(57)【要約】【課題】内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が触媒を通過するように触媒を設置した場合において、触媒を通過する排気の流量をより高い精度で推定する。【解決手段】本発明は、触媒に流入する排気のＨＣ濃度と、触媒より下流側で該触媒を通過した排気と該触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のＨＣ濃度との割合に基づいて、排気の全流量に対する触媒を通過する排気の流量の割合である触媒通過率を算出する触媒通過率算出手段（Ｓ１０３）と、触媒通過率算出手段によって算出された触媒通過率と排気の全流量とに基づいて触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段（Ｓ１０４）と、を備える。【選択図】図２
2008291711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が通過するように設置された酸化機能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気のＨＣ濃度と、前記触媒より下流側で前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のＨＣ濃度との割合に基づいて、排気の全流量に対する前記触媒を通過する排気の流量の割合である触媒通過率を算出する触媒通過率算出手段と、
前記触媒通過率算出手段によって算出された触媒通過率と排気の全流量とに基づいて前記触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記触媒通過率算出手段が、
前記触媒に流入する排気のＨＣ濃度を検出する上流側ＨＣ濃度検出手段と、
前記排気通路における前記触媒より下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気のＨＣ濃度を検出するＨＣセンサと、を有し、
前記上流側ＨＣ濃度検出手段によって検出されたＨＣ濃度と前記ＨＣセンサによって検出されたＨＣ濃度とに基づいて触媒通過率を算出することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記触媒通過率算出手段が、
前記触媒に流入する排気のＯ２濃度を検出する上流側Ｏ２濃度検出手段と、
前記排気通路における前記触媒より下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ、排気のＯ２濃度を検出するＯ２センサと、を有し、
前記上流側Ｏ２濃度検出手段によって検出されたＯ２濃度と前記Ｏ２センサによって検出されたＯ２濃度とに基づいて、前記触媒に流入する排気のＨＣ濃度と、前記触媒より下流側で前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のＨＣ濃度との割合を算出することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記触媒通過率算出手段が、
前記触媒に流入する排気の温度を検出する上流側温度検出手段と、
前記排気通路における前記触媒より下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ、排気の温度を検出する温度センサと、を有し、
前記上流側温度検出手段によって検出された温度と前記温度センサによって検出された温度とに基づいて、前記触媒に流入する排気のＨＣ濃度と、前記触媒より下流側で前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のＨＣ濃度との割合を算出することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が通過するように設置された酸化機能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気の温度を検出する上流側温度検出手段と、
前記触媒よりも下流側の排気通路において前記触媒の下流側端部と対向するように設けられ前記触媒から流出した排気の温度を検出する第一温度センサと、
該第一温度センサよりも下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気の温度を検出する第二温度センサと、
前記触媒を通過する排気の流量をＧｃａｔとし、
前記上流側温度検出手段によって検出された排気の温度をＴｇｉｎとし、
前記第一温度センサによって検出された排気の温度をＴｇｄ１とし、
前記第二温度センサによって検出された排気の温度をＴｇｄ２としたときに、
Ｇｃａｔ＝（Ｔｇｄ２−Ｔｇｉｎ）／（Ｔｇｄ１−Ｔｇｉｎ）
で表される式から前記触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記触媒通過排気流量算出手段によって算出された前記触媒を通過する排気の流量を前記触媒の温度に基づいて補正することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記触媒の温度が前記触媒の活性度合いが上限近傍となる閾値である最活性温度以上であるときに、前記触媒通過排気流量算出手段によって前記触媒を通過する排気の流量を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記触媒通過排気流量算出手段が、
前記触媒の温度が所定温度のときに、前記触媒を通過する排気の流量の基準値を算出し、
前記触媒の温度が前記所定温度以外のときは、前記触媒の温度に基づいて前記基準値を補正することで前記触媒を通過する排気の流量を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が通過するように設置された酸化機能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気の温度を検出する上流側温度検出手段と、
前記触媒よりも下流側の排気通路において前記触媒の下流側端部と対向するように設けられ前記触媒から流出した排気の温度を検出する第一温度センサと、
該第一温度センサよりも下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気の温度を検出する第二温度センサと、
前記上流側温度検出手段によって検出される排気の温度が低下したときにおける、前記第一温度センサによって検出される排気の温度が低下し始めるタイミングと前記第二温度センサによって検出される排気の温度が低下し始めるタイミングとの時間差に基づいて前記触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記触媒通過排気流量算出手段によって算出された前記触媒を通過する排気の流量が所定流量以下の場合は、前記触媒を昇温させることで前記触媒の上流側端面の詰まりを解消させる詰まり解消制御を実行することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
前記排気通路において、前記触媒の外周面と前記排気通路の内周面との間を排気が流れるように前記触媒が設置されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】
前記排気通路が、途中で複数の分岐通路に分岐し且つ該複数の分岐通路が下流側で集合するように形成されており、
前記触媒が、前記複数の分岐通路のうちのいずれかにのみ設置されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか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、内燃機関の排気通路に設けられた酸化機能を有する触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に酸化機能を有する触媒を設ける場合において、例えば、触媒の外周面と排気通路の内周面との間を排気が流れるように触媒を設置したり、排気通路を途中で複数の分岐通路に分岐させると共に一部の分岐通路にのみ触媒を配置したりすることで、排気の全量ではなくその一部が触媒を通過するように触媒を設置する場合がある。
【０００３】
また、特許文献１には、排気中のＮＯｘを還元する二つのＮＯｘ触媒を内燃機関の排気通路に直列に配置した構成が開示されている。この特許文献１では、下流側ＮＯｘ触媒の流入ガス温度と流出ガス温度との差から下流側ＮＯｘ触媒の活性状態やＨＣ反応量を推定し、それに応じて内燃機関での後噴射時期を遅角または進角して後噴射によって噴射された燃料の改質度合を調整する。これにより上流側ＮＯｘ触媒でのＨＣ反応量を調整することで、下流側ＮＯｘ触媒へのＨＣ供給量を調整する。
【特許文献１】特開平１１−３５０９３９号公報
【特許文献２】特開２００６−９０１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が触媒を通過するように触媒を設置した場合において、触媒を通過する排気の流量をより高い精度で推定することが可能な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】
【０００５】
第一の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が通過するように設置された酸化機能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気のＨＣ濃度と、前記触媒より下流側で前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のＨＣ濃度との割合に基づいて、排気の全流量に対する前記触媒を通過する排気の流量の割合である触媒通過率を算出する触媒通過率算出手段と、
前記触媒通過率算出手段によって算出された触媒通過率と排気の全流量とに基づいて前記触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
ここで、触媒に流入する排気のＨＣ濃度を上流側ＨＣ濃度と称し、触媒より下流側で触媒を通過した排気と触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のＨＣ濃度を下流側ＨＣ濃度と称する。
【０００７】
排気の一部のみが触媒を通過する場合、触媒に流入した排気中のＨＣが触媒において酸化された分、上流側ＨＣ濃度に対して下流側ＨＣ濃度が低下する。このとき、下流側ＨＣ濃度が低いほど、触媒において酸化されたＨＣが多い、即ち、触媒を通過した排気の流量が多いと判断出来る。従って、上流側ＨＣ濃度と下流側ＨＣ濃度との割合に基づいて触媒通過率を算出することが出来る。
【０００８】
本発明によれば、排気の一部のみが触媒を通過する場合において、触媒を通過する排気の流量をより高い精度で推定することが出来る。
【０００９】
本発明においては、触媒通過率算出手段が、触媒に流入する排気のＨＣ濃度を検出する上流側ＨＣ濃度検出手段と、排気通路における触媒より下流側であって触媒を通過した排気と触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気のＨＣ濃度を検出するＨＣセンサと、を有してもよい。この場合、上流側ＨＣ濃度検出手段によって検出されたＨＣ濃度とＨＣセンサによって検出されたＨＣ濃度とに基づいて触媒通過率を算出することが出来る。
【００１０】
また、本発明においては、触媒通過率算出手段が、触媒に流入する排気のＯ２濃度を検出する上流側Ｏ２濃度検出手段と、排気通路における触媒より下流側であって触媒を通過した排気と触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気のＯ２濃度を検出するＯ２センサと、を有してもよい。
【００１１】
ここで、上流側Ｏ２濃度検出手段によって検出されるＯ２濃度を上流側Ｏ２濃度と称し、Ｏ２センサによって検出されるＯ２濃度を下流側Ｏ２濃度と称する。
【００１２】
排気の一部が触媒に流入し、流入した排気中のＨＣが触媒において酸化されると、流入した排気中のＯ２が消費される。そのため、触媒からはＯ２濃度が低下した排気が流出する。その結果、触媒におけるＨＣの酸化に消費されたＯ２量分、上流側Ｏ２濃度に対して下流側Ｏ２濃度が低下する。従って、上流側Ｏ２濃度と下流側Ｏ２濃度との割合は上流側ＨＣ濃度と下流側ＨＣ濃度との割合と同等となる。
【００１３】
そこで、上記構成の場合、上流側Ｏ２濃度と下流側Ｏ２濃度とに基づいて上流側ＨＣ濃度と下流側ＨＣ濃度との割合を算出する。
【００１４】
また、本発明においては、触媒通過率算出手段が、触媒に流入する排気の温度を検出する上流側温度検出手段と、排気通路における触媒より下流側であって触媒を通過した排気と触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ、排気の温度を検出する温度センサと、を有してもよい。
【００１５】
ここで、上流側温度検出手段によって検出された温度を上流側温度と称し、温度センサによって検出された温度を下流側温度と称する。
【００１６】
排気の一部が触媒に流入し、流入した排気中のＨＣが触媒において酸化されると、該触媒から流出する排気の温度が上昇する。これにより、触媒においてＨＣが酸化されることで生じた熱量分、上流側温度に対して下流側温度が上昇する。そのため、上流側温度と下流側温度との割合から上流側ＨＣ濃度と下流側ＨＣ濃度との割合を算出することが出来る。
【００１７】
そこで、上記構成の場合、上流側温度と下流側温度とに基づいて上流側ＨＣ濃度と下流側ＨＣ濃度との割合を算出する。
【００１８】
第二の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が通過するように設置された酸化機能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気の温度を検出する上流側温度検出手段と、
前記触媒よりも下流側の排気通路において前記触媒の下流側端部と対向するように設けられ前記触媒から流出した排気の温度を検出する第一温度センサと、
該第一温度センサよりも下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気の温度を検出する第二温度センサと、
前記触媒を通過する排気の流量をＧｃａｔとし、
前記上流側温度検出手段によって検出された排気の温度をＴｇｉｎとし、
前記第一温度センサによって検出された排気の温度をＴｇｄ１とし、
前記第二温度センサによって検出された排気の温度をＴｇｄ２としたときに、
Ｇｃａｔ＝（Ｔｇｄ２−Ｔｇｉｎ）／（Ｔｇｄ１−Ｔｇｉｎ）・・・式（１）
で表される式から前記触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
ここで、上流側温度検出手段によって検出された排気の温度を上流側温度Ｔｇｉｎと称し、第一温度センサによって検出された排気の温度を第一下流側温度Ｔｇｄ１と称し、第二温度センサによって検出された排気の温度を第二下流側温度Ｔｇｄ２と称する。
【００２０】
上述したように、排気の一部が触媒に流入し、流入した排気中のＨＣが触媒において酸化されると、該触媒から流出する排気の温度が上昇する。このとき、第一下流側温度Ｔｇｄ１および第二下流側温度Ｔｇｄ２は共に上昇する。しかしながら、触媒を通過することなく触媒よりも下流側に流れた排気の温度は上昇しないため、触媒を通過した排気と触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気の温度である第二下流側温度Ｔｇｄ２は、触媒から流出した排気の温度である第一下流側温度Ｔｇｄ１に比べて低くなる。
【００２１】
このとき、排気の全流量をＧａとすると、上流側温度Ｔｇｉｎ、第一下流側温度Ｔｇｄ１、第二下流側温度Ｔｇｄ２、触媒を通過する排気の流量をＧｃａｔおよび排気の全流量Ｇａの関係は下記式（２）のようになる。
（Ｔｇｄ１−Ｔｇｉｎ）×Ｇｃａｔ／Ｇａ＝（Ｔｇｄ２−Ｔｇｉｎ）×Ｇａ・・・式（２）
【００２２】
式（２）から上記式（１）を導き出すことが出来、上記式（１）から触媒を通過する排気の流量を算出することが出来る。
【００２３】
第一または第二の発明においては、触媒通過排気流量算出手段によって算出された触媒を通過する排気の流量を触媒の温度に基づいて補正してもよい。
【００２４】
実際に触媒を通過する排気の流量が同一であり、触媒に流入したＨＣ量が同一の場合であっても、触媒におけるＨＣの酸化量が該触媒の温度に応じて変化する場合がある。そのため、触媒通過排気流量算出手段によって算出された触媒を通過する排気の流量を触媒の温度に基づいて補正することで、触媒を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。
【００２５】
第一または第二の発明においては、触媒の温度が最活性温度以上であるときに、触媒通過排気流量算出手段によって触媒を通過する排気の流量を算出してもよい。このとき、最活性温度は、触媒の活性度合いが上限近傍となる閾値である。
【００２６】
触媒の温度が最活性温度以上となると、触媒におけるＨＣの酸化量が該触媒の温度に応じて変化し難くなる。従って、触媒の温度が最活性温度以上であるときに、触媒通過排気流量算出手段によって触媒を通過する排気の流量を算出することで、触媒を通過する排気の流量をより高い精度で推定することが出来る。
【００２７】
第一または第二の発明においては、触媒通過排気流量算出手段が、触媒の温度が所定温度のときに、上記したそれぞれの方法によって触媒を通過する排気の流量の基準値を算出
してもよい。この場合、触媒通過排気流量算出手段は、触媒の温度が前記所定温度以外のときは、触媒の温度に基づいて基準値を補正することで触媒を通過する排気の流量を算出してもよい。
【００２８】
触媒の温度が高いほど、該触媒を流れる排気の温度も高くなり、それに伴って該触媒を流れる排気の粘性係数が上昇する。そのため、触媒よりも上流側の排気通路を流れる排気の流量が同一であっても、触媒の温度が高いほど該触媒を通過する排気の流量は少なくなる。
【００２９】
そのため、上記のように、触媒の温度が所定温度のときに触媒を通過する排気の流量の基準値を算出すると共に、触媒の温度に応じてその基準値を補正することで、触媒の温度が所定温度以外のときの触媒を通過する排気の流量を算出することが出来る。
【００３０】
第三の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が通過するように設置された酸化機能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気の温度を検出する上流側温度検出手段と、
前記触媒よりも下流側の排気通路において前記触媒の下流側端部と対向するように設けられ前記触媒から流出した排気の温度を検出する第一温度センサと、
該第一温度センサよりも下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気の温度を検出する第二温度センサと、
前記上流側温度検出手段によって検出される排気の温度が低下したときにおける、前記第一温度センサによって検出される排気の温度が低下し始めるタイミングと前記第二温度センサによって検出される排気の温度が低下し始めるタイミングとの時間差に基づいて前記触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００３１】
ここでも、上記と同様、上流側温度検出手段によって検出された排気の温度を上流側温度と称し、第一温度センサによって検出された排気の温度を第一下流側温度と称し、第二温度センサによって検出された排気の温度を第二下流側温度と称する。
【００３２】
上流側温度が低下すると、それに伴って、触媒より下流側の排気通路における触媒を通過した排気の温度も触媒を通過しなかった排気の温度も共に低下する。しかしながら、触媒を通過した排気の温度は触媒を通過しなかった排気の温度に比べて下がり難い。そのため、第一下流側温度は第二下流側温度よりも低下し始めるタイミングが遅くなる。このとき、触媒を通過する排気の流量が多いほど第一下流側温度が低下し始めるタイミングと第二下流側温度が低下し始めるタイミングとの時間差は長くなる。
【００３３】
従って、上流側温度が低下したときの第一下流側温度が低下し始めるタイミングと第二下流側温度が低下し始めるタイミングとの時間差に基づいて触媒を通過する排気の流量を算出することが出来る。
【００３４】
第一から第三の発明においては、触媒通過排気流量算出手段によって算出された触媒を通過する排気の流量が所定流量以下の場合は、触媒を昇温させることで触媒の上流側端面の詰まりを解消させる詰まり解消制御を実行してもよい。
【００３５】
触媒の上流側端面の詰まりが生じると、触媒を通過する排気の流量が大幅に減少する。ここで、所定流量とは、触媒の上流側端面の詰まりが生じたと判断出来る閾値である。
【００３６】
上記によれば、好適なタイミングで触媒の上流側端面の詰まりを解消させることが出来
る。
【００３７】
第一から第三の発明においては、排気通路において、触媒の外周面と排気通路の内周面との間を排気が流れるように触媒が設置されてもよい。この場合、触媒の排気の流れる方向と垂直方向の断面積が排気通路の排気が流れる方向と垂直に交わる方向の断面積よりも小さくなるように触媒が形成される。このような構成によれば、排気の全量ではなくその一部が触媒を通過する。
【００３８】
また、第一から第三の発明においては、排気通路が、途中で複数の分岐通路に分岐し且つ該複数の分岐通路が下流側で集合するように形成されると共に、触媒が、複数の分岐通路のうちのいずれかにのみ設置されてもよい。このような構成によっても、排気の全量ではなくその一部が触媒を通過する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が触媒を通過するように触媒を設置した場合において、触媒を通過する排気の流量をより高い精度で推定することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
【００４１】
＜実施例１＞
＜内燃機関の吸排気系の概略構成＞
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
【００４２】
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、吸気通路３および排気通路２が接続されている。吸気通路３にはスロットル弁７およびエアフローメータ８が設けられている。
【００４３】
排気通路２には、排気中の粒子状物質（Particulate Matter：以下、ＰＭと称する）を捕集するパティキュレートフィルタ（以下、フィルタと称する）５が設けられている。該フィルタ５には吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＯｘ触媒と称する）が担持されている。
【００４４】
排気通路２におけるフィルタ５より上流側には酸化触媒４が設けられている。酸化触媒４は、円柱状の形状であって、その外径は排気通路２の内径よりも小さくなっている。つまり、酸化触媒４の排気を流れる方向と垂直方向の断面積は、排気通路２の排気を流れる方向と垂直方向の断面積よりも小さくなっている。このような構成により、酸化触媒４の外周面と排気通路２の内周面との間を排気が流れる。尚、本実施例においては、酸化触媒４が本発明に係る酸化機能を有する触媒に相当する。酸化触媒４は、酸化機能を有する触媒であればよく、例えば、三元触媒やＮＯｘ触媒であってもよい。
【００４５】
酸化触媒４より上流側の排気通路２には燃料を添加する燃料添加弁６が設けられている。該燃料添加弁６は、燃料が噴射される燃料噴射孔が酸化触媒４の上流側端面と対向するように酸化触媒４に近接して配置されている。燃料添加弁６の燃料噴射孔からは燃料が円錐状に噴射される（図１においては、斜線部が燃料の噴霧を表している）。そして、燃料添加弁６の燃料噴射孔から燃料が噴射された場合、円錐状に形成された燃料の噴霧中に酸化触媒４の上流側端面が位置するようになっている。
【００４６】
さらに、排気通路２における酸化触媒４とフィルタ５との間には、排気のＨＣ濃度を検出するＨＣセンサ９が設けられている。該ＨＣセンサ９は、排気通路２における酸化触媒４を通過した排気と酸化触媒４を通過しなかった排気（即ち、酸化触媒４の外周面と排気通路２の内周面との間を通過した排気）とが混ざり合う位置以降に設けられている。
【００４７】
以上述べたように構成された内燃機関１には、この内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０には、エアフローメータ８、ＨＣセンサ９、クランクポジションセンサ１１およびアクセル開度センサ１２が電気的に接続されている。これらの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
【００４８】
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するセンサである。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するセンサである。ＥＣＵ１０は、クランクポジションセンサ１１の出力値に基づいて内燃機関１の機関回転数を算出し、アクセル開度センサ１２の出力値に基づいて内燃機関１の機関負荷を算出する。
【００４９】
また、ＥＣＵ１０にはスロットル弁７、燃料添加弁６および内燃機関１の燃料噴射弁が電気的に接続されている。ＥＣＵ１０によってこれらが制御される。
【００５０】
＜昇温制御＞
本実施例では、フィルタ５に捕集されたＰＭを酸化させて除去するときやフィルタ５に担持されたＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを放出させて還元するとき等のようにフィルタ５を昇温させる必要がある場合、該フィルタ５に流入する排気を昇温させる昇温制御を実行する。
【００５１】
本実施例に係る昇温制御は、燃料添加弁６から燃料を添加し、該燃料を酸化触媒４に供給することで実現される。酸化触媒４に供給された燃料は該酸化触媒４において酸化される。このときに生じる酸化熱によって、フィルタ５に流入する排気が昇温される。
【００５２】
上述したように本実施例においては、酸化触媒４の外径が排気通路２の内径よりも小さくなっている。この場合、酸化触媒４の外径が排気通路２の内径と同一もしくはそれ以上の場合に比べて酸化触媒４内を排気が通過するときの排気の流路通抵抗が大きくなるため、酸化触媒４内を流れる排気の流量が少なくなる。そのため、燃料添加弁６から燃料が供給されたときに該燃料が酸化触媒４内を通過するのにかかる時間が長くなり、該酸化触媒４における燃料の酸化反応がより促進され易くなる。その結果、排気の昇温が促進される。
【００５３】
＜触媒通過排気流量の算出方法＞
本実施例のような構成の場合、排気の全量ではなくその一部が酸化触媒４を通過する。そして、上記のような昇温制御を実施する場合、酸化触媒４を通過する排気の流量に応じて燃料添加弁６から添加する燃料の量を制御する必要がある。従って、酸化触媒４の温度を目標温度に制御するためには、酸化触媒４を通過する排気の流量を精度良く推定することが重要である。
【００５４】
ここで、本実施例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量の算出方法について図２に示すフローチャートに基づいて説明する。図２は、本実施例に係る、酸化触媒４を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ１０に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関１の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。
【００５５】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ１０１において、内燃機関１の運転状態等に基づいて、酸化触媒４より上流側の排気通路２を流れる排気のＨＣ濃度、即ち、酸化触媒４に流入する排気のＨＣ濃度（以下、上流側ＨＣ濃度と称する）Ｃｈｃｉｎを算出する。本実施例においては、このＳ１０１を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る上流側ＨＣ濃度検出手段に相当する。
【００５６】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０２に進み、ＨＣセンサ９によって検出される、酸化触媒４を通過した排気と酸化触媒４を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のＨＣ濃度（以下、下流側ＨＣ濃度と称する）Ｃｈｃｄを読み込む。
【００５７】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０３に進み、上流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｉｎと下流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｄとの割合から、排気の全流量に対する酸化触媒４を通過する排気の流量の割合である触媒通過率Ｒｃｇを算出する。
【００５８】
下流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｄは、酸化触媒４に流入した排気中のＨＣが酸化触媒４において酸化された分だけ上流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｉｎよりも低下する。つまり、上流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｉｎに対する下流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｄの低下分が大きいほど、酸化触媒４を通過する排気の流量が多いと判断出来る。そのため、上流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｉｎと下流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｄとの割合に基づいて触媒通過率Ｒｃｇを算出することが出来る。本実施例においては、Ｓ１０３を実行するＥＣＵ１０を含んで本発明に係る触媒通過率算出手段が構成される。
【００５９】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０４に進み、エアフローメータ８の検出値に基づいて算出される排気の全流量ＧａとＳ１０３において算出された触媒通過率Ｒｃｇとを乗算することによって酸化触媒４を通過する排気の流量Ｇｃａｔを算出する。本実施例においては、このＳ１０４を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る触媒通過排気流量算出手段に相当する。
【００６０】
以上説明したルーチンによれば、酸化触媒４を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。その結果、昇温制御の実行時に酸化触媒４の温度をより高精度で目標温度に制御することが可能となる。
【００６１】
尚、本実施例においては、内燃機関１の運転状態等に基づいて上流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｉｎを算出したが、下流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｄと同様、上流側ＨＣ濃度ＣｈｃｉｎをＨＣセンサによって検出してもよい。この場合、酸化触媒４よりも上流側の排気通路２に設けられるＨＣセンサが、本発明に係る上流側ＨＣ濃度検出手段に相当する。
【００６２】
＜変形例１＞
次に、本実施例の変形例１について説明する。本変形例においては、ＨＣセンサ９に代えて、排気のＯ２濃度を検出するＯ２センサが設けられる。それ以外の構成は図１に示す構成と同様である。
【００６３】
ここで、本変形例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量の算出方法について図３に示すフローチャートに基づいて説明する。図３は、本変形例に係る、酸化触媒４を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンにおけるＳ１０４は、図２に示すフローチャートにおけるＳ１０４と同様であるためその説明を省略する。本ルーチンはＥＣＵ１０に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関１の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。
【００６４】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ３０１において、内燃機関１の運転状態等に基づいて、酸化触媒４より上流側の排気通路２を流れる排気のＯ２濃度、即ち、酸化触媒４に流入する排気のＯ２濃度（以下、上流側Ｏ２濃度と称する）Ｃｏｉｎを算出する。本変形例においては、このＳ３０１を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る上流側Ｏ２濃度検出手段に相当する。
【００６５】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ３０２に進み、Ｏ２センサによって検出された、酸化触媒４を通過した排気と酸化触媒４を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のＯ２濃度（以下、下流側Ｏ２濃度と称する）Ｃｏｄを読み込む。
【００６６】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ３０３に進み、上流側Ｏ２濃度Ｃｏｉｎと下流側Ｏ２濃度Ｃｏｄとの割合から上流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｉｎと下流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｄとの割合を算出し、この上流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｉｎと下流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｄとの割合に基づき触媒通過率Ｒｃｇを算出する。
【００６７】
下流側Ｏ２濃度Ｃｏｄは、酸化触媒４に流入した排気中のＨＣの酸化にＯ２が消費された分だけ上流側Ｏ２濃度Ｃｏｕよりも低下する。従って、上流側Ｏ２濃度Ｃｏｉｎと下流側Ｏ２濃度Ｃｏｄとの割合は、上流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｉｎと下流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｄとの割合と同等となる。本変形例においては、Ｓ２０３を実行するＥＣＵ１０を含んで本発明に係る触媒通過率算出手段が構成される。触媒通過率Ｒｃｇを算出したＥＣＵ１０はＳ１０４に進む。
【００６８】
本変形例によっても、酸化触媒４を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。
【００６９】
尚、本変形例においては、内燃機関１の運転状態等に基づいて上流側Ｏ２濃度Ｃｏｉｎを算出したが、下流側Ｏ２濃度Ｃｏｄと同様、上流側Ｏ２濃度ＣｏｉｎをＯ２センサによって検出してもよい。この場合、酸化触媒４よりも上流側の排気通路２に設けられるＯ２センサが、本発明に係る上流側Ｏ２濃度検出手段に相当する。
【００７０】
＜変形例２＞
次に、本実施例の変形例２について説明する。本変形例においては、ＨＣセンサ９に代えて、排気の温度を検出する温度センサが設けられる。それ以外の構成は、図１に示す構成と同様である。
【００７１】
ここで、本変形例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量の算出方法について図４に示すフローチャートに基づいて説明する。図４は、本変形例に係る、酸化触媒４を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンにおけるＳ１０４は、図２に示すフローチャートにおけるＳ１０４と同様であるためその説明を省略する。本ルーチンはＥＣＵ１０に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関１の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。
【００７２】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ４０１において、内燃機関１の運転状態等に基づいて、酸化触媒４より上流側の排気通路２を流れる排気の温度、即ち、酸化触媒４に流入する排気の温度（以下、上流側温度と称する）Ｔｇｉｎを算出する。本変形例においては、このＳ４０１を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る上流側温度検出手段に相当する。
【００７３】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０２に進み、温度センサによって検出された、酸化触媒４を通過した排気と酸化触媒４を通過しなかった排気とが混ざり合った排気の温度（以下、下
流側温度と称する）Ｔｇｄを読み込む。
【００７４】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ４０３に進み、上流側温度Ｔｇｉｎと下流側温度Ｔｇｄとの割合から、上流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｉｎと下流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｄとの割合を算出し、この上流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｉｎと下流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｄとの割合に基づき触媒通過率Ｒｃｇを算出する。下流側温度Ｔｇｄは、酸化触媒４に流入した排気中のＨＣが酸化されることで生じた熱量分だけ上流側温度Ｔｇｉｎよりも上昇する。従って、上流側温度Ｔｇｉｎと下流側温度Ｔｇｄとの割合に基づいて上流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｉｎと下流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｄとの割合を算出することが出来る。本変形例においては、Ｓ４０３を実行するＥＣＵ１０を含んで本発明に係る触媒通過率算出手段が構成される。触媒通過率Ｒｃｇを算出したＥＣＵ１０はＳ１０４に進む。
【００７５】
本変形例によっても、酸化触媒４を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。
【００７６】
尚、本変形例においては、内燃機関１の運転状態等に基づいて上流側温度Ｔｇｉｎを算出したが、下流側温度Ｔｇｄと同様、上流側温度Ｔｇｉｎを温度センサによって検出してもよい。この場合、酸化触媒４よりも上流側の排気通路２に設けられる温度センサが、本発明に係る上流側温度検出手段に相当する。
【００７７】
＜変形例３＞
次に、本実施例の変形例３について説明する。図５は本変形例に係る排気通路の概略構成を示す図である。図５において、矢印は排気の流れる方向を表しており、図１に示す構成の場合と同様、排気通路２の上流側端部は内燃機関１に接続されている。
【００７８】
本実施例における排気通路２は、途中で第一分岐通路２ａと第二分岐通路２ｂとに分岐しており、さらに第一分岐通路２ａと第二分岐通路２ｂとが下流側で集合している。酸化触媒４は第一分岐通路２ａに設けられており、第二分岐通路２ｂに触媒は設けられていない。
【００７９】
酸化触媒４の外径は第一分岐通路２ａの内径よりも大きくなっている。また、第一分岐通路２ａにおける酸化触媒４よりも上流側に燃料添加弁６が設けられている。第一分岐通路２ａと第二分岐通路２ｂとの下流側集合部よりも下流側の排気通路２にＨＣセンサ９が設けられている。そして、ＨＣセンサ９よりも下流側の排気通路２にフィルタ５が設けられている。
【００８０】
上記以外の構成は図１に示す構成と同様であるため、それらの図示および説明を省略する。
【００８１】
本変形例においては、排気通路２を流れる排気が第一分岐通路２ａと第二分岐通路２ｂとに分かれて流れる。そのため、本変形例のような構成の場合も、図２に示す構成の場合と同様、排気の全量ではなくその一部が酸化触媒４を通過する。そして、ＨＣセンサ９は、酸化触媒４を通過した排気（即ち、第一分岐通路２ａを流れた排気）と酸化触媒４を通過しなかった排気（即ち、第二分岐通路２ｂを流れた排気）とが混ざり合った排気のＨＣ濃度を検出する。
【００８２】
そのため、本変形例のような構成の場合においても、上記のような酸化触媒４を通過する排気の流量の算出方法を適用することが出来る。
【００８３】
＜実施例２＞
図６は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。本実施例においては、実施例１におけるＨＣセンサ９に代えて、排気の温度を検出する第一および第二温度センサ１３、１４が設けられている。第一温度センサ１３は、酸化触媒４よりも下流側の排気通路２において酸化触媒４の下流側端部と対向するように設けられており、酸化触媒４から流出した排気の温度を検出する。第二温度センサ１４は、排気通路２における第一温度センサ１３よりも下流側であって酸化触媒４を通過した排気と酸化触媒４を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられている。第一および第二温度センサ１３、１４はＥＣＵ１０に電気的に接続されている。これらの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
【００８４】
上記以外の構成は図１に示す構成と同様であるため、同様の構成要素には同様の参照番号を付しその説明を省略する。また、本実施例においても、フィルタ５に捕集されたＰＭを酸化させて除去するときやフィルタ５に担持されたＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを放出させて還元するとき等のようにフィルタ５を昇温させる必要がある場合、実施例１と同様の昇温制御が行われる。
【００８５】
＜触媒通過排気流量の算出＞
ここで、本実施例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量の算出方法について説明する。本実施例において、第一温度センサ１３によって検出される排気の温度を第一下流側温度Ｔｇｄ１とし、第二温度センサ１４によって検出される排気の温度を第二下流側温度Ｔｇｄ２とする。
【００８６】
酸化触媒４に流入した排気中のＨＣが酸化触媒４において酸化されることにより、酸化触媒４に流入する排気の温度である上流側温度Ｔｇｉｎに比べて第一および第二下流側温度Ｔｇｄ１、Ｔｇｄ２は高くなる。このとき、酸化触媒４を通過することなく酸化触媒４よりも下流側に流れた排気の温度は上昇しないため、酸化触媒４を通過した排気と触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気の温度である第二下流側温度Ｔｇｄ２は、酸化触媒４から流出した排気の温度である第一下流側温度Ｔｇｄ１に比べて低い。
【００８７】
そして、本実施例では下記式（１）が成立する。
Ｇｃａｔ＝（Ｔｇｄ２−Ｔｇｉｎ）／（Ｔｇｄ１−Ｔｇｉｎ）・・・式（１）
Ｇｃａｔ：酸化触媒４を通過する排気の流量
【００８８】
そこで、本実施例においては上記式（１）に基づいて触媒を通過する排気の流量を算出する。
【００８９】
ここで、本実施例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量の算出するときのルーチンについて図７に示すフローチャートに基づいて説明する説明する。本ルーチンはＥＣＵ１０に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関１の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。
【００９０】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ５０１において、内燃機関１の運転状態等に基づいて上流側温度Ｔｇｉｎを算出する。本実施例においては、このＳ５０１を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る上流側温度検出手段に相当する。
【００９１】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ５０２に進み、第一温度センサ１３によって検出された第一下流側温度Ｔｇｄ１を読み込む。
【００９２】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ５０３に進み、第二温度センサ１４によって検出された第二下
流側温度Ｔｇｄ２を読み込む。
【００９３】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ５０４に進み、上記式（１）に基づいて酸化触媒４を通過する排気の流量Ｇｃａｔを算出する。本実施例においては、このＳ５０４を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る触媒通過排気流量算出手段に相当する。
【００９４】
本実施例によれば、酸化触媒４を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。
【００９５】
尚、本実施例においては、内燃機関１の運転状態等に基づいて上流側温度Ｔｇｉｎを算出したが、第一および第二下流側温度Ｔｇｄ１、Ｔｇｄ２と同様、上流側温度Ｔｇｉｎを温度センサによって検出してもよい。この場合、酸化触媒４よりも上流側の排気通路２に設けられる温度センサが、本発明に係る上流側温度検出手段に相当する。
【００９６】
＜変形例１＞
次に、本実施例の変形例１について説明する。図８は本変形例に係る排気通路の概略構成を示す図である。本変形例に係る排気通路２の形状は、実施例１の変形例３に係る排気通路２の形状と同様である。また、酸化触媒４、フィルタ５、燃料添加弁６が実施例１の変形例３と同様の位置に設けられている。さらに、第一分岐通路２ａにおける酸化触媒４よりも下流側に第一温度センサ１３が設けられており、実施例１の変形例３においてＨＣセンサ９が設けられている位置に第二温度センサ１４が設けられている。
【００９７】
本変形例の構成においても、第一温度センサ１３は酸化触媒４から流出した排気の温度を検出し、第二温度センサ１４は酸化触媒４を通過した排気と酸化触媒４を通過しなかった排気とが混ざり合った排気の温度を検出する。そのため、本変形例のような構成の場合においても、本実施例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量の算出方法を適用することが出来る。
【００９８】
＜実施例３＞
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、フィルタ５に捕集されたＰＭを酸化させて除去するときやフィルタ５に担持されたＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを放出させて還元するとき等のようにフィルタ５を昇温させる必要がある場合、実施例１と同様の昇温制御が行われる。
【００９９】
＜触媒通過排気流量の算出方法＞
実際の酸化触媒４を通過する排気の流量が同一であり、酸化触媒４に流入したＨＣ量が同一であっても、酸化触媒４の温度Ｔｃが高いほど酸化触媒４において酸化されるＨＣ量は多くなる。そのため、酸化触媒４の温度Ｔｃが高いほど、下流側ＨＣ濃度Ｃｈｃｄが低くなり、その結果、実施例１に係る方法で算出される酸化触媒４を通過する排気の流量Ｇｃａｔの値が大きくなる虞がある。そこで、本実施例では、実施例１と同様の方法で算出した酸化触媒４を通過する排気の流量Ｇｃａｔを酸化触媒４の温度に基づいて補正する。
【０１００】
以下、本実施例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量を算出するときのルーチンについて図９に示すフローチャートに基づいて説明する説明する。本ルーチンはＥＣＵ１０に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関１の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。尚、本ルーチンにおけるＳ１０１からＳ１０４は図２に示すフローチャートと同様であるため、Ｓ６０５からＳ６０７についてのみ説明する。
【０１０１】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０４の次にＳ６０５に進む。Ｓ６０５において、
ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転状態等に基づいて酸化触媒４の温度Ｔｃを算出する。
【０１０２】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ６０６に進み、酸化触媒４の温度Ｔｃに基づいて、後述するＳ６０７において酸化触媒４を通過する排気の流量Ｇｃａｔを補正するための補正係数αを算出する。本実施例においては、酸化触媒４の温度Ｔｃと補正係数αとの関係はマップとしてＥＣＵ１０に予め記憶されている。該マップにおいて、補正係数αは酸化触媒４の温度Ｔｃが高いほど小さい値に設定されている。
【０１０３】
次に、ＥＣＵ２０は、Ｓ６０７に進み、Ｓ１０４において算出された酸化触媒４を通過する排気の流量Ｇｃａｔに補正係数αを乗算することで酸化触媒４を通過する排気の流量の補正値Ｇｃａｔ´を算出する。その後、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１０４】
以上説明したルーチンによれば、酸化触媒４の温度Ｔｃを考慮して酸化触媒４を通過する排気の流量が算出される。従って、酸化触媒４を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。
【０１０５】
尚、上述した実施例１の変形例や実施例２においても、本実施例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量の補正方法を適用してもよい。
【０１０６】
＜実施例４＞
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、フィルタ５に捕集されたＰＭを酸化させて除去するときやフィルタ５に担持されたＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを放出させて還元するとき等のようにフィルタ５を昇温させる必要がある場合、実施例１と同様の昇温制御が行われる。
【０１０７】
＜触媒通過排気流量の算出方法＞
上述したように、酸化触媒４の温度Ｔｃに応じて酸化触媒４において酸化されるＨＣ量は変化する。しかしながら、酸化触媒４の温度が、その活性度合いが上限近傍となる閾値である最活性温度以上となると、酸化触媒４におけるＨＣの酸化量が該酸化触媒４の温度に応じて変化し難くなる。そのため、酸化触媒４の温度が最活性温度以上となると、上流側ＨＣ濃度と下流側ＨＣ濃度との割合に対して酸化触媒４の温度が与える影響は小さくなる。そこで、本実施例では、酸化触媒４の温度が最活性温度以上であるときに、酸化触媒４を通過する排気の流量を算出する。
【０１０８】
以下、本実施例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量を算出するときのルーチンについて図１０に示すフローチャートに基づいて説明する説明する。本ルーチンはＥＣＵ１０に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関１の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。尚、本ルーチンにおけるＳ１０１からＳ１０４は図２に示すフローチャートと同様であるため、Ｓ７０１およびＳ７０２についてのみ説明する。
【０１０９】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ７０１において、内燃機関１の運転状態等に基づいて酸化触媒４の温度Ｔｃを算出する。
【０１１０】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ７０２に進み、酸化触媒４の温度Ｔｃが最活性温度Ｔｃｍ以上であるか否かを判別する。最活性温度Ｔｃｍは実験等に基づいて予め定められている。Ｓ７０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０１に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１１１】
以上説明したルーチンによれば、上流側ＨＣ濃度と下流側ＨＣ濃度との割合が安定しているときに酸化触媒４を通過する排気の流量が算出される。従って、酸化触媒４を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。
【０１１２】
尚、実施例１の変形例や実施例２においても、本実施例と同様、酸化触媒４の温度が最活性温度以上であるときに、酸化触媒４を通過する排気の流量を算出してもよい。
【０１１３】
＜実施例５＞
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、フィルタ５に捕集されたＰＭを酸化させて除去するときやフィルタ５に担持されたＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを放出させて還元するとき等のようにフィルタ５を昇温させる必要がある場合、実施例１と同様の昇温制御が行われる。
【０１１４】
＜触媒通過排気流量の算出方法＞
酸化触媒４の温度が高いほど、該酸化触媒４を流れる排気の温度も高くなり、それに伴って該酸化触媒４を流れる排気の粘性係数が上昇する。そのため、酸化触媒４よりも上流側の排気通路２を流れる排気の流量が同一であっても、酸化触媒４の温度が高いほど該酸化触媒４を通過する排気の流量は少なくなる。
【０１１５】
そこで、本実施例においては、酸化触媒４の温度が所定温度であるときに、実施例１と同様の方法で酸化触媒４を通過する排気の流量の基準値を算出する。そして、酸化触媒４の温度が所定温度以外のときは、酸化触媒４の温度に応じて基準値を補正することで酸化触媒４を通過する排気の流量を算出する。
【０１１６】
以下、本実施例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量を算出するときのルーチンについて図１１に示すフローチャートに基づいて説明する説明する。本ルーチンはＥＣＵ１０に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関１の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。尚、本ルーチンにおけるＳ１０１からＳ１０３は図２に示すフローチャートと同様であるため、それら以外のステップについてのみ説明する。
【０１１７】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ８０１において、内燃機関１の運転状態等に基づいて酸化触媒４の温度Ｔｃを算出する。
【０１１８】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ８０２に進み、酸化触媒４の温度Ｔｃが所定温度Ｔｃ０であるか否かを判別する。所定温度Ｔｃ０は予め定められた温度である。Ｓ８０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０１に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ８０５に進む。
【０１１９】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０３の次にＳ８０４に進む。Ｓ８０４において、ＥＣＵ１０は、エアフローメータ８の検出値に基づいて算出される排気の全流量ＧａとＳ１０３において算出された触媒通過率Ｒｃｇとを乗算することによって酸化触媒４を通過する排気の流量の基準値Ｇｃａｔｂａｓｅを算出する。この基準値ＧｃａｔｂａｓｅはＥＣＵ１０に記憶される。その後、ＥＣＵ１０は本ルーチンを一旦終了する。
【０１２０】
一方、Ｓ８０５に進んだＥＣＵ１０は、酸化触媒４の温度Ｔｃに基づいて、後述するＳ８０６において酸化触媒４を通過する排気の流量の基準値Ｇｃａｔｂａｓｅを補正するための補正係数βを算出する。酸化触媒４の温度Ｔｃと補正係数βとの関係はマップとしてＥＣＵ１０に予め記憶されている。上述したように、酸化触媒４よりも上流側の排気通路２を流れる排気の流量が同一であっても、酸化触媒４の温度Ｔｃが高いほど該酸化触媒４
を通過する排気の流量は少なくなる。そのため、マップにおいては、酸化触媒４の温度Ｔｃが所定温度Ｔｃ０より低い領域では補正係数βは１より大きい値となっており、酸化触媒４の温度Ｔｃが所定温度Ｔｃ０より高い領域では補正係数βは１より小さい値となっている。また、酸化触媒４の温度Ｔｃの温度が高いほど補正係数βは小さい値となっている。
【０１２１】
次、ＥＣＵ１０は、Ｓ８０６に進み、ＥＣＵ１０に記憶された基準値ＧｃａｔｂａｓｅにＳ８０５において算出された補正係数βを乗算することで酸化触媒４を通過する排気の流量Ｇｃａｔを算出する。その後、ＥＣＵ１０は本ルーチンを一旦終了する。
【０１２２】
以上説明したルーチンによれば、酸化触媒４の温度Ｔｃを考慮して酸化触媒４を通過する排気の流量が算出される。従って、酸化触媒４を通過する排気の流量をより高精度で算出することが出来る。
【０１２３】
尚、実施例１の変形例や実施例２においても、酸化触媒４の温度が所定温度のときにそれぞれの方法によって酸化触媒４を通過する排気の流量の基準値を算出し、酸化触媒４の温度が所定温度以外のときは本実施例と同様の方法で基準値を補正してもよい。
【０１２４】
＜実施例６＞
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例２と同様である。また、本実施例においても、フィルタ５に捕集されたＰＭを酸化させて除去するときやフィルタ５に担持されたＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを放出させて還元するとき等のようにフィルタ５を昇温させる必要がある場合、実施例１と同様の昇温制御が行われる。
【０１２５】
＜触媒通過排気流量の算出＞
ここで、本実施例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量の算出方法について説明する。本実施例においても、実施例２と同様、酸化触媒４に流入する排気の温度を上流側温度Ｔｇｉｎとし、第一温度センサ１３によって検出される排気の温度を第一下流側温度Ｔｇｄ１とし、第二温度センサ１４によって検出される排気の温度を第二下流側温度Ｔｇｄ２とする。
【０１２６】
本実施例のような構成の場合、上流側温度Ｔｇｉｎが低下すると、それに伴って、第一および第二下流側温度Ｔｇｄ１、Ｔｇｄ２も低下するが、第一下流側温度Ｔｇｄ１は第二下流側温度Ｔｇｄ２よりも低下し始めるタイミングが遅い。そして、酸化触媒４を通過する排気の流量が多いほど第一下流側温度Ｔｇｄ１が低下し始めるタイミングと第二下流側温度Ｔｇｄ２が低下し始めるタイミングとの時間差が長くなる。
【０１２７】
そこで、本変形例では、上流側温度Ｔｇｉｎが低下したときの第一下流側温度Ｔｇｄ１が低下し始めるタイミングと第二下流側温度Ｔｇｄ２が低下し始めるタイミングとの時間差に基づいて酸化触媒４を通過する排気の流量を算出する。
【０１２８】
ここで、本変形例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量の算出するときのルーチンについて図１２に示すフローチャートに基づいて説明する説明する。本ルーチンはＥＣＵ１０に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関１の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。
【０１２９】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ９０１において、内燃機関１の運転状態等に基づいて上流側温度Ｔｇｉｎを算出する。本実施例においては、このＳ９０１を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る上流側温度検出手段に相当する。
【０１３０】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ９０２に進み、上流側温度Ｔｇｉｎが低下し始めたか否かを判別する。Ｓ９０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ９０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１３１】
Ｓ９０３において、ＥＣＵ１０は、第一および第二温度センサ１３、１４の出力値に基づいて第一および第二下流側温度Ｔｇｄ１、Ｔｇｄ２それぞれの低下開始タイミングｔｄｏｗｎ１、ｔｄｏｗｎ２を検出する。
【０１３２】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ９０４に進み、第一下流側温度Ｔｇｄ１の低下開始タイミングｔｄｏｗｎ１と第二下流側温度Ｔｇｄ２の低下開始タイミングｔｄｏｗｎ２との時間差Δｔｄｏｗｎを算出する。
【０１３３】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ９０５に進み、第一下流側温度Ｔｇｄ１の低下開始タイミングｔｄｏｗｎ１と第二下流側温度Ｔｇｄ２の低下開始タイミングｔｄｏｗｎ２との時間差Δｔｄｏｗｎに基づいて酸化触媒４を通過する排気の流量Ｇｃａｔを算出する。このとき、ＥＣＵ１０は、時間差Δｔｄｏｗｎが長いほど酸化触媒４を通過する排気の流量Ｇｃａｔが多いと判断する。本実施例においては、このＳ９０５を実行するＥＣＵ１０が本発明に係る触媒通過排気流量算出手段に相当する。
【０１３４】
本実施例によれば、酸化触媒４を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。
【０１３５】
尚、本実施例においても、上流側温度Ｔｇｉｎを温度センサによって検出してもよい。この場合、酸化触媒４よりも上流側の排気通路２に設けられる温度センサが、本発明に係る上流側温度検出手段に相当する。
【０１３６】
また、図８に示すような構成の場合においても、本実施例に係る酸化触媒４を通過する排気の流量の算出方法を適用することが出来る。
【０１３７】
＜実施例７＞
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、フィルタ５に捕集されたＰＭを酸化させて除去するときやフィルタ５に担持されたＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘを放出させて還元するとき等のようにフィルタ５を昇温させる必要がある場合、実施例１と同様の昇温制御が行われる。また、実施例１と同様の方法で、酸化触媒４を通過する排気の流量が算出される。
【０１３８】
＜詰まり解消制御＞
燃料添加弁６から添加される燃料等により酸化触媒４の上流側端面の詰まりが生じる場合がある。このような上流側端面の詰まりが生じると、酸化触媒４を通過する排気の流量が通常の場合（即ち、上流側端面の詰まりが生じていない場合）よりも大きく減少する。そこで、本実施例では、上記のような方法で算出された酸化触媒４を通過する排気の流量が所定流量以下の場合は、酸化触媒４の上流側端面の詰まりが生じたと判断し、これを解消させる詰まり解消制御を実行する。
【０１３９】
ここで、本実施例に係る詰まり解消制御のルーチンについて図１３に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で繰り返し実行される。
【０１４０】
本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ１００１において、上記のような方法で算出さ
れＥＣＵ１０に記憶された酸化触媒４を通過する排気の流量Ｇｃａｔを読み込む。
【０１４１】
次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１００２に進み、酸化触媒４を通過する排気の流量Ｇｃａｔが所定流量Ｇｃａｔ０以下であるか否かを判別する。ここで、所定流量Ｇｃａｔ０とは、酸化触媒４の上流側端面の詰まりが生じたと判断出来る閾値である。この所定流量Ｇｃａｔ０は実験等に基づいて予め定められている。Ｓ１００２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１００３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１４２】
Ｓ１００３において、ＥＣＵ１０は、酸化触媒４を昇温させることで詰まり解消制御を実行する。酸化触媒４を昇温させる方法としては、スロットル弁７を閉弁方向に制御することで排気の流量を減少させると共に燃料添加弁６から少量の燃料を複数回に分割して添加する方法等を例示することが出来る。酸化触媒４が昇温されることで、その上流側端面に付着したＳＯＦ等が酸化・除去される。その結果、酸化触媒４の上流側端面の詰まりが解消される。その後、ＥＣＵ１０は本ルーチンを一旦終了する。
【０１４３】
以上説明した詰まり解消制御によれば、好適なタイミングで酸化触媒４の上流側端面の詰まりを解消させることが出来る。
【０１４４】
尚、実施例１の変形例や実施例２から６においても、本実施例に係る詰まり解消制御を適用してもよい。
【０１４５】
上記各実施例は可能な限り組み合わせることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】実施例１に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図。
【図２】実施例１に係る酸化触媒を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャート。
【図３】実施例１の変形例１に係る酸化触媒を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャート。
【図４】実施例１の変形例２に係る酸化触媒を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャート。
【図５】実施例１の変形例３に係る排気通路の概略構成を示す図。
【図６】実施例２に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図。
【図７】実施例２に係る酸化触媒を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャート。
【図８】実施例２の変形例１に係る排気通路の概略構成を示す図。
【図９】実施例３に係る酸化触媒を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャート。
【図１０】実施例４に係る酸化触媒を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャート。
【図１１】実施例５に係る酸化触媒を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャート。
【図１２】実施例６に係る酸化触媒を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャート。
【図１３】実施例７に係る詰まり解消制御のルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１４７】
１・・・内燃機関
２・・・排気通路
３・・・吸気通路
４・・・酸化触媒
５・・・パティキュレートフィルタ
６・・・燃料添加弁
７・・・スロットル弁
８・・・エアフローメータ
９・・・ＨＣセンサ
１０・・ＥＣＵ
１３・・第一温度センサ
１４・・第二温度センサ
【図１】
2008291711.tif 000003
【図２】
2008291711.tif 000004
【図３】
2008291711.tif 000005
【図４】
2008291711.tif 000006
【図５】
2008291711.tif 000007
【図６】
2008291711.tif 000008
【図７】
2008291711.tif 000009
【図８】
2008291711.tif 000010
【図９】
2008291711.tif 000011
【図１０】
2008291711.tif 000012
【図１１】
2008291711.tif 000013
【図１２】
2008291711.tif 000014
【図１３】
2008291711.tif 000015