JP4367123B2 - 内燃機関の触媒制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気系への燃料添加により排気浄化触媒に流入する排気の空燃比を調節して排気浄化触媒に対する触媒制御を実行する内燃機関の触媒制御装置に関する。

ＮＯｘ吸蔵還元触媒などの排気浄化触媒においては各種の触媒制御が実行されている。例えば、排気浄化触媒が硫黄被毒された場合の硫黄被毒回復制御、排気浄化触媒に粒子状物質が堆積した場合の粒子状物質再生制御、あるいは吸蔵されたＮＯｘを還元して放出するＮＯｘ還元制御である。

このような触媒制御のために、排気系に添加弁を設けて燃料を排気浄化触媒に供給することにより排気の空燃比を制御して、高温化や還元雰囲気を排気浄化触媒に生じさせている技術が提案されている（例えば特許文献１，２，３参照）。
特開平６−１２９２３８号公報（第４−６頁、図４−５） 特開２００３−１２０３９２号公報（第９−１０頁、図５） 特開２００２−３８９３９号公報（第５−７頁、図２）

このような触媒制御では、排気マニホールド、排気ターボチャージャなどからなる排気系内に添加された燃料が堆積することがある。この燃料堆積量が大きくなった状態で、加速などにより急速に吸入空気が増加して排気流量が増加すると、堆積していた燃料の蒸発量が急速に増加する。そしてこれに添加燃料が加わることにより、短時間に大量の燃料が下流の触媒（触媒制御される排気浄化触媒以外にも酸化触媒も含む）に供給される。

このように短時間に大量の燃料が触媒に供給されると、十分に酸化されないまま炭化水素が触媒を通過して外部に排出され、白煙を生じさせるおそれがある。
上記従来技術では、堆積燃料からの蒸発量が大きくなることを防止するために、燃料堆積量に基づいて一時的な燃料添加の禁止を実行している。すなわち燃料堆積量が基準堆積量よりも高くなった場合に添加弁からの燃料添加を禁止して低くなれば燃料添加禁止を解除する制御や、あるいは燃料堆積量が過剰となったと判断すると一律の燃料添加禁止期間を設ける制御が行われている。

しかし、このように単に燃料堆積量に基づいて燃料添加禁止と禁止解除とを設定するのみで十分に白煙を防止をしようとすると、基準堆積量をかなり低く設定する必要があり、又、燃料添加禁止期間の場合はかなり長く設定する必要がある。このため燃料添加禁止が頻繁に生じたり必要以上に長く燃料添加が禁止されたりして、触媒制御側にて迅速な処理が困難となるおそれがある。

本発明は、このような燃料添加禁止を実行する触媒制御装置において白煙防止と触媒制御との両立を適切なものとすること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、内燃機関の排気系への燃料添加により排気浄化触媒に流入する排気の空燃比を調節して前記排気浄化触媒に対する触媒制御を実行する内燃機関の触媒制御装置であって、前記燃料添加により排気系内で堆積する燃料量として内燃機関の運転状態により推定される燃料堆積量が、燃料添加禁止有無を判定する基準堆積量より大きくなった時に、前記燃料添加を禁止する燃料添加禁止手段と、前記燃料添加禁止手段にて燃料添加が禁止されている場合、排気系のうち前記排気浄化触媒よりも上流側にある部位の堆積燃料からの蒸発量に関連する物理量に基づいて燃料添加の禁止を解除するタイミングを決定する燃料添加禁止解除タイミング決定手段とを備えたことを特徴とする。

燃料添加禁止解除タイミング決定手段により燃料添加の禁止を解除するタイミングが決定されるが、この解除タイミングは、排気系内の堆積燃料からの蒸発量に関連する物理量に基づいている。したがって燃料添加禁止解除タイミング決定手段は前記物理量に基づいて、燃料添加禁止手段による燃料添加禁止後における排気系の燃料堆積状態を判断することができる。このため内燃機関の急激な運転状態変化により大量の燃料蒸気が排気浄化触媒に運搬される可能性のある燃料堆積状態にあるか否かを判断でき、このような排気系の燃料堆積状態を避けて解除タイミングを設定することできる。

このような解除タイミングであれば排気系に対して再度燃料添加を開始しても、この添加燃料に対して堆積燃料からの大量の燃料蒸気が加わる可能性はないので、白煙を生じさせるおそれはない。しかも大量の燃料蒸気が排気浄化触媒に運搬される可能性のある燃料堆積状態でなくなれば早急に燃料添加できるように解除タイミングを設定できるので、触媒制御側での迅速な処理を阻害することはない。

したがって燃料添加禁止を実行する触媒制御装置において白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。

請求項２に記載の内燃機関の触媒制御装置は、内燃機関の排気系への燃料添加により排気浄化触媒に流入する排気の空燃比を調節して前記排気浄化触媒に対する触媒制御を実行する内燃機関の触媒制御装置であって、内燃機関の加速状態が燃料添加禁止有無を判定する基準加速より大きくなった時に前記燃料添加を禁止する燃料添加禁止手段と、前記燃料添加禁止手段にて燃料添加が禁止されている場合、排気系のうち前記排気浄化触媒よりも上流側にある部位の堆積燃料からの蒸発量に関連する物理量に基づいて燃料添加の禁止を解除するタイミングを決定する燃料添加禁止解除タイミング決定手段とを備えたことを特徴とする。

燃料添加禁止手段にて基準加速より大きい加速時にあると燃料添加が禁止されることにより、加速により排気流量が増加して堆積燃料から大量の燃料蒸気が排気浄化触媒に運搬される可能性のある状況となっても、燃料添加がなされていた場合には添加を停止できる。したがって添加燃料が加わらないので、白煙を防止できる。

更に、燃料添加の禁止を解除するタイミングは、燃料添加禁止解除タイミング決定手段により決定される。この解除タイミングは、排気系内の堆積燃料からの蒸発量に関連する物理量に基づいている。したがって燃料添加禁止手段による燃料添加禁止後に、燃料添加禁止解除タイミング決定手段は前記物理量に基づいて排気系の燃料堆積状態を判断することができる。このため内燃機関の急激な運転状態変化により大量の燃料蒸気が排気浄化触媒に運搬される可能性のある状況にあるか否かを判断でき、このような状況を避けて解除タイミングを設定することできる。

したがって排気系に対して再度燃料添加を開始しても、この添加燃料に対して堆積燃料からの大量の蒸気が加わることはないので、白煙を生じさせるおそれはない。しかも大量の燃料蒸気が排気浄化触媒に運搬される可能性のある状況でなくなれば早急に燃料添加できるように解除タイミングを設定できるので、触媒制御側での迅速な処理を阻害することはない。

このように燃料添加の禁止が加速状態により適宜行われることと、燃料添加禁止の解除タイミングが上述のごとく設定されることから、燃料添加禁止を実行する触媒制御装置において白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。

請求項３に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１又は２において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、前記物理量として排気流量を用いることを特徴とする。

ここで堆積燃料からの蒸気は排気にて排気浄化触媒へと運ばれ、排気流量が多ければ多いほど運び去る蒸気量も多くなる。したがって排気流量は排気系内の堆積燃料からの蒸発量に関連する物理量に相当することとなるので、物理量として排気流量を用いることにより、燃料添加禁止解除タイミング決定手段は排気流量に基づいて排気系の燃料堆積状態を判断することができる。このため内燃機関の急激な運転状態変化により大量の燃料蒸気が排気浄化触媒に運搬される可能性のある燃料堆積状態にあるか否かを判断でき、このような排気系の燃料堆積状態を避けて解除タイミングを設定することできる。

したがって前述したごとく燃料添加禁止を実行する触媒制御装置において白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。
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又は２において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、前記物理量として吸入空気量を用いることを特徴とする。

吸入空気量は排気流量と関連するため、前記物理量として吸入空気量を用いることができ、燃料添加禁止解除タイミング決定手段は吸入空気量に基づいて排気系の燃料堆積状態を判断することができる。このため内燃機関の急激な運転状態変化により大量の燃料蒸気が排気浄化触媒に運搬される可能性のある燃料堆積状態にあるか否かを判断でき、このような排気系の燃料堆積状態を避けて解除タイミングを設定することできる。

したがって前述したごとく燃料添加禁止を実行する触媒制御装置において白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。
請求項５に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜４のいずれか一項において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、前記物理量の累積値を求め、該累積値により燃料添加の禁止を解除するタイミングを決定することを特徴とする。

特に前記物理量の累積値は堆積燃料の蒸発量全体に関係することから、燃料添加禁止解除タイミング決定手段は前記物理量の累積値に基づいて排気系の燃料堆積状態を、より高精度に判断することができる。このため内燃機関の急激な運転状態変化により大量の燃料蒸気が排気浄化触媒に運搬される可能性のある燃料堆積状態にあるか否かを、より正確に判断でき、このような排気系の燃料堆積状態を避けて、解除タイミングを、より適切に設定することできる。

したがって前述したごとく燃料添加禁止を実行する触媒制御装置において白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。
請求項６に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜５のいずれか一項において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、前記物理量又は前記累積値が大きくなるほど、燃料添加の禁止を解除するタイミングを早くすることを特徴とする。

前記物理量又は前記累積値が大きくなると、排気流により運び去られる燃料蒸気量も大きくなる。このことから燃料添加の禁止を解除するタイミングを早くして添加を再開しても白煙を生じさせないようにすることが可能である。前記物理量又は前記累積値が小さければ、排気流により運び去られる燃料蒸気量は小さくなる。このことから燃料添加の禁止を解除するタイミングを遅くすることで添加再開を遅らせて、確実に白煙を生じさせないようにすることが可能である。

このようにして燃料添加禁止の解除タイミングをより適切に設定することで、前述したごとく燃料添加禁止を実行する触媒制御装置において白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。

請求項７に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項６において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、前記燃料堆積量が大きくなるほど、燃料添加の禁止を解除するタイミングを遅くすることを特徴とする。

燃料堆積量が小さければ、排気流により運び去ることで、内燃機関の急激な運転状態変化により大量の燃料蒸気が排気浄化触媒に運搬される可能性のある燃料堆積状態から脱する時間は短くて済む。このことから燃料添加の禁止を解除するタイミングは早くても良い。しかし、燃料堆積量が大きくなれば排気流により運び去るのに時間がかかることから燃料添加の禁止を解除するタイミングを遅くする。

このことにより燃料添加禁止の解除タイミングをより適切に設定することができ、前述したごとく燃料添加禁止を実行する触媒制御装置において白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。

請求項８に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項６又は７において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、前記物理量の累積値を求める累積計算を、前記燃料添加禁止手段による燃料添加の禁止タイミングから開始することを特徴とする。

このことにより前記物理量の累積値は燃料添加の禁止以後に運び去られる蒸発量に高精度に対応することになる。したがって累積値により燃料添加の禁止を解除するタイミングをより適切に決定することができるようになり、前述したごとく燃料添加禁止を実行する触媒制御装置において白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。

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のいずれか一項において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、内燃機関の加速状態に応じて、燃料添加の禁止を解除するタイミングを遅延させることを特徴とする。

内燃機関に対する加速が大きいと堆積燃料が急激に蒸発して大量の燃料蒸気が短時間に排気浄化触媒に流入するおそれがある。このため燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、内燃機関の加速状態に応じて燃料添加禁止を解除するタイミングを遅延させている。このことにより堆積燃料から大量の蒸気が生じた場合に、これに添加燃料が加わることがないので、効果的に白煙が防止できる。

請求項１０に記載の内燃機関の触媒制御装置では、請求項１〜９のいずれか一項において、前記排気浄化触媒はＮＯｘ吸蔵還元触媒であり、前記触媒制御は硫黄被毒回復制御、粒子状物質再生制御あるいはＮＯｘ還元制御から選択された１つ以上であることを特徴とする。

このように白煙を防止しつつ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に対して硫黄被毒回復制御、粒子状物質再生制御あるいはＮＯｘ還元制御を迅速に実行することができるので、燃料添加禁止を実行する触媒制御装置において白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。

［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と、触媒制御装置の機能を果たす制御システムと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、排気浄化触媒として機能し前述したごとくに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の近くには空燃比センサ４８が配置されている。

上記空燃比センサ４８は、ここでは固体電解質を利用したものであり、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の目詰まりの程度、すなわちＰＭの堆積度合を検出するためにフィルタ３８ａの上下流での差圧ΔＰ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排気温センサ４４、第２排気温センサ４６、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ＴＨＷ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、及び添加弁６８の開弁制御により後述するＰＭ再生制御、Ｓ被毒回復制御あるいはＮＯｘ還元制御といった触媒制御やその他の各処理を実行する。

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、低温燃焼モード用ＥＧＲ弁開度マップを用いて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。この低温燃焼モードは、低負荷低中回転領域にて実行し、空燃比センサ４８が検出する空燃比ＡＦに基づいてスロットル開度ＴＡの調節による空燃比フィードバック制御がなされている。これ以外の燃焼モードが、通常燃焼モード用ＥＧＲ弁開度マップを用いて通常の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。

そして排気浄化触媒に対する触媒制御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(理論空燃比)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による膨張行程あるいは排気行程における燃焼室４内への燃料噴射であ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Ｓ成分を放出させて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から燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６５０℃）する昇温処理を実行し、更に添加弁６８からの間欠的な燃料添加により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。ここではストイキよりもわずかに低い空燃比とするリッチ化を行っている。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℃）で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により実行される処理の内、添加弁６８からの燃料添加を禁止する処理について説明する。図２に排気系燃料堆積量算出処理のフローチャートを示す。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、まず本処理１周期当たりの燃料添加量Ａ（ｍｍ3）が読み込まれる（Ｓ１０２）。尚、燃料添加がなされていなければＡ＝０に設定される。
次に１制御周期当たりの吸入空気量ＧＡｕが吸入空気量センサ２４が検出する吸入空気量ＧＡに基づいて算出される（Ｓ１０４）。

そしてエンジン排気温ＥｘＴＨが算出される（Ｓ１０６）。エンジン排気温ＥｘＴＨとは、燃焼室４から排気ポート３０へ排出される排気の温度である。このエンジン排気温ＥｘＴＨは、ディーゼルエンジン２の運転状態、例えばエンジン回転数ＮＥと燃料噴射弁５８からの燃料噴射量Ｑに基づいて、予め実験により設定されているマップから算出される。尚、排気ポート３０に温度センサを設けて測定しても良い。

次に前記吸入空気量ＧＡｕ及び前記エンジン排気温ＥｘＴＨに基づいて、マップＭａｐＡｄから、排気系での燃料付着率Ｒａが算出される（Ｓ１０８）。マップＭａｐＡｄの構成を図４に示す。燃料付着率Ｒａは添加弁６８から添加した燃料の内で排気系（排気ポート３０、排気マニホールド３２、排気タービン１６ｂ、排気経路３４）内に付着する燃料量の割合を表している。このマップＭａｐＡｄは予め実験にて設定したものであり、等高線にて図示するごとくエンジン排気温ＥｘＴＨが高くなるほど小さく、吸入空気量ＧＡｕが多くなるほど小さくなる傾向にある。

次に前記吸入空気量ＧＡｕ及び前記エンジン排気温ＥｘＴＨに基づいて、マップＭａｐＶｐから燃料蒸発率Ｒｖが算出される（Ｓ１１０）。マップＭａｐＶｐの構成を図５に示す。燃料蒸発率Ｒｖは添加弁６８からの添加燃料及び排気系の堆積燃料の内で蒸気となって排気浄化触媒（ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ、フィルタ３８ａ及び酸化触媒４０ａ）に供給される燃料量の割合を表している。このマップＭａｐＶｐは予め実験にて設定したものであり、等高線にて図示するごとくエンジン排気温ＥｘＴＨが高くなるほど大きく、吸入空気量ＧＡｕが多くなるほど大きくなる傾向にある。

次に式１のごとく燃料堆積量Ｆｈｐが算出される（Ｓ１１２）。
［式１］ Ｆｈｐ ← Ｆｈｐ＋Ａ×Ｒａ−（Ａ＋Ｆｈｐ）×Ｒｖ
ここで右辺の燃料堆積量Ｆｈｐは前回の制御周期において求められている値である。「Ａ×Ｒａ」は、今回の燃料添加量Ａの内で排気系に付着した燃料量（ｇ）、「（Ａ＋Ｆｈｐ）×Ｒｖ」は、今回の燃料添加量Ａの内で排気系に付着せずに蒸発した燃料量（ｇ）と燃料堆積量Ｆｈｐの内で蒸発した燃料量（ｇ）との合計を表している。

前記式１にて求められた燃料堆積量Ｆｈｐがマイナスか否か判定される（Ｓ１１４）。Ｆｈｐ＜０であった場合には（Ｓ１１４で「ＹＥＳ」）、燃料堆積量Ｆｈｐ＝０として（Ｓ１１６）、一旦本処理を終了する。Ｆｈｐ≧０であった場合には（Ｓ１１４で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。

以後、制御周期毎に上述した処理（Ｓ１０２〜Ｓ１１６）が実行されることにより燃料堆積量Ｆｈｐが更新される。
図３に燃料添加禁止判定処理のフローチャートを示す。本処理は前記排気系燃料堆積量算出処理（図２）と同周期で実行され、前記排気系燃料堆積量算出処理（図２）の次に実行される処理である。

本処理が開始されると、まず前記排気系燃料堆積量算出処理（図２）にて計算されている燃料堆積量Ｆｈｐが、燃料添加禁止有無を判定する基準堆積量Ｘｆより大きいか否かが判定される（Ｓ１５２）。Ｆｈｐ≦Ｘｆであれば（Ｓ１５２で「ＮＯ」）、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ１５４）。添加禁止実行フラグＸＦｌａｇは燃料添加が禁止されている状態であることを示すフラグであり、ＥＣＵ７０に対する電源オン時の初期設定では「ＯＦＦ」に設定されている。

ここでＸＦｌａｇ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ１５４で「ＹＥＳ」）、このまま一旦本処理を終了する。
前記排気系燃料堆積量算出処理（図２）での計算にて燃料堆積量Ｆｈｐ＞Ｘｆとなった場合には（Ｓ１５２で「ＹＥＳ」）、次に添加禁止実行フラグＸＦｌａｇに「ＯＮ」が設定される（Ｓ１５６）。そして添加禁止継続時間をカウントする添加禁止時間カウンタＣｘをインクリメントする（Ｓ１５８）。この添加禁止時間カウンタＣｘはＥＣＵ７０に対する電源オン時の初期設定では０に設定されている。

次に累積吸入空気量ＧＡｈｐが式２のごとく算出される（Ｓ１６０）。
［式２］ ＧＡｈｐ ← ＧＡｈｐ ＋ ＧＡｕ
ここで右辺の累積吸入空気量ＧＡｈｐは前回算出された値である。吸入空気量ＧＡｕは１制御周期当たりの吸入空気量であるので、制御周期毎の吸入空気量が累積吸入空気量ＧＡｈｐとして累積されることになる。

次に累積吸入空気量ＧＡｈｐに基づいてマップＭａｐｔｘから添加禁止時間Ｔｘが求められる（Ｓ１６２）。この添加禁止時間Ｔｘは、燃料添加が禁止されている期間において累積吸入空気量ＧＡｈｐ、すなわち吸入空気量ＧＡｕの履歴によって、添加弁６８からの燃料添加を再開しても白煙が生じなくなるまでの時間を表すものである。

つまり、この添加禁止時間Ｔｘの間に、累積吸入空気量ＧＡｈｐに対応した排気流によって堆積燃料が少なくなることにより、ディーゼルエンジン２の急激な運転状態変化が生じても大量の燃料蒸気が排気浄化触媒側に運搬される可能性が生じなくなる燃料堆積状態となることを意味している。

マップＭａｐｔｘはこのような関係が得られるように予め実験により求められて、図６に示すごとく設定されている。累積吸入空気量ＧＡｈｐが大きくなるほど堆積燃料の蒸発が進行しているので、図６では、累積吸入空気量ＧＡｈｐが大きいほど添加禁止時間Ｔｘを短く設定している。

次に、添加禁止時間カウンタＣｘが添加禁止時間Ｔｘより小さいか否かが判定される（Ｓ１６４）。燃料添加禁止後において最初はＣｘ＜Ｔｘであるので（Ｓ１６４で「ＹＥＳ」）、このまま一旦本処理を終了する。

このように、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇに「ＯＮ」が設定されるので、添加弁６８からの燃料添加は禁止されることになる。
次の制御周期では前記式１で燃料添加量Ａ＝０となるので、Ｆｈｐ×Ｒｖ（燃料堆積量Ｆｈｐの内で蒸発した燃料量）が効いてきて、Ｆｈｐ≦Ｘｆとなる（Ｓ１５２で「ＮＯ」）。しかしＸＦｌａｇ＝「ＯＮ」であるので（Ｓ１５４で「ＮＯ」）、Ｃｘ＜Ｔｘである間は、ステップＳ１５８〜Ｓ１６２が繰り返される。

前記式２の計算が繰り返されることにより累積吸入空気量ＧＡｈｐは次第に増加するので、制御周期毎に添加禁止時間Ｔｘは低下する。そして添加禁止時間カウンタＣｘは徐々に増加する。このことによりＣｘ≧Ｔｘとなると（Ｓ１６４で「ＮＯ」）、添加禁止時間カウンタＣｘはクリアされ（Ｓ１６６）、累積吸入空気量ＧＡｈｐもクリアされ（Ｓ１６８）、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇは「ＯＦＦ」に戻される（Ｓ１７０）。このことにより添加弁６８からの燃料添加禁止は解除されることになる。

そして次の制御周期ではステップＳ１５４にて「ＹＥＳ」と判定されるので、最初の状態に戻ることになる。
本実施の形態における処理の一例を図７，８のタイミングチャートに示す。図７の例では、時刻ｔ０前は添加弁６８からの燃料添加により燃料堆積量Ｆｈｐは増加中である。そしてＦｈｐ＞Ｘｆとなると（ｔ０）、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇ＝「ＯＮ」となって燃料添加が禁止される。このことにより燃料堆積量Ｆｈｐは減少し始めるが、この例では吸入空気量ＧＡは比較的少ないので累積吸入空気量ＧＡｈｐの上昇も鈍く、燃料堆積量Ｆｈｐの減少も緩慢である。したがって添加禁止時間カウンタＣｘ≧添加禁止時間Ｔｘとなるまでに比較的長時間（ｔ０〜ｔ１）を要した後、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇ＝「ＯＦＦ」となって（ｔ１）、燃料添加禁止が解除される。

図８の例では、吸入空気量ＧＡは比較的多いので累積吸入空気量ＧＡｈｐの上昇も急であり、燃料堆積量Ｆｈｐの減少も迅速である。したがって比較的短時間（ｔ１０〜ｔ１１）で添加禁止時間カウンタＣｘ≧添加禁止時間Ｔｘとなる。このため、燃料添加禁止後（ｔ１０〜）、早期に添加禁止実行フラグＸＦｌａｇ＝「ＯＦＦ」となって（ｔ１１）、燃料添加禁止が解除される。

このようにして、Ｃｘ≧Ｔｘとなれば（ｔ１，ｔ１１）、燃料堆積量Ｆｈｐも十分に低下している。このため、アクセルペダル７２の操作や排気ターボチャージャ１６の効き始め等により急激にエンジン排気温ＥｘＴＨや吸入空気量ＧＡｕが上昇しても、添加燃料と堆積燃料の蒸気の合計量は少ないので排気浄化触媒にて十分に酸化でき、白煙発生に至ることはない。

上述した構成において、請求項との関係は、燃料添加禁止判定処理（図３）のステップＳ１５２，Ｓ１５６が燃料添加禁止手段としての処理に、ステップＳ１５４，Ｓ１５８〜Ｓ１７０が燃料添加禁止解除タイミング決定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）．触媒制御のために添加弁６８から燃料添加することにより排気系内での燃料堆積量Ｆｈｐが基準堆積量Ｘｆより大きくなった時には燃料添加を禁止することにより、これ以上の燃料堆積量Ｆｈｐの増加を阻止している。このため急激にエンジン排気温ＥｘＴＨや吸入空気量ＧＡｕが上昇しても、排気系に堆積している燃料から大量の蒸気が排気浄化触媒に運搬されることはない。この結果、白煙発生を防止することができる。

そして燃料添加禁止の解除タイミング（添加禁止時間Ｔｘ）は、堆積燃料からの蒸発量に関連する物理量であり、更に同じく物理量の累積値でもある累積吸入空気量ＧＡｈｐに基づいて前記図６のマップＭａｐｔｘから決定している。すなわち、累積吸入空気量ＧＡｈｐが大きくなるほど排気流により運び去られる燃料蒸気量も大きくなるので、燃料添加による燃料蒸気が加わっても白煙を生じさせない燃料堆積状態に早期に到達する。このことから累積吸入空気量ＧＡｈｐが大きくなるほど燃料添加禁止解除のタイミングを早くしている。

逆に累積吸入空気量ＧＡｈｐが小さくなれば、排気流により運び去られる燃料蒸気量は小さくなるので、燃料添加禁止解除のタイミングを遅くすることで添加再開を遅らせている。このことで燃料添加による燃料蒸気が加わっても確実に白煙を生じさせないようにしている。

このことにより白煙を効果的に防止しつつ、できるだけ早期に燃料添加禁止を解除して触媒制御を適切に実行させることができ、白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。

［実施の形態２］
本実施の形態では、エンジン加速状態に応じて添加禁止時間Ｔｘを延長して、燃料添加の禁止を解除するタイミングを遅延させる処理を行う点が前記実施の形態１と異なる。このため前記燃料添加禁止判定処理（図３）の代わりに、図９に示す燃料添加禁止判定処理を実行する。尚、他の構成については図１，２を参照する。

燃料添加禁止判定処理（図９）について説明する。本処理が開始されると、まず前記排気系燃料堆積量算出処理（図２）にて計算されている燃料堆積量Ｆｈｐが、基準堆積量Ｘｆより大きいか否かが判定される（Ｓ２０２）。Ｆｈｐ≦Ｘｆであれば（Ｓ２０２で「ＮＯ」）、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ２０４）。ここでＸＦｌａｇ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ２０４で「ＹＥＳ」）、このまま一旦本処理を終了する。

前記排気系燃料堆積量算出処理（図２）での計算にて燃料堆積量Ｆｈｐ＞Ｘｆとなった場合には（Ｓ２０２で「ＹＥＳ」）、次に添加禁止実行フラグＸＦｌａｇに「ＯＮ」が設定される（Ｓ２０６）。そして添加禁止継続時間をカウントする添加禁止時間カウンタＣｘをインクリメントする（Ｓ２０８）。

次に累積吸入空気量ＧＡｈｐが前記式２のごとく算出される（Ｓ２１０）。
そして次に１つ前の制御周期からの吸入空気量ＧＡｕの変化である周期変化吸入空気量ΔＧＡｕが、基準変化ＤＸｇａｕより小さいか否かが判定される（Ｓ２１２）。この基準変化ＤＸｇａｕは加速状態が大きくなったことを示す基準値であり、アクセルペダル７２の操作や排気ターボチャージャ１６の効き始め等により、添加弁６８からの燃料添加が堆積燃料の蒸気に加わると白煙を生じさせる程度の加速か否かを判定するための値である。

ここでΔＧＡｕ＜ＤＸｇａｕであって加速が小さい場合には（Ｓ２１２で「ＹＥＳ」）、次に式３により添加禁止時間Ｔｘが算出される（Ｓ２１６）。
［式３］ Ｔｘ ← Ｍａｐｔｘ（ＧＡｈｐ）＋ｄＴｘ
ここでマップＭａｐｔｘは前記実施の形態１のステップＳ１６２及び図６にて説明したごとくである。禁止延長時間ｄＴｘはディーゼルエンジン２の加速が大きい場合に計算される値である。

すなわち、ΔＧＡｕ≧ＤＸｇａｕであって加速が大きい場合に（Ｓ２１２で「ＮＯ」）、式４により禁止延長時間ｄＴｘが算出される（Ｓ２１４）。
［式４］ ｄＴｘ ← ｄＴｘ ＋ ｄ
ここで増加時間ｄは一定値が設定されている。例えば制御周期と同一の時間あるいは、より長い時間が設定されている。したがって燃料添加が禁止されている期間にΔＧＡｕ≧ＤＸｇａｕの状態が継続すると、禁止延長時間ｄＴｘの値は次第に大きくなる。

したがって次にステップＳ２１６にて前記式３の計算がなされると、添加禁止時間ＴｘはマップＭａｐｔｘから求められた時間よりも更に禁止延長時間ｄＴｘ分、長い時間として設定される。

尚、燃料添加禁止期間中に、一度もΔＧＡｕ≧ＤＸｇａｕとならなければ禁止延長時間ｄＴｘ＝０のままであるので、添加禁止時間ＴｘはマップＭａｐｔｘから求められた時間と同じとなる。

次に、添加禁止時間カウンタＣｘが添加禁止時間Ｔｘより小さいか否かが判定される（Ｓ２１８）。燃料添加禁止後において最初はＣｘ＜Ｔｘであるので（Ｓ２１８で「ＹＥＳ」）、このまま一旦本処理を終了する。

このように、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇに「ＯＮ」が設定されることにより、添加弁６８からの燃料添加は禁止される。
次の制御周期では前記式１で燃料添加量Ａ＝０となるので、Ｆｈｐ×Ｒｖが効いてきて、Ｆｈｐ≦Ｘｆとなる（Ｓ２０２で「ＮＯ」）。しかしＸＦｌａｇ＝「ＯＮ」であるので（Ｓ２０４で「ＮＯ」）、Ｃｘ＜Ｔｘである間は、ステップＳ２０８〜Ｓ２１６が繰り返される。

このことにより累積吸入空気量ＧＡｈｐは次第に増加するので添加禁止時間Ｔｘは低下する。ただし途中でΔＧＡｕ≧ＤＸｇａｕとなれば（Ｓ２１２で「ＮＯ」）、禁止延長時間ｄＴｘの増加により添加禁止時間Ｔｘは一時的に増加することがある。

そして添加禁止時間カウンタＣｘは徐々に増加する。このことによりＣｘ≧Ｔｘとなると（Ｓ２１８で「ＮＯ」）、添加禁止時間カウンタＣｘはクリアされ（Ｓ２２０）、累積吸入空気量ＧＡｈｐもクリアされ（Ｓ２２２）、禁止延長時間ｄＴｘもクリアされる（Ｓ２２４）。更に添加禁止実行フラグＸＦｌａｇは「ＯＦＦ」に戻される（Ｓ２２６）。したがって燃料添加禁止は解除されることになる。

そして次の制御周期ではステップＳ２０４にて「ＹＥＳ」と判定されるので、最初の状態に戻ることになる。
図１０のタイミングチャートに処理の一例を示す。時刻ｔ２０前は添加弁６８からの燃料添加により燃料堆積量Ｆｈｐは増加中である。そしてＦｈｐ＞Ｘｆとなると（ｔ２０）、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇ＝「ＯＮ」となって燃料添加が禁止される。このことにより燃料堆積量Ｆｈｐは減少し始めるが、この時は吸入空気量ＧＡｕは比較的少ないので累積吸入空気量ＧＡｈｐの上昇も鈍く、燃料堆積量Ｆｈｐの減少も緩慢である。しかし排気ターボチャージャ１６の効き始めにより、ΔＧＡｕ≧ＤＸｇａｕとなると（ｔ２１〜ｔ２２）、添加禁止時間Ｔｘが禁止延長時間ｄＴｘにより増加される。このことによりＣｘ≧Ｔｘとなるタイミング（ｔ２３）が遅延される。したがって燃料添加開始が遅延されるので、排気ターボチャージャ１６の効き始めにより堆積燃料から大量に発生する蒸気に添加燃料が加わることが無く、白煙を防止できる。

そして、Ｃｘ≧Ｔｘとなれば、アクセルペダル７２の踏み込みなどにより急激にエンジン排気温ＥｘＴＨや吸入空気量ＧＡｕが上昇しても、この時には燃料堆積量Ｆｈｐが十分に低いために、排気浄化触媒にて十分に酸化でき、白煙発生に至ることはない。

上述した構成において、請求項との関係は、燃料添加禁止判定処理（図９）のステップＳ２０２，Ｓ２０６が燃料添加禁止手段としての処理に、ステップＳ２０４，Ｓ２０８〜Ｓ２２６が燃料添加禁止解除タイミング決定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）．前記実施の形態１の（イ）の効果を生じる。
（ロ）．ディーゼルエンジン２の加速が大きいと堆積燃料が急激に蒸発して大量の燃料蒸気が短時間に排気浄化触媒に流入するおそれがある。このためΔＧＡｕ≧ＤＸｇａｕとなると、添加禁止時間Ｔｘを長くすることにより添加禁止実行フラグＸＦｌａｇに「ＯＦＦ」を設定するタイミングを遅延させている。このことにより堆積燃料の蒸気に対して添加弁６８からの添加燃料が直ちに加わることがなく、加速時も効果的に白煙が防止できる。

［実施の形態３］
本実施の形態では、基準加速より大きい加速がなされた場合に燃料添加を禁止する点が前記実施の形態１と異なる。このため前記燃料添加禁止判定処理（図３）の代わりに、図１１に示す燃料添加禁止判定処理を実行する。尚、他の構成については図１，２を参照する。

燃料添加禁止判定処理（図１１）について説明する。前記図３とは燃料堆積量Ｆｈｐ＞基準堆積量Ｘｆか否かの判定（Ｓ１５２）の代わりに、前記実施の形態２にて説明した周期変化吸入空気量ΔＧＡｕが、基準変化Ｈｇａｕより大きいか否かの判定（Ｓ１５３）が実行される点が異なる。他のステップは同じ処理であるので同一ステップ番号で示している。

したがってエンジン加速状態を表す周期変化吸入空気量ΔＧＡｕが、基準加速に相当する基準変化Ｈｇａｕより大きい場合には（Ｓ１５３で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１５６以下の処理により、添加禁止時間カウンタＣｘ＜Ｔｘである間は（Ｓ１６４で「ＹＥＳ」）、燃料添加が禁止される。そしてＣｘ≧Ｔｘとなれば燃料添加禁止が解除される。

図１２に本実施の形態における処理の一例を示す。時刻ｔ３０前は添加弁６８からの燃料添加により燃料堆積量Ｆｈｐは増加中である。しかしΔＧＡｕ＞Ｈｇａｕとなることにより（ｔ３０）、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇ＝「ＯＮ」となると、Ｃｘ＜Ｔｘである間は燃料添加が禁止される。このことにより燃料堆積量Ｆｈｐは減少する。そしてＣｘ≧Ｔｘとなれば（ｔ３１）、燃料堆積量Ｆｈｐも十分に低下しているので、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇ＝「ＯＦＦ」となり燃料添加禁止を解除する。

上述した構成において、請求項との関係は、燃料添加禁止判定処理（図１１）のステップＳ１５３，Ｓ１５６が燃料添加禁止手段としての処理に、ステップＳ１５４，Ｓ１５８〜Ｓ１７０が燃料添加禁止解除タイミング決定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３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ディーゼルエンジン２が加速されて、ΔＧＡｕ＞Ｈｇａｕとなると、すなわち加速により排気流量が増加して堆積燃料から大量の燃料蒸気が排気浄化触媒に運搬される可能性のある状況となった場合には、燃料添加を禁止する。このため既に大量の燃料蒸気が存在する可能性のある排気中に更に燃料添加がなされることがないので白煙を防止できる。この燃料添加禁止は加速状態により適宜行われるので、白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。

（ロ）．燃料添加禁止の解除タイミングは、前記実施の形態１と同じく堆積燃料からの蒸発量に関連する物理量である累積吸入空気量ＧＡｈｐに基づいている。この累積吸入空気量ＧＡｈｐに基づくことにより、エンジン運転状態が急激に変化しても白煙を生じさせることのない燃料堆積状態となるタイミングを判断できる。したがって前記実施の形態１の（イ）で述べたごとく、白煙を効果的に防止しつつ、できるだけ早期に燃料添加禁止を解除して触媒制御を迅速に実行させることができ、白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。

［実施の形態４］
本実施の形態では、基準加速より大きい加速がなされた場合に燃料添加を禁止する点は前記実施の形態３と同じであるが、その後の燃料添加禁止期間が一定である点が異なる。このため前記燃料添加禁止判定処理（図１１）の代わりに、図１３に示す燃料添加禁止判定処理を実行する。尚、他の構成については図１，２を参照する。

燃料添加禁止判定処理（図１３）について説明する。前記図１１とは添加禁止時間Ｔｘを設定するためのステップＳ１６０，Ｓ１６２，Ｓ１６８が存在せず、Ｃｘ＜Ｔｘの判定処理（Ｓ１６４）の代わりに添加禁止時間カウンタＣｘが一定時間である添加禁止時間Ｔｆｘより小さいか否かの判定（Ｓ１６５）が実行される点が異なる。他のステップは同じ処理であるので同一ステップ番号で示している。

エンジン加速状態を表す周期変化吸入空気量ΔＧＡｕが基準加速を示す基準変化Ｈｇａｕより大きい場合には（Ｓ１５３で「ＹＥＳ」）、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇ＝「ＯＮ」となって（Ｓ１５６）、添加禁止時間カウンタＣｘ＜Ｔｆｘである間は（Ｓ１６５で「ＹＥＳ」）、燃料添加が禁止される。そしてＣｘ≧Ｔｆｘとなれば燃料添加禁止が解除（Ｓ１７０）される。

図１４に本実施の形態における処理の一例を示す。時刻ｔ４０前は添加弁６８からの燃料添加により燃料堆積量Ｆｈｐは増加中である。しかしΔＧＡｕ＞Ｈｇａｕとなることにより（ｔ４０）、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇ＝「ＯＮ」となってＣｘ＜Ｔｆｘである間は燃料添加が禁止される。このことにより燃料堆積量Ｆｈｐは減少する。そしてＣｘ≧Ｔｆｘとなれば（ｔ４１）、燃料堆積量Ｆｈｐも十分に低下しているので、添加禁止実行フラグＸＦｌａｇ＝「ＯＦＦ」となり燃料添加禁止を解除する。

上述した構成において、請求項との関係は、燃料添加禁止判定処理（図１３）のステップＳ１５３，Ｓ１５６が燃料添加禁止手段としての処理に、ステップＳ１５４，Ｓ１５８，Ｓ１６５，Ｓ１６６，Ｓ１７０が燃料添加禁止解除タイミング決定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４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ディーゼルエンジン２が加速されて、ΔＧＡｕ＞Ｈｇａｕとなると、すなわち加速によって排気流量が増加して堆積燃料から大量の燃料蒸気が排気浄化触媒に運搬される可能性のある状況となった場合には、添加禁止時間Ｔｆｘの間は燃料添加を禁止する。このため既に大量の燃料蒸気が存在する可能性のある排気中に更に燃料添加がなされることがないので白煙を防止できる。

添加禁止時間Ｔｆｘは一定であるが、加速状態により適宜行われるので、白煙防止と触媒制御との両立を適切なものにできる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態において、吸入空気量ＧＡ，ＧＡｕの代わりにディーゼルエンジン２の運転状態、例えばエンジン回転数ＮＥと燃料噴射量とから排気流量をマップなどにより算出して用いても良い。

（ｂ）．前記実施の形態３において添加禁止時間Ｔｘを算出するためのマップＭａｐｔｘは累積吸入空気量ＧＡｈｐがパラメータであったが、更に燃料堆積量Ｆｈｐをパラメータに加えても良い。すなわち累積吸入空気量ＧＡｈｐが大きいほど添加禁止時間Ｔｘを短くするが、燃料堆積量Ｆｈｐが大きいほど添加禁止時間Ｔｘを長くする。つまり燃料堆積量Ｆｈｐが大きくなるほど、燃料添加の禁止を解除するタイミングを遅くすることになる。

又、前記実施の形態１において添加禁止時間Ｔｘを算出するためのマップＭａｐｔｘに周期変化吸入空気量ΔＧＡｕをパラメータに加えても良い。すなわち累積吸入空気量ＧＡｈｐが大きいほど添加禁止時間Ｔｘを短くするが、周期変化吸入空気量ΔＧＡｕが大きいほど添加禁止時間Ｔｘを長くする。つまり周期変化吸入空気量ΔＧＡｕが大きくなるほど、燃料添加の禁止を解除するタイミングを遅くすることになる。

（ｃ）．前記実施の形態２において、周期変化吸入空気量ΔＧＡｕが大きくなるほど、増加時間ｄの値が大きくなるように設定しても良い。
（ｄ）．前記実施の形態において、周期変化吸入空気量ΔＧＡｕの代わりにアクセル開度ＡＣＣＰの制御周期１周期毎の変化ΔＡＣＣＰあるいはエンジン回転数ＮＥの制御周期１周期毎の変化ΔＮＥを用いても良い。

実施の形態１における車両用ディーゼルエンジンと触媒制御装置の機能を果たす制御システムとの概略構成を表すブロック図。 実施の形態１のＥＣＵが実行する排気系燃料堆積量算出処理のフローチャート。 同じく燃料添加禁止判定処理のフローチャート。 前記排気系燃料堆積量算出処理にて用いるマップＭａｐＡｄの構成説明図。 同じくマップＭａｐＶｐの構成説明図。 前記燃料添加禁止判定処理にて用いるマップＭａｐｔｘの構成説明図。 実施の形態１における処理の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態１における処理の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態２の燃料添加禁止判定処理のフローチャート。 実施の形態２における処理の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態３の燃料添加禁止判定処理のフローチャート。 実施の形態３における処理の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態４の燃料添加禁止判定処理のフローチャート。 実施の形態４における処理の一例を示すタイミングチャート。

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、３６，３８，４０…触媒コンバータ、３６ａ…ＮＯｘ吸蔵還元触媒、３８ａ…フィルタ、４０ａ…酸化触媒、４４…第１排気温センサ、４６…第２排気温センサ、４８…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 (10)

1. 内燃機関の排気系への燃料添加により排気浄化触媒に流入する排気の空燃比を調節して前記排気浄化触媒に対する触媒制御を実行する内燃機関の触媒制御装置であって、
   前記燃料添加により排気系内で堆積する燃料量として内燃機関の運転状態により推定される燃料堆積量が、燃料添加禁止有無を判定する基準堆積量より大きくなった時に、前記燃料添加を禁止する燃料添加禁止手段と、
   前記燃料添加禁止手段にて燃料添加が禁止されている場合、排気系のうち前記排気浄化触媒よりも上流側にある部位の堆積燃料からの蒸発量に関連する物理量に基づいて燃料添加の禁止を解除するタイミングを決定する燃料添加禁止解除タイミング決定手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
2. 内燃機関の排気系への燃料添加により排気浄化触媒に流入する排気の空燃比を調節して前記排気浄化触媒に対する触媒制御を実行する内燃機関の触媒制御装置であって、
   内燃機関の加速状態が燃料添加禁止有無を判定する基準加速より大きくなった時に前記燃料添加を禁止する燃料添加禁止手段と、
   前記燃料添加禁止手段にて燃料添加が禁止されている場合、排気系のうち前記排気浄化触媒よりも上流側にある部位の堆積燃料からの蒸発量に関連する物理量に基づいて燃料添加の禁止を解除するタイミングを決定する燃料添加禁止解除タイミング決定手段と、
   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１又は２において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、前記物理量として排気流量を用い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又は２において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、前記物理量として吸入空気量を用いることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、前記物理量の累積値を求め、該累積値により燃料添加の禁止を解除するタイミングを決定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１〜５のいずれか一項において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、前記物理量又は前記累積値が大きくなるほど、燃料添加の禁止を解除するタイミングを早く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６において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、前記燃料堆積量が大きくなるほど、燃料添加の禁止を解除するタイミングを遅く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６又は７において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、前記物理量の累積値を求める累積計算を、前記燃料添加禁止手段による燃料添加の禁止タイミングから開始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のいずれか一項において、前記燃料添加禁止解除タイミング決定手段は、内燃機関の加速状態に応じて、燃料添加の禁止を解除するタイミングを遅延させることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項において、前記排気浄化触媒はＮＯｘ吸蔵還元触媒であり、前記触媒制御は硫黄被毒回復制御、粒子状物質再生制御あるいはＮＯｘ還元制御から選択された１つ以上であることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。

Images