(57)【要約】【課題】内燃機関の排気浄化システムにおいて、燃料中に混在する複数の成分の夫々の沸点を考慮して排気通路への付着燃料量及び排気通路に付着した燃料の蒸発量を推定し、これらの値に基づいて排気浄化装置の過熱を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】燃料を添加させることにより排気浄化装置の浄化能力を回復させるときに、添加燃料を沸点の高さに応じて少なくとも２つのグループに分け、各グループの新規付着燃料量、蒸発燃料量、及び付着燃料量を推定し、各グループの蒸発燃料量に基づいて排気浄化装置が過熱するか否かを判定する。【選択図】図６
2008121507.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る排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも上流の排気通路へ沸点の異なる複数の成分が混在する燃料を添加する燃料添加手段と、
前記燃料添加手段から燃料を添加させることにより前記排気浄化装置の浄化能力を回復させる浄化能力回復手段と、
前記燃料添加手段から添加された燃料の中で前記排気通路に付着する量を推定する新規付着燃料量推定手段と、
前記排気通路に付着している燃料の中で蒸発する量を推定する蒸発燃料量推定手段と、
前記新規付着燃料量推定手段により推定される燃料量と前記蒸発燃料量推定手段により推定される蒸発量との差により前記排気通路に残留している燃料の量を推定する付着燃料量推定手段と、
を備え、
前記沸点の異なる複数の成分を沸点の高さに応じて少なくとも２つのグループに分け、
前記新規付着燃料量推定手段は、前記グループ毎に新規付着燃料量を推定し、
前記蒸発燃料量推定手段は、前記グループ毎に蒸発燃料量を推定し、
前記付着燃料量推定手段は、前記グループ毎に付着燃料量を推定し、
各グループの蒸発燃料量に基づいて前記排気浄化装置が過熱するか否かを判定する過熱判定手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記過熱判定手段は、沸点の低いグループほど大きくなる過熱感度係数を用い、夫々のグループの蒸発燃料量に過熱感度係数を乗じた値を合算して、該合算された値が所定値よりも大きい場合に排気浄化装置が過熱すると判定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】
内燃機関の排気通路に吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、単にＮＯx触媒という。）を配置する技術が知られている。このＮＯx触媒は、流入する排気の酸素濃度が高いときに排気中
のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときに、吸蔵
していたＮＯxを還元する。
【０００３】
また、内燃機関の排気中に含まれる粒子状物質（以下、ＰＭという。）が大気へ放出されないように、内燃機関の排気通路にパティキュレートフィルタ（以下、単に「フィルタ」とする）を設ける技術が知られている。
【０００４】
このフィルタにより排気中のＰＭが一旦捕集されるが、該フィルタに捕集されたＰＭの量が多くなるとフィルタ上流の排気の圧力が上昇するため、内燃機関の出力低下や燃費の悪化を誘発する虞がある。このようなときには、フィルタ上に堆積したＰＭを酸化させることにより該ＰＭを除去することができる。このようにフィルタに捕集されたＰＭを除去することをフィルタの再生という。
【０００５】
フィルタの再生は、フィルタよりも上流側に酸化能力を備えた触媒を設けたり、該フィルタに酸化能力を備えた触媒を担持させたりし、さらに該触媒に燃料等の還元剤を添加することでフィルタの温度を上昇させることにより行なうことができる。
【０００６】
そして、比較的時間をおいた間欠的な燃料添加により、触媒床温は比較的低温で空燃比をストイキ又はリッチ空燃比としてＮＯxを還元する技術が知られている（例えば、特許
文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−２９２３９号公報
【特許文献２】特開２００２−１１５５８５号公報
【特許文献３】特開２０００−２８２９４８号公報
【特許文献４】特開２００４−２７８４６２号公報
【特許文献５】特開２００２−１２２０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、燃料添加時にＮＯx触媒若しくはフィルタ等の排気浄化装置へ流入する燃料
には、燃料添加弁から噴射された燃料が直接到達する分（直達分）と、一旦排気通路に付着した燃料が蒸発して到達する分（蒸発分）と、がある。ここで、燃料添加中に例えば急減速が行われた場合、排気の流量が減少することにより排気浄化装置が過熱することがある。すなわち、排気浄化装置で燃料が反応することにより発熱するが、そのときに排気の流量が少ないと該排気に持ち去られる熱量が少なくなるため、該排気浄化装置の温度の上昇度合いが高くなる。そのため、このような運転状態となった場合には、燃料添加が停止されることがある。しかし、排気通路に多くの燃料が付着している場合には、燃料添加を停止させたとしても、排気通路に付着している燃料が蒸発して排気浄化装置に流入するため、該排気浄化装置の温度が上昇する。そして、ＰＭの酸化や燃料の酸化による発熱量が、排気等により持ち去られる熱量よりも大きくなると、排気浄化装置が過熱する虞がある。
【０００８】
ここで、排気浄化装置に添加される燃料には、沸点の異なる複数の成分が混在している。そして、この成分の中では沸点が低い成分ほど蒸発し易い。つまり、燃料添加により排気通路に付着した燃料の中で沸点の比較的低い成分（以下、低沸点成分という。）は直ぐに蒸発するため、時間が経つに従い、沸点の比較的高い成分（以下、高沸点成分という。）の割合が高くなる。つまり、排気通路に付着した燃料は、徐々に蒸発し難くなる。また、沸点の低い成分ほど排気浄化装置で反応し易いので、より少ない付着量で排気浄化装置が過熱する虞がある。
【０００９】
このように、付着燃料中にどのような成分がどのような割合で存在しているかにより、燃料の蒸発量や、排気浄化装置における反応性が異なる。つまり、どのような成分の燃料が排気浄化装置に流入するのかにより、該排気浄化装置の過熱のし易さが変わる。しかし、従来では排気通路の壁面に付着した燃料の付着量と蒸発量とを考慮して、排気浄化装置に流入する燃料量を推定することはあったが、沸点の異なる複数の成分が混在していることまでは考慮されていなかった。
【００１０】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気浄化システムにおいて、燃料中に混在する複数の成分の夫々の沸点を考慮して排気通路への付着燃料量及び排気通路に付着した燃料の蒸発量を推定し、これらの値に基づいて排気浄化装置の過熱を抑制することができる技術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】
【００１１】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化システムは、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも上流の排気通路へ沸点の異なる複数の成分が混在する燃料を添加する燃料添加手段と、
前記燃料添加手段から燃料を添加させることにより前記排気浄化装置の浄化能力を回復させる浄化能力回復手段と、
前記燃料添加手段から添加された燃料の中で前記排気通路に付着する量を推定する新規付着燃料量推定手段と、
前記排気通路に付着している燃料の中で蒸発する量を推定する蒸発燃料量推定手段と、
前記新規付着燃料量推定手段により推定される燃料量と前記蒸発燃料量推定手段により推定される蒸発量との差により前記排気通路に残留している燃料の量を推定する付着燃料量推定手段と、
を備え、
前記沸点の異なる複数の成分を沸点の高さに応じて少なくとも２つのグループに分け、
前記新規付着燃料量推定手段は、前記グループ毎に新規付着燃料量を推定し、
前記蒸発燃料量推定手段は、前記グループ毎に蒸発燃料量を推定し、
前記付着燃料量推定手段は、前記グループ毎に付着燃料量を推定し、
各グループの蒸発燃料量に基づいて前記排気浄化装置が過熱するか否かを判定する過熱判定手段を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
排気浄化装置には、繰り返し燃料が添加され浄化能力が回復される。これは、例えば吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxを還元するときや、又は該触媒の硫黄被毒を回復するときに行なわれる。さらに、フィルタの再生を行なうときにも行なわれる。つまり、排気浄化装置には、吸蔵還元型ＮＯx触媒又はパティキュレートフィルタを例示するこ
とができる。そして、パティキュレートフィルタに触媒を担持したものを排気浄化装置としても良く、またパティキュレートフィルタと該パティキュレートフィルタよりも上流に備わる触媒とを併せて排気浄化装置としても良い。
【００１３】
なお、吸蔵還元型ＮＯx触媒においてＮＯx還元や硫黄被毒回復を行うときには、燃料添加により排気の空燃比が所定空燃比まで低下される。この場合の所定空燃比とは、ＮＯx
の還元や硫黄成分の放出に必要となる空燃比（例えば理論空燃比又はリッチ空燃比）とすることができる。また、フィルタの再生時には、燃料の添加によりパティキュレートフィルタの温度が所定温度まで上昇される。この場合の所定温度とは、ＰＭを酸化させるために必要となる温度である。
【００１４】
ここで、燃料添加手段により添加された量に対し排気通路に付着せずに排気浄化装置へ直接流入する量の割合を沸点の異なる複数の成分毎に見ると、沸点の低い成分ほどその割合は高くなる。つまり、沸点の高い成分ほど、添加された量に対して、排気通路に付着する量の割合が高くなる。このような関係から、新規付着燃料量推定手段はグループ毎に新規付着燃料量を推定する。
【００１５】
また、排気通路に付着している量に対し該排気通路から蒸発する量の割合を沸点の異なる複数の成分毎に見ると、沸点の低い成分ほどその割合は高くなる。つまり、沸点の高い成分ほど、付着している量に対して、排気通路に残留する量の割合が高くなる。このような関係から、蒸発燃料量推定手段はグループ毎に蒸発燃料量を推定する。
【００１６】
そして、付着燃料量から蒸発燃料量を減じることにより、付着燃料量推定手段は、付着燃料量をグループ毎に推定する。
【００１７】
なお、新規付着燃料量、蒸発燃料量、及び付着燃料量は、排気の温度や排気の流量により変わり得るので、排気の温度や排気の流量に応じて変えてもよい。また、燃料成分のグループ分けは、燃料に含まれる全ての成分を対象にしても良く、特定の成分のみを対象にしてもよい。
【００１８】
ここで、排気浄化装置の過熱は、該排気浄化装置での発熱量（つまりＰＭや燃料の酸化による発熱量）が、排気等により持ち去られる熱量よりも大きくなったときに発生する。そして、沸点の低いグループほど排気浄化装置で反応しやすいので、該沸点の低いグループほど排気浄化装置の温度をより上昇させる。また、燃料の蒸発量が多くなるほど排気浄化装置の温度をより上昇させる。これらの関係から、過熱判定手段は、排気通路に付着している燃料の蒸発分から排気浄化装置が過熱するか否か判定する。
【００１９】
なお、過熱判定手段は、各グループの蒸発燃料量に基づいて前記排気浄化装置の温度上昇値を推定し、該温度上昇値に基づいて該排気浄化装置が過熱するか否か判定してもよい。
【００２０】
また、各グループの蒸発燃料量は、各グループの付着燃料量と相関がある。この場合、沸点の低いグループほど蒸発し易いので、該沸点の低いグループの付着燃料量が多くなるほど排気浄化装置に流入する燃料量が多くなる。そこで、過熱判定手段は各グループの付着燃料量に基づいて排気浄化装置が過熱するか否かを判定しても良い。
【００２１】
また、本発明においては、前記過熱判定手段は、沸点の低いグループほど大きくなる過熱感度係数を用い、夫々のグループの蒸発燃料量に過熱感度係数を乗じた値を合算して、該合算された値が所定値よりも大きい場合に排気浄化装置が過熱すると判定することができる。
【００２２】
つまり、沸点の低いグループほど排気浄化装置にて反応しやすいために該排気浄化装置の温度をより上昇させるため、沸点に基づいた重みづけを行なう。この重みづけを行なうために、過熱感度係数を用いている。この過熱感度係数は、沸点の低いグループほど、過
熱判定に与える影響が大きくなるように設定される。
【００２３】
そして、夫々のグループの蒸発燃料量に過熱感度係数を乗じた値を合算した値は、排気浄化装置の過熱のし易さを表す値となる。つまり、この合算した値が大きくなるほど、排気浄化装置が過熱し易い。
【００２４】
前記所定値とは、排気浄化装置の温度が大きく上昇し得る状態（例えば高負荷運転からの急減速）のときであっても排気浄化装置が過熱しない値の上限値とすることができる。この値はある程度の余裕を持って決定してもよい。そして、前記合算した値がこの所定値よりも大きい場合には、排気浄化装置が過熱する虞があるので、燃料添加手段からの燃料添加を中止させてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、燃料中に混在する複数の成分の夫々の沸点を考慮して排気通路への付着燃料量及び排気通路に付着した燃料の蒸発量を推定し、これらの値に基づいて排気浄化装置の過熱を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化システムを適用する内燃機関１とその吸・排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。
【００２８】
内燃機関１には、吸気通路２および排気通路３が接続されている。この吸気通路２の途中には、該吸気通路２内を流通する吸気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ４が設けられている。このエアフローメータ４により、内燃機関１の吸入新気空気量が測定される。
【００２９】
一方、排気通路３の途中には、吸蔵還元型ＮＯx触媒６（以下、ＮＯx触媒６という。）を担持したパティキュレートフィルタ６１（以下、フィルタ６１という。）が備えられている。ＮＯx触媒６は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯxを還元す
る機能を有する。また、フィルタ６１は、排気中に含まれるＰＭを捕集する。なお、本実施例ではＮＯx触媒６又はＮＯx触媒６を担持したフィルタ６１が、本発明における排気浄化装置に相当する。
【００３０】
さらに、本実施例では、ＮＯx触媒６及びフィルタ６１よりも上流の排気通路３を流通
する排気中に還元剤たる燃料（軽油）を添加する燃料添加弁７を備えている。ここで、燃料添加弁７は、後述するＥＣＵ１０からの信号により開弁して燃料を噴射する。そして、燃料添加弁７から排気通路３内へ噴射された燃料は、排気通路３の上流から流れてきた排気の空燃比をリッチにすると共に、該ＮＯx触媒６に吸蔵されていたＮＯxを還元する。このＮＯx還元時には、ＮＯx触媒６に流入する排気の空燃比を比較的に短い周期でスパイク的（短時間）にリッチとする、所謂リッチスパイク制御を実行する。
【００３１】
また、ＮＯx触媒６には燃料に含まれる硫黄成分もＮＯxと同様に吸蔵される。このように吸蔵された硫黄成分はＮＯxよりも放出されにくく、ＮＯx触媒６内に蓄積される。これを硫黄被毒という。この硫黄被毒によりＮＯx触媒６でのＮＯx浄化率が低下するため、適
宜の時期に硫黄被毒から回復させる硫黄被毒回復処理を施す必要がある。この硫黄被毒回復処理は、ＮＯx触媒６を高温にし、且つ理論空燃比またはリッチ空燃比の排気をＮＯx触媒６に流通させて行われる。このときにも前記リッチスパイク制御が行われる。なお、本実施例では燃料添加弁７が、本発明における燃料添加手段に相当する。
【００３２】
また、燃料添加弁７から噴射された燃料がＮＯx触媒６で反応すると、反応熱によりフ
ィルタ６１の温度が上昇される。そして、フィルタ６１の温度がＰＭの酸化に必要となる温度まで上昇した後に燃料添加弁７からの燃料の噴射を停止させると、該フィルタ６１がリーン雰囲気となって該フィルタ６１に捕集されているＰＭが酸化される。つまり、フィルタ６１の再生を行なうことができる。また、硫黄被毒回復を行なうときにはＮＯx触媒
６を高温にする必要があるが、このときにも同様に燃料の反応熱によりＮＯx触媒６の温
度を上昇させることができる。このようにＮＯx触媒６やフィルタ６１の温度を上昇させ
るときには、該ＮＯx触媒６やフィルタ６１の温度が目標温度となるように、燃料添加弁
７から噴射する燃料量が決定される。なお、本実施例においてはＮＯx触媒６に吸蔵され
ているＮＯxを還元するＥＣＵ１０、ＮＯx触媒６の硫黄被毒回復を行なうＥＣＵ１０、またはフィルタ６１の再生を行なうＥＣＵ１０が、本発明における浄化能力回復手段に相当する。
【００３３】
さらに、ＮＯx触媒６及びフィルタ６１よりも上流側の排気通路３には、該排気通路３
を流通する排気の温度を検出する温度センサ８が取り付けられている。この温度センサ８の出力信号に基づいて燃料添加弁７近傍の排気の温度が検出される。
【００３４】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００３５】
ＥＣＵ１０には、エアフローメータ４及び温度センサ８が電気配線を介して接続され、該エアフローメータ４及び温度センサ８の出力信号が入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１０には、燃料添加弁７等が電気配線を介して接続され、これらはＥＣＵ１０により制御される。
【００３６】
そして、ＥＣＵ１０は、燃料添加弁７から添加された燃料が排気通路３に付着する量、及びその付着した燃料が蒸発する量を燃料中の成分毎に求める。なお、本実施例では、燃料の成分を比較的沸点の高い高沸点成分と、それよりも沸点の低い低沸点成分との２つのグループに分けた場合について説明するが、沸点の高さに応じて３つ以上のグループに分けても良い。なお、排気通路３に付着している燃料を以下、「付着燃料」という。また、排気通路３に新たに付着する燃料を以下、「新規付着燃料」という。さらに、排気通路３に付着していた燃料の中で蒸発する燃料を以下、「蒸発燃料」という。
【００３７】
ここで、図２は、燃料添加弁７からの燃料添加を同一間隔で複数回行なっているときの排気通路３に付着している燃料の量（付着燃料量）と、この付着している燃料中の高沸点成分と低沸点成分との割合（成分割合）と、の推移を示したタイムチャートである。図２の付着燃料量における実線は低沸点成分と高沸点成分とをあわせた量を示し、破線は高沸点成分の量を示している。つまり、実線と破線との差は低沸点成分の量を示している。
【００３８】
（Ａ）で示される時間において燃料添加弁７から燃料が添加され、（Ｂ）で示される時間において燃料の添加が停止されている。同様に、（Ｃ）で示される時間において燃料添加弁７から燃料が添加され、（Ｄ）で示される時間において燃料の添加が停止されている。また、図２は、複数回繰り返して行なわれる燃料添加の最中の場合を示しており、（Ａ）で示される時間において既に排気通路３に燃料が付着している。
【００３９】
（Ａ）から（Ｂ）の期間、及び（Ｃ）から（Ｄ）の期間では、付着燃料量は、新規付着燃料量から蒸発燃料量を減じた分だけ増加する。また、（Ｂ）から（Ｃ）の期間では、付着燃料量は、蒸発燃料量の分だけ減少する。
【００４０】
そして、（Ａ）で示される時間において燃料が添加されると、低沸点成分及び高沸点成分の量が増加する。ここで、（Ａ）で示される時間において付着燃料中の低沸点成分の割合は、燃料添加弁７から添加される燃料中の低沸点成分の割合よりも小さい。これは、付着燃料中の低沸点成分は高沸点成分よりも蒸発し易いため、時間の経過と共に付着燃料中の高沸点成分の割合が高くなるためである。
【００４１】
（Ｂ）から（Ｃ）の期間においても同様であり、時間の経過と共に高沸点成分の割合が高くなる。そして、付着燃料が蒸発し切らないうちに次の燃料添加を行なうことを繰り返すと、付着燃料中の高沸点成分の割合が高くなっていく。つまり、付着燃料の平均沸点が徐々に上昇していく。なお、平均沸点とは、高沸点成分の沸点に燃料中の高沸点成分の割合を乗じたものに、低沸点成分の沸点に燃料中の低沸点成分の割合を乗じたものを加えた値をいう。この平均沸点が上昇するほど、付着燃料は蒸発し難くなる。一方、燃料添加弁７から添加される燃料の平均沸点が高くなるほど、燃料添加弁７から排気通路３までの間に蒸発する燃料が少なくなるので、該添加される燃料が排気通路３に付着し易くなる。
【００４２】
以上のことを考慮して、本実施例では、付着燃料量及び蒸発燃料量を低沸点成分及び高沸点成分の夫々について推定する。
【００４３】
ここで、燃料添加弁７から添加された燃料がどれだけの割合で排気通路３に付着するのかを示す値を付着率とすると、この付着率は排気の温度が高くなるほど低くなる。そして、成分毎に付着率を見ると、高沸点成分のほうが低沸点成分よりも付着率が高くなる。
【００４４】
ここで、図３は、排気の温度と付着率との関係を示した図である。実線は低沸点成分、破線は高沸点成分を示している。排気の温度が高くなるほど、燃料添加弁７から噴射された燃料が排気通路３へ到達するまでに蒸発する量が多くなる。つまり、排気の温度が高くなるほど付着率が低くなる。また、低沸点成分のほうが高沸点成分よりも蒸発しやすいので、低沸点成分のほうが付着率は低くなる。この関係は、予め実験等により求めておいても良い。
【００４５】
そして、燃料添加による付着燃料量の増加分、つまり新規付着燃料量は、燃料添加弁７から添加される燃料量に各成分の割合を乗じ、さらに図３により求めた付着率を夫々乗じることにより求めることができる。
【００４６】
また、付着燃料がどれだけの割合で蒸発するのかを示す値を蒸発率とすると、この蒸発率は排気の温度が高くなるほど高くなる。そして、成分毎に蒸発率を見ると、低沸点成分のほうが高沸点成分よりも蒸発率が高くなる。
【００４７】
ここで、図４は、排気の温度と蒸発率との関係を示した図である。実線は低沸点成分、破線は高沸点成分を示している。排気の温度が高くなるほど、燃料は蒸発し易くなるため、高沸点成分及び低沸点成分共に蒸発率が高くなる。そして、低沸点成分のほうが高沸点成分よりも蒸発し易いので、低沸点成分のほうが蒸発率は高くなる。この関係は、予め実験等により求めておいても良い。
【００４８】
そして、排気通路３から蒸発した燃料量、つまり蒸発燃料量は、各成分の付着燃料量に、図４により求めた蒸発率を夫々乗じることにより求めることができる。
【００４９】
さらに、低沸点成分と高沸点成分とで夫々、新規付着燃料量から蒸発燃料量を減じることにより、付着燃料中の各成分がどれだけ増減したのかを求めることができる。なお、付着燃料量及び蒸発燃料量は、排気の流量によっても変わり得るため、該排気の流量に応じてこれらの値を補正してもよい。
【００５０】
図５は、付着燃料量を求めるフローを示したフローチャートである。このルーチンは所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００５１】
ステップＳ１０１では、付着燃料から蒸発した低沸点成分の量（以下、低沸点成分蒸発量という。）が算出される。本ステップでは、前回のルーチンから今回のルーチンにかけて、どれだけの低沸点成分が蒸発したのかが求められる。この低沸点成分蒸発量は、以下の式により求められる。
低沸点成分蒸発量＝低沸点成分蒸発率×低沸点成分付着量前回値
ただし、低沸点成分蒸発率とは、図４に基づいて得られる低沸点成分の蒸発率であり、低沸点成分付着量前回値とは、前回のルーチンで求められた低沸点成分の付着量である。
【００５２】
ステップＳ１０２では、低沸点成分が排気通路３へ新たに付着した量（以下、低沸点成分新規付着量という。）が算出される。本ステップでは、前回ルーチンから今回ルーチンにかけて、どれだけの低沸点成分が新たに排気通路３に付着したのかが求められる。この低沸点成分新規付着量は、以下の式により求められる。
低沸点成分新規付着量＝燃料添加量×低沸点成分割合×低沸点成分付着率
ただし、燃料添加量は、燃料添加弁７から燃料を添加する際にＥＣＵ７で計算される指令値である。また、低沸点成分割合とは、燃料添加弁７から添加される燃料中の低沸点成分の割合であり、予め設定される値である。なお、この低沸点成分割合は、内燃機関１の発生トルク等に基づいて求めても良い。さらに、低沸点成分付着率とは、図３に基づいて得られる低沸点成分の付着率である。
【００５３】
ステップＳ１０３では、排気通路３に付着している低沸点成分の量（以下、低沸点成分付着量という。）が算出される。本ステップでは、排気通路３に残留している低沸点成分の量が求められる。この低沸点成分付着量は、以下の式により求めることができる。
低沸点成分付着量＝低沸点成分付着量前回値＋低沸点成分新規付着量−低沸点成分蒸発量
ただし、低沸点成分付着量前回値とは、前回ルーチンのステップＳ１０３で求められた低沸点成分付着量である。つまり、前回ルーチンから今回ルーチンにかけての低沸点成分の増減に基づいて、低沸点成分の残留量が求められる。
【００５４】
ステップＳ１０４からステップＳ１０６では、低沸点成分と同様に高沸点成分の各値が求められる。そして、ステップＳ１０１からステップＳ１０３の「低沸点」を「高沸点」に置き換えるだけなので、説明を省略する。
【００５５】
ステップＳ１０７では、付着燃料量が求められる。つまり、排気通路３に付着している低沸点成分の量と高沸点成分の量とを合わせた値である総燃料量が求められる。つまり付着燃料量は、以下の式により求めることができる。
付着燃料量＝低沸点成分付着量＋高沸点成分付着量
【００５６】
以上のようにして、低沸点成分及び高沸点成分の夫々について付着量と蒸発量とを求めることができる。なお、本実施例ではステップＳ１０２又はステップＳ１０５の処理を実行するＥＣＵ１０が、本発明における新規付着燃料量推定手段に相当する。また、本実施例ではステップＳ１０１又はステップＳ１０４の処理を実行するＥＣＵ１０が、本発明に
おける蒸発燃料量推定手段に相当する。更に、本実施例ではステップＳ１０３又はステップＳ１０６の処理を実行するＥＣＵ１０が、本発明における付着燃料量推定手段に相当する。
【００５７】
そして、本実施例では、燃料添加が停止された後の低沸点成分及び高沸点成分の夫々の付着量と蒸発量とに基づいてＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱するか否か判定する。
例えば、高負荷運転状態から急減速がされたときには、ＮＯx触媒６及びフィルタ６１を
通過する排気の量が少なくなるので、ＮＯx触媒６及びフィルタ６１に多くの燃料が流入
すると、該ＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱する虞がある。また、例えば急減速時に
は燃料添加が停止される場合もあるが、排気通路３に多くの燃料が付着していると、該付着している燃料が蒸発してＮＯx触媒６及びフィルタ６１に流入することにより該ＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱する虞がある。フィルタ６１の再生時には、該フィルタ６１に捕集されたＰＭの酸化による発熱も加わるため、より過熱し易くなる。
【００５８】
ここで、ＮＯx触媒６又はフィルタ６１の過熱は、該ＮＯx触媒６での発熱量が、排気等に持ち去られる熱量よりも大きくなったときに起こる。そして、急減速時等の燃料添加が停止されているときには、低沸点成分付着量及び高沸点成分付着量に基づいて、ＮＯx触
媒６に流入する燃料量を算出することができる。このＮＯx触媒６に流入する燃料の中で
、低沸点成分のほうが高沸点成分よりも該ＮＯx触媒６で反応し易い。つまり、蒸発燃料
量が少なくても、該蒸発燃料量の中の低沸点成分の割合が高いと、ＮＯx触媒６又はフィ
ルタ６１が過熱する虞がある。また、低沸点成分の付着量が多いと排気の温度が低い場合であっても多くの低沸点成分が蒸発するので、ＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱する
虞がある。
【００５９】
これらを考慮することにより、ＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱するか否か判定す
る。つまり、ＮＯx触媒６又はフィルタ６１の温度が最も上昇し得る場合（例えば高負荷
運転後に急減速が行なわれる場合）に、該ＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱する虞が
あるほど排気通路３に低沸点成分及び高沸点成分が付着している場合には、ＮＯx触媒６
又はフィルタ６１が過熱すると判定する。つまり、低沸点成分付着量及び高沸点成分付着量から、これらの蒸発分によりＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱するか否か判定する
。なお、ＮＯx触媒６又はフィルタ６１の温度が最も上昇し得る場合（例えば高負荷運転
後の急減速）に、該ＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱する虞があるほど排気通路３か
ら低沸点成分及び高沸点成分が蒸発している場合には、ＮＯx触媒６又はフィルタ６１が
過熱すると判定してもよい。
【００６０】
具体的には、低沸点成分及び高沸点成分の夫々に過熱感度係数を設定し、低沸点成分付着量及び高沸点成分付着量の夫々に過熱感度係数を乗じる。そして、これらの値を合算して過熱感度付着量を得る。この過熱感度付着量とは、ＮＯx触媒６又はフィルタ６１の過
熱のし易さを表す値である。また、過熱感度係数とは、低沸点成分のほうが高沸点成分よりも過熱感度付着量に対して与える影響が大きくなるように決定される。この過熱感度係数は、発熱反応の速度に応じて定めても良く、予め実験等により求めても良い。また、過熱感度係数は、最も過熱が起きやすい条件（例えば高負荷運転からの急減速等の排気の量の差が大きくなる場合）において過熱のし易さが求められるように決定される。
【００６１】
そして、過熱感度付着量が閾値を超えた場合にはＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱
する虞があるとして燃料添加が禁止される。この閾値は、高負荷運転からの急減速等のＮＯx触媒６又はフィルタ６１の温度が最も上昇し得る場合においても該ＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱しない値の上限値とすることができる。つまり、過熱感度付着量が閾値を超えた場合には、ＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱すると判定される。
【００６２】
ここで、図６は、燃料添加を禁止するか否か判定するフローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００６３】
ステップＳ２０１では、過熱感度付着量が算出される。この過熱感度付着量は以下の式により求めることができる。
過熱感度付着量＝（低沸点成分付着量×低沸点成分の過熱感度係数）＋（高沸点成分付着量×高沸点成分の過熱感度係数）
【００６４】
ステップＳ２０２では、過熱感度付着量が閾値よりも大きいか否か判定される。つまり、ＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱する虞があるか否か判定される。
【００６５】
ステップＳ２０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０３へ進み、一方否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。なお、本実施例ではステップＳ２０２の処理を行なうＥＣＵ１０が、本発明における過熱判定手段に相当する。
【００６６】
ステップＳ２０３では、燃料添加弁７からの燃料添加が禁止される。つまり、運転状態によってはＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱する虞があるので、燃料添加を停止させ
ることにより、低沸点成分付着量及び高沸点成分付着量を減少させる。このようにして、ＮＯx触媒６又はフィルタ６１の過熱を抑制することができる。
【００６７】
なお、本実施例では、過熱感度付着量を用いて燃料添加を禁止するか否か判定しているが、これに代えて、ＮＯx触媒６又はフィルタ６１の温度がどれだけ上昇するのかを求め
ることにより該ＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱するか否かを判定してもよい。
【００６８】
また、燃料の直達分も考慮してＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱するか否か判定し
てもよい。この直達分は、夫々の成分毎に、燃料添加弁７から添加される量と、新規に排気通路に付着する量と、の差として求めることができる。そして、直達分と蒸発分との和に夫々の成分の過熱感度係数を乗じ、それらの値を合算した値と、閾値と、を比較することによりＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱するか否か判定しても良い。
【００６９】
さらに、フィルタ６１に捕集されているＰＭの量も考慮してＮＯx触媒６又はフィルタ
６１が過熱するか否か判定してもよい。このフィルタ６１に捕集されているＰＭの量は、例えばフィルタ６１よりも上流側と下流側との差圧に基づいて求めることができる。そして、ＰＭの量が多くなるほど、ステップＳ２０２における閾値を小さくしたり、又は夫々の過熱感度係数を大きくしたりしても良い。
【００７０】
以上説明したように、本実施例によれば、高沸点成分と低沸点成分との夫々について付着量と蒸発量とを求め、これらの値に基づいてＮＯx触媒６又はフィルタ６１が過熱する
虞があると判定された場合には燃料添加を禁止するので、該ＮＯx触媒６又はフィルタ６
１の過熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施例に係る内燃機関の排気浄化システムを適用する内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。
【図２】燃料添加弁からの燃料添加を同一間隔で複数回行なっているときの排気通路に付着している燃料の量（付着燃料量）と、この付着している燃料中の高沸点成分と低沸点成分との割合（成分割合）と、の推移を示したタイムチャートである。
【図３】排気の温度と付着率との関係を示した図である。
【図４】排気の温度と蒸発率との関係を示した図である。
【図５】付着燃料量を求めるフローを示したフローチャートである。
【図６】燃料添加を禁止するか否か判定するフローを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１     内燃機関
２     吸気通路
３     排気通路
４     エアフローメータ
６     吸蔵還元型ＮＯx触媒
７     燃料添加弁
８     温度センサ
１０   ＥＣＵ
６１   パティキュレートフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008121507.tif 000006
【図５】
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【図６】
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