濃度を低下させることにより気筒１１内での燃焼温度を低下させ、排気中の窒素酸化物の低減等を図ることができる。
【００２４】
排気浄化装置６は、排気管１９を流通する排気を浄化する役割を果たす。この排気浄化装置６は、排気管１９の所定位置に設けられた酸化触媒ユニット２３と、この酸化触媒ユニット２３の下流側の位置に設けられたパティキュレートフィルタユニット２４（以下、「ＤＰＦユニット２４」と称す）と、このＤＰＦユニット２４より更に下流側の位置に設けられたＮＯｘ触媒ユニット２５と、このＮＯｘ触媒ユニット２５より更に下流側の位置に設けられたアンモニア酸化触媒２６と、を備える。
【００２５】
酸化触媒ユニット２３は、図１に示すように、酸化触媒２７と、この酸化触媒２７の入口部に設けられて入口部温度Ｔ１を検出する入口部温度センサ２８と、酸化触媒２７の出口部に設けられて出口部温度Ｔ２を検出する出口部温度センサ２９と、を有している。このように構成される酸化触媒ユニット２３によれば、排気管１９を流通する排気中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）が酸化触媒２７によって酸化されることにより、排気が浄化されると共に、排気中の燃料等が酸化触媒２７によって酸化されることにより、排気が昇温される。
【００２６】
ＤＰＦユニット２４は、図１に示すように、パティキュレートフィルタ３０（以下、「ＤＰＦ３０」と称す）と、ＤＰＦ３０の上流側及び下流側に跨って設けられた差圧センサ３１と、を有している。このように構成されるＤＰＦユニット２４によれば、排気中に含まれる煤等の粒子状物質が、ＤＰＦ３０によって捕集されることにより、排気中から除去される。また、ＤＰＦ３０の上流側及び下流側における排気の差圧が差圧センサ３１によって検出され、その検出結果に基づいてＤＰＦ３０における粒子状物質の堆積量が推定される。そして、その堆積量が所定量を超えると、制御装置７が、堆積した粒子状物質を強制的に燃焼させて除去することによりＤＰＦ３０のＰＭ捕集能を回復させるフィルタ再生制御を実行する。
【００２７】
ＮＯｘ触媒ユニット２５は、図１に示すように、選択還元型ＮＯｘ触媒３２（以下、「ＳＣＲ３２：Selective Catalytic Reduction」と略す）と、このＳＣＲ３２の入口部に設けられた添加弁３３と、を有している。このように構成されるＮＯｘ触媒ユニット２５によれば、還元剤としての尿素水が添加弁３３からＳＣＲ３２に添加されると、この尿素水が加水分解されることによりアンモニアが生成する。そして、このアンモニアが排気中のＮＯｘと反応することにより、ＮＯｘが還元される。
【００２８】
アンモニア酸化触媒２６は、ＳＣＲ３２から排出された余剰のアンモニアを酸化することにより、排気を浄化する役割を果たす。これにより、内燃機関システム１の外部へアンモニアが排出されることが抑制されている。
【００２９】
制御装置７は、各種センサ等から検出結果を取得し、それに基づいて各部の動作を制御する役割を果たす。この制御装置７は、図１に示すように、内燃機関システム１を構成する各部、例えば、内燃機関２の回転速度センサ１０、ＥＧＲ装置５のＥＧＲバルブ２２、酸化触媒ユニット２３の入口部温度センサ２８及び出口部温度センサ２９、ＤＰＦユニット２４の差圧センサ３１、ＮＯｘ触媒ユニット２５の添加弁３３に対して電気的に接続されている。また、制御装置７は、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ３４にも電気的に接続されている。アクセル開度センサ３４の検出結果を取得可能となっている。そして、制御装置７は、回転速度センサ１０、入口部温度センサ２８、出口部温度センサ２９、差圧センサ３１、及びアクセル開度センサ３４から検出結果を取得し、その検出結果に基づいて、インジェクタ１３、ＥＧＲバルブ２２、及び添加弁３３等の動作を制御する。
【００３０】
（酸化触媒の診断処理の流れ）
次に、排気ガス浄化装置６を構成する酸化触媒２７の診断処理の流れについて説明する。図２は、酸化触媒２７の診断処理の流れを示したフローチャートである。診断処理が開始されると、制御装置７は、まず酸化触媒ユニット２３の入口部温度センサ２８から排気の入口部温度Ｔ１を取得する（Ｓ１）。
【００３１】
そして、制御装置７は、取得した入口部温度Ｔ１が所定の劣化判定開始閾値Ｔ３より大きいか否かを判定する（Ｓ２）。その結果、入口部温度Ｔ１が劣化判定開始閾値Ｔ３以下であると判断した場合、（Ｓ２：Ｎｏ）、制御装置７は、Ｓ１へ戻って排気の入口部温度Ｔ１を再度取得した後、Ｓ２で入口部温度Ｔ１が劣化判定開始閾値Ｔ３より大きいか否かを判定する処理を繰り返す。この劣化判定開始閾値Ｔ３は、酸化触媒２７の活性開始温度以上に設定されている。
【００３２】
その後、Ｓ２において入口部温度Ｔ１が劣化判定開始温度Ｔ３より大きいと判断した場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、制御装置７は、酸化触媒ユニット２３の出口部温度センサ２９から排気の出口部温度Ｔ２を取得すると共に、酸化触媒２７のリン被毒量積算値Ｐ１を取得する（Ｓ３）。これは、例えばエンジンオイル添加剤としてリンを含有するものを用いた場合に、排気中にリンが含まれる場合がある。このような場合、排気中のリンによって酸化触媒２７が被毒されることにより、酸化触媒２７が劣化する可能性がある。従って、酸化触媒２７が劣化した場合に、その劣化がリン被毒によるものか否かを後のステップＳ５で判定するべく、本ステップＳ３でリン被毒量積算値Ｐ１を取得している。
【００３３】
ここで、このリン被毒量積算値Ｐ１は、内燃機関２の運転条件に基づいて制御装置７が推定する。より詳細には、制御装置７は、まず図１に示される回転速度センサ１０から内燃機関２の回転速度Ｎｅを取得すると共に、アクセル開度センサ３４からアクセル開度Ａｃを取得する。一方、制御装置７がその内部に有する記憶部３５には、図３に示すマップが予め記憶されている。このマップでは、図に詳細は示さないが、横軸に示される内燃機関２の回転速度Ｎｅと、縦軸に示されるアクセル開度Ａｃとの各格子点に、インジェクタ１３の燃料噴射量、具体的にはインジェクタ１３への指示値である燃料の目標噴射量Ｑ１（実験等により予め算定されたもの）がそれぞれ入力されている。制御装置７は、このマップを参照することにより、取得したアクセル開度Ａｃと内燃機関の回転速度Ｎｅに応じた目標噴射量Ｑ１を取得する。また、制御装置７の記憶部３５には、図４に示すマップも予め記憶されている。このマップでは、図に詳細は示さないが、横軸に示される内燃機関の回転速度Ｎｅと、縦軸に示される目標噴射量Ｑ１との格子点に、酸化触媒２７が受けるリン被毒量の瞬時値がそれぞれ入力されている。制御装置７は、このマップを参照することにより、制御装置７の演算時期におけるリン被毒量の瞬時値をそれぞれ取得し、取得した瞬時値を制御装置７の演算周期毎（例えば、１０ｍ秒毎）に積算することにより、リン被毒量積算値Ｐ１を推定する。なお、リン被毒量積算値Ｐ１の取得方法はこれに限られない。例えば、各種の運転条件（回転速度Ｎｅ、燃料噴射量、入口部温度Ｔ１等）に応じた単位周期（例えば１秒間）当たりのリン被毒量を入力したマップを作成する。一方、演算周期毎（例えば、１０ｍ秒毎）に運転条件を取得して、その単位周期内の平均値を算出し、当該平均値に対応するリン被毒量をマップから取得する。そして、このようにして取得したリン被毒量を単位周期が経過する毎に積算することにより、リン被毒量積算値Ｐ１を取得してもよい。
【００３４】
次に、制御装置７は、取得した出口部温度Ｔ２と先に取得した入口部温度Ｔ１との温度差Ｔ２−Ｔ１の値が、所定の劣化判定閾値Ｔ４より小さいか否かを判定する（Ｓ４）。その結果、温度差Ｔ２−Ｔ１の値が劣化判定閾値Ｔ４以上であると判断した場合（Ｓ４：Ｎｏ）、制御装置７は、酸化触媒２７が劣化していないと判断し、診断処理を終了する。一方、温度差Ｔ２−Ｔ１の値が劣化判定閾値Ｔ４より小さいと判断した場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、制御装置７は、酸化触媒２７が劣化していると判断し、次のステップＳ５へと進む。
【００３５】
なお、劣化判定閾値Ｔ４を、内燃機関２の運転状態や排気の成分や温度等に応じて変化させてもよい。図１に示す制御装置７の記憶部３５には、図５に示すマップが記憶されている。このマップには、図に詳細は示さないが、横軸に示される内燃機関２の回転速度Ｎｅと、縦軸に示される目標噴射量Ｑ１との各格子点に、劣化判定閾値Ｔ４（実験等により予め算定されたもの）がそれぞれ入力されている。制御装置７は、図１に示す回転速度センサ１０から内燃機関２の回転速度Ｎｅを、アクセル開度センサ３４からアクセル開度Ａｃをそれぞれ取得し、図３のマップを参照することにより、その運転状態における最適な目標噴射量Ｑ１を取得する。更に、制御装置７は、回転速度センサ１０によって検出される内燃機関２の回転速度と、図３のマップから求めた目標噴射量Ｑ１とに基づき、図５のマップを参照することにより、その運転状態における最適な劣化判定閾値Ｔ４を取得する。なお、劣化判定閾値Ｔ４の取得方法はこれに限られず、例えば、入口部温度Ｔ１と回転速度Ｎｅとに応じた劣化判定閾値Ｔ４が入力されたマップ、或いは入口部温度Ｔ１と気筒１１内での燃料噴射量（指令値）とに応じた劣化判定閾値Ｔ４が入力されたマップを作成し、そのマップを参照することによって劣化判定閾値Ｔ４を取得することも可能である。
【００３６】
次に、制御装置７は、図２に示すＳ３で取得した酸化触媒２７のリン被毒量積算値Ｐ１が、予め設定されたリン被毒量閾値Ｐ２よりも大きいか否かを判定する（Ｓ５）。その結果、リン被毒量積算値Ｐ１がリン被毒量閾値Ｐ２より大きいと判断した場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、制御装置７は、酸化触媒２７が劣化した原因はリン被毒であると判断し、有害物質排出量低減処理を実行する（Ｓ６）。すなわち、リン被毒による劣化は不可逆的な劣化であるため、制御装置７は、酸化触媒２７の性能回復は困難と判断し、性能回復に代えて、内燃機関２から排出される排気中に含まれる有害物質の量を低減させることを目的とする有害物質排出量低減処理を実行する。なお、リン被毒量閾値Ｐ２は、実験やシミュレーション等によって予め適切な値が設定され、制御装置７の記憶部３５に記憶されている。
【００３７】
ここで、制御装置７は、有害物質排出量低減処理として、いわゆるＥＧＲガス低減処理と燃焼進角処理の両方を実行する。なお、有害物質排出量低減処理は、これに限定されず、例えばＥＧＲガス低減処理と燃焼進角処理の一方を実行してもよいし、他の方法を実行してもよい。
【００３８】
ＥＧＲガス低減処理は、図１に示すＥＧＲ装置５によって吸気通路３に還流されるＥＧＲガスの量を低減させる処理である。より詳細に説明すると、内燃機関システム１の通常運転時において、制御装置７は、その記憶部３５に予め記憶された所定のＥＧＲバルブ開度マップ（不図示）に従ってＥＧＲバルブ２２の開度を制御することにより、ＥＧＲガスの吸気通路３への還流量を制御している。これに対し、ＥＧＲガス低減処理の実行時には、制御装置７が、ＥＧＲバルブ開度マップにおけるＥＧＲバルブ２２の開度を通常運転時よりも所定量だけ閉弁側に補正する。これにより、ＥＧＲバルブ２２の開度が所定量だけ閉弁側に制御され、ＥＧＲガスの吸気通路３への還流量が通常運転時の値よりも低減する。このようなＥＧＲガス低減処理によれば、図１に示す気筒１１に対するＥＧＲガスの導入量が低減することにより、気筒１１における燃料の燃焼温度が上昇すると共に、気筒１１への酸素供給量も増大するので、気筒１１における燃料の燃焼状態が良好になる。そして、このように燃料の燃焼状態が良好になることにより、一酸化炭素や炭化水素といった酸化触媒２７で処理すべき有害物質の排出量が低減される。
【００３９】
燃焼進角処理は、図１に示す気筒１１への燃料供給時期を進角させる（タイミングを早める）ことにより、気筒１１における燃料の燃焼開始時期を進角させる処理である。より詳細に説明すると、内燃機関システム１の通常運転時において、制御装置７は、その記憶部３５に予め記憶された所定の燃料噴射時期マップ（不図示）に従って、気筒１１への燃料のメイン噴射時期を制御している。これに対し、燃焼進角処理の実行時には、制御装置７が、燃料噴射時期マップにおける燃料のメイン噴射の開始時期を通常運転時よりも所定量だけ進角側に補正することにより、気筒１１への燃料供給の開始時期が通常運転時の値よりも進角する。これにより、気筒１１における燃料の燃焼時間が長くなる結果、燃料の燃焼状態が良好になる。そして、このように燃料の燃焼状態が良好になることにより、一酸化炭素や炭化水素といった酸化触媒２７で処理すべき有害物質の排出量が低減される。
【００４０】
一方、図２のＳ５における判断の結果、リン被毒量積算値Ｐ１がリン被毒量閾値Ｐ２以下であると判断した場合（Ｓ５：Ｎｏ）、制御装置７は、酸化触媒２７が劣化したのはリン被毒が原因ではなく、排気中の煤等の粒子状物質が酸化触媒２７に付着したことが原因であると判断する。その結果、制御装置７は、付着物除去処理すなわち酸化触媒２７から粒子状物質を除去する処理を開始する（Ｓ７）。この付着物除去処理は、内燃機関２から排出される排気の温度を上昇させ、酸化触媒２７に付着した粒子状物質を燃焼させることにより行われる。
【００４１】
ここで、排気の温度を上昇させる手段の一例として、制御装置７は、図１に示す気筒１１への燃料のメイン噴射の開始時期を、通常運転時よりも所定量だけ遅角させる（タイミングを遅らせる）。これによれば、内燃機関２における排気損失が増大することにより、排気の温度を上昇させることができる。
【００４２】
また、排気の温度を上昇させる他の手段として、制御装置７は、気筒１１において燃料のメイン噴射の後にアフター噴射を行う場合に、このアフター噴射での燃料の噴射量を通常運転時よりも増大させる。これによれば、気筒１１の内部での膨張過程における熱発生量が増加し、内燃機関２における排気損失が増大することにより、排気の温度を上昇させることができる。
【００４３】
また、排気の温度を上昇させる他の手段として、制御装置７は、図１に示すコモンレール１２の内部における燃料圧すなわちコモンレール１２圧を低下させる。これによれば、気筒１１内への燃料噴射量を固定させた場合、燃料の噴射に要する時間が長くなり燃料の燃焼時間が長くなるため、排気損失が増大する。従って、メイン噴射開始時の遅角化と同様、排気の温度を上昇させることができる。
【００４４】
次に、制御装置７は、付着物除去処理を開始してからの経過時間ｔが所定の時間閾値ｔ１より大きいか否かを判定する（Ｓ８）。その結果、経過時間ｔの値が時間閾値ｔ１以下であると判断した場合（Ｓ８：Ｎｏ）、制御装置７は、Ｓ８へ戻って経過時間ｔが時間閾値ｔ１より大きくなるまで待機する。一方、Ｓ８の判定において経過時間ｔが時間閾値ｔ１より大きいと判断した場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、制御装置７は次のステップＳ９へ進む。
【００４５】
次に、制御装置７は、図１に示す入口部温度センサ２８から入口部温度Ｔ１を再度取得すると共に、出口部温度センサ２９から出口部温度Ｔ２を再度取得する（Ｓ９）。そして、制御装置７は、Ｓ９で取得した入口部温度Ｔ１と出口部温度Ｔ２との温度差Ｔ２−Ｔ１の値が、所定の終了閾値Ｔ５より小さいか否かを判定する（Ｓ１０）。その結果、温度差Ｔ２−Ｔ１の値が終了閾値Ｔ５以上であると判断した場合（Ｓ１０：Ｎｏ）、制御装置７は、Ｓ９へ戻ってその後の処理を繰り返す。一方、Ｓ１０での判定の結果、温度差Ｔ２−Ｔ１の値が終了閾値Ｔ５より小さいと判断した場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、制御装置７は、付着物除去処理を終了し、内燃機関２を通常運転時の制御状態に戻して排気の温度上昇を停止する（Ｓ１１）。
【００４６】
ここで、図６は、付着物除去処理の開始時ｔｓｔからの経過時間ｔと、酸化触媒２７の入口部温度Ｔ１及び出口部温度Ｔ２との関係を示すグラフである。付着物除去処理がｔｓｔで開始されると、図示例の入口部温度Ｔ１はその後も一定値で推移するが、酸化触媒２７の内部で付着物の燃焼が進むに従って、出口部温度Ｔ２は徐々に上昇していく。これにより、温度差Ｔ２−Ｔ１の値は、時間の経過に従って徐々に大きくなっていく。しかし、付着物の燃焼が進んで付着物の残量が減ってくると、付着物の燃焼が徐々に収束することにより、出口部温度Ｔ２は徐々に低下していく。これにより、温度差Ｔ２−Ｔ１の値は時間の経過と共に徐々に小さくなっていく。このような傾向に基づき、制御装置７は、付着物除去処理の開始から時間閾値ｔ１を経過した後であって、すなわち出口部温度Ｔ２が低下しつつある状態であって、且つ、温度差Ｔ２−Ｔ１が終了閾値Ｔ５より小さくなるｔ２に、付着物の大部分が燃焼して酸化触媒２７の性能がほぼ回復したと判断し、付着物除去処理を終了する。これにより、図４に示すように温度差Ｔ２−Ｔ１が終了閾値Ｔ５より小さい領域であるｔ０以前に、酸化触媒２７の性能が回復したと制御装置７が誤って判断して付着物除去処理を終了することが防止されている。
【００４７】
なお、終了閾値Ｔ５を、内燃機関２の運転状態や排気の成分や温度等に応じて変化させてもよい。図１に示す制御装置７の記憶部３５には、図７に示すマップが記憶されている。このマップには、図に詳細は示さないが、横軸に示される内燃機関２の回転速度Ｎｅと、縦軸に示される目標噴射量Ｑ１との各格子点に、終了閾値Ｔ５（実験等により予め算定されたもの）がそれぞれ入力されている。制御装置７は、図１に示す回転速度センサ１０から内燃機関２の回転速度Ｎｅを、アクセル開度センサ３４からアクセル開度Ａｃをそれぞれ取得し、図３のマップを参照することにより、その運転状態における最適な目標噴射量Ｑ１を取得する。そして、制御装置７は、回転速度センサ１０によって検出される内燃機関２の回転速度Ｎｅと、図３のマップから求めた目標噴射量Ｑ１とに基づき、図７のマップを参照することにより、その運転状態における最適な終了閾値Ｔ５を取得する。
【００４８】
以上により、酸化触媒２７の診断処理が終了する。
【００４９】
このような酸化触媒２７の診断処理によれば、粒子状物質の付着により劣化した酸化触媒２７の付着物除去処理を行う時に、入口部温度Ｔ１と出口部温度Ｔ２との温度差Ｔ２−Ｔ１が終了閾値Ｔ５より小さくなったことを検知することにより、粒子状物質が完全に燃焼したことを正確に検知することができる。従って、付着物除去処理を好適なタイミングで終了させることにより、迅速且つ確実に酸化触媒２７の触媒作用を回復させることができる。
【００５０】
（変形例）
以上、本発明の実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態としては以下に示すような変形例も考えられる。
【００５１】
（１）  本実施形態では、酸化触媒２７の出口部温度Ｔ２と入口部温度Ｔ１との温度差に基づいて、付着物除去処理を終了させるタイミングを決定したが、これに代えて、例えば運転条件から入口部温度Ｔ１がある程度限定されるのであれば、出口部温度Ｔ２のみに基づいて付着物除去処理を終了させるタイミングを決定してもよい。
【００５２】
（２）  本実施形態では、図２に示すように、入口部温度Ｔ１が所定の劣化判定開始閾値Ｔ３より大きいと判断した場合に、出口部温度Ｔ２及びリン被毒量積算値Ｐ１をそれぞれ取得した。しかし、出口部温度Ｔ２及びリン被毒量積算値Ｐ１を取得するタイミングは、Ｓ１で入口部温度Ｔ１を取得するのと同時であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
２  内燃機関
４  排気通路
６  排気浄化装置
７  制御装置
２７  酸化触媒
２８  入口部温度センサ
２９  出口部温度センサ
Ｔ１  入口部温度
Ｔ２  出口部温度
Ｔ３  開始閾値
Ｔ５  終了閾値
Ｎｅ  内燃機関の回転速度
Ｑ１  目標噴射量
【図１】
2018096313.tif 000003
【図２】
2018096313.tif 000004
【図３】
2018096313.tif 000005
【図４】
2018096313.tif 000006
【図５】
2018096313.tif 000007
【図６】
2018096313.tif 000008
【図７】
2018096313.tif 000009