JP5862809B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

従来、内燃機関の排気に含まれるＳＯ_２（二酸化硫黄）が、酸化触媒においてＳＯ_３（三酸化硫黄）となり、さらに、Ｈ_２Ｏ（水）と反応することにより、Ｈ_２ＳＯ_４となることが知られている。Ｈ_２ＳＯ_４は、白煙（サルフェート白煙）となって大気中に排出されることがある。このような化学反応については、特許文献１にも開示されている。特許文献１には、さらに、排気ガス温度が所定温度以上となり、酸化触媒内に余剰酸素が多いほどＳＯ_３が発生し易いこと、これに起因するＳＯ_３硫酸ミストの急激な増加を避けるため、余剰の酸素を減少させることが開示されている。

特開昭５３−１００３１４号公報

上述のようにＳＯ_３は、Ｈ_２Ｏと反応することによってＨ_２ＳＯ_４となる。酸化触媒は、ＳＯｘを吸着する性質もある。このため、酸化触媒と併せて設置され、ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を補足するフィルタ（例えば、ＤＰＦ；Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）を再生するときに大量の白煙が発生する可能性がある。すなわち、内燃機関で燃焼される燃料に含まれる硫黄成分（Ｓ成分）と、酸化触媒に吸着されておりフィルタ再生要求に伴う排気温度上昇に起因して脱離した吸着ＳＯｘが白煙となる可能性がある。上記特許文献１には、上述の如く、白煙発生の要因となるＳＯ_３の発生を抑制すべく、余剰の酸素を減少させることが開示されている。ところが、その一方で、フィルタにおけるＰＭ再生には酸素が必要であり、過剰に酸素量を減少させると、フィルタのＰＭ再生に必要とされる酸素量が確保されず、ＰＭ再生に影響が及ぶことが考えられる。上記特許文献では、ＰＭ再生等のフィルタ再生については、何ら考慮されておらず、フィルタ再生を行いつつ、白煙の発生を適切に抑制することは困難であると考えられる。

そこで、本明細書開示の内燃機関の制御装置は、フィルタ再生を行いつつ、ＳＯ_３がＨ_２Ｏと結びつくことによって発生する白煙を抑制することを課題とする。

かかる課題を解決するために、本明細書に開示された内燃機関の制御装置は、酸化機能を有する触媒の下流にフィルタを備える内燃機関の制御装置であって、前記フィルタの再生を行う際の前記触媒の下流側における排気温度上昇要求に基づいて、前記触媒へ流入する排気ガス中の酸素濃度を低下させる酸素濃度低下制御を行う制御部を備え、前記制御部は、前記内燃機関で燃焼する燃料中のＳ濃度値を取得する手段を備え、前記Ｓ濃度値に基づいて、前記酸素濃度を設定する。排気経路中に設けられ、酸化機能を有する触媒の下流に配置されたフィルタを再生するときに、酸素が必要となる。その一方で、酸素濃度が高すぎると、Ｓ成分を含んだ燃料が燃焼したことに起因して生成されたＳＯ_２が酸化してＳＯ_３が生成される。同様に、触媒やフィルタに堆積していた硫黄Ｓ成分も脱離、酸化することによってＳＯ_３となる。このようにして生成されたＳＯ_３は、Ｈ_２Ｏと結びついてＨ_２ＳＯ_４となってミスト化、すなわち、白煙となる。そこで、フィルタに堆積した物質、主としてＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）の再生をする際の、排気温度上昇要求が認められた場合に、ＳＯ_３がＨ_２Ｏと結びつくことによって発生する白煙を抑制すべく酸素濃度低下制御を行う。これにより、白煙の発生を抑制することができる。

前記制御部は、前記Ｓ濃度値に応じた前記酸素濃度の上限閾値を設定するようにしてもよい。さらに、前記制御部は、前記Ｓ濃度値が高いほど、前記酸素濃度低下制御の実施期間を長く設定するようにしてもよい。燃料中のＳ濃度値によって、白煙の発生状況が異なることを考慮したものである。

さらに、前記制御部は、前記酸素濃度低下制御において、前記排気ガス中の酸素濃度を、予め設定された固定値としてもよい。この固定値は、予め複数設けられた値の中から選択された値としてもよい。また、前記制御部は、前記酸素濃度低下制御の実施期間を、予め設定された固定期間に制御してもよい。内燃機関に使用される燃料のＳ濃度値が既知である場合や想定されている場合は、予め適合により、そのＳ濃度値に対応させた酸素濃度、酸素濃度低下制御の実施期間とすることができる。

また、前記制御部は、前記酸素濃度低下制御において、前記排気ガス中の酸素濃度を、前記内燃機関で燃焼する燃料のＳ濃度値に対応させて設定された値に制御してもよい。また、前記制御部は、前記酸素濃度低下制御の実施期間を、前記内燃機関で燃焼する燃料のＳ濃度値に対応させて設定された期間に制御してもよい。

本明細書開示の内燃機関の制御装置によれば、フィルタ再生を行いつつ、白煙の発生を抑制することができる。

図１は実施形態の内燃機関の概略構成を示す説明図である。 図２は比較例のＰＭ生成を行う際のタイムチャートの一例である。 図３は実施形態の内燃機関の制御装置が行うＰＭ再生のタイムチャートの一例である。 図４は実施形態の内燃機関の制御装置が行う制御の一例を示すフロー図である。 図５は堆積Ｓ量と燃料Ｓ濃度値との関係を示す説明図である。 図６は燃料Ｓ濃度値と白煙抑制目標Ａ／Ｆとの関係を示すグラフである。 図７は白煙の発生状況を示すグラフである。 図８は燃料Ｓ濃度値と酸素濃度低下制御実施期間との関係を示すグラフである。 図９はＰＭ再生時Ａ／Ｆが白煙に及ぼす影響を示すグラフである。 図１０（Ａ）は予め設けられた仕向地毎の固定値の候補が格納された様子を模式的に示す説明図であり、図１０（Ｂ）は仕向地に合せて固定値を設定する様子を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。

（実施形態）
図１は実施形態の内燃機関１の概略構成を示す説明図である。内燃機関１は、エンジン本体２と内燃機関の制御装置（以下、制御装置という）３を備える。エンジン本体２には、吸気通路４と排気通路５が接続されている。エンジン本体２には、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路６の一端が接続されている。ＥＧＲ通路６の他端は、吸気通路４に接続されている。ＥＧＲ通路６には、ＥＧＲクーラ７とＥＧＲ弁８が配置されている。吸気通路４には、スロットル９が配置されている。排気通路５には、ＤＯＣ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ）１０が配置されている。ＤＯＣ１０は、酸化機能を有する触媒である。排気通路のＤＯＣ１０の下流側には、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）１１が配置されている。ＤＰＦ１１は、ＰＭを補足するフィルタである。

エンジン本体２とＤＯＣ１０との間の排気通路５には、上流側から順に、ＳＯｘセンサ１２、排気添加燃料弁１３、第１温度センサ１４が配置されている。ＳＯｘセンサ１２は、後に説明するＡ／Ｆセンサ１７とともに、内燃機関１、より具体的にエンジン本体２で燃焼する燃料中のＳ濃度値（以下、燃料Ｓ濃度値という）を取得する手段に含まれる。排気添加燃料弁１３は、排気通路５中に燃料を噴射することにより、排気ガスに燃料を添加する。燃料が添加された排気ガスは、ＤＯＣ１０にて燃焼され、高温の排気ガスとなる。第１温度センサ１４は、ＤＯＣ１０に導入される排気ガスの温度（ＤＯＣ温度、触媒入りガス温度）を測定する。

ＤＯＣ１０とＤＰＦ１１との間の排気通路５には、第２温度センサ１５が配置されている。第２温度センサ１５は、ＤＰＦ１１に導入される排気ガスの温度（ＤＰＦ温度）を測定する。

ＤＰＦ１１の下流側の排気通路５には、上流側から順に第３温度センサ１６及びＡ／Ｆセンサ１７が配置されている。第３温度センサ１６は、ＤＰＦ１１から排出された排気ガスの温度を測定する。この第３温度センサ１６の測定値と、第２温度センサ１５の測定値からＤＰＦ温度、すなわち、触媒床温Ｔｍを把握する。Ａ／Ｆセンサ１７は、排気Ａ／Ｆを測定する。Ａ／Ｆセンサ１７は、上述のように、ＳＯｘセンサ１２とともに、燃料Ｓ濃度値を取得する手段に含まれる。燃料Ｓ濃度値と排気中のＳＯｘ濃度とは、相関性を有する。このため、ＳＯｘセンサ１２により検出した排気中のＳＯｘ濃度値と、排気Ａ／Ｆとから、適合により、燃料Ｓ濃度値を算出することができる。なお、エンジン本体２から排出されるＳＯｘは、ほぼＳＯ_２であるので、ＳＯｘセンサは、ＳＯ_２センサを用いればよい。

内燃機関１は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１８を備える。ＥＣＵ１８は、内燃機関１における種々の制御を行う。また、制御装置３にも含まれ、制御装置３の制御部として機能する。ＥＣＵ１８は、ＥＧＲ弁８、スロットル９、ＳＯｘセンサ１２、排気添加燃料弁１３、第１温度センサ１４、第２温度センサ１５、第３温度センサ１６及びＡ／Ｆセンサ１７と電気的に接続されており、制御装置３を形成している。

制御部として機能するＥＣＵ１８は、ＤＰＦ１１の再生を行う際のＤＯＣ１０の下流側における排気温度上昇要求、より具体的に、ＤＰＦ１１におけるＰＭ再生要求に基づいてＤＯＣ１０へ流入する酸素濃度を低下させる酸素濃度低下制御を行う。酸素濃度低下制御は、排気温度上昇要求の成立条件が整ったタイミングで実施されるが、排気温度上昇要求の成立条件が整うことが予測される段階で実施するようにしてもよい。

図２を参照すると、比較例として通常のＰＭ再生チャートの一例が示されている。図２を参照すると、ＰＭ再生時のＡ／Ｆはリーン領域に設定されている。ＰＭ生成を行うためには、床温がＰＭ再生目標温度まで上昇する必要があるが、急激にＡ／Ｆを変化させると床温が過剰に上昇する可能性があるため、Ａ／Ｆを徐々に変化させている。具体的に、リーン領域にあるＡ／Ｆを徐々にＰＭ再生時Ａ／Ｆに近づけて、床温を温度Ｔ１、温度Ｔ２、温度Ｔ３と段階的に上昇させ、最終的にＰＭ再生目標温度Ｔｔｒｇに到達させている。ＰＭ再生時Ａ／Ｆに到達すると、ほぼＰＭ再生目標温度Ｔｔｒｇに到達し、ＰＭ再生が進行する。ここで、Ａ／Ｆの変化の方向は、リーン側からストイキに向かう方向、換言すれば、酸素濃度を低下させる方向である。

これに対し、図３を参照すると、本実施形態のＰＭ再生チャートの一例が示されており、Ａ／Ｆは、ＰＭ再生措置の初期においてリッチ状態へ向かう側へ制御されている。すなわち、ＰＭ再生措置の初期において酸素濃度を低下させる方向に制御されている。ここで、酸素濃度を低下させる方向への制御は、酸素濃度を低下させる制御がされていればよい。すなわち、酸素濃度低下制御は、ストイキを越えてリッチ状態となる場合でだけでなくストイキ状態に近づく場合も含まれる。図３を参照すると、本実施形態では、ストイキの前後の範囲を目安として白煙抑制Ａ／Ｆが設定されている。この白煙抑制Ａ／Ｆは、床温がＤＯＣ１０やＤＰＦ１１に堆積した硫黄Ｓを脱離させる堆積Ｓ脱離温度Ｔ０に向かうように設定されている。より具体的には、目標とする温度に一定の幅を持たせ、床温が堆積Ｓ脱離温度Ｔ０からＴ０＋αとなるように白煙抑制Ａ／Ｆが設定されている。本実施形態では、ＰＭ再生措置の初期の白煙抑制実施期間、すなわち、酸素濃度低下制御実施期間中に、白煙抑制Ａ／Ｆとなるように制御することにより、酸素濃度を低下させた状態でＳ脱離を行い、白煙の発生を抑制する。酸素濃度低下制御実施期間を経過した後は、図２に示す比較例と同様に床温を温度Ｔ１、温度Ｔ２、温度Ｔ３と段階的に上昇させ、最終的にＰＭ再生目標温度Ｔｔｒｇに到達させる。これにより、ＰＭ再生を完了させる。

このように、酸素濃度低下制御を行うことにより、排気ガス中の残存酸素量が減少するため、白煙として認識されるＨ_２ＳＯ_４の発生要因となるＳＯ_３の生成を抑制することができる。酸素濃度低下制御は、以下の措置を含む。それぞれの措置の意図は以下の如くである。

ＥＣＵ１８は、燃料Ｓ濃度値に基づいて、酸素濃度を設定する。これは、燃料Ｓ濃度値に対応して排気中のＳ濃度が高くなることを考慮したものである。また、ＥＣＵ１８は、燃料Ｓ濃度値に応じて酸素濃度の上限閾値を設定する。酸素濃度の上限値とは、換言すれば、リーンの上限値である。リーンになるということは、相対的に空気量が増すことであるから、酸素濃度の上限値が設定されるということは、空気量を多くし過ぎないことを意図している。エンジン本体２から排出されるＳＯ_２や、ＤＯＣ１０やＤＰＦ１１に堆積したＳＯ_２が酸化するとＳＯ_３が生成される。排気ガス中のＳ濃度は、燃料Ｓ濃度値に応じて高くなるから、燃料Ｓ濃度値に応じて酸素濃度の上限値を設定すれば、効果的にＳＯ_３の生成を抑制することができる。

また、ＳＯ_３の濃度がある閾値（白煙発生閾値）を越えると白煙が生成されたと認識されることがわかっている。ＳＯ_３の濃度が、白煙生成閾値を越えている期間は、燃料Ｓ濃度値に応じて異なることがわかっている。具体的に、燃料Ｓ濃度値が高いほど、ＳＯ_３の濃度が、白煙生成閾値を越えている期間が長い。そこで、ＥＣＵ１８は、燃料Ｓ濃度値が高いほど、酸素濃度低下制御の実施期間を長く設定する。

つぎに、図４に示すフロー図を参照して、制御装置３が行う制御の一例について説明する。

まず、ステップＳ１では、ＰＭ再生開始要求が有るか否かを判断する。ＰＭ再生要求があったか否かは、その時点までのＰＭ堆積量の推定値によって判断する。すなわち、ＰＭ堆積量の推定値が予め定められた閾値を越えている場合には、Ｙｅｓと判断する。ＰＭ堆積量は、瞬間瞬間のエンジン本体２の稼動状態から求められるＰＭ発生量を積算する、すなわち、燃料の噴射履歴に基づいてＰＭ発生量を積算することによって算出する。ステップＳ１でＹｅｓと判断したときは、ＰＭ再生制御を開始するとともに、ステップＳ２へ進む。一方、ステップＳ１でＮｏと判断したときは、ステップＳ１でＹｅｓと判断されるまでステップＳ１の処理を繰り返す。ＰＭ再生するときは、ＤＯＣ１０（触媒）の下流側における排気温度上昇要求がされるため、ＰＭ再生制御では、排気ガスの状態を燃焼モードとし、ＰＭ再生が行われる状態に近づけるべく、Ａ／Ｆを制御する。Ａ／Ｆは、ＥＧＲ弁８やスロットル９の開度を調節することによって制御される。ＰＭ再生時のＡ／Ｆの制御は、例えば、マップを参照することによって行われる。

ステップＳ２では、床温を上昇させるための排気燃料添加条件が充足されているか否かを判断する。具体的に、第１温度センサ１４によって測定された触媒入ガス温度が閾値Ｔａを上回っているか否かを判断する。この閾値Ｔａは、添加された燃料が燃焼可能状態になることができるか否かの観点で設定されている。ステップＳ２でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ３で進む。ステップＳ２でＮｏと判断したときは、ステップＳ２でＹｅｓと判断するまで、ステップＳ２の処理を繰り返す。

ステップＳ３では、燃料Ｓ濃度値を取得する。すなわち、上記のように、ＳＯｘセンサ１２とＡ／Ｆセンサ１７の測定値に基づいて燃料Ｓ濃度値を取得する。なお、ＳＯｘセンサ１２に代えて燃料性状センサを設置し、この燃料性状センサの測定値から燃料Ｓ濃度値を求めるようにしてもよい。

ステップＳ３に引き続き行われるステップＳ４では、白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇ及び酸素濃度低下制御実施期間τｔｒｇを読み込む。ここで、ＤＯＣ１０やＤＰＦ１１における堆積Ｓ量と燃料Ｓ濃度値との関係について詳細に説明する。図５を参照すると、燃料Ｓ濃度値が異なる三種類の燃料について、車両の走行距離と堆積Ｓ量との関係が示されている。燃料Ｓ濃度値は、２０００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ及び５０ｐｐｍの三種類である。図５を参照すると、堆積Ｓ量は、燃料Ｓ濃度値が高くなるほど多くなることがわかる。堆積Ｓ量が多いと、これに対応してＰＭ再生時にＳ放出量が増加する。従って、燃料Ｓ濃度値が高いほど、ＳＯ_３が発生し易く、白煙が発生し易い状態である。このように、燃料Ｓ濃度値が高いとＳＯ_３、ひいては、白煙が多量に発生する可能性が有る。換言すれば、燃料Ｓ濃度値がさほど高くなければ、過度にリッチ方向へ制御する必要はない。そこで、図６に示すように、燃料Ｓ濃度値に応じた白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇを設定している。具体的に、燃料Ｓ濃度値が高くなるほど白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇをリッチ側に制御する。これにより、燃料Ｓ濃度値に応じた白煙対策とする。図６を参照すると、白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇの上限閾値を設定している。具体的に、燃料Ｓ濃度値に応じた基準Ａ／Ｆの±αの範囲を白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇの許容範囲としている。白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇよりもリッチ側であれば、白煙の抑制が可能であるが、燃料Ｓ濃度値に応じた酸素濃度の上限値を設けることにより、リーンまたは、リーンに近い状態でＤＰＦ１１に酸素を供給しつつ、白煙の発生を抑制することができ、燃費の悪化を抑制することができる。なお、±αの範囲としているのは、Ａ／Ｆを正確に狙った値に制御することは困難であることを考慮したものである。

つぎに、図７を参照して、燃料Ｓ濃度値の相違による白煙の発生状況の相違について説明する。白煙の原因となるＳＯ_３は、触媒床温の上昇に伴って発生することがわかる。そして、ＳＯ_３の濃度が所定の閾値（白煙発生閾値）を越えると、白煙が認識されるようになる。図７を参照すると、ＳＯ_３が白煙発生閾値を超える白煙発生期間は、燃料Ｓ濃度値が高いほど長期間であることがわかる。従って、白煙を効果的に抑制するためには、ＳＯ_３が白煙発生閾値を超える白煙発生期間を考慮して、図８に示すように、燃料Ｓ濃度値が高いほど、酸素濃度低下制御実施期間τｔｒｇを長期に設定することが必要となる。

ステップＳ４に引き続き行われるステップＳ５では、Ａ／Ｆセンサ１７によって測定したＡ／Ｆｍが図６に示す白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇ＋α以下であるか否かを判断する。ステップＳ５でＮｏと判断したときはステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、その時点のＥＧＲ量として計算された値であるＥＧＲｍが許容されるＥＧＲ量であるＥＧＲｍａｘよりも少ないか否かを判断する。ステップＳ６でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、ΔＥＧＲ分のＥＧＲ追加増量を行う。なお、ＥＧＲを増量することは、酸素濃度を低下させる措置の一つである。一方、ステップＳ６でＮｏと判断したときは、ステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、ΔＱａｄ分の排気添加燃料の増量を行う。なお、排気添加燃料を増量することは、酸素濃度を低下させる措置の一つである。ステップＳ８で排気添加燃料の増量を行う場合は、その時点での排気添加燃料量からΔＱａｄ分だけ増量した新たな排気添加燃料量に設定する。ステップＳ６〜ステップＳ８は、酸素濃度低下制御の中心となる部分である。ステップＳ６〜ステップＳ８の措置は、ステップＳ５でＮｏと判断したときは、白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇの許容範囲、すなわち、酸素濃度の上限値を越えているので、酸素濃度を低下させる趣旨である。その手段として、ステップＳ７では、ＥＧＲ増量を行って空気量を低下させている。ステップＳ８では、ＥＧＲ量による制御ができないことから、燃料を添加することにより、Ａ／Ｆを低下させている。従って、ステップＳ７のＥＧＲ追加増量の開始時点、または、ステップＳ８の排気添加燃料量増量の開始時点が、酸素濃度低下制御の開始時点となり、この開始時点から経過時間τｍの計測が開始される。ステップＳ７、ステップＳ８の処理が終了した後は、ステップＳ５からの処理を繰り返す。

一方、ステップＳ５でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、Ａ／Ｆセンサ１７によって測定したＡ／Ｆｍが白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇ−α以下であるか否かを判断する。ステップＳ９でＮｏと判断したときはステップＳ１０へ進む。ステップＳ１１では、ΔＱａｄが０より大きいか否か、すなわち、排気添加燃料の増量が行われている状態であるか否かを判断する。ステップＳ１０でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、増加していたΔＱａｄの排気添加燃料の減量を行う。すなわち、その時点での排気添加燃料量からΔＱａｄ分だけ減らした新たな排気添加燃料量に設定する。一方、ステップＳ１０でＮｏと判断したときは、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、ΔＥＧＲ分のＥＧＲ減量を行う。ステップＳ１０〜ステップＳ１２の措置は、ステップＳ９でＮｏと判断したときは、白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇの許容範囲を越えているので、適正な空気濃度を維持する趣旨である。その手段として、ステップＳ１１では、排気添加燃料の減量を行っている。ステップＳ１２では、排気添加燃料による制御ができないことから、ＥＧＲ量を減量して、Ａ／Ｆを維持している。ステップＳ１１、ステップＳ１２の処理が終了した後は、ステップＳ５からの処理を繰り返す。

なお、白煙の発生を抑制する観点からは、酸素濃度の下限値を設けることは重要視されるものではないが、酸素濃度が低くなりすぎると、ＣＯ、ＨＣ、Ｈ_２ＳやＰＭの増加の可能性があるので、Ａ／Ｆは、適度な範囲に維持されていることが望ましい。

ステップＳ５〜ステップＳ１２までの処理が行われることにより、白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇは許容範囲内に制御される。なお、このように白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇが制御されたときに、触媒温度はほぼ堆積Ｓ脱離温度となるように設定されている。

一方、ステップＳ９でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、酸素濃度低下制御の実施が開始された時点、すなわち、ステップＳ７のＥＧＲ追加増量の開始時点、または、ステップＳ８の排気添加燃料量増量の開始時点からの経過時間τｍがステップＳ４で読み込んだ酸素濃度低下制御実施期間τｔｒｇ以上となったか否かを判断する。ステップＳ１３でＮｏと判断したときは、ステップＳ５からの処理を繰り返す。一方、ステップＳ１３でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、測定した触媒床温Ｔｍが温度Ｔｍａｘ以上となったか否かを判断する。温度Ｔｍａｘは、ＰＭ再生移行時の最高温度となる温度であり、図３に示すＴ１に相当する。ステップＳ１４でＮｏと判断したときは、ステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５では、排気添加燃料を減量し、Ａ／Ｆをリーン側へ移行させる。すなわち、その時点での排気添加燃料量からΔＱａｄ分だけ減らした量を新たな排気添加燃料量に設定してＡ／Ｆをリーン側へ移行させる。ステップＳ１４でＹｅｓと判断したときは、ステップＳ１６の処理を行う。すなわち、図２で示したような、通常のＰＭ再生制御に移行する。すなわち、床温を温度Ｔ１、温度Ｔ２、温度Ｔ３と段階的に上昇させ、最終的にＰＭ再生目標温度Ｔｔｒｇに到達させる。これにより、ＰＭ再生を完了させる。ステップＳ１６はサブルーチンとなっているが、そのサブルーチンが終了すると、処理は終了となる（エンド）。

以上が、制御装置３が行う制御の一例である。ここで、ＰＭ再生時のＡ／Ｆが白煙に及ぼす影響について図９を参照しつつ説明する。図９は、ＰＭ再生時Ａ／Ｆが白煙に及ぼす影響を示すグラフである。図９を参照すると、ＰＭ再生時Ａ／Ｆがリッチに近づくほど、ＳＯ_３の濃度が低下し、白煙発生閾値を下回るようになることがわかる。また、このＳＯ_３の濃度の低下に伴って白煙濃度も低下していることがわかる。例えば、ＥＧＲ量を増量する等の酸素濃度低下制御を行い、ＰＭ再生時Ａ／Ｆをａ点からｂ点に移行させることにより、白煙の発生が抑制されていることがわかる。以上から、図４を参照して説明した上記制御のように、白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇの許容範囲にＡ／Ｆを制御することにより、白煙の抑制をしつつ、ＰＭ再生を実現することができる。

（変形例）
内燃機関に使用される燃料のＳ濃度値が既知である場合や想定されている場合は、予め適合により、そのＳ濃度値に対応させた酸素濃度、酸素濃度低下制御の実施期間とすることができる。この場合、ステップＳ３及びステップＳ４の措置は省略される。内燃機関に用いられる燃料のＳ濃度値は、仕向地によっておおよそ把握される場合が多い。そこで、仕向地毎に予め想定されるＳ濃度値を考慮した適合を行い、排気ガス中の酸素濃度、すなわち、白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇを、固定値としておくことができる。この固定値は、内燃機関１で燃焼する燃料のＳ濃度値に対応させて設定された値としてもよい。また、同様に、酸素濃度低下制御の実施期間を、内燃機関１で燃焼する燃料のＳ濃度値に対応させて設定された期間に設定してもよい。このように、適合により、酸素濃度を設定するときは、想定するＳ濃度値が高いほど、酸素濃度を低く設定することとなる。また、適合により、酸素濃度低下制御の実施期間を設定するときは、想定するＳ濃度値が高いほど、その期間を長期に設定することとなる。この実施期間は、内燃機関１で燃焼する燃料のＳ濃度値に対応させて設定された期間としてもよい。

図１０（Ａ）を参照すると、ＥＣＵ１８内に仕向地毎の酸素濃度、具体的には、白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇ−ｎが格納されている。また、同様に、酸素濃度低下制御の実施期間τｔｒｇ−ｎが格納されている。すなわち、ＥＣＵ１８としては、汎用性を持った状態に準備され、仕向地が決定したら、その仕向地に対応した白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇ−ｎ、実施期間τｔｒｇ−ｎを選定する。このようにして、仕向地に対応した固定値に基づいて酸素濃度低下制御が行われる状態とされる。また、固定値の設定方法として、図１０（Ｂ）に示しているように、当初ＥＣＵ内の白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇ−ｎ、実施期間τｔｒｇ−ｎをブランクにしておく。そして、仕向地が決定したら、その仕向地に対応したＥＣＵ内の白煙抑制目標Ａ／Ｆｔｒｇ−ｎ、実施期間τｔｒｇ−ｎを書き込む。このようにして、仕向地に対応した固定値に基づいて酸素濃度低下制御が行われる状態とすることもできる。

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

１ 内燃機関
２ エンジン本体
３ 制御装置
４ 吸気通路
５ 排気通路
１０ ＤＯＣ
１１ ＤＰＦ
１２ ＳＯｘセンサ
１３ 排気添加燃料弁
１７ Ａ／Ｆセンサ
１８ ＥＣＵ

Claims (7)

1. 酸化機能を有する触媒の下流にフィルタを備える内燃機関の制御装置であって、
   前記フィルタの再生を行う際の前記触媒の下流側における排気温度上昇要求に基づいて、前記触媒へ流入する排気ガス中の酸素濃度を低下させる酸素濃度低下制御を行う制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記内燃機関で燃焼する燃料中のＳ濃度値を取得する手段を備え、前記Ｓ濃度値に基づいて、前記酸素濃度を設定する内燃機関の制御装置。
2. 前記制御部は、
   前記Ｓ濃度値に応じた前記酸素濃度の上限閾値を設定する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記制御部は、
   前記Ｓ濃度値が高いほど、前記酸素濃度低下制御の実施期間を長く設定する請求項１又は２のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記制御部は、
   前記酸素濃度低下制御において、前記排気ガス中の酸素濃度を、予め設定された固定値に制御する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記制御部は、
   前記酸素濃度低下制御の実施期間を、予め設定された固定期間に制御する請求項１又は４に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記制御部は、
   前記酸素濃度低下制御において、前記排気ガス中の酸素濃度を、前記内燃機関で燃焼する燃料のＳ濃度値に対応させて設定された値に制御する請求項１、４、５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記制御部は、
   前記酸素濃度低下制御の実施期間を、前記内燃機関で燃焼する燃料のＳ濃度値に対応させて設定された期間に制御する請求項１、４、５、６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。

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