(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気管に設けられる浄化装置の温度を、前記浄化装置からＳＯｘが脱離する温度域の目標温度まで上昇させる制御を実行するエンジン制御装置であって、
前記浄化装置に流入するＳＯｘ量を流入ＳＯｘ量としてサイクル毎に推定する流入ＳＯｘ量推定手段と、
前記浄化装置の温度上昇中の各温度において前記浄化装置に吸着するＳＯｘ量を前記浄化装置の温度に関連付けたグラフとして表される吸着ＳＯｘ分布と、前記浄化装置の温度上昇中の各温度において前記浄化装置に吸着するＳＯｘ最大量を前記浄化装置の温度に関連付けたグラフとして表される飽和ＳＯｘ分布と、を用いて、前記浄化装置におけるＳＯｘ飽和率をサイクル毎に推定するＳＯｘ飽和率推定手段であって、前記飽和ＳＯｘ分布が前記ＳＯｘ飽和率の今回の推定サイクルにおける前記浄化装置の温度に対応したものであるＳＯｘ飽和率推定手段と、
前記流入ＳＯｘ量と前記ＳＯｘ飽和率とを用いて、前記浄化装置に流入して前記浄化装置に新たに吸着するＳＯｘ量を新規吸着ＳＯｘ量としてサイクル毎に推定する新規吸着ＳＯｘ量推定手段と、
前記新規吸着ＳＯｘ量を用いて、前記浄化装置に流入して前記浄化装置に吸着することなくすり抜けるＳＯｘ量をすり抜けＳＯｘ量としてサイクル毎に推定するすり抜けＳＯｘ量推定手段と、
前記新規吸着ＳＯｘ量を用いて、前記浄化装置に新たなＳＯｘが吸着した後の前記ＳＯｘ分布を吸着後ＳＯｘ分布としてサイクル毎に推定する吸着後ＳＯｘ分布推定手段と、
前記吸着後ＳＯｘ分布と前記浄化装置の温度とを用いて、前記浄化装置から新たに脱離するＳＯｘ量を新規脱離ＳＯｘ量としてサイクル毎に推定する新規脱離ＳＯｘ量推定手段と、
前記新規脱離ＳＯｘ量を前記吸着後ＳＯｘ分布に反映させて、前記浄化装置から新たなＳＯｘが脱離した後の前記ＳＯｘ分布を最終吸着ＳＯｘ分布としてサイクル毎に推定する最終吸着ＳＯｘ分布推定手段と、
前記浄化装置においてＳＯ３に転化するＳＯ２の転化率と前記浄化装置の温度との関係を表した転化率マップと、今回の推定サイクルにおける前記浄化装置の温度と、前記すり抜けＳＯｘ量と、を用いて、前記浄化装置にＳＯｘの状態で流入して前記浄化装置に吸着することなくすり抜けてＳＯ３の状態で排出されるＳＯ３量をすり抜けＳＯ３量としてサイクル毎に推定するすり抜けＳＯ３量推定手段と、
サルフェート白煙に関する制約に相当する前記浄化装置の下流におけるＳＯ３量と前記すり抜けＳＯ３量とを用いて、前記浄化装置から脱離することが許されるＳＯ３量を許容脱離ＳＯ３量としてサイクル毎に算出する許容脱離ＳＯ３量算出手段と、
前記最終吸着ＳＯｘ分布と前記許容脱離ＳＯ３量とを用いて、前記浄化装置の下流におけるＳＯ３濃度が前記制約を満たすように前記目標温度をサイクル毎に算出する目標温度算出手段と、を備え、
前記ＳＯｘ飽和率推定手段は、前記飽和ＳＯｘ分布の面積に相当する総飽和ＳＯｘ量と、前記飽和ＳＯｘ分布から前記飽和ＳＯｘ分布と前記吸着ＳＯｘ分布との重複部分を除いた面積に相当する総吸着余裕ＳＯｘ量と、を用いて前記ＳＯｘ飽和率を算出し、
前記吸着後ＳＯｘ分布推定手段は、前回の推定サイクルにおいて推定された前記最終吸着ＳＯｘ分布に前記新規吸着ＳＯｘ量に反映させて、今回の推定サイクルにおける前記吸着後ＳＯｘ分布を推定することを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記浄化装置は、前記排気管を流れる微粒子を捕集するフィルタを含み、
前記目標温度まで上昇させる制御を、前記フィルタに捕集された微粒子量の推定値が除去要求量に到達したときに開始することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御装置に関し、より詳細には、排気管に触媒を備えるディーゼルエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの排気管に設けられる触媒に吸着した硫黄酸化物（ＳＯ２またはＳＯ３をいい、以下においてこれらを区別しない場合には「ＳＯｘ」と総称する。）を、定期的に脱離させる昇温制御を行うことが知られている。昇温制御に関連する文献として、例えば特開２０１３−０２９０３８号公報が挙げられる。この公報には、触媒に蓄積したＳＯｘの蓄積量を推定し、推定した蓄積量が要求放出量に到達したときに、当該触媒の床温を上昇させて５００〜５５０℃に制御する技術が開示されている。この公報によれば、床温が５００℃未満であると触媒からＳＯｘが放出されず、床温が５００〜５５０℃であると触媒からＳＯｘが低濃度で放出され、床温が６００℃を超えると触媒からＳＯｘが高濃度で放出されるという特性が触媒にあるとしている。従って、このような特性を有する触媒の床温を５００〜５５０℃に制御すれば、触媒からＳＯｘを低濃度で脱離させてその機能を回復させることができる。また、低濃度で脱離させたＳＯｘから白煙が発生するのを抑制することもできる。つまり、ＳＯｘの脱離による触媒の機能の回復と、このＳＯｘに起因した白煙の発生の抑制を両立させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０２９０３８号公報
【特許文献２】特開平１１−０８１９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記公報の技術は、触媒に既に吸着しているＳＯｘに着目したものである。しかし、昇温制御中であってもディーゼルエンジンからはＳＯｘが排出されて触媒に流入することから、このＳＯｘが触媒に新たに吸着する可能性は少なくない。そうすると、このような新たなＳＯｘの吸着が考慮されていない上記公報の技術は、上述したＳＯｘの蓄積量の推定の精度が必ずしも高くないことが予想される。従って、実際にはＳＯｘの蓄積量が要求放出量を上回っているにも関わらず、ＳＯｘの推定蓄積量が要求放出量を下回っているために昇温制御が開始されない可能性がある。また、その後にＳＯｘの推定蓄積量が要求放出量に到達することで昇温制御を開始したとしても、この開始時点での実際のＳＯｘの蓄積量が要求放出量を遥かに上回っているような場合には、触媒の機能の回復に時間を要する可能性があり、或いは、触媒の機能の回復が不十分となる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、触媒の昇温制御において、ＳＯｘの脱離による触媒の機能の回復と、このＳＯｘに起因した白煙の発生の抑制とを高水準で両立させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気管に設けられる浄化装置の温度を、前記浄化装置からＳＯｘが脱離する温度域の目標温度まで上昇させる制御を実行するエンジン制御装置であり、流入ＳＯｘ量推定手段と、ＳＯｘ飽和率推定手段と、新規吸着ＳＯｘ量推定手段と、すり抜けＳＯｘ量推定手段と、吸着後ＳＯｘ分布推定手段と、新規脱離ＳＯｘ量推定手段と、最終吸着ＳＯｘ分布推定手段と、すり抜けＳＯ３量推定手段と、許容脱離ＳＯ３量算出手段と、目標温度算出手段と、を備えている。
流入ＳＯｘ量推定手段は、前記浄化装置に流入するＳＯｘ量を流入ＳＯｘ量としてサイクル毎に推定する。
ＳＯｘ飽和率推定手段は、前記浄化装置の温度上昇中の各温度において前記浄化装置に吸着するＳＯｘ量を前記浄化装置の温度に関連付けたグラフとして表される吸着ＳＯｘ分布と、前記浄化装置の温度上昇中の各温度において前記浄化装置に吸着するＳＯｘ最大量を前記浄化装置の温度に関連付けたグラフとして表される飽和ＳＯｘ分布と、を用いて、前記浄化装置におけるＳＯｘ飽和率をサイクル毎に推定する。ここで、前記飽和ＳＯｘ分布は、前記ＳＯｘ飽和率の今回の推定サイクルにおける前記浄化装置の温度に対応したものである。
新規吸着ＳＯｘ量推定手段は、前記流入ＳＯｘ量と前記ＳＯｘ飽和率とを用いて、前記浄化装置に流入して前記浄化装置に新たに吸着するＳＯｘ量を新規吸着ＳＯｘ量としてサイクル毎に推定する。
すり抜けＳＯｘ量推定手段は、前記新規吸着ＳＯｘ量を用いて、前記浄化装置に流入して前記浄化装置に吸着することなくすり抜けるＳＯｘ量をすり抜けＳＯｘ量としてサイクル毎に推定する。
吸着後ＳＯｘ分布推定手段は、前記新規吸着ＳＯｘ量を用いて、前記浄化装置に新たなＳＯｘが吸着した後の前記ＳＯｘ分布を吸着後ＳＯｘ分布としてサイクル毎に推定する。
新規脱離ＳＯｘ量推定手段は、前記吸着後ＳＯｘ分布と前記浄化装置の温度とを用いて、前記浄化装置から新たに脱離するＳＯｘ量を新規脱離ＳＯｘ量としてサイクル毎に推定する。
最終吸着ＳＯｘ分布推定手段は、前記新規脱離ＳＯｘ量を前記吸着後ＳＯｘ分布に反映させて、前記浄化装置から新たなＳＯｘが脱離した後の前記ＳＯｘ分布を最終吸着ＳＯｘ分布としてサイクル毎に推定する。
すり抜けＳＯ３量推定手段は、前記浄化装置においてＳＯ３に転化するＳＯ２の転化率と前記浄化装置の温度との関係を表した転化率マップと、今回の推定サイクルにおける前記浄化装置の温度と、前記すり抜けＳＯｘ量と、を用いて、前記浄化装置にＳＯｘの状態で流入して前記浄化装置に吸着することなくすり抜けてＳＯ３の状態で排出されるＳＯ３量をすり抜けＳＯ３量としてサイクル毎に推定する。
許容脱離ＳＯ３量算出手段は、サルフェート白煙に関する制約に相当する前記浄化装置の下流におけるＳＯ３量と前記すり抜けＳＯ３量とを用いて、前記浄化装置から脱離することが許されるＳＯ３量を許容脱離ＳＯ３量としてサイクル毎に算出する。
目標温度算出手段は、前記最終吸着ＳＯｘ分布と前記許容脱離ＳＯ３量とを用いて、前記浄化装置の下流におけるＳＯ３濃度が前記制約を満たすように前記目標温度をサイクル毎に算出する。
また、前記ＳＯｘ飽和率推定手段は、前記飽和ＳＯｘ分布の面積に相当する総飽和ＳＯｘ量と、前記飽和ＳＯｘ分布から前記飽和ＳＯｘ分布と前記吸着ＳＯｘ分布との重複部分を除いた面積に相当する総吸着余裕ＳＯｘ量と、を用いて前記ＳＯｘ飽和率を算出する。
また、前記吸着後ＳＯｘ分布推定手段は、前回の推定サイクルにおいて推定された前記最終吸着ＳＯｘ分布に前記新規吸着ＳＯｘ量に反映させて、今回の推定サイクルにおける前記吸着後ＳＯｘ分布を推定する。
【０００７】
本発明において、前記浄化装置が前記排気管を流れる微粒子を捕集するフィルタを含んでいてもよい。この場合は、前記目標温度まで上昇させる制御を、前記フィルタに捕集された微粒子量の推定値が除去要求量に到達したときに開始してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、流入ＳＯｘ量推定手段と、ＳＯｘ飽和率推定手段と、新規吸着ＳＯｘ量推定手段と、すり抜けＳＯｘ量推定手段と、吸着後ＳＯｘ分布推定手段と、新規脱離ＳＯｘ量推定手段と、最終吸着ＳＯｘ分布推定手段と、すり抜けＳＯ３量推定手段と、許容脱離ＳＯ３量算出手段と、目標温度算出手段という手段によって、触媒におけるＳＯｘの吸着状況をサイクル毎に正確に把握することが可能となる。従って、触媒の昇温制御において、ＳＯｘの脱離による触媒の機能の回復と、このＳＯｘに起因した白煙の発生の抑制とを高水準で両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態のシステム構成を示す図である。
【図２】ＤＯＣ２２ａにおけるＳＯｘの吸着と脱離を説明するための図である。
【図３】目標床温Ｔｔｒｇを算出するためのロジックを示す機能ブロック図である。
【図４】吸着ＳＯｘ分布と飽和ＳＯｘ分布を説明するための図である。
【図５】吸着ＳＯｘ分布と飽和ＳＯｘ分布を用いたＳＯｘ飽和率の推定手法の問題点を説明するための図である。
【図６】基準飽和ＳＯｘ分布と補正後の飽和ＳＯｘ分布の関係を説明するための図である。
【図７】総吸着余裕ＳＯ２量を説明するための図である。
【図８】新規吸着ＳＯｘ量とすり抜けＳＯｘ量の関係を説明するための図である。
【図９】吸着率ｍａｐを説明するための図である。
【図１０】吸着後ＳＯｘ分布を説明するための図である。
【図１１】脱離可能総ＳＯｘ量を説明するための図である。
【図１２】最終吸着ＳＯｘ分布と吸着後ＳＯｘ分布の関係を説明するための図である。
【図１３】ＳＯ３転化率ｍａｐを説明するための図である。
【図１４】許容脱離ＳＯ３量を説明するための図である。
【図１５】目標床温Ｔｔｒｇを説明するための図である。
【図１６】本実施の形態による効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態のシステム構成を示す図である。図１に示すシステムは、車両に搭載されるディーゼルエンジン１０（以下単に「エンジン１０」ともいう。）を備えている。エンジン１０の各気筒には、燃料としての軽油を噴射するインジェクタ１２が設けられている。なお、図１に描かれるエンジン１０は直列４気筒エンジンであるが、エンジン１０の気筒数および気筒配列は特に限定されない。また、図１には、４つのインジェクタ１２のうちの１つが描かれている。
【００１１】
エンジン１０の排気マニホルド１４には、ターボチャージャ１６の排気タービン１６ａの入口が接続されている。排気タービン１６ａは吸気管１８に設けられたコンプレッサ１６ｂに連結されている。コンプレッサ１６ｂは、排気タービン１６ａの回転により駆動して吸気を過給する。排気タービン１６ａの出口には排気管２０が接続されている。排気管２０には排気浄化装置２２が設けられている。排気浄化装置２２は、ＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）２２ａと、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２２ｂと、を備えている。ＤＯＣ２２ａは、排気中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を酸化して、水（Ｈ２Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ２）に転化させる機能を有する触媒である。ＤＰＦ２２ｂは、排気中に含まれる微粒子（ＰＭ）を捕集するフィルタである。排気浄化装置２２の上流には、インジェクタ１２と共通の燃料を排気管２０に添加する燃料添加弁２４が設けられている。
【００１２】
図１に示すシステムは、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０を備えている。ＥＣＵ３０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えている。ＥＣＵ３０は、車両に搭載された各種センサの信号を取り込み処理する。各種センサには、吸気管１８の入口付近に設けられたエアフローメータ３２、ＤＯＣ２２ａの出口温度を検出する温度センサ３４、ＤＰＦ２２ｂの上下流における圧力差を検出する差圧センサ３６が含まれている。ＥＣＵ３０は、取り込んだ各センサの信号を処理して所定の制御プログラムに従って各種アクチュエータを操作する。ＥＣＵ３０によって操作されるアクチュエータには、上述したインジェクタ１２、燃料添加弁２４が含まれている。
【００１３】
［ＤＰＦ２２ｂの再生制御］
本実施の形態では、ＥＣＵ３０によるエンジン制御として、ＤＰＦ２２ｂの再生制御（以下「ＰＭ再生制御」ともいう。）が行われる。ＰＭ再生制御は、ＤＰＦ２２ｂで捕集したＰＭの推定値が除去要求量に到達したときに、燃料添加弁２４から燃料を添加する制御である。例えば差圧センサ３６で検出した圧力差が所定値に到達したときに、ＰＭの推定値が除去要求量に到達したと判断することができる。燃料添加弁２４から燃料を添加することでＤＯＣ２２ａにおいて添加燃料を酸化し、この酸化反応熱によりＤＰＦ２２ｂの床温を６００℃以上まで上昇させる。これにより、ＤＰＦ２２ｂで捕集したＰＭを燃焼除去できるので、ＤＰＦ２２ｂの捕集機能を回復させることができる。なお、ＤＰＦ２２ｂの床温を６００℃以上に上昇させるための燃料添加弁２４からの添加燃料量（以下「ＤＰＦ用燃料量）は、ＤＰＦの床温と関連付けたマップに基づき決定されるものとする。このようなマップは例えばＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておき、ＤＰＦ２２ｂの実際の床温に応じて適宜読み出すことができる。
【００１４】
［ＰＭ再生制御における問題点］
ところで、ディーゼルエンジンの燃料や潤滑油には一般に硫黄が含まれており、燃料の燃焼に伴ってこうした硫黄からＳＯｘが生成する。本実施の形態においても同様で、エンジン１０での燃料の燃焼に伴ってＳＯｘが生成する。生成したＳＯｘはエンジン１０から排出されて排気浄化装置２２に流入し、主にＤＯＣ２２ａに吸着する。但し、ＤＯＣ２２ａの床温が高くなると、ここに吸着していたＳＯｘが脱離し始める。ＤＯＣ２２ａの組成等により多少変動するものの、ＰＭ再生制御を行う温度域ではＤＯＣ２２ａからＳＯｘが脱離して下流側に放出される。
【００１５】
ＤＯＣ２２ａにおけるＳＯｘの吸着と脱離について、図２を参照しながら説明する。この図に示すように、ＤＯＣ２２ａは、基材（不図示）の表面を覆うコート材２２ｃと、貴金属２２ｄ（Ｐｔ，Ｐｄ等）とを備えている。貴金属２２ｄはコート材２２ｃに分散担持されており、ＨＣやＣＯを酸化する際の活性点となる。但し、排気中のＳＯ２が貴金属２２ｄに吸着し、または、排気中のＳＯ３がコート材２２ｃに吸着する。貴金属２２ｄに吸着したＳＯ２の一部は貴金属２２ｄから脱離して排気中に戻り、または、貴金属２２ｄ上で酸化されてＳＯ３となり、ＳＯ３の状態でコート材２２ｃに吸着する。即ち、貴金属２２ｄにはＳＯ２が吸着し、コート材２２ｃには排気由来のＳＯ３とＳＯ２由来のＳＯ３が吸着する。何れにせよ、ＳＯｘが吸着することで、ＤＯＣ２２ａにおけるＨＣ等の酸化機能が阻害されることになる。
【００１６】
上述した２経路によりコート材２２ｃに吸着したＳＯ３は、コート材２２ｃの床温が高くなることで脱離する。また、コート材２２ｃの床温が高くなることで貴金属２２ｄ上でのＳＯ２からＳＯ３への転化が促進されるので、このようなＳＯ３もコート材２２ｃから脱離する。従って、ＰＭ再生制御を行うことで、上述したＤＰＦ２２ｂの捕集機能だけでなく、ＤＯＣ２２ａにおけるＨＣ等の酸化機能を回復させることもできる。ところが、図２に示すように、コート材２２ｃから脱離したＳＯ３が排気管２０に存在するＨ２Ｏと反応することでＨ２ＳＯ４が発生する。そして、このＨ２ＳＯ４の濃度が一定濃度を超えると視認可能な白煙（サルフェート白煙）となるので、エンジン１０を搭載した車両の商品価値を損ねてしまうおそれがある。
【００１７】
［本実施の形態の特徴］
ＤＯＣ２２ａの下流における排気中のＨ２ＳＯ４の濃度が高くなり過ぎないように燃料添加弁２４から燃料を添加すれば、ＰＭ再生制御中のサルフェート白煙の発生を抑制できる。そこで本実施の形態では、ＤＯＣ２２ａの下流におけるＳＯ３の濃度がサルフェート白煙に関する制約を満たすように、ＰＭ再生制御中のＤＯＣ２２ａの床温の目標温度（以下「目標床温Ｔｔｒｇ」ともいう。）を算出し、目標床温Ｔｔｒｇに基づいて、燃料添加弁２４から添加する燃料量（以下「制約充足用燃料量」ともいう。）を算出することとしている。なお、このような制約ＳＯ３濃度（ＤＯＣ２２ａの下流におけるＳＯ３濃度の上限値）は、例えばＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておくことができる。制約充足用燃料量よりもＤＰＦ用燃料量の方が多い場合に、ＤＰＦ用燃料量ではなく制約充足用燃料量を採用することで、サルフェート白煙に関する制約を満たしつつ、ＤＯＣ２２ａにおけるＨＣ等の酸化機能を回復させることができる。
【００１８】
［目標床温Ｔｔｒｇの算出ロジック］
図３は、目標床温Ｔｔｒｇを算出するためのロジックを示す機能ブロック図であり、これはＥＣＵ３０により実現される。この図に示すように、ＥＣＵ３０は、流入ＳＯｘ量推定部Ｍ１と、ＳＯｘ飽和率推定部Ｍ２と、新規吸着ＳＯｘ量およびすり抜けＳＯｘ量推定部Ｍ３と、吸着後ＳＯｘ分布推定部Ｍ４と、新規脱離ＳＯｘ量推定部Ｍ５と、最終吸着ＳＯｘ分布推定部Ｍ６と、すり抜けＳＯ３量推定部Ｍ７と、許容脱離ＳＯ３量算出部Ｍ８と、白煙抑制目標床温算出部Ｍ９と、を備えており、これらの要素Ｍ１〜Ｍ９によって１サイクルごとに（具体的にはエンジン１０の燃焼サイクルごとに）目標床温Ｔｔｒｇを算出するものとする。なお、以下の説明においては、要素Ｍ１〜Ｍ９を簡略化するものとし、例えば流入ＳＯｘ量推定部Ｍ１を「推定部Ｍ１」ともいう。
【００１９】
推定部Ｍ１は、ＤＯＣ２２ａに流入するＳＯｘの量（以下「流入ＳＯｘ量」ともいう。）を推定する。なお、本明細書でいう「ＤＯＣ２２ａに流入するＳＯｘ」には、エンジン１０で生成し、ここから排出されてＤＯＣ２２ａに流入するＳＯｘだけでなく、燃料添加弁２４から添加された燃料のＤＯＣ２２ａでの酸化反応に伴って生成し、ＤＯＣ２２ａ上を流れるＳＯｘも含まれるものとする。
【００２０】
推定部Ｍ１は、具体的に、インジェクタ１２からの噴射燃料量（筒内噴射量）および燃料添加弁２４からの添加燃料量（排気添加量）を変数とする次式（１）により、第ｔ番目のサイクルにおける流入ＳＯｘ量を推定する。なお、式（１）の燃料Ｓ濃度は、燃料中の硫黄濃度であり、燃料供給系に別途設けた硫黄濃度センサの検出値を用いてもよく、設定値を用いてもよい。
流入ＳＯｘ量（排気添加量（ｔ），筒内噴射量（ｔ））［μｇ／ｓ］＝流入燃料量（排気添加量（ｔ），筒内噴射量（ｔ））［ｇ／ｓ］×燃料Ｓ濃度［ｐｐｍ］  ・・・（１）
【００２１】
式（１）の流入燃料量（排気添加量（ｔ），筒内噴射量（ｔ））は、「ＤＯＣ２２ａに流入するＳＯｘ」の由来となった燃料の第ｔ番目のサイクルにおける量であり、燃料の比重（軽油比重）を用いて次式（２）により算出される。
流入燃料量（排気添加量（ｔ），筒内噴射量（ｔ））［ｇ／ｓ］＝（排気添加量（ｔ）［ｇ／ｓ］÷１０００×軽油比重［ｇ／ｃｍ３］＋筒内噴射量（ｔ）［ｇ／ｓ］）  ・・・（２）
なお、以下の説明においては、流入ＳＯｘ量（排気添加量（ｔ），筒内噴射量（ｔ））を流入ＳＯｘ量（ｔ）ともいう。また、流入燃料量（排気添加量（ｔ），筒内噴射量（ｔ））を流入燃料量（ｔ）ともいう。
【００２２】
推定部Ｍ２は、ＤＯＣ２２ａにおけるＳＯｘの飽和率（以下「ＳＯｘ飽和率」ともいう。）を推定する。ＳＯｘ飽和率の推定には、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中の各床温においてＤＯＣ２２ａに吸着するＳＯｘの量（以下「吸着ＳＯｘ量」ともいう。）を、ＤＯＣ２２ａの床温に関連付けたグラフとして表される分布（以下「吸着ＳＯｘ分布」ともいう。）と、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中の各床温においてＤＯＣ２２ａに吸着するＳＯｘの最大量（以下「飽和ＳＯｘ量」ともいう。）を、ＤＯＣ２２ａの床温に関連付けたグラフとして表される分布（以下「飽和ＳＯｘ分布」ともいう。）と、が用いられる。先ず、吸着ＳＯｘ分布と飽和ＳＯｘ分布について、ＳＯ３を例として図４を参照しながら説明する。
【００２３】
図４に「吸着ＳＯ３量」として示したデータは、次の手法により収集したものである。具体的には先ず、図４に「現在温度」として示した床温において、十分な量のＳＯｘをＤＯＣ２２ａに吸着させる。続いて、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中の各床温においてＤＯＣ２２ａから脱離したＳＯ３の量を、上昇速度を一定とした条件のもとで測定する。そして、この脱離ＳＯ３量をＤＯＣ２２ａの床温に関連付けてグラフを作成する。これにより、脱離ＳＯ３量を表した分布（以下「脱離ＳＯ３分布」ともいう。）を得ることができる。これと同様の手法により、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中の各床温においてＤＯＣ２２ａから脱離したＳＯ２の量を、ＤＯＣ２２ａの床温に関連付けたグラフ（以下「脱離ＳＯ２分布」ともいう。）を得ることもできる。なお、ＤＯＣ２２ａから脱離するＳＯ３については、これをセンサで直接的に測定してもよいし、ＳＯｘまたはＳＯ２を検出するセンサを用いて両者を測定し、これらの差から算出してもよい（ＳＯ３＝ＳＯｘ−ＳＯ２）。
【００２４】
ここで、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中にＤＯＣ２２ａから脱離するＳＯ３は、実際には図４に「現在温度」として示した床温でＤＯＣ２２ａに吸着させたＳＯ３である。しかし、ある床温でＤＯＣ２２ａから脱離するＳＯ３は、その床温に至るまでＤＯＣ２２ａに吸着し続けることのできたＳＯ３であり、更に言えば、その床温でＤＯＣ２２ａに吸着することができたＳＯ３であると考えることもできる。このような仮定に基づいて、上述した脱離ＳＯ３分布の縦軸を、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中の各床温においてＤＯＣ２２ａに吸着するＳＯ３の量に置き換えると、図４に示した「吸着ＳＯ３量」のデータのグラフ、即ち、吸着ＳＯ３分布を得ることができる。そして、これと同様の手法によって、吸着ＳＯ２分布を得ることもできる。
【００２５】
また、図４に「飽和ＳＯ３量」として示したデータは、「吸着ＳＯ３量」のデータと同様の手法により収集したものである。この「飽和ＳＯ３量」のデータは、具体的に、上昇速度を極低速とした条件のもと、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中の各床温（例えば５℃間隔）においてＤＯＣ２２ａから脱離したＳＯ３の量に相当している。ＤＯＣ２２ａの床温の上昇速度が極低速であることから、この「飽和ＳＯ３量」のデータは、ＤＯＣ２２ａから脱離したＳＯ３の量の最大値であると考えることができる。また、この最大値に対しては、上述した仮定を適用することができる。即ち、ある床温でＤＯＣ２２ａから脱離するＳＯ３の最大量は、その床温でＤＯＣ２２ａに吸着することができたＳＯ３の最大量に等しいと考えることができる。このような仮定に基づいて上述した脱離ＳＯ３分布の縦軸を上記ＳＯ３の最大量に置き換えると、図４に示した「飽和ＳＯ３量」のデータのグラフ、即ち、飽和ＳＯ３分布を得ることができる。そして、これと同様の手法によって、飽和ＳＯ２分布を得ることもできる。
【００２６】
次に、吸着ＳＯｘ分布と飽和ＳＯｘ分布を用いたＳＯｘ飽和率の推定手法の問題点について、図４に加えて図５を参照しながら説明する。上述したように、図４で説明した飽和ＳＯ３分布は、この図に「現在温度」として示した床温でＤＯＣ２２ａに吸着させたＳＯ３を、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中に脱離させることで作成したグラフである。そのため、図４における「吸着ＳＯ３量」のデータの総量を同図における「飽和ＳＯ３量」のデータの総量で除すことで、ＤＯＣ２２ａにおけるＳＯ３の飽和率、即ち、ＳＯ３飽和率を算出することができる。また、これと同様の手法によって、ＤＯＣ２２ａにおけるＳＯ２の飽和率、即ち、ＳＯ２飽和率も算出することができる。
【００２７】
ところで、上述した「ＤＯＣ２２ａに流入するＳＯｘ」は、ＤＯＣ２２ａに吸着する可能性のあるＳＯｘでもある。ここで、ＤＯＣ２２ａに流入してここに新たに吸着するＳＯｘの量は、ＤＯＣ２２ａに既に吸着しているＳＯｘの量と相関があり、具体的にはＤＯＣ２２ａに既に吸着しているＳＯｘの量が少ないほど、ＤＯＣ２２ａに新たに吸着するＳＯｘの量が多くなる（図９参照）。この点、吸着ＳＯｘ分布と飽和ＳＯｘ分布を用いてＳＯｘ飽和率を推定すれば、ＤＯＣ２２ａにどの程度ＳＯｘの吸着余裕があるかを見極めることができる。
【００２８】
しかしその一方で、ＤＯＣ２２ａに吸着することのできるＳＯｘの量にはそもそも限界がある。ここで、この吸着限界量はＤＯＣ２２ａの床温と相関があり、具体的には、吸着限界量はある温度よりも低温側ではＤＯＣ２２ａの床温が高くなるほど多くなり、この温度よりも高温側ではＤＯＣ２２ａの床温が高くなるほど少なくなる。このような吸着限界量に起因した問題点を示したのが図５である。
【００２９】
図５に「飽和ＳＯ３量」として示したデータは、この図に「現在温度」として示した床温において十分な量のＳＯｘをＤＯＣ２２ａに吸着させ、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中の各床温においてＤＯＣ２２ａから脱離したＳＯ３の量を、上昇速度を極低速とした条件のもとで測定したデータに相当している。一方、この図に「吸着ＳＯ３量」として示したデータは、図４の「吸着ＳＯ３量」と同一のデータである。この図５から分かるように、ＤＯＣ２２ａの床温が低い領域では「吸着ＳＯ３量」が「飽和ＳＯ３量」を下回っているにも関わらず、ＤＯＣ２２ａの床温が高い領域ではこの大小関係が逆転してしまう。
【００３０】
「吸着ＳＯ３量」と「飽和ＳＯ３量」の大小関係の逆転が起きた場合には、実際にはＤＯＣ２２ａの床温が低い領域に、その床温域でもＤＯＣ２２ａにＳＯ３を吸着できる余裕があるにも関わらず、上述した除算により求められたＳＯ３の飽和率の値が１を超えてしまい、ＤＯＣ２２ａにこのような吸着余裕が無いと判断されるケースが出てきてしまう。このように、図４で説明したような「吸着ＳＯ３量」のデータの総量を「飽和ＳＯ３量」のデータの総量で単に除算する手法では、ＳＯｘ飽和率を正確に算出できない可能性がある。
【００３１】
上述した問題点に鑑み、推定部Ｍ２は、第ｔ番目のサイクルにおけるＤＯＣ２２ａの現在床温Ｔ２を変数とする次式（３）により、第ｔ番目のサイクルにおけるＳＯｘ飽和率（Ｔ２（ｔ），ｔ）を推定する。なお、現在床温Ｔ２は、例えば温度センサ３４の検出値を使用することができる。
ＳＯｘ飽和率（Ｔ２（ｔ），ｔ）＝１−（総吸着余裕量（Ｔ２（ｔ），ｔ）／総飽和量（Ｔ２（ｔ），ｔ））  ・・・（３）
【００３２】
式（３）のＳＯｘ飽和率（Ｔ２（ｔ），ｔ）の算出過程は次のとおりである。先ず、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中における床温Ｔ１と、現在床温Ｔ２とを変数とする次式（４）および（５）により、第ｔ番目のサイクルにおける飽和ＳＯ２分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）および飽和ＳＯ３分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）をそれぞれ算出する。
飽和ＳＯ２分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）［μｇ／℃］＝基準飽和ＳＯ２分布×床温補正ＳＯ２ｍａｐ（Ｔ２（ｔ））［μｇ／℃］  ・・・（４）
飽和ＳＯ３分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）［μｇ／℃］＝基準飽和ＳＯ３分布×床温補正ＳＯ３ｍａｐ（Ｔ２（ｔ））［μｇ／℃］  ・・・（５）
【００３３】
式（４）の基準飽和ＳＯ２分布は、十分な量のＳＯｘをＤＯＣ２２ａに吸着させるときの床温（図４や図５の「現在温度」）を基準床温（例えば上述した吸着限界量が最大となる３００℃付近の床温）として作成した飽和ＳＯ２分布である。式（５）の基準飽和ＳＯ３分布もこれと同様である。式（４）の床温補正ＳＯ２ｍａｐ（Ｔ２（ｔ））は、基準飽和ＳＯ３分布を現在床温Ｔ２の飽和ＳＯ２分布に変換するための補正値を定めたマップである。式（５）の床温補正ＳＯ３ｍａｐ（Ｔ２（ｔ））もこれと同様である。このような基準飽和ＳＯｘ分布と補正マップは、例えばＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておくことができ、現在床温Ｔ２に応じて適宜読み出すことができる。
【００３４】
基準飽和ＳＯｘ分布と補正後の飽和ＳＯｘ分布の関係を、ＳＯ２を例として図６を参照しながら説明する。なお、この図の横軸のＴＬおよびＴＨは、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中にＤＯＣ２２ａからＳＯ２が脱離し始める温度（下限温度）と、ＤＯＣ２２ａからＳＯ２が脱離し終わる温度（上限温度）に、それぞれ相当している。この図に示す３種類の分布の違いは、現在床温Ｔ２にある。即ち、現在床温Ｔ２が基準温度と等しい場合は、補正後の飽和ＳＯ２分布の形状が基準飽和ＳＯ２分布の形状と一致する（中央）。一方、現在床温Ｔ２が基準温度よりも低い場合（左方）や、現在床温Ｔ２が基準温度よりも高い場合（右方）は、補正後の飽和ＳＯ２分布の形状が基準飽和ＳＯ２分布の形状と一致しなくなる。なお、現在床温Ｔ２が基準温度よりも高い場合（右方）には、補正後の飽和ＳＯ２分布の形状が、現在床温Ｔ２よりも低温側のデータが欠落しているような形状となる。この理由は、現在床温Ｔ２よりも低温側では、本来であればこの床温域においてＤＯＣ２２ａに吸着し続けることのできたはずのＳＯｘが、ＤＯＣ２２ａから既に脱離していると考えられるためである。
【００３５】
続いて、式（４）により算出した飽和ＳＯ２分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）を次式（６）に代入して、第ｔ番目のサイクルにおける総飽和ＳＯ２量（Ｔ２（ｔ），ｔ）を算出する。また、式（５）により算出した飽和ＳＯ３分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）を次式（７）に代入して、第ｔ番目のサイクルにおける総飽和ＳＯ３量を算出する。
【数１】
0006319282.tif 000002
【００３６】
総飽和ＳＯ２量（Ｔ２（ｔ），ｔ）および総飽和ＳＯ３量（Ｔ２（ｔ），ｔ）を算出したら、次式（８）にこれらを代入して、第ｔ番目のサイクルにおける総飽和量（Ｔ２（ｔ），ｔ）を算出する。
総飽和量（Ｔ２（ｔ），ｔ）＝総飽和ＳＯ２量（Ｔ２（ｔ），ｔ）＋総飽和ＳＯ３量（Ｔ２（ｔ），ｔ）  ・・・（８）
なお、以下の説明においては、総飽和ＳＯ２量（Ｔ２（ｔ），ｔ）を単に総飽和ＳＯ２量（ｔ）ともいう。また、総飽和ＳＯ３量（Ｔ２（ｔ），ｔ）を単に総飽和ＳＯ３量（ｔ）ともいう。また、総飽和量（Ｔ２（ｔ），ｔ）を単に総飽和量（ｔ）ともいう。
【００３７】
式（８）により総飽和量（ｔ）を算出したら、飽和ＳＯ２分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）と、推定部Ｍ６で推定した第ｔ番目のサイクルにおける最終吸着ＳＯ２分布（Ｔ１，ｔ）とを次式（９）に代入して、第ｔ番目のサイクルにおける吸着余裕ＳＯ２分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）を算出する。また、飽和ＳＯ３分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）と、推定部Ｍ６で推定した第ｔ番目のサイクルにおける最終吸着ＳＯ３分布（Ｔ１，ｔ）とを次式（１０）に代入して、第ｔ番目のサイクルにおける吸着余裕ＳＯ３分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）を算出する。
吸着余裕ＳＯ２分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）［μｇ／℃］＝ｍａｘ｛飽和ＳＯ２分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）［μｇ／℃］−最終吸着ＳＯ２分布（Ｔ１，ｔ）［μｇ／℃］，０｝  ・・・（９）
吸着余裕ＳＯ３分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）［μｇ／℃］＝ｍａｘ｛飽和ＳＯ３分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）［μｇ／℃］−最終吸着ＳＯ３分布（Ｔ１，ｔ）［μｇ／℃］，０｝  ・・・（１０）
【００３８】
続いて、式（９）により算出した吸着余裕ＳＯ２分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）を次式（１１）に代入して、第ｔ番目のサイクルにおける総吸着余裕ＳＯ２量（Ｔ２（ｔ），ｔ）を算出する。また、式（１０）により算出した吸着余裕ＳＯ３分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）を次式（１２）に代入して、第ｔ番目のサイクルにおける総吸着余裕ＳＯ３量（Ｔ２（ｔ），ｔ）を算出する。
【数２】
0006319282.tif 000003
なお、以下の説明においては、吸着余裕ＳＯ２分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）を単に吸着余裕ＳＯ２分布（ｔ）ともいう。また、吸着余裕ＳＯ３分布（Ｔ１，Ｔ２（ｔ），ｔ）を単に吸着余裕ＳＯ３分布（ｔ）ともいう。また、総吸着余裕ＳＯ２量（Ｔ２（ｔ），ｔ）を単に総吸着余裕ＳＯ２量（ｔ）ともいう。また、総吸着余裕ＳＯ３量（Ｔ２（ｔ），ｔ）を単に総吸着余裕ＳＯ３量（ｔ）ともいう。
【００３９】
図７を参照して、総吸着余裕ＳＯ２量（ｔ）を説明する。なお、総吸着余裕ＳＯ３量（ｔ）についてはこれと同様である。この図に示すように、総吸着余裕ＳＯ２量（ｔ）は、飽和ＳＯ２分布から、飽和ＳＯ２分布と吸着ＳＯ２分布の重複部分を除いた面積として表すことができる。なお、この図の右方の分布に領域Ａとして示すように、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中の各床温においてＤＯＣ２２ａに吸着するＳＯ２の量、即ち、吸着ＳＯ２量がその最大量、即ち、飽和ＳＯ２量を上回る場合は、ＤＯＣ２２ａが飽和していると考えられることから、総吸着余裕ＳＯ２量（ｔ）の算出から除外される。また、この右方の分布において、現在床温Ｔ２よりも低温側のデータが欠落している理由については、図６で説明した通りである。
【００４０】
そして、総吸着余裕ＳＯ２量（ｔ）および総吸着余裕ＳＯ３量（ｔ）を算出したら、これらを次式（１３）に代入して、第ｔ番目のサイクルにおける総吸着余裕量（Ｔ２（ｔ），ｔ）を算出する。
総吸着余裕量（Ｔ２（ｔ），ｔ）＝総吸着余裕ＳＯ２量（ｔ）＋総吸着余裕ＳＯ３量（ｔ）  ・・・（１３）
更に、式（８）により算出した総飽和量（ｔ）と、式（１３）により算出した総吸着余裕量（ｔ）とを式（３）に代入すれば、飽和率（Ｔ２（ｔ），ｔ）を算出できる。なお、以下の説明においては、飽和率（Ｔ２（ｔ），ｔ）を単に飽和率（ｔ）ともいう。
【００４１】
図３に戻り目標床温Ｔｔｒｇの算出ロジックの説明を続ける。推定部Ｍ３は、「ＤＯＣ２２ａに流入するＳＯｘ」であってＤＯＣ２２ａに新たに吸着するＳＯｘの量（以下「新規吸着ＳＯｘ量」ともいう。）、および、「ＤＯＣ２２ａに流入するＳＯｘ」であってＤＯＣ２２ａに吸着することなくすり抜けるＳＯｘの量（以下「すり抜けＳＯｘ量」ともいう。）を推定する。先ず、新規吸着ＳＯｘ量とすり抜けＳＯｘ量の関係について、図８を参照して説明する。この図に矢印で示すように、新規吸着ＳＯｘ量とすり抜けＳＯｘ量の和が、流入ＳＯｘ量に等しくなる。この理由は、「ＤＯＣ２２ａに流入するＳＯｘ」のうちの一部がＤＯＣ２２ａに吸着し、残りがＤＯＣ２２ａに吸着することなくすり抜けるためである。
【００４２】
推定部Ｍ３は、具体的に、推定部Ｍ１で推定した流入ＳＯｘ量（ｔ）と、推定部Ｍ２で推定した飽和率（ｔ）とを変数とする次式（１４）により新規吸着ＳＯｘ量を推定し、次式（１５）によりすり抜けＳＯｘ量を推定する。
新規吸着ＳＯｘ量（流入ＳＯｘ量（ｔ），飽和率（ｔ））［μｇ／ｓ］＝流入ＳＯｘ量（ｔ）×吸着率ｍａｐ（飽和率（ｔ））  ・・・（１４）
すり抜けＳＯｘ量（流入ＳＯｘ量（ｔ），飽和率（ｔ））［μｇ／ｓ］＝流入ＳＯｘ量（ｔ）×｛１−吸着率ｍａｐ（飽和率（ｔ））｝  ・・・（１５）
なお、以下の説明においては、新規吸着ＳＯｘ量（流入ＳＯｘ量（ｔ），飽和率（ｔ））を単に新規吸着ＳＯｘ量（ｔ）ともいう。また、すり抜けＳＯｘ量（流入ＳＯｘ量（ｔ），飽和率（ｔ））を単にすり抜けＳＯｘ量（ｔ）ともいう。
【００４３】
式（１４）および（１５）の吸着率ｍａｐは、第ｔ番目のサイクルにおいて「ＤＯＣ２２ａに流入するＳＯｘ」のうち、ＤＯＣ２２ａに吸着するＳＯｘの割合（即ち、吸着率）が、飽和率（ｔ）によって変わるという特性に基づいて作成されたマップである。この特性は図９に示すように、飽和率（ｔ）が低い領域では吸着率が高く、飽和率（ｔ）が高くなるにつれて吸着率が徐々に低下するというものである。なお、このようなマップは、例えばＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておくことができ、現在床温Ｔ２に応じて適宜読み出すことができる。
【００４４】
図３に戻り、推定部Ｍ４は、推定部Ｍ３で推定した新規吸着ＳＯｘ量を吸着ＳＯｘ分布に反映させて吸着後ＳＯｘ分布を推定する。吸着後ＳＯｘ分布について、ＳＯ２を例とした図１０を参照しながら説明する。この図に示すように、吸着後ＳＯ２分布は、前回サイクル（例えば、第ｔ−１番目のサイクル）における最終吸着ＳＯ２分布に、今回サイクル（例えば、第ｔ番目のサイクル）においてＤＯＣ２２ａに新たに吸着するＳＯ２の量を表した分布（以下「新規吸着ＳＯ２分布」ともいう。）を加算することで推定される。
【００４５】
推定部Ｍ４は、具体的には先ず、新規吸着ＳＯｘ量（ｔ）、総吸着余裕量（ｔ）および吸着余裕ＳＯ２分布（ｔ）を変数とする次式（１６）により、第ｔ番目のサイクルにおける新規吸着ＳＯ２分布を算出する。新規吸着ＳＯ２分布と同様に、推定部Ｍ４は、ＤＯＣ２２ａに新たに吸着するＳＯ３の量を表した分布（以下「新規吸着ＳＯ３分布」ともいう。）を、次式（１７）により算出する。なお、吸着余裕ＳＯ２分布（ｔ）と総吸着余裕量（ｔ）には、推定部Ｍ２において算出されたものが使用される。
新規吸着ＳＯ２分布（新規吸着ＳＯｘ量（ｔ），吸着余裕ＳＯ２分布（ｔ），総吸着余裕量（ｔ））［μｇ／℃］＝吸着余裕ＳＯ２分布（ｔ）［μｇ／℃］×｛新規吸着ＳＯｘ量（ｔ）／総吸着余裕量（ｔ）｝  ・・・（１６）
新規吸着ＳＯ３分布（新規吸着ＳＯｘ量（ｔ），吸着余裕ＳＯ３分布（ｔ），総吸着余裕量（ｔ））［μｇ／℃］＝吸着余裕ＳＯ３分布（ｔ）［μｇ／℃］×｛新規吸着ＳＯｘ量（ｔ）／総吸着余裕量（ｔ）｝  ・・・（１７）
なお、以下の説明においては、新規吸着ＳＯ２分布（新規吸着ＳＯｘ量（ｔ），吸着余裕ＳＯ２分布（ｔ），総吸着余裕量（ｔ））を、単に新規吸着ＳＯ２分布（ｔ）ともいう。また、新規吸着ＳＯ３分布（新規吸着ＳＯｘ量（ｔ），吸着余裕ＳＯ３分布（ｔ），総吸着余裕量（ｔ））を、単に新規吸着ＳＯ３分布（ｔ）ともいう。
【００４６】
推定部Ｍ４は、続いて、算出した新規吸着ＳＯ２分布と、第ｔ−１番目のサイクルにおける最終吸着ＳＯ２分布（ｔ−１）とを次式（１８）に代入して、吸着後ＳＯ２分布を算出する。また、算出した新規吸着ＳＯ３分布と、第ｔ−１番目のサイクルにおいて推定部Ｍ６で推定した吸着ＳＯ３分布（ｔ−１）とを次式（１９）に代入して、吸着後ＳＯ３分布を算出する。
吸着後ＳＯ２分布（ｔ）［μｇ／℃］＝最終吸着ＳＯ２分布（ｔ−１）［μｇ／℃］＋新規吸着ＳＯ２分布（ｔ）［μｇ／℃］  ・・・（１８）
吸着後ＳＯ３分布（ｔ）［μｇ／℃］＝最終吸着ＳＯ３分布（ｔ−１）［μｇ／℃］＋新規吸着ＳＯ３分布（ｔ）［μｇ／℃］  ・・・（１９）
【００４７】
図３に戻り、推定部Ｍ５は、推定部Ｍ４で推定した吸着後ＳＯｘ分布に基づいて、ＤＯＣ２２ａから新たに脱離するＳＯｘの量（以下「新規脱離ＳＯｘ量」ともいう。）を推定する。
【００４８】
推定部Ｍ５は、具体的には先ず、ＤＯＣ２２ａから脱離することのできるＳＯｘの総量（以下「脱離可能総ＳＯｘ量」ともいう。）を推定する。脱離可能総ＳＯｘ量について、ＳＯ２を例とした図１１を参照しながら説明する。なお、この図の横軸のＴＬおよびＴＨは、上述した下限温度および上限温度に、それぞれ相当している。この図に示すように、脱離可能総ＳＯｘ量は、現在床温Ｔ２よりも低温側で、尚且つ、下限温度ＴＬよりも高温側の吸着後ＳＯｘ分布の面積に相当する。
【００４９】
ＤＯＣ２２ａから脱離することのできるＳＯ２の総量、即ち、脱離可能総ＳＯ２量は、現在床温Ｔ２を変数とする次式（２０）により算出される。ＤＯＣ２２ａから脱離することのできるＳＯ３の総量、即ち、脱離可能総ＳＯ３量は、現在床温Ｔ２を変数とする次式（２１）により算出される。
【数３】
0006319282.tif 000004
【００５０】
推定部Ｍ５は、算出した脱離可能総ＳＯ２量を次式（２２）に代入して、第ｔ番目のサイクルにおいてＤＯＣ２２ａから新たに脱離するＳＯ２の量、即ち、新規脱離ＳＯ２量を算出する。また、算出した脱離可能総ＳＯ３量を次式（２３）に代入して、第ｔ番目のサイクルにおいてＤＯＣ２２ａから新たに脱離するＳＯ３の量、即ち、新規脱離ＳＯ３量を算出する。なお、式（２２）および（２３）の脱離率には設定値が使用され、例えばＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておくことができる。
新規脱離ＳＯ２量（Ｔ２（ｔ），ｔ）［μｇ］＝脱離可能総ＳＯ２量［μｇ］×脱離率  ・・・（２２）
新規脱離ＳＯ３量（Ｔ２（ｔ），ｔ）［μｇ］＝脱離可能総ＳＯ３量［μｇ］×脱離率  ・・・（２３）
【００５１】
図３に戻り、推定部Ｍ６は、推定部Ｍ５で推定した新規脱離ＳＯｘ量を吸着後ＳＯｘ分布に反映させて、最終吸着ＳＯｘ分布を推定する。
【００５２】
推定部Ｍ６は具体的に、推定部Ｍ５で推定した新規脱離ＳＯｘ量の分だけＳＯｘが脱離し、吸着後ＳＯｘ分布の形状が変形すると仮定して、最終吸着ＳＯｘ分布（脱離後ＳＯｘ分布）を推定する。最終吸着ＳＯｘ分布と吸着後ＳＯｘ分布の関係について、ＳＯ２を例とした図１２を参照しながら説明する。なお、この図の横軸のＴＬおよびＴＨは、上述した下限温度および上限温度に、それぞれ相当している。この図に示すように、吸着後ＳＯ２分布の下限温度ＴＬからの積分値が新規脱離ＳＯ２量に一致するときの吸着後ＳＯ２分布の面積、即ち、下限温度ＴＬから温度ＴｄＳＯ２までの面積を、吸着後ＳＯｘ分布から削った後に残る分布が、最終吸着ＳＯ２分布となる。
【００５３】
図１２の温度ＴｄＳＯ２が床温Ｔ１を上回る場合には、ＤＯＣ２２ａからＳＯ２が全て脱離していることを意味する。これを考慮すると、第ｔ番目のサイクルにおける最終吸着ＳＯ２分布は床温Ｔ１を変数とする次式（２４）で表され、第ｔ番目のサイクルにおける最終吸着ＳＯ３分布は次式（２５）で表されることになる。なお、式（２５）の温度ＴｄＳＯ３は、吸着後ＳＯ３分布の下限温度ＴＬからの積分値が新規脱離ＳＯ３量に一致するときの床温Ｔ１に相当している。
【数４】
0006319282.tif 000005
【００５４】
なお、新規脱離ＳＯ２量と温度ＴｄＳＯ２の関係は次式（２６）で表すことができ、新規脱離ＳＯ３量と温度ＴｄＳＯ３の関係は次式（２７）で表すことができる。
【数５】
0006319282.tif 000006
【００５５】
図３に戻り、推定部Ｍ７は、上述したすり抜けＳＯｘのうちＤＯＣ２２ａからＳＯ３の状態で排出されるＳＯｘの量（以下「すり抜けＳＯ３量」ともいう。）を推定する。
【００５６】
図２で説明したように、ＤＯＣ２２ａでは貴金属２２ｄに吸着したＳＯ２の一部がＳＯ３に転化する。この転化がすり抜けＳＯｘ中のＳＯ２にも起こると仮定して、推定部Ｍ７では、すり抜け量と現在床温Ｔ２を変数とする次式（２８）により、第ｔ番目のサイクルにおけるすり抜けＳＯ３量を推定する。なお、すり抜けＳＯｘのうちＤＯＣ２２ａからＳＯ２の状態で排出されるＳＯｘの量（以下「すり抜けＳＯ２量」ともいう。）は、次式（２９）で表すことができる。
すり抜けＳＯ３量（すり抜け量（ｔ），Ｔ２（ｔ））［μｇ／ｓ］＝すり抜けＳＯｘ量（ｔ）×ＳＯ３転化率ｍａｐ（Ｔ２（ｔ））  ・・・（２８）
すり抜けＳＯ２量（すり抜け量（ｔ），Ｔ２（ｔ））［μｇ／ｓ］＝すり抜けＳＯｘ量（ｔ）×｛１−ＳＯ３転化率ｍａｐ（Ｔ２（ｔ））｝  ・・・（２９）
【００５７】
式（２８）および（２９）のＳＯ３転化率ｍａｐ（Ｔ２（ｔ））は、第ｔ番目のサイクルにおいて「ＤＯＣ２２ａに流入するＳＯｘ」のうち、ＤＯＣ２２ａからＳＯ３の状態で排出されるＳＯｘの割合（即ち、ＳＯ３転化率）が、ＤＯＣ２２ａの現在床温Ｔ２によって変わるという特性に基づいて作成されたマップである。この特性は図１３に示すように、現在床温Ｔ２がある温度域Ｂにある場合はＳＯ３転化率が高くなり、この温度域Ｂよりも低温側や高温側では、ＳＯ２からＳＯ３への転化が起こり難くなるというものである。このようなマップは、例えばＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておくことができ、現在床温Ｔ２に応じて適宜読み出すことができる。
【００５８】
図３に戻り、算出部Ｍ８は、ＤＯＣ２２ａの床温上昇中にＤＯＣ２２ａから脱離してもよいＳＯ３の量（以下「許容脱離ＳＯ３量」ともいう。）を算出する。許容脱離ＳＯ３量について、図１４を参照して説明する。この図に示す制約ＳＯ３量は、サルフェート白煙に関する制約に相当しており、この図においてはすり抜けＳＯ３量と許容脱離ＳＯ３量の和が制約ＳＯ３量と等しくなっている。すり抜けＳＯ３量と許容脱離ＳＯ３量の和は、ＤＯＣ２２ａの下流におけるＳＯ３の量であることから、この和の値が制約ＳＯ３量よりも小さい値であれば制約が満たされることになる。
【００５９】
制約ＳＯ３量は、第ｔ番目のサイクルにおけるエンジン１０の排気流量（ガス流量）を変数とする次式（３０）により算出することができる。なお、エンジン１０の排気流量は、例えばエアフローメータ３２の検出値を用いることができる。
制約ＳＯ３量（ガス流量（ｔ））［μｇ／ｓ］＝制約ＳＯ３濃度［ｐｐｍ］×ガス流量（ｔ）［ｇ／ｓ］÷空気の平均モル質量×ＳＯ３分子量  ・・・（３０）
【００６０】
従って、この制約ＳＯ３量とすり抜けＳＯ３量を変数とする次式（３１）を許容脱離ＳＯ３量が満たせば、制約が満たされることになる。
許容脱離ＳＯ３量（制約ＳＯ３量（ガス流量（ｔ）），すり抜けＳＯ３量（ｔ））［μｇ／ｓ］≦制約ＳＯ３量（ガス流量（ｔ））［μｇ／ｓ］−すり抜けＳＯ３量（ｔ）［μｇ／ｓ］  ・・・（３１）
なお、以下の説明においては、許容脱離ＳＯ３量（制約ＳＯ３量（ガス流量（ｔ）），すり抜けＳＯ３量（ｔ））を単に許容脱離ＳＯ３量（ｔ）ともいう。
【００６１】
図３に戻り、算出部Ｍ９は、ＰＭ再生制御中のサルフェート白煙の発生を抑制するための第ｔ番目のサイクルにおける目標温度Ｔｔｒｇを算出する。目標床温Ｔｔｒｇについて、図１５を参照しながら説明する。なお、この図の横軸のＴＬおよびＴＨは、上述した下限温度および上限温度に、それぞれ相当している。この図に示すように、最終吸着ＳＯ３分布の低温側からの積分値に脱離率を乗じた値が、算出部Ｍ８で算出した許容脱離ＳＯ３量に一致するときの床温Ｔ１が目標床温Ｔｔｒｇに相当する。
【００６２】
なお、第ｔ番目のサイクルにおける許容脱離ＳＯ３量と目標温度Ｔｔｒｇの関係は次式（３２）で表すことができる。式（３２）の脱離率には設定値が使用され、例えばＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておくことができる。
【数６】
0006319282.tif 000007
【００６３】
図１６を参照して、本実施の形態による効果を説明する。この図に示す（i）〜（iii）は、時刻ｔ０でのＰＭ再生制御の開始に伴いＤＯＣ２２ａの目標床温を設定した３つの場合に相当している。具体的に（i）の場合は、時刻ｔ０で目標温度をステップ状に切り替えて高温に設定した場合に相当している。この場合は、ＤＯＣ２２ａの実際の触媒床温（中段）が急上昇することになる。従って、ＤＯＣ２２ａの下流におけるＳＯ３濃度（下段）が制約ＳＯ３濃度を上回ってしまう。また、(ii)の場合は、時刻ｔ０で目標温度を一定速度で上昇させた場合に相当している。この場合は、ＤＯＣ２２ａの実際の触媒床温（中段）も一定速度で上昇させることができる。また、制約ＳＯ３濃度を考慮してこの上昇速度を設定することで、ＤＯＣ２２ａの下流におけるＳＯ３濃度（下段）を制約ＳＯ３濃度以下に抑えることもできる。しかしその一方で、ＰＭ再生制御が終了するまでに長時間を要してしまう。この点、本実施の形態の手法に相当する(iii)の場合では、ＤＯＣ２２ａの下流におけるＳＯ３濃度（下段）を制約ＳＯ３濃度以下に抑えるだけでなく、ＰＭ再生制御を短時間で完了させることもできる。
【００６４】
なお、上述した実施の形態においては、推定部Ｍ１が本発明の「流入ＳＯｘ量推定手段」に、推定部Ｍ２が本発明の「ＳＯｘ飽和率推定手段」に、推定部Ｍ３が本発明の「新規吸着ＳＯｘ量推定手段」および「すり抜けＳＯｘ量推定手段」に、推定部Ｍ４が本発明の「吸着後ＳＯｘ分布推定手段」に、推定部Ｍ５が本発明の「新規脱離ＳＯｘ量推定手段」に、推定部Ｍ６が本発明の「最終吸着ＳＯｘ分布推定手段」に、推定部Ｍ７が本発明の「すり抜けＳＯ３量推定手段」に、算出部Ｍ８が本発明の「許容脱離ＳＯ３量算出手段」に、算出部Ｍ９が本発明の「目標温度算出手段」に、それぞれ相当している。
【００６５】
ところで、上述した実施の形態では、燃料添加弁２４からの燃料の添加によりＰＭ再生制御を行った。しかしこのＰＭ再生制御を、インジェクタ１２からの燃料の噴射（具体的には、メイン噴射よりも後のサブ噴射（例えばポスト噴射））により行ってもよい。この場合は、式（１）の排気添加量を、インジェクタ１２からのサブ噴射量に置き換えればよい。
また、上述した実施の形態では、ＰＭ再生制御中を例としてＤＯＣ２２ａの床温の目標温度を算出した。しかし、ＤＯＣ２２ａからＳＯｘを脱離させる制御をＰＭ再生制御と併せて行うような場合に、この脱離制御中に上述した手法によりＤＯＣ２２ａの床温の目標温度を算出してもよい。このように、上述した目標温度の算出手法は、ＤＯＣ２２ａからＳＯｘが脱離する温度域までＤＯＣ２２ａの床温を上昇させる制御一般に適用することができる。
また、上述した実施の形態では、ＤＯＣ２２ａとＤＰＦ２２ｂを備える排気浄化装置２２を例として説明した。しかし、ＤＯＣ２２ａにおけるＨＣ等の酸化機能をＤＰＦ２２ｂに付与して、排気浄化装置２２からＤＯＣ２２ａを省略してもよい。この場合は、上述した目標温度の算出手法を、酸化機能が付与されたＤＰＦ２２ｂに適用することで上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、上述した実施の形態ではエンジン１０がターボチャージャ１６を備えるとしたが、エンジン１０がターボチャージャ１６を備えていなくてもよい。即ち、上述した目標温度の算出手法は、非過給ディーゼルエンジンのシステムにも適用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１０  ディーゼルエンジン
１２  インジェクタ
２０  排気管
２２  排気浄化装置
２２ａ  ＤＯＣ
２２ｂ  ＤＰＦ
２２ｃ  コート材
２２ｄ  貴金属
２４  燃料添加弁
３０  ＥＣＵ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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