(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白煙の発生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が夫々の閾値よりも多い場合に燃料添加を禁止する。【選択図】図６
2008121492.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、
全てのグループの蒸発燃料量の総和が第１所定値よりも多い場合、
前記グループの中で他のグループと比較して沸点の低いグループの蒸発燃料量が第２所定値よりも多い場合、
または前記グループの中で他のグループと比較して沸点の高いグループの蒸発燃料量が第３所定値よりも多い場合、
には、前記燃料添加手段による燃料添加を禁止する燃料添加禁止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。
【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、燃料添加時に排気通路に付着した燃料量が所定量以上となった場合に燃料添加を禁止することにより白煙の発生を抑制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２００５−１８０２９０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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、白煙は、大気中に放出された燃料が凝縮若しくは凝集することにより起こる。そのため、白煙は、凝縮若しくは凝集し易い成分であるほど、又は燃料濃度が高いほど起こり易い。
【０００８】
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。
【０００９】
そして、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おり、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。そのため、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。
【００１０】
そして、低沸点成分の付着量が多くなるほど、燃料が蒸発し易くなるため、白煙が発生し易くなる。また、蒸発した燃料の成分に高沸点成分が多いほど、大気中で凝縮等が起こり易くなるので、白煙が発生し易くなる。
【００１１】
このように、付着燃料中や蒸発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、白煙の発生のし易さが変わる。しかし、従来では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。
【００１２】
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白煙の発生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】
【００１３】
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、
全てのグループの蒸発燃料量の総和が第１所定値よりも多い場合、
前記グループの中で他のグループと比較して沸点の低いグループの蒸発燃料量が第２所定値よりも多い場合、
または前記グループの中で他のグループと比較して沸点の高いグループの蒸発燃料量が第３所定値よりも多い場合、
には、前記燃料添加手段による燃料添加を禁止する燃料添加禁止手段を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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良い。
【００２０】
そして、（１）全てのグループの蒸発燃料量の総和が第１所定値よりも多い場合、（２）前記グループの中で他のグループと比較して沸点の低いグループの蒸発燃料量が第２所定値よりも多い場合、（３）前記グループの中で他のグループと比較して沸点の高いグループの蒸発燃料量が第３所定値よりも多い場合、の何れか１つでも該当する場合には、例えば白煙が発生するとして燃料添加が禁止される。
【００２１】
（１）全てのグループの蒸発燃料量の総和が多い場合には、白煙の元になる燃料が多い状態なので、白煙が発生する虞がある。なお、全てのグループの付着燃料量の総和が多い場合にも、該付着燃料量の全てが蒸発することにより白煙が発生する虞がある。（２）沸点の低いグループ自体は白煙が発生し難いが、沸点の低いグループの蒸発燃料量が多い場合には、白煙が発生する虞がある。なお、沸点の低いグループは蒸発し易いので、該沸点の低いグループの付着量が多い場合には蒸発量も多くなるため白煙が発生する虞がある。（３）沸点の高いグループは、凝縮等が起こり易いので、蒸発燃料量が比較的少ない場合であっても白煙が発生し得る。なお、沸点の高いグループは蒸発し難いが、付着燃料量が多くなるに従い蒸発量も多くなるので、付着燃料量が多くなると白煙が発生する虞がある。
【００２２】
このような関係から燃料添加禁止手段は白煙が発生する虞のあるときには燃料添加を禁止することができる。つまり、各グループの蒸発燃料量若しくは付着燃料量に閾値を設定することにより、白煙の発生を抑制することができる。
【００２３】
なお、第１所定値、第２所定値、第３所定値は、夫々白煙が発生しない蒸発量の上限値とすることができる。この各所定値は、ある程度の余裕を持っていても良い。
【００２４】
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。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。また、沸点の高いグループであっても付着燃料量が多くなれば蒸発量もそれに従い多くなる。そこで、燃料添加禁止手段は各グループの付着燃料量に基づいて燃料添加を禁止するか否かを判定しても良い。
【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白煙の発生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、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白煙が発生するか否か判定する。この白煙は、燃料が大気中で凝縮若しくは凝集することにより発生する。
【００５８】
ここで、低沸点成分付着量と高沸点成分付着量とを合わせた付着燃料量が多くなると、蒸発燃料量も多くなるために白煙が発生する虞がある。この場合、例えば付着燃料が全て蒸発したときに蒸発燃料量が第１所定値よりも多くなる場合は白煙が発生すると判定できる。
【００５９】
また、低沸点成分は蒸発し易いため、低沸点成分付着量が多くなると低沸点成分蒸発量も多くなり、白煙が発生しやすくなる。この場合、例えば低沸点成分蒸発量が第２所定値よりも多くなる場合に白煙が発生すると判定できる。
【００６０】
さらに、高沸点成分は蒸発し難いが凝縮若しくは凝集が起こり易いため、高沸点成分蒸発量が比較的少量であっても白煙が発生する虞がある。この場合、例えば高沸点成分蒸発量が第３所定値よりも多くなる場合に白煙が発生すると判定できる。
【００６１】
このように、低沸点成分と高沸点成分とでは、排気通路３に付着する割合、排気通路３から蒸発する割合、及び白煙の発生の起こり易さが夫々異なるため、本実施例では、夫々の成分で閾値を持って白煙が発生するか否か判定する。
【００６２】
ここで、図６は、白煙の発生により燃料添加を禁止するか否かを判定するための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。なお、排気通路３に付着している各成分の量と排気通路３から蒸発する各成分の量とには相関がある。本ルーチンでは付着している量に基づいて判定を行うが、蒸発する量に基づいても同様にして判定することができる。
【００６３】
ステップＳ２０１では、付着燃料量が第１所定値よりも大きいか否か判定される。この付着燃料量は、前記ステップ１０７で算出される値である。本ステップでは、排気通路３に付着している全ての燃料が蒸発したときに白煙が発生するか否か判定される。ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０５へ進み燃料添加が禁止され、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進む。
【００６４】
ステップＳ２０２では、低沸点成分付着量が第２所定値よりも大きいか否か判定される。この低沸点成分付着量は、前記ステップ１０３で算出される値である。ステップＳ２０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０５へ進み燃料添加が禁止され、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ２０３へ進む。
【００６５】
ステップＳ２０３では、高沸点成分付着量が第３所定値よりも大きいか否か判定される。この高沸点氏得分付着量は、前記ステップ１０６で算出される値である。ステップＳ２０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０５へ進み燃料添加が禁止され、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ２０４へ進んで燃料添加が許可される。
【００６６】
このようにして、燃料添加弁７から添加される燃料の成分毎に白煙が発生するか否か判定することにより、白煙発生の判定精度をより高めることができる。なお、本実施例では、図６に示すフローに従い燃料添加を禁止するＥＣＵ１０が、本発明における燃料添加禁止手段に相当する。
【００６７】
なお、白煙が発生するか否か判定するときには、燃料の直達分を考慮してもよい。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総量を各成分毎に求め、さらにこの場合の閾値を各成分毎に設定することにより、上記フローと同様にして白煙が発生するか否か判定することができる。
【００６８】
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白煙が発生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、白煙の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【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】白煙の発生により燃料添加を禁止するか否かを判定するためのフローを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
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】
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【図５】
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【図６】
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