JP2005090276A - 内燃機関の触媒制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 内燃機関運転状態過渡時であっても排気浄化触媒の過熱を招くことがない燃料添加制御。
【解決手段】 排気系の熱容量を考慮した動的触媒床温Ｔｄの算出（Ｓ１０４）を行うことで、エンジン運転状態過渡時においても燃料添加がされていない状態での排気浄化触媒における実際の触媒床温に相当する床温を得ることができる。そして燃料添加量を決定している定常時触媒床温Ｔｓ（Ｓ１０２）が、Ｔｄ−Ｔｓ＞Ｔｊｄとなっている場合には（Ｓ１０６で「ＹＥＳ」）、過剰に燃料添加がなされるので触媒床温が過熱状態となるおそれが生じる。このような場合に燃料添加制限フラグＦａｃ＝「ＯＮ」と設定することで（Ｓ１１０）、燃料添加を禁止している。このことでエンジン運転状態過渡時であっても排気浄化触媒の過熱を招くことがない。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関の排気系に設けられた添加弁から燃料を排気中に添加することにより、下流に設けられた排気浄化触媒にて燃料を酸化させて触媒床温を昇温させる内燃機関の触媒制御装置に関する。

内燃機関の排気系にＮＯｘ吸蔵還元触媒等の排気浄化触媒が配置されることで、排気中のＮＯｘを浄化する排気浄化装置が知られている。
このような排気浄化触媒では、燃料中に含まれる硫黄成分に被毒されることによりＮＯｘ吸蔵能力や還元能力が低下する。この硫黄被毒状態から回復させるためには、触媒床温を高温化し、空燃比をストイキよりも少し低い空燃比にすることで、硫黄を放出させる必要がある。

又、フィルタ型の排気浄化触媒にて排気中の粒子状物質を捕捉して排気を浄化する装置では、粒子状物質が或る程度、堆積した後に、ストイキよりも高い空燃比の状態で触媒床温を高温化して粒子状物質を酸化させて除去する必要がある。

このような触媒床温の高温化のためには、燃料を排気中に添加して排気浄化触媒部分で燃料を酸化することにより発熱させて触媒床温を昇温させる制御を行う必要がある。
このように触媒床温を高温化する場合には、高精度に触媒床温を制御しないと、触媒床温が低すぎて硫黄の放出がなされなかったり粒子状物質が酸化されなかったりするおそれがある。又、逆に触媒床温が高すぎると触媒劣化が生じるおそれがある。

従来、硫黄被毒回復時などにて高精度に触媒床温を制御する技術として、排気浄化触媒の上流側に設けられた温度センサから排気温を検出し、この排気温に基づいて下流の排気浄化触媒の触媒床温を高精度に推定して、添加燃料を調節している技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−１２２０１９号公報（第１０−１３頁、図４）

しかし上記従来技術では、内燃機関から排出される排気温、つまり排気浄化触媒に流入する排気温について参照されていても、排気系の熱容量については考慮されていない。このため内燃機関の運転状態過渡時に内燃機関から排出される排気温が変化した場合に、特に排気温が低下した場合においては、直ちに触媒床温に反映されるものとして触媒床温を目標床温に維持するために燃料添加量を増加させている。

しかし、排気浄化触媒も含めた排気系には熱容量が有るため、内燃機関が排出する排気温自体が低下しても、直ちに触媒床温に同様な低下が生じるわけではない。このため、まだ高温状態にある排気浄化触媒に対して排気温の低下に伴って増量された燃料が供給されて、目標床温よりも過剰に高温化して触媒劣化を招くおそれがある。

本発明は、内燃機関の運転状態が過渡時であっても排気浄化触媒の過熱を招くことがない燃料添加制御を目的とするものである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関の触媒制御装置は、燃料添加がされていない状態にあるとして内燃機関の運転状態に基づいて排気浄化触媒の定常時触媒床温を推定し、該定常時触媒床温と目標床温との比較に基づいて前記排気浄化触媒の上流に設けられた添加弁から排気中に燃料添加することにより、下流に設けられた排気浄化触媒にて前記燃料を酸化させて触媒床温を目標床温へ昇温させる内燃機関の触媒制御装置であって、前記添加弁からの燃料添加がされていない状態にあるとして内燃機関の運転状態の履歴と排気系の熱容量とに基づいて前記排気浄化触媒の動的触媒床温を推定する動的触媒床温推定手段と、前記定常時触媒床温が、前記動的触媒床温推定手段にて推定された動的触媒床温よりも低く、かつ前記定常時触媒床温と前記動的触媒床温との温度差が制限開始基準温度差より大きい場合に燃料添加を制限する燃料添加制限手段とを備えたことを特徴とする。

動的触媒床温推定手段により内燃機関運転状態の過渡時においても、添加弁からの燃料添加がされていない状態での実際の触媒床温に相当する動的触媒床温を得ることができる。このため添加弁からの燃料添加量を決定している定常時触媒床温が動的触媒床温よりも低くて制限開始基準温度差より大きい温度差となっている場合には、定常時触媒床温を用いたのでは過剰に燃料添加がなされて、排気浄化触媒にて酸化反応が過剰に行われることで触媒床温が過熱状態となるおそれが生じる。したがって、この場合に燃料添加制限手段が燃料添加を制限することで、内燃機関の運転状態が過渡時であっても排気浄化触媒の過熱を招くことがない。

請求項２に記載の内燃機関の触媒制御装置は、燃料添加がされていない状態にあるとして内燃機関の運転状態に基づいて排気浄化触媒の定常時触媒床温を推定し、該定常時触媒床温と目標床温との比較に基づいて前記排気浄化触媒の上流に設けられた添加弁から排気中に燃料添加することにより、下流に設けられた排気浄化触媒にて前記燃料を酸化させて触媒床温を目標床温へ昇温させる内燃機関の触媒制御装置であって、内燃機関の回転数、内燃機関の負荷、アクセル開度、及び内燃機関が搭載されている車両の速度の内で１つ又は２つ以上を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段にて検出されている内燃機関の回転数、内燃機関の負荷、アクセル開度、及び内燃機関が搭載されている車両の速度の内で１つ又は２つ以上が基準低下度合より大きい低下度合を示した場合に燃料添加を制限する燃料添加制限手段とを備えたことを特徴とする。

運転状態検出手段にて検出されている内燃機関の回転数、内燃機関の負荷、アクセル開度、及び内燃機関が搭載されている車両の速度の内で１つ又は２つ以上が基準低下度合より大きい低下度合を示した場合には、内燃機関運転状態の過渡時であり、しかも定常時触媒床温が低下する過渡時であると判断できる。

このため定常時触媒床温を用いたのでは過剰に燃料添加がなされて排気浄化触媒にて酸化反応が過剰に行われることで、触媒床温が過熱状態となるおそれが生じる。したがって、この場合に燃料添加制限手段が燃料添加を制限することで、内燃機関の運転状態が過渡時であっても排気浄化触媒の過熱を招くことがない。

請求項３に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項２において、前記燃料添加制限手段は、排気温が高温となる内燃機関の運転状態が基準継続時間継続した後に、前記運転状態検出手段にて検出されている内燃機関の回転数、内燃機関の負荷、アクセル開度、及び内燃機関が搭載されている車両の速度の内で１つ又は２つ以上が基準低下度合より大きい低下度合を示した場合に燃料添加を制限することを特徴とする。

このように燃料添加制限手段は、排気温が高温となる内燃機関の運転状態が基準継続時間継続したことを前提とすることにより、排気浄化触媒の過熱を招く内燃機関の運転状態過渡時に限って燃料添加を制限できるので、一層高精度な燃料添加制限が可能となる。

請求項４に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、排気温を実測する排気温実測手段を備え、前記燃料添加制限手段は、前記排気温実測手段にて実測された排気温が制限解除基準温度まで低下した場合に前記燃料添加の制限を解除することを特徴とする。

このように排気温実測手段にて実測された排気温が制限解除基準温度まで低下した場合には、排気浄化触媒の実際の触媒床温も十分に低下しているものと判断できる。したがって燃料添加の制限を解除しても排気浄化触媒の過熱を招くことがなく、昇温制御処理を継続して、適切に触媒制御を実行することができる。

請求項５に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記燃料添加制限手段は、前記添加弁からの燃料添加がされていない状態にあるとして内燃機関の運転状態の履歴と排気系の熱容量とに基づいて推定される前記排気浄化触媒の動的触媒床温が制限解除基準温度まで低下した場合に前記燃料添加の制限を解除することを特徴とする。

このように動的触媒床温が制限解除基準温度まで低下した場合には、排気浄化触媒の実際の触媒床温も十分に低下しているものと判断できる。したがって燃料添加の制限を解除しても排気浄化触媒の過熱を招くことがなく、昇温制御処理を継続して、適切に触媒制御を実行することができる。

請求項６に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記燃料添加制限手段は、前記燃料添加の制限が基準制限時間継続した場合に該燃料添加の制限を解除することを特徴とする。

このように燃料添加の制限が基準制限時間継続した場合には、排気浄化触媒の実際の触媒床温も十分に低下しているものと判断できる。したがって燃料添加の制限を解除しても排気浄化触媒の過熱を招くことがない。

請求項７に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記燃料添加制限手段は、前記添加弁からの燃料添加を禁止することにより燃料添加を制限することを特徴とする。

燃料添加の制限としては、添加弁からの燃料添加を禁止することにより行っても良い。このことにより添加弁からは完全に排気浄化触媒には燃料が供給されなくなるので、過渡時に排気浄化触媒の過熱を招くことがない。

請求項８に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記燃料添加制限手段は、前記添加弁からの燃料添加量を減量することにより燃料添加を制限することを特徴とする。

燃料添加の制限としては、添加弁からの燃料添加量を減量することにより行っても良い。このことにより排気浄化触媒での酸化による発熱量は低下するので、過渡時に排気浄化触媒の過熱を招くことがない。

請求項９に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜８のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒はＮＯｘ吸蔵還元触媒であり、前記目標床温への昇温は、硫黄被毒したＮＯｘ吸蔵還元触媒から硫黄放出させる際に行われる処理であることを特徴とする。

目標床温への昇温は、排気浄化触媒がＮＯｘ吸蔵還元触媒である場合には、硫黄被毒したＮＯｘ吸蔵還元触媒から硫黄放出させる際に行われる処理を挙げることができる。このように硫黄放出させる際に行われる昇温制御処理において、過渡時となっても排気浄化触媒の過熱を招くことがなくなる。

請求項１０に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜８のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒は排気中の粒子状物質を濾過するフィルタを基体として該フィルタ上にＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成された構成であり、前記目標床温への昇温は、前記フィルタから前記粒子状物質を酸化により除去する際に行われる処理であることを特徴とする。

目標床温への昇温は、排気浄化触媒が前記フィルタ上にＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成されたものである場合には、フィルタから粒子状物質を酸化により除去する際に行われる処理を挙げることができる。このように粒子状物質を酸化させる際に行われる昇温制御処理において、過渡時となっても排気浄化触媒の過熱を招くことがなくなる。

請求項１１に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜１０のいずれかにおいて、前記内燃機関はディーゼルエンジンであることを特徴とする。
ディーゼルエンジンに本発明を適用することにより、ディーゼルエンジンの運転状態の過渡時に排気浄化触媒の過熱を招くことがなくなる。

［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジン及び触媒制御装置を含めた制御システムの概略構成を表すブロック図である。尚、本発明は希薄燃焼式ガソリンエンジンなどについて同様な触媒構成を採用した場合においても適用できる。

ディーゼルエンジン２は複数気筒、ここでは４気筒＃１，＃２，＃３，＃４からなる。各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は吸気弁６にて開閉される吸気ポート８及び吸気マニホールド１０を介してサージタンク１２に連結されている。そしてサージタンク１２は、吸気経路１３を介して、インタークーラ１４及び過給機、ここでは排気ターボチャージャ１６のコンプレッサ１６ａの出口側に連結されている。コンプレッサ１６ａの入口側はエアクリーナ１８に連結されている。サージタンク１２には、排気再循環（以下、「ＥＧＲ」と称する）経路２０のＥＧＲガス供給口２０ａが開口している。そしてサージタンク１２とインタークーラ１４との間の吸気経路１３には、スロットル弁２２が配置され、コンプレッサ１６ａとエアクリーナ１８との間には吸入空気量センサ２４及び吸気温センサ２６が配置されている。

各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は排気弁２８にて開閉される排気ポート３０及び排気マニホールド３２を介して排気ターボチャージャ１６の排気タービン１６ｂの入口側に連結され、排気タービン１６ｂの出口側は排気経路３４に接続されている。尚、排気タービン１６ｂは排気マニホールド３２において第４気筒＃４側から排気を導入している。

この排気経路３４には、排気浄化触媒が収納されている３つの触媒コンバータ３６，３８，４０が配置されている。最上流の第１触媒コンバータ３６にはＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａが収納されている。ディーゼルエンジン２の通常の運転時において排気が酸化雰囲気（リーン）にある時には、ＮＯｘはこのＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａに吸蔵される。そして還元雰囲気（ストイキあるいはストイキよりも低い空燃比）ではＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａに吸蔵されたＮＯｘがＮＯとして離脱しＨＣやＣＯにより還元される。このことによりＮＯｘの浄化を行っている。

そして２番目に配置された第２触媒コンバータ３８にはモノリス構造に形成された壁部を有するフィルタ３８ａが収納され、この壁部の微小孔を排気が通過するように構成されている。この基体としてのフィルタ３８ａの微小孔表面にコーティングにてＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成されているので、前述したごとくにＮＯｘの浄化が行われる。更にフィルタ壁部には排気中の粒子状物質（以下「ＰＭ」と称する）が捕捉されるので、高温の酸化雰囲気でＮＯｘ吸蔵時に発生する活性酸素によりＰＭの酸化が開始され、更に周囲の過剰酸素によりＰＭ全体が酸化される。このことによりＮＯｘの浄化と共にＰＭの浄化を実行している。尚、ここでは第１触媒コンバータ３６と第２触媒コンバータ３８とは一体に形成されている。

最下流の第３触媒コンバータ４０は、酸化触媒４０ａが収納され、ここではＨＣやＣＯが酸化されて浄化される。
尚、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａの上流には第１空燃比センサ４２が、更にＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａとフィルタ３８ａとの間には第１排気温センサ４４が配置されている。又、フィルタ３８ａと酸化触媒４０ａとの間において、フィルタ３８ａの近くには第２排気温センサ４６が、酸化触媒４０ａの近くには第２空燃比センサ４８が配置されている。

上記第１空燃比センサ４２と第２空燃比センサ４８とは、それぞれの位置で排気成分に基づいて排気の空燃比を検出し、空燃比に比例した電圧信号をリニアに出力するセンサである。又、第１排気温センサ４４と第２排気温センサ４６とはそれぞれの位置で排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔを検出するものである。

フィルタ３８ａの上流側と下流側には差圧センサ５０の配管がそれぞれ設けられ、差圧センサ５０はフィルタ３８ａの目詰まりを検出するためにフィルタ３８ａの上下流での差圧を検出している。

尚、排気マニホールド３２には、ＥＧＲ経路２０のＥＧＲガス吸入口２０ｂが開口している。このＥＧＲガス吸入口２０ｂは第１気筒＃１側で開口しており、排気タービン１６ｂが排気を導入している第４気筒＃４側とは反対側である。

ＥＧＲ経路２０の途中にはＥＧＲガス吸入口２０ｂ側から、ＥＧＲガスを改質するための鉄系ＥＧＲ触媒５２が配置され、更にＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５４が設けられている。尚、ＥＧＲ触媒５２はＥＧＲクーラ５４の詰まりを防止する機能も有している。そしてＥＧＲガス供給口２０ａ側にはＥＧＲ弁５６が配置されている。このＥＧＲ弁５６の開度調節によりＥＧＲガス供給口２０ａから吸気系へのＥＧＲガス供給量の調節が可能となる。

各気筒＃１〜＃４に配置されて、各燃焼室４内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁５８は、燃料供給管５８ａを介してコモンレール６０に連結されている。このコモンレール６０内へは電気制御式の吐出量可変燃料ポンプ６２から燃料が供給され、燃料ポンプ６２からコモンレール６０内に供給された高圧燃料は各燃料供給管５８ａを介して各燃料噴射弁５８に分配供給される。尚、コモンレール６０には燃料圧力を検出するための燃料圧センサ６４が取り付けられている。

更に、燃料ポンプ６２からは別途、低圧燃料が燃料供給管６６を介して添加弁６８に供給されている。この添加弁６８は第４気筒＃４の排気ポート３０に設けられて、排気タービン１６ｂ側に向けて燃料を噴射することにより排気中に燃料添加するものである。この燃料添加により後述する触媒制御モードが実行される。

電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称する）７０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたデジタルコンピュータと、各種装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。そしてＥＣＵ７０は前述した吸入空気量センサ２４、吸気温センサ２６、第１空燃比センサ４２、第１排気温センサ４４、第２排気温センサ４６、第２空燃比センサ４８、差圧センサ５０、ＥＧＲ弁５６内のＥＧＲ開度センサ、燃料圧センサ６４及びスロットル開度センサ２２ａの信号を読み込んでいる。更にアクセルペダル７２の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ７４、及びディーゼルエンジン２の冷却水温を検出する冷却水温センサ７６から信号を読み込んでいる。更に、クランク軸７８の回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ８０、クランク軸７８の回転位相あるいは吸気カムの回転位相を検出して気筒判別を行う気筒判別センサ８２から信号を読み込んでいる。

そしてこれらの信号から得られるエンジン運転状態や操作状態に基づいて、ＥＣＵ７０は燃料噴射弁５８による燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御を実行する。更にＥＧＲ弁５６の開度制御、モータ２２ｂによるスロットル開度制御、燃料ポンプ６２の吐出量制御、及び後述するＰＭ再生制御や硫黄被毒（以下「Ｓ被毒」と称する）回復制御等の各処理を実行する。例えば、ＥＧＲ率がエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づいて設定される目標ＥＧＲ率となるようにスロットル開度とＥＧＲ開度（ＥＧＲ弁５６の開度）とが協調して調節されるＥＧＲ制御が行われる。更にエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づいて設定される目標吸入空気量（エンジン１回転当たりの目標値）となるようにＥＧＲ開度が調節される吸入空気量フィードバック制御が行われる。尚、エンジン負荷はここでは燃料噴射量であるが、この代わりにアクセル開度ＡＣＣＰを用いても良い。

ＥＣＵ７０が実行する燃焼モード制御としては、通常燃焼モードと低温燃焼モードとの２種類から選択した燃焼モードを、運転状態に応じて実行する。ここで低温燃焼モードとは、大量の排気再循環量により燃焼温度の上昇を緩慢にしてＮＯｘとスモークとを同時低減させる燃焼モードである。低温燃焼モードは本実施の形態では主として低負荷低中回転領域にて実行している。これ以外の燃焼モードが通常のＥＧＲ制御（ＥＧＲしない場合も含める）を実行する通常燃焼モードである。

そして触媒に対する制御処理を実行する触媒制御モードとしては、ＰＭ再生制御モード、Ｓ被毒回復制御モード、ＮＯｘ還元制御モード、及び通常制御モードの４種類のモードが存在する。ＰＭ再生制御モードとは、特に第２触媒コンバータ３８内のフィルタ３８ａに堆積しているＰＭを高温化により前述したごとく燃焼させてＣＯ2とＨ2Ｏにして排出するモードである。このモードでは、ストイキよりも高い空燃比状態で添加弁６８からの燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）するが、更に燃料噴射弁５８によるアフター噴射を加える場合がある。

Ｓ被毒回復制御モードとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａがＳ被毒してＮＯｘ吸蔵能力が低下した場合に硫黄成分（以下「Ｓ成分」と称する）を放出させてＳ被毒から回復させるモードである。このモードでは、添加弁６８からの燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）する昇温処理を実行し、更に空燃比をストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比とする空燃比低下処理を行う。このモードも燃料噴射弁５８によるアフター噴射を加える場合がある。

ＮＯｘ還元制御モードとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａに吸蔵されたＮＯｘを、Ｎ2、ＣＯ2及びＨ2Ｏに還元して放出するモードである。このモードでは、添加弁６８からの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（例えば２５０〜５００℃）として、空燃比をストイキ又はストイキよりも低下させる処理を行う。

尚、これら３つの触媒制御モード以外の状態が通常制御モードとなり、この通常制御モードでは添加弁６８からの燃料添加や燃料噴射弁５８によるアフター噴射はなされない。
次にＥＣＵ７０が実行する燃料添加制限判定処理について説明する。この処理のフローチャートを図２に示す。本処理は一定の時間毎に割り込み実行される処理である。尚、個々の処理に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。

本処理が開始されると、まず定常時触媒床温Ｔｓが触媒床温マップから負荷（ここでは燃料噴射弁５８から噴射される燃焼用の燃料噴射量）及びエンジン回転数ＮＥに基づいて算出される（Ｓ１０２）。この触媒床温マップは予め実験により負荷とエンジン回転数ＮＥとを制御パラメータとして排気温との関係を求めてマップ化したものである。このことにより、添加弁６８からの燃料添加がなされずに、同一の負荷とエンジン回転数ＮＥとが安定して継続していた場合に排気温によって到達するフィルタ３８ａの触媒床温（ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａも同じ）が、定常時触媒床温Ｔｓとして求められる。

次に動的触媒床温Ｔｄが式１のごとく算出される（Ｓ１０４）。
［式１］
Ｔｄ ← Ｔｄｏｌｄ ＋ ｆｔ（Ｔｄｏｌｄ，Ｔｓ，ＧＡ，Ｈｃｅｘ）
ここで前回値Ｔｄｏｌｄは前回の制御周期にて求められた動的触媒床温Ｔｄである。マップｆｔ（Ｔｄｏｌｄ，Ｔｓ，ＧＡ，Ｈｃｅｘ）は、前回値Ｔｄｏｌｄ、定常時触媒床温（排気温の瞬時値に相当）Ｔｓ、吸入空気量ＧＡ及び排気系の熱容量Ｈｃｅｘに基づいて１制御周期で昇温（マイナスの場合は温度低下）する温度幅を算出するものである。尚、排気系の熱容量Ｈｃｅｘは固定値であるので、ｆｔ（Ｔｄｏｌｄ，Ｔｓ，ＧＡ）としても良い。

これは吸入空気量ＧＡに応じた排気流量で、定常時触媒床温Ｔｓに相当する温度の排気を受けた場合に、熱容量Ｈｃｅｘであって前回値Ｔｄｏｌｄの温度状態である排気系においては、各値Ｔｄｏｌｄ，Ｔｓ，ＧＡ，Ｈｃｅｘに基づいて温度上昇幅が一意的に決定できるからである。すなわち添加弁６８からの燃料添加がされていない状態にあるとしてエンジン運転状態の履歴（値Ｔｄｏｌｄ，Ｔｓ，ＧＡの状態）と排気系の熱容量Ｈｃｅｘとに基づいてフィルタ３８ａの動的触媒床温Ｔｄを推定しているものである。尚、熱容量Ｈｃｅｘは固定値として、このマップｆｔは排気系の温度（前回値Ｔｄｏｌｄに相当）、定常時触媒床温Ｔｓ及び吸入空気量ＧＡを制御パラメータとして実験にて求められている。又、マップｆｔでなく、各値Ｔｄｏｌｄ，Ｔｓ，ＧＡ，Ｈｃｅｘに基づいて算出式による計算により温度上昇幅を求めても良い。

次に、動的触媒床温Ｔｄと定常時触媒床温Ｔｓとの差（Ｔｄ−Ｔｓ）が制限開始基準温度差Ｔｊｄより大きいか否かが判定される（Ｓ１０６）。この制限開始基準温度差Ｔｊｄは、目標床温と触媒劣化を引き起こす最低床温との温度差より小さい値が設定されている。例えば、目標床温＝６５０℃で、触媒劣化を引き起こす最低床温＝７５０℃とすると、制限開始基準温度差Ｔｊｄ＝５０〜８０℃に設定されている。

ここで「Ｔｄ−Ｔｓ≦Ｔｊｄ」であれば（Ｓ１０６で「ＮＯ」）、次に第１排気温センサ４４により検出されている排気温Ｔｅｘｉｎ及び第２排気温センサ４６により検出されている排気温Ｔｅｘｏｕｔが共に制限解除基準温度Ｔｃより小さいか否かが判定される（Ｓ１０８）。この判定は後述する燃料添加の制限を解除するために存在する。排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔが共に制限解除基準温度Ｔｃより小さければ（Ｓ１０８で「ＹＥＳ」）、燃料添加制限フラグＦａｃに「ＯＦＦ」が設定される（Ｓ１１２）。又、排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔのいずれか又は両方が制限解除基準温度Ｔｃ以上であれば（Ｓ１０８で「ＮＯ」）、このまま本処理を一旦終了する。

ディーゼルエンジン２の運転状態が過渡時となって、「Ｔｄ−Ｔｓ＞Ｔｊｄ」となると（Ｓ１０６で「ＹＥＳ」）、燃料添加制限フラグＦａｃに「ＯＮ」が設定される（Ｓ１１０）。その後の制御周期でも、「Ｔｄ−Ｔｓ＞Ｔｊｄ」である限りは（Ｓ１０６で「ＹＥＳ」）、Ｆａｃ＝「ＯＮ」（Ｓ１１０）の状態が継続する。

その後、「Ｔｄ−Ｔｓ≦Ｔｊｄ」となっても（Ｓ１０６で「ＮＯ」）、排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔのいずれか又は両方が制限解除基準温度Ｔｃ以上であれば（Ｓ１０８で「ＮＯ」）、Ｆａｃ＝「ＯＮ」の状態が維持される。その後に、排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔが共に制限解除基準温度Ｔｃより小さくなることにより（Ｓ１０８で「ＹＥＳ」）、Ｆａｃ＝「ＯＦＦ」に戻される（Ｓ１１２）。こうして最初の状態に戻る。

上述したごとくに設定される燃料添加制限フラグＦａｃが参照される昇温制御処理を図３のフローチャートに示す。本処理は、ＰＭ再生制御モード時及びＳ被毒回復制御モード時に実行される昇温制御処理を表しており、ＰＭ再生制御モード時又はＳ被毒回復制御モード時に本処理の実行が設定されるとＥＣＵ７０により一定時間周期で繰り返し実行される処理である。

本処理の実行が開始されると、まずフィルタ３８ａの目標床温Ｔｔｃ（＝「６５０℃」）を設定する（Ｓ１５２）。次に定常時触媒床温Ｔｓが求められる（Ｓ１５４）。この定常時触媒床温Ｔｓは前記図２のステップＳ１０２の定常時触媒床温Ｔｓと同じであり、このステップＳ１０２の値を用いても良い。

次に燃料添加制限フラグＦａｃが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ１５６）。ここでＦａｃ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ１５６で「ＹＥＳ」）、次にフィルタ３８ａを目標床温Ｔｔｃに維持するための単位時間当たりの燃料添加量ｆａｄが式２に示すごとく算出される（Ｓ１５８）。

［式２］
ｆａｄ ← （Ｔｔｃ − Ｔｓ） × ＧＡ × Ｃｋ
ここで吸入空気量ＧＡは吸入空気量センサ２４により検出される吸気流量（ｇ／ｓ）である。燃料換算係数Ｃｋは、吸入空気量ＧＡを燃料量に換算するための係数であり、流量が１ｇ／ｓである排気の温度を１℃上昇させるに必要な燃料量を表している。このことにより前記式２の右辺は、吸入空気量ＧＡに対応する排気流量中で、フィルタ３８ａの触媒床温を定常時触媒床温Ｔｓから目標床温Ｔｔｃまで上昇させるに必要な単位時間当たり（あるいは１添加当たり）の燃料量を算出していることになる。こうして一旦本処理を終了する。

このような処理が繰り返されることにより、添加弁６８からの燃料添加によりフィルタ３８ａの触媒床温が目標床温Ｔｔｃへ昇温される。
一方、Ｆａｃ＝「ＯＮ」であれば（Ｓ１５６で「ＮＯ」）、燃料添加量ｆａｄには「０ｇ」が設定される。このことにより添加弁６８からの燃料添加は制限（ここでは禁止）されることになる。

図４のタイミングチャートに本実施の形態における処理の一例を示す。時刻ｔ０以前は高速で定常走行を行っているので、動的触媒床温Ｔｄ及び定常時触媒床温Ｔｓはほぼ同じ値を示して安定している。運転者が更にアクセルペダル７２を戻すことにより負荷とエンジン回転数ＮＥとが低下して（ｔ０〜）、アイドル状態となる（ｔ２〜）。定常時触媒床温Ｔｓについては、負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づいてマップから求めているので、負荷及びエンジン回転数ＮＥの低下に応じて低下している。しかし、動的触媒床温Ｔｄについては排気系の熱容量Ｈｃｅｘを考慮した計算にて求めているので、定常時触媒床温Ｔｓよりも遅れて緩慢に低下する。

このため「Ｔｄ−Ｔｓ＞Ｔｊｄ」となることから（ｔ１）、Ｆａｃ＝「ＯＮ」となり、添加弁６８からの燃料添加が停止される。このことにより実際のフィルタ３８ａの触媒床温も動的触媒床温Ｔｄとほぼ同じように低下する。

そして、第１排気温センサ４４及び第２排気温センサ４６にて検出される排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔが共に制限解除基準温度Ｔｃより低くなると、Ｆａｃ＝「ＯＦＦ」となる。このことにより燃料添加が実行可能となり、実際に燃料添加されて破線で示すごとく実際のフィルタ３８ａの触媒床温は目標床温となるように上昇する。したがって実際の触媒床温は、触媒劣化を招くような過熱状態とはならない。ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａについてもほぼ同様に推移する。

図５は動的触媒床温Ｔｄと定常時触媒床温Ｔｓとに基づく燃料添加制限フラグＦａｃの設定を行わない比較例を示している。この場合には運転者が更にアクセルペダル７２を戻すことにより定常時触媒床温Ｔｓが低下した直後（ｔ１０〜）も定常時触媒床温Ｔｓに応じて燃料添加を継続している。このためフィルタ３８ａへの添加燃料の供給は継続され、かつ定常時触媒床温Ｔｓの低下により多量の燃料が添加されるので、実際の触媒床温は破線で示すごとく非常に高くなり上限床温Ｔｍａｘを越えて劣化のおそれが高くなってしまう（ｔ１３）。尚、第１排気温センサ４４が検出する排気温Ｔｅｘｉｎが上限床温Ｔｍａｘを越えるので燃料添加は停止されるが（ｔ１２）、既に大量の燃料が排気中に添加されているので、フィルタ３８ａの実際の触媒床温の過熱を阻止することはできない。これはＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａの触媒床温についても同じである。

上述した構成において、請求項との関係は、第１排気温センサ４４及び第２排気温センサ４６が排気温実測手段に相当する。燃料添加制限判定処理（図２）のステップＳ１０４が動的触媒床温推定手段としての処理に、ステップＳ１０６〜Ｓ１１２及び昇温制御処理（図３）のステップＳ１５６，Ｓ１６０が燃料添加制限手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．動的触媒床温Ｔｄの算出（Ｓ１０４）を行うことで、ディーゼルエンジン２の運転状態過渡時においても、添加弁６８からの燃料添加がされていない状態での、フィルタ３８ａにおける実際の触媒床温に相当する動的触媒床温Ｔｄを得ることができる。添加弁６８からの燃料添加量を決定している定常時触媒床温Ｔｓが、この動的触媒床温Ｔｄよりも低く、かつ制限開始基準温度差Ｔｊｄより大きい温度差となっている場合には、定常時触媒床温Ｔｓを用いたのでは過剰に燃料添加がなされるので触媒床温が過熱状態となるおそれが生じる。

本実施の形態では、このような場合には燃料添加制限フラグＦａｃ＝「ＯＮ」と設定することで、燃料添加量ｆａｄを「０」として燃料添加を禁止することにより制限している。このことでディーゼルエンジン２の運転状態が過渡時であっても、フィルタ３８ａの過熱を招くことがない。同時にＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａについても過熱を招くことがない。

（ロ）．排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔの両者が共に制限解除基準温度Ｔｃより低くなった場合に、燃料添加制限フラグＦａｃ＝「ＯＦＦ」に戻している。排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔの両者が十分に低下すれば、フィルタ３８ａとＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａとは既に十分に床温が低下していると判断できるので、燃料添加の制限を解除しても触媒床温の過熱を招くことがなく、昇温制御処理を継続して、適切に触媒制御を実行することができる。

［実施の形態２］
本実施の形態では、エンジン回転数ＮＥの減速度（低下度合に相当）に基づいて過渡時を判定することで、燃料添加制限フラグＦａｃを設定するものである。したがって前記実施の形態１の燃料添加制限判定処理（図２）の代わりに図６に示す燃料添加制限判定処理を実行する。尚、これ以外の制御処理及びハード構成については前記実施の形態１と同じであるので、図１，３も参照して説明する。

燃料添加制限判定処理（図６）について説明する。本処理は一定時間毎に割り込み実行される処理である。本処理が開始されると、まずエンジン回転数ＮＥの減速度は基準減速度（基準低下度合に相当）より大きいか否かが判定される（Ｓ２０２）。この基準減速度は、定常時触媒床温Ｔｓが低下する過渡時にあって、前記実施の形態１にて説明したごとく、触媒床温の過熱を生じるおそれのある程度の過渡時であること判定するための基準値である。

エンジン回転数ＮＥの減速度＞基準減速度であれば（Ｓ２０２で「ＹＥＳ」）、次に直前におけるディーゼルエンジン２の運転状態が、排気温が高温となる状態で基準継続時間継続していたか否かが判定される（Ｓ２０４）。すなわちエンジン回転数ＮＥの減速度＞基準減速度が満足されても、直前の運転状態で排気系が高温化されていなければ、燃料添加を継続しても触媒床温が過熱されるおそれがないためである。この場合の、「直前の運転状態」としては、エンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとの関係から得られる定常時触媒床温Ｔｓの状態が相当する。

ここで直前におけるエンジン運転状態が排気温が高温となる状態で基準継続時間継続していた場合には（Ｓ２０４で「ＹＥＳ」）、排気系が高温化している状態で減速されたとして燃料添加制限フラグＦａｃに「ＯＮ」を設定する（Ｓ２０８）。

一方、エンジン回転数ＮＥの減速度≦基準減速度であれば（Ｓ２０２で「ＮＯ」）、あるいは直前におけるエンジン運転状態が排気温が高温となる状態でもなく、又、基準継続時間継続していたものでもない場合には（Ｓ２０４で「ＮＯ」）、ステップＳ２０６の判定が行われる。この判定（Ｓ２０６）は、前記実施の形態１の燃料添加制限判定処理（図２）のステップＳ１０８と同じ処理である。すなわち排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔが共に制限解除基準温度Ｔｃより小さいか否かが判定される。

排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔが共に制限解除基準温度Ｔｃより小さければ（Ｓ２０６で「ＹＥＳ」）、燃料添加制限フラグＦａｃに「ＯＦＦ」が設定される（Ｓ２１０）。又、排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔのいずれか又は両方が制限解除基準温度Ｔｃ以上であれば（Ｓ２０６で「ＮＯ」）、このまま本処理を一旦終了する。

図７のタイミングチャートに本実施の形態における処理の一例を示す。時刻ｔ２０以前は高速で定常走行を行っているので、動的触媒床温Ｔｄ及び定常時触媒床温Ｔｓはほぼ同じ値を示して安定している。運転者が更にアクセルペダル７２を戻すことにより負荷とエンジン回転数ＮＥとが低下して（ｔ２０〜）、アイドル状態となる（ｔ２１〜）。

エンジン回転数ＮＥの低下が開始した時点（ｔ２０）以前では、排気温が高温となる運転状態が基準継続時間継続していたので、時刻ｔ２０では排気系は高温化している。そして時刻ｔ２０でのエンジン回転数ＮＥの減速度は基準減速度よりも大きいので、ステップＳ２０２，Ｓ２０４で共に「ＹＥＳ」と判定される。このことにより燃料添加制限フラグＦａｃに「ＯＮ」が設定される（Ｓ２０８）。したがって添加弁６８からの燃料添加が停止される。このことにより実際のフィルタ３８ａの触媒床温も動的触媒床温Ｔｄとほぼ同じように低下する。

そして第１排気温センサ４４及び第２排気温センサ４６にて検出される排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔが共に制限解除基準温度Ｔｃより低くなると、Ｆａｃ＝「ＯＦＦ」となる。このことにより燃料添加が開始され、破線で示すごとく実際のフィルタ３８ａの触媒床温は目標床温となるように上昇する。したがって実際の触媒床温は触媒劣化を招くような過熱状態とはならない。ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａについてもほぼ同様に推移する。

尚、燃料添加制限判定処理（図６）の処理による燃料添加の制限がなされない比較例としては前記実施の形態１の図５と同じである。
上述した構成において、請求項との関係は、エンジン回転数センサ８０が運転状態検出手段に、第１排気温センサ４４及び第２排気温センサ４６が排気温実測手段に相当する。燃料添加制限判定処理（図６）及び昇温制御処理（図３）のステップＳ１５６，Ｓ１６０が燃料添加制限手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．エンジン回転数ＮＥの減速度が基準減速度より大きい減速度を示した場合には、ディーゼルエンジン２の運転状態過渡時であり、しかも定常時触媒床温Ｔｓが低下する過渡時であると判断できる。

このため定常時触媒床温Ｔｓを用いたのでは過剰に燃料添加がなされて、フィルタ３８ａやＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａにて酸化反応が過剰に行われることで、触媒床温が過熱状態となるおそれが生じる。したがって、この場合には燃料添加を制限（ここでは添加禁止）することで、ディーゼルエンジン２の運転状態が過渡時であっても排気浄化触媒の過熱を招くことがなくなる。

更に、燃料添加の制限は、単にエンジン回転数ＮＥの減速度が基準減速度より大きい減速度を示した場合のみではなく、排気温が高温となるエンジン運転状態が基準継続時間継続したことを前提としている。このことにより、排気浄化触媒の過熱を招くエンジン運転状態の過渡時に限って燃料添加を制限できるので、一層高精度な燃料添加制限が可能となる。

（ロ）．前記実施の形態１の（ロ）の効果を生じる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記各実施の形態においては、燃料添加制限フラグＦａｃ＝「ＯＮ」の時には昇温制御処理（図３）では燃料添加量ｆａｄを「０」として燃料添加を禁止していたが、例えば図８の昇温制御処理に示すごとく、Ｆａｃ＝「ＯＮ」時には燃料添加量の減量を行っても良い。

昇温制御処理（図８）について説明する。本処理は前記図３と同じ周期で実行されている。本処理が開始されると、目標床温Ｔｔｃの設定（Ｓ３０２）及び定常時触媒床温Ｔｓの算出（Ｓ３０４）が実行される。このステップＳ３０２，Ｓ３０４の処理は、図３のステップＳ１５２，Ｓ１５４と同じ処理である。

次に仮燃料添加量ｆａｄｄが算出される（Ｓ３０６）。この算出処理は図３のステップＳ１５８の燃料添加量ｆａｄの算出と同様に前記式２の計算により仮燃料添加量ｆａｄｄが算出される。

次に燃料添加制限フラグＦａｃが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ３０８）。Ｆａｃ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ３０８で「ＹＥＳ」）、燃料添加量ｆａｄに仮燃料添加量ｆａｄｄを設定する（Ｓ３１０）。

一方、Ｆａｃ＝「ＯＮ」であれば（Ｓ３０８で「ＮＯ」）、式３に示すごとく燃料添加量ｆａｄが算出される（Ｓ３１２）。
［式３］
ｆａｄ ← ｋｄ × ｆａｄｄ
ここで減量係数ｋｄは「１」未満の係数であり、固定値でも良いが、「Ｔｄ−Ｔｓ」の大きさ、あるいはエンジン回転数ＮＥの減速度の大きさに応じて、大きいほど減量係数ｋｄを小さくするように設定しても良い。

（ｂ）．前記実施の形態２のステップＳ２０２では、エンジン回転数ＮＥの低下度合を判定していたが、これ以外に、エンジン負荷（ここでは燃料噴射弁５８からの燃料噴射量）、アクセル開度ＡＣＣＰあるいは、車速の低下度合を判定しても良い。又、これら単独ではなく、エンジン回転数ＮＥ、エンジン負荷、アクセル開度ＡＣＣＰ及び車速の低下度合の内で２つ以上を組み合わせて、これらの低下度合を判定して、いずれかあるいは共に、低下度合が基準低下度合より大きいとの条件が満足された場合にステップＳ２０２で「ＹＥＳ」と判定しても良い。

又、前記実施の形態２のステップＳ２０４では、「直前におけるディーゼルエンジン２の運転状態が排気温が高温となる状態で基準継続時間継続」か否かを判定していた。これ以外に、直接、第１排気温センサ４４により検出された排気温Ｔｅｘｉｎが高温である状態が基準継続時間継続したか否かにより高排気温状態を判定しても良い。

又、ステップＳ２０４における「直前におけるディーゼルエンジン２の運転状態が排気温が高温となる状態」とはエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとの関係から得られる定常時触媒床温Ｔｓが高温状態である状態であったが、エンジン負荷の代わりにアクセル開度ＡＣＣＰを用いても良い。

これ以外に、次のような条件が共に成立する場合としても良い。すなわち「（１）動的触媒床温Ｔｄが基準温度よりも高い、（２）吸入空気量ＧＡが基準空気量よりも大きい、（３）昇温制御処理中である、（４）排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔの両方が基準温度よりも高い」との４つの条件である。これらの条件がすべて満足された状態が基準継続時間継続した時に、ステップＳ２０４で「ＹＥＳ」と判断しても良い。

又、ステップＳ２０４の判定は設けずに、ステップＳ２０２の判定が「ＹＥＳ」であれば、Ｆａｃ＝「ＯＮ」（Ｓ２０８）としても良い。
（ｃ）．前記実施の形態１の燃料添加制限判定処理（図２）では、「Ｔｄ−Ｔｓ＞Ｔｊｄ」であれば（Ｓ１０６で「ＹＥＳ」）、Ｆａｃ＝「ＯＮ」（Ｓ１１０）としていたが、「Ｔｄ−Ｔｓ＞Ｔｊｄ」の条件に加えて、前記実施の形態２の燃料添加制限判定処理（図６）のステップＳ２０４の条件を加えても良い。すなわち「Ｔｄ−Ｔｓ＞Ｔｊｄ」の条件と「直前におけるエンジン運転状態が排気温が高温となる状態で基準継続時間継続」の条件との２つの条件が満足された場合にＦａｃ＝「ＯＮ」（Ｓ１１０）としても良い。

（ｄ）．前記各実施の形態の燃料添加制限判定処理（図２，６）においては、燃料添加制限フラグＦａｃを「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に戻すのは排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔが共に制限解除基準温度Ｔｃより低くなった場合であったが、これ以外に、時間経過によりＦａｃ＝「ＯＦＦ」に戻しても良い。

すなわち、Ｆａｃ＝「ＯＮ」となった後に、経過時間をカウントして、予め定めた基準制限時間継続した後にＦａｃ＝「ＯＦＦ」に戻すようにしても良い。
この基準制限時間はＦａｃ＝「ＯＦＦ」からＦａｃ＝「ＯＮ」に変化した時点の定常時触媒床温Ｔｓ、動的触媒床温Ｔｄあるいはエンジン回転数ＮＥが高いほど、長くなるように設定しても良い。

（ｅ）．前記各実施の形態の燃料添加制限判定処理（図２，６）のステップＳ１０８，Ｓ２０６では、排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔの両方が制限解除基準温度Ｔｃより小さくなったことを条件としていた。これ以外に、排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔのいずれか一方が制限解除基準温度Ｔｃより小さくなったことを条件としても良い。

又、排気温Ｔｅｘｉｎ，Ｔｅｘｏｕｔを用いるのではなく、動的触媒床温Ｔｄが低くなったことを判定して、燃料添加制限フラグＦａｃを「ＯＦＦ」に戻しても良い。

実施の形態１としての車両用ディーゼルエンジン及び制御システムの概略構成を表すブロック図。 実施の形態１のＥＣＵが実行する燃料添加制限判定処理のフローチャート。 同じく昇温制御処理のフローチャート。 実施の形態１の処理例を示すタイミングチャート。 実施の形態１に対する比較例を示すタイミングチャート。 実施の形態２の燃料添加制限判定処理のフローチャート。 実施の形態２の処理例を示すタイミングチャート。 昇温制御処理の他の例を示すフローチャート。

符号の説明

２…ディーゼルエンジン、４…燃焼室、６…吸気弁、８…吸気ポート、１０…吸気マニホールド、１２…サージタンク、１３…吸気経路、１４…インタークーラ、１６…排気ターボチャージャ、１６ａ…コンプレッサ、１６ｂ…排気タービン、１８…エアクリーナ、２０…ＥＧＲ経路、２０ａ…ＥＧＲガス供給口、２０ｂ…ＥＧＲガス吸入口、２２…スロットル弁、２２ａ…スロットル開度センサ、２２ｂ…モータ、２４…吸入空気量センサ、２６…吸気温センサ、２８…排気弁、３０…排気ポート、３２…排気マニホールド、３４…排気経路、３６…第１触媒コンバータ、３６ａ…ＮＯｘ吸蔵還元触媒、３８…第２触媒コンバータ、３８ａ…フィルタ、４０…第３触媒コンバータ、４０ａ…酸化触媒、４２…第１空燃比センサ、４４…第１排気温センサ、４６…第２排気温センサ、４８…第２空燃比センサ、５０…差圧センサ、５２…ＥＧＲ触媒、５４…ＥＧＲクーラ、５６…ＥＧＲ弁、５８…燃料噴射弁、５８ａ…燃料供給管、６０…コモンレール、６２…燃料ポンプ、６４…燃料圧センサ、６６…燃料供給管、６８…添加弁、７０…ＥＣＵ、７２…アクセルペダル、７４…アクセル開度センサ、７６…冷却水温センサ、７８…クランク軸、８０…エンジン回転数センサ、８２…気筒判別センサ。

Claims (11)

1. 燃料添加がされていない状態にあるとして内燃機関の運転状態に基づいて排気浄化触媒の定常時触媒床温を推定し、該定常時触媒床温と目標床温との比較に基づいて前記排気浄化触媒の上流に設けられた添加弁から排気中に燃料添加することにより、下流に設けられた排気浄化触媒にて前記燃料を酸化させて触媒床温を目標床温へ昇温させる内燃機関の触媒制御装置であって、
   前記添加弁からの燃料添加がされていない状態にあるとして内燃機関の運転状態の履歴と排気系の熱容量とに基づいて前記排気浄化触媒の動的触媒床温を推定する動的触媒床温推定手段と、
   前記定常時触媒床温が、前記動的触媒床温推定手段にて推定された動的触媒床温よりも低く、かつ前記定常時触媒床温と前記動的触媒床温との温度差が制限開始基準温度差より大きい場合に燃料添加を制限する燃料添加制限手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
2. 燃料添加がされていない状態にあるとして内燃機関の運転状態に基づいて排気浄化触媒の定常時触媒床温を推定し、該定常時触媒床温と目標床温との比較に基づいて前記排気浄化触媒の上流に設けられた添加弁から排気中に燃料添加することにより、下流に設けられた排気浄化触媒にて前記燃料を酸化させて触媒床温を目標床温へ昇温させる内燃機関の触媒制御装置であって、
   内燃機関の回転数、内燃機関の負荷、アクセル開度、及び内燃機関が搭載されている車両の速度の内で１つ又は２つ以上を検出する運転状態検出手段と、
   前記運転状態検出手段にて検出されている内燃機関の回転数、内燃機関の負荷、アクセル開度、及び内燃機関が搭載されている車両の速度の内で１つ又は２つ以上が基準低下度合より大きい低下度合を示した場合に燃料添加を制限する燃料添加制限手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
3. 請求項２において、前記燃料添加制限手段は、排気温が高温となる内燃機関の運転状態が基準継続時間継続した後に、前記運転状態検出手段にて検出されている内燃機関の回転数、内燃機関の負荷、アクセル開度、及び内燃機関が搭載されている車両の速度の内で１つ又は２つ以上が基準低下度合より大きい低下度合を示した場合に燃料添加を制限することを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、排気温を実測する排気温実測手段を備え、
   前記燃料添加制限手段は、前記排気温実測手段にて実測された排気温が制限解除基準温度まで低下した場合に前記燃料添加の制限を解除することを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
5. 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記燃料添加制限手段は、前記添加弁からの燃料添加がされていない状態にあるとして内燃機関の運転状態の履歴と排気系の熱容量とに基づいて推定される前記排気浄化触媒の動的触媒床温が制限解除基準温度まで低下した場合に前記燃料添加の制限を解除することを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
6. 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記燃料添加制限手段は、前記燃料添加の制限が基準制限時間継続した場合に該燃料添加の制限を解除することを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、前記燃料添加制限手段は、前記添加弁からの燃料添加を禁止することにより燃料添加を制限することを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
8. 請求項１〜６のいずれかにおいて、前記燃料添加制限手段は、前記添加弁からの燃料添加量を減量することにより燃料添加を制限することを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒はＮＯｘ吸蔵還元触媒であり、前記目標床温への昇温は、硫黄被毒したＮＯｘ吸蔵還元触媒から硫黄放出させる際に行われる処理であることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
10. 請求項１〜８のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒は排気中の粒子状物質を濾過するフィルタを基体として該フィルタ上にＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成された構成であり、前記目標床温への昇温は、前記フィルタから前記粒子状物質を酸化により除去する際に行われる処理であることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
11. 請求項１〜１０のいずれかにおいて、前記内燃機関はディーゼルエンジンであることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。

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