发动机控制装置的制作方法

本发明涉及一种发动机控制装置，更详细而言，涉及一种在排气管中具备催化剂的柴油发动机的控制装置。

背景技术：

一直以来，已知一种实施如下的升温控制的技术，所述升温控制使被设置在柴油发动机的排气管中的催化剂所吸附的硫氧化物(指SO₂或SO₃，以下在未区分的情况下统称为“SO_X”)定期地脱离。作为与升温控制相关的文献，例如，可列举出日本特开2013-029038号公报。在该公报中公开了一种如下的技术，即，对催化剂中蓄积的SO_X的蓄积量进行推断，并且在推断出的蓄积量达到要求释放量时，使该催化剂的床层温度上升并控制在500～550℃。根据该公报，记载了催化剂具有以下特性，即，当床层温度小于500℃时SO_X不会从催化剂释放，而当床层温度为500～550℃时SO_X以低浓度从催化剂释放，当床层温度超过600℃时SO_X以高浓度从催化剂释放。因此，只要将具有这样的特性的催化剂的床层温度控制在500～550℃，则能够使SO_X以低浓度从催化剂脱离来恢复其功能。此外，能够抑制由于以低浓度脱离的SO_X而生成白烟的情况。即，能够同时实现由SO_X的脱离而达成的催化剂的功能的恢复、和抑制由该SO_X而引起的白烟的生成。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-029038号公报

专利文献2：日本特开平11-081993号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

上述公报的技术为，着眼于已经吸附于催化剂中的SO_X的技术。但是，即使在升温控制过程中SO_X也会从柴油发动机被排出并流入催化剂中，因此该SO_X新吸附到催化剂中的可能性较大。如此，像这样未考虑到新的SO_X的吸附的上述公报的技术，可以预测到上述的SO_X的蓄积量的推断的精度未必高。因此，存在如下可能性，即，尽管实际上SO_X的蓄积量超过要求放出量，但是因SO_X的推断蓄积量低于要求放出量而不开始升温控制的可能性。此外，即使之后SO_X的推断蓄积量达到要求放出量而开始升温控制，在该开始时间点处的实际的SO_X的蓄积量也远远超过要求放出量，在这样的情况下，对于催化剂的功能的恢复则有可能需要时间，或者，催化剂的功能的恢复有可能会不充分。

本发明是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于，在催化剂的升温控制中，高水平地同时实现由SO_X的脱离而达成的催化剂的功能的恢复、和抑制由该SO_X而引起的白烟的生成。

用于解决课题的方法

本发明为一种如下的发动机控制装置，所述发动机控制装置执行使被设置在柴油发动机的排气管上的净化装置的温度上升至SO_X从所述净化装置中脱离的温度区域的目标温度为止的控制，并且所述发动机控制装置具备流入SO_X量推断单元、SO_X饱和率推断单元、新吸附SO_X量推断单元、穿过SO_X量推断单元、吸附后SO_X分布推断单元、新脱离SO_X量推断单元、最终吸附SO_X分布推断单元、穿过SO₃量推断单元、容许脱离SO₃量计算单元、目标温度计算单元。

流入SO_X量推断单元将流入所述净化装置的SO_X量作为流入SO_X量而在每个周期中进行推断。

SO_X饱和率推断单元利用吸附SO_X分布与饱和SO_X分布而在每个周期中对所述净化装置中的SO_X饱和率进行推断，其中，所述吸附SO_X分布被表示为，将在所述净化装置的温度上升过程中的各个温度下所述净化装置中所吸附的SO_X量与所述净化装置的温度进行关联的图表，所述饱和SO_X分布被表示为，将在所述净化装置的温度上升过程中的各个温度下所述净化装置中所吸附的SO_X最大量与所述净化装置的温度进行关联的图表。此处，所述饱和SO_X分布为，与所述SO_X饱和率的此次的推断周期中的所述净化装置的温度相对应的分布。

新吸附SO_X量推断单元利用所述流入SO_X量与所述SO_X饱和率，而将流入所述净化装置并新吸附于所述净化装置中的SO_X量作为新吸附SO_X量而在每个周期中进行推断。

穿过SO_X量推断单元利用所述新吸附SO_X量，而将流入所述净化装置且未吸附于所述净化装置中而是穿过所述净化装置的SO_X量作为穿过SO_X量而在每个周期中进行推断。

吸附后SO_X分布推断单元利用所述新吸附SO_X量，而将在所述净化装置中吸附了新的SO_X后的所述SO_X分布作为吸附后SO_X分布而在每个周期中进行推断。

新脱离SO_X量推断单元利用所述吸附后SO_X分布与所述净化装置的温度，而将从所述净化装置中新脱离的SO_X量作为新脱离SO_X量而在每个周期中进行推断。

最终吸附SO_X分布推断单元使所述新脱离SO_X量反映到所述吸附后SO_X分布中，并将新的SO_X从所述净化装置中脱离之后的所述SO_X分布作为最终吸附SO_X分布而在每个周期中进行推断。

穿过SO₃量推断单元利用表示在所述净化装置中转化为SO₃的SO₂的转化率与所述净化装置的温度之间的关系的转化率映射图、此次的推断周期中的所述净化装置的温度、以及所述穿过SO_X量，而将以SO_X的状态流入所述净化装置且未吸附于所述净化装置中而是穿过所述净化装置并以SO₃的状态被排出的SO₃量作为穿过SO₃量而在每个周期中进行推断。

容许脱离SO₃量计算单元利用相当于与硫酸盐白烟相关的制约的所述净化装置的下游处的SO₃量与所述穿过SO₃量，而将容许从所述净化装置中脱离的SO₃量作为容许脱离SO₃量而在每个周期中进行计算。

目标温度计算单元利用所述最终吸附SO_X分布与所述容许脱离SO₃量，而以使所述净化装置的下游处的SO₃浓度满足所述制约的方式而在每个周期中对所述目标温度进行计算。

此外，所述SO_X饱和率推断单元利用相当于所述饱和SO_X分布的面积的总饱和SO_X量、相当于从所述饱和SO_X分布中去除了所述饱和SO_X分布与所述吸附SO_X分布的重复部分后的面积的总吸附富余SO_X量，来对所述SO_X饱和率进行计算。

此外，所述吸附后SO_X分布推断单元使所述新吸附SO_X量反映到在上一次的推断周期中被推断出的所述最终吸附SO_X分布中，而对此次的推断周期中的所述吸附后SO_X分布进行推断。

在本发明中也可以采用如下方式，即，所述净化装置包含过滤器，所述过滤器对流过所述排气管的微粒进行捕集。在该情况下，也可以在所述过滤器中所捕集到的微粒量的推断值达到了去除要求时，开始实施上升至所述目标温度的控制。

发明效果

根据本发明，能够通过如下单元而在每个周期中准确地掌握催化剂中的SO_X的吸附状况，即，流入SO_X量推断单元、SO_X饱和率推断单元、新吸附SO_X量推断单元、穿过SO_X量推断单元、吸附后SO_X分布推断单元、新脱离SO_X量推断单元、最终吸附SO_X分布推断单元、穿过SO₃量推断单元、容许脱离SO₃量计算单元、目标温度计算单元。因此，在催化剂的升温控制中，能够高水平地同时实现由SO_X的脱离而达成的催化剂的功能的恢复、和抑制由该SO_X而引起的白烟的生成。

附图说明

图1为表示本发明的实施方式的系统结构的图。

图2为用于对DOC22a中的SO_X的吸附与脱离进行说明的图。

图3为表示用于计算目标床层温度Ttrg的逻辑的功能框图。

图4为用于对吸附SO_X分布与饱和SO_X分布进行说明的图。

图5为用于对使用了吸附SO_X分布与饱和SO_X分布的SO_X饱和率的推断方法的问题点进行说明的图。

图6为用于对基准饱和SO_X分布与补正后的饱和SO_X分布的关系进行说明的图。

图7为用于对总吸附富余SO₂量进行说明的图。

图8为用于对新吸附SO_X量与穿过SO_X量的关系进行说明的图。

图9为用于对吸附率map进行说明的图。

图10为用于对吸附后SO_X分布进行说明的图。

图11为用于对可脱离总SO_X量进行说明的图。

图12为用于对最终吸附SO_X分布与吸附后SO_X分布的关系进行说明的图。

图13为用于对SO₃转化率map进行说明的图。

图14为用于对容许脱离SO₃量进行说明的图。

图15为用于对目标床层温度Ttrg进行说明的图。

图16为用于对由本实施方式实现的效果进行说明的图。

具体实施方式

系统结构的说明

图1为表示本发明的实施方式的系统结构的图。图1所示的系统具备被搭载于车辆上的柴油发动机10(以下还简称为“发动机10”)。发动机10的各个气缸内设置有对作为燃料的柴油进行喷射的喷射器12。另外，虽然图1中所描述的发动机10是直列四气缸发动机，但发动机10的气缸数以及气缸排列并未被特别地限定。此外，图1中描绘了四个喷射器12中的一个。

在发动机10的排气岐管14上，连结有涡轮增压器16的排气涡轮16a的入口。排气涡轮16a与被设置在进气管18上的压缩机16b连接。压缩机16b通过排气涡轮16a的旋转而驱动，从而对吸入空气进行增压。在排气涡轮16a的出口上连接有排气管20。在排气管20上设置有排气净化装置22。排气净化装置22具备DOC(Diesel Oxidation Catalyst：柴油氧化催化剂)22a、DPF(Diesel Particulate Filter：柴油颗粒过滤器)22b。DOC22a为，具有对排气中的碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)进行氧化以使之转化为水(H₂O)、二氧化碳(CO₂)的功能的催化剂。DPF22b为对排气中所包含的微粒子(PM)进行捕集的过滤器。在排气净化装置22的上游设置有向排气管20添加与喷射器12共通的燃料的燃料添加阀24。

图1所示的系统具备作为控制装置的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)30。ECU30具备RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等。ECU30对被搭载在车辆上的各种传感器的信号进行接收及处理。各种传感器包括被设置在进气管18的入口附近处的空气流量计32、对DOC22a的出口温度进行检测的温度传感器34、对DPF22b的上下游处的压力差进行检测的差压传感器36。ECU30对接收到的各个传感器的信号进行处理并依照预定的控制程序而对各种致动器进行操作。在通过ECU30而被操作的致动器中，包含上述的喷射器12、燃料添加阀24。

DPF22b的再生控制

在本实施方式中，作为由ECU30进行的发动机控制而实施DPF22b的再生控制(以下又称为“PM再生控制”)。PM再生控制为，当DPF22b中捕集到的PM的推断值达到去除要求量时，从燃料添加阀24添加燃料的控制。例如，当由差压传感器36检测出的压力差达到预定值时，能够判断为PM的推断值达到了去除要求量。通过从燃料添加阀24添加燃料从而在DOC22a中对添加燃料进行氧化，并通过该氧化反应热而使DPF22b的床层温度上升至600℃以上。由此，能够对DPF22b中捕集到的PM进行燃烧去除，因此能够使DPF22b的捕集功能恢复。另外，用于使DPF22b的床层温度上升至600℃以上的来自燃料添加阀24的添加燃料量(以下称为“DPF用燃料量”)基于与DPF的床层温度相关联的映射图而被确定。这样的映射图例如被预先存储在ECU30的ROM中，并且能够根据DPF22b的实际的床层温度而适当地进行读取。

PM再生控制中的问题点

另外，在柴油发动机的燃料、润滑油中通常会含有硫，随着燃料的燃烧会从这样的硫而生成SO_X。在本实施方式中同样地也会随着发动机10中的燃料的燃烧而生成SO_X。所生成的SO_X从发动机10中被排出而流入排气净化装置22中，并且主要吸附于DOC22a中。但是，当DOC22a的床层温度变高时，吸附于此的SO_X开始脱离。虽然根据DOC22a的组成等而会发生少许变动，但在实施PM再生控制的温度区域中SO_X将从DOC22a脱离而向下游侧被释放。

参照图2而对DOC22a中的SO_X的吸附与脱离进行说明。如该图所示，DOC22a具备对基材(未图示)的表面进行覆盖的涂层材料22c、贵金属22d(Pt、Pd等)。贵金属22d被分散负载在涂层材料22c上，并且在对HC、CO进行氧化时成为活性点。但是，排气中的SO₂会吸附到贵金属22d上，或者，排气中的SO₃会吸附到涂层材料22c上。吸附到贵金属22d上的SO₂的一部分会从贵金属22d脱离并返回到排气中，或者在贵金属22d上被氧化而成为SO₃并以SO₃的状态吸附到涂层材料22c上。即，在贵金属22d上吸附有SO₂，并且在涂层材料22c上吸附有源自排气的SO₃和源自SO₂的SO₃。无论是哪种情况，都会因吸附有SO_X而阻碍DOC22a中的HC等的氧化功能。

通过上述的两个路径而吸附于涂层材料22c上的SO₃因涂层材料22c的床层温度升高而脱离。此外，由于从贵金属22d上的SO₂向SO₃的转化因涂层材料22c的床层温度升高而被促进，因此这样的SO₃也会从涂层材料22c上脱离。因此，通过实施PM再生控制，不仅能够使上述的DPF22b的捕集功能恢复，还能够使DOC22a中的HC等的氧化功能恢复。然而，如图2所示，从涂层材料22c脱离的SO₃会与存在于排气管20中的H₂O进行反应而生成H₂SO₄。而且，当该H₂SO₄的浓度超过一定浓度时会成为可视的白烟(硫酸盐白烟)，因此有可能会损害搭载了发动机10的车辆的商品价值。

本实施方式的特征

如果以不使DOC22a的下游处的排气中的H₂SO₄的浓度过高的方式而从燃料添加阀24添加燃料，则能够抑制PM再生控制中的硫酸盐白烟的生成。因此在本实施方式中采用了如下的手段，即，以DOC22a的下游处的SO₃的浓度满足与硫酸盐白烟相关的制约的方式而对PM再生控制中的DOC22a的床层温度的目标温度(以下又称为“目标床层温度Ttrg”)进行计算，并且基于目标床层温度Ttrg而对从燃料添加阀24添加的燃料量(以下又称为“制约充足用燃料量”)进行计算。另外，这种制约SO₃浓度(DOC22a的下游处的SO₃浓度的上限值)例如能够预先存储于ECU30的ROM中。当与制约充足用燃料量相比DPF用燃料量较多的情况下，不采用DPF用燃料量而采用制约充足用燃料量，从而能够在满足与硫酸盐白烟相关的制约的同时，使DOC22a中的HC等的氧化功能恢复。

目标床层温度Ttrg的计算逻辑

图3为表示用于计算目标床层温度Ttrg的逻辑的功能框图，其通过ECU30而实现。如该图所示，ECU30具备流入SO_X量推断部M1、SO_X饱和率推断部M2、新吸附SO_X量及穿过SO_X量推断部M3、吸附后SO_X分布推断部M4、新脱离SO_X量推断部M5、最终吸附SO_X分布推断部M6、穿过SO₃量推断部M7、容许脱离SO₃量计算部M8、抑制白烟目标床层温度计算部M9，并且被设为，根据这些要素M1～M9而在每一个周期(具体而言为发动机10的每个燃烧周期)对目标床层温度Ttrg进行计算。另外，在以下的说明中将要素M1～M9设为简化了的称谓，例如，将流入SO_X量推断部M1又称为“推断部M1”。

推断部M1对流入DOC22a中的SO_X的量(以下还称为“流入SO_X量”)进行推断。另外，在本说明书中所谓的“流入DOC22a中的SO_X”不仅包含在发动机10中生成并且从发动机10被排出并流入DOC22a中的SO_X，还包含伴随着从燃料添加阀24被添加的燃料在DOC22a中的氧化反应而生成并且流通于DOC22a上的SO_X。

推断部M1具体而言通过将从喷射器12喷射的喷射燃料量(缸内喷射量)以及从燃料添加阀24添加的添加燃料量(排气添加量)作为变量的下式(1)，来对第t个周期中的流入SO_X量进行推断。另外，式(1)的燃料S浓度为燃料中的硫浓度，其既可以使用另行设置在燃料供给系统中的硫浓度传感器的检测值，也可以使用设定值。

流入SO_X量(排气添加量(t)，缸内喷射量(t))[μg/s]＝流入燃料量(排气添加量(t)，缸内喷射量(t))[g/s]×燃料S浓度[ppm]…(1)

式(1)的流入燃料量(排气添加量(t)，缸内喷射量(t))为，成为“流入DOC22a中的SO_X”的源头的燃料的第t个周期中的量，并且利用燃料的比重(轻油比重)并通过下式(2)而被计算出。

流入燃料量(排气添加量(t)，缸内喷射量(t))[g/s]＝(排气添加量(t)[g/s]÷1000×柴油比重[g/cm³]+缸内喷射量(t)[g/s])…(2)

另外，在以下的说明中还将流入SO_X量(排气添加量(t)，缸内喷射量(t))称为流入SO_X量(t)。此外，将流入燃料量(排气添加量(t)，缸内喷射量(t))又称为流入燃料量(t)。

推断部M2对DOC22a中的SO_X的饱和率(以下又称为“SO_X饱和率”)进行推断。SO_X饱和率的推断中可利用以下分布，即，被表示为将在DOC22a的床层温度上升过程中的各个床层温度下DOC22a中所吸附的SO_X的量(以下还称为“吸附SO_X量”)与DOC22a的床层温度进行关联的图表的分布(以下还称为“吸附SO_X分布”)、被表示为将在DOC22a的床层温度上升过程中的各个床层温度下DOC22a中所吸附的SO_X的最大量(以下又称为“饱和SO_X量”)与DOC22a的床层温度进行关联的图表的分布(以下又称为“饱和SO_X分布”)。首先，以SO₃作为示例并参照图4来对吸附SO_X分布与饱和SO_X分布进行说明。

图4中作为“吸附SO₃量”而表示的数据是通过如下方法而收集到的数据。具体而言，首先，在图4中作为“当前温度”而表示的床层温度下，使足够量的SO_X吸附于DOC22a中。接着，在将上升速度设为固定的条件下对在DOC22a的床层温度上升过程中的各个床层温度下从DOC22a脱离的SO₃的量进行测量。而且，以将该脱离SO₃量与DOC22a的床层温度进行关联的方式制作图表。由此，能够获得表示脱离SO₃量的分布(以下又称为“脱离SO₃分布”)。通过与此相同的方法，也能够获得将在DOC22a的床层温度上升过程中的各个床层温度下从DOC22a脱离的SO₂的量与DOC22a的床层温度进行关联的图表(以下又称为“脱离SO₂分布”)。另外，对于从DOC22a脱离的SO₃，既可以由传感器直接地进行测量，也可以使用对SO_X或SO₂进行检测的传感器而对两者进行测量并根据它们的差来进行计算(SO₃＝SO_X-SO₂)。

此处，在DOC22a的床层温度上升过程中从DOC22a脱离的SO₃为，实际上在图4中作为“当前温度”而进行表示的床层温度下DOC22a所吸附的SO₃。但是，在某个床层温度下从DOC22a脱离的SO₃为达到该床层温度为止所能够持续吸附于DOC22a中的SO₃，更具体而言，还可以认为是在该床层温度下DOC22a中所能够吸附的SO₃。基于这样的假设，当将上述的脱离SO₃分布的纵轴替换为在DOC22a的床层温度上升过程中的各个床层温度下DOC22a所吸附的SO₃的量时，能够获得图4所示的“吸附SO₃量”的数据的图表、即吸附SO₃分布。而且，还可以通过与此相同的方法来获得吸附SO₂分布。

此外，图4中作为“饱和SO₃量”而表示的数据为，通过与“吸附SO₃量”的数据相同的方法而收集到的数据。该“饱和SO₃量”的数据具体而言为，相当于在将上升速度作为极低速的条件下在DOC22a的床层温度上升过程中的各个床层温度(例如5℃间隔)下从DOC22a脱离的SO₃的量。由于DOC22a的床层温度的上升速度为极低速，因此可认为该“饱和SO₃量”的数据是从DOC22a脱离的SO₃的量的最大值。此外，对于该最大值能够适用上述的假设。即，可认为在某个床层温度下从DOC22a脱离的SO₃的最大量与在该床层温度下DOC22a中所能够吸附的SO₃的最大量相等。基于这样的假设，当将上述的脱离SO₃分布的纵轴替换为上述SO₃的最大量时，能够获得图4所示的“饱和SO₃量”的数据的图表、即饱和SO₃分布。而且，还可以通过与此相同的方法来能够获得饱和SO₂分布。

接下来，参照图4及图5而对利用了吸附SO_X分布与饱和SO_X分布的SO_X饱和率的推断方法的问题点进行说明。如上所述，图4中所说明的饱和SO₃分布为，通过使在该图上作为“当前温度”而表示的床层温度下DOC22a所吸附的SO₃在DOC22a的床层温度上升过程中脱离而制成的图表。因此，通过图4中“吸附SO₃量”的数据的总量除以该图中“饱和SO₃量”的数据的总量，从而能够计算出DOC22a中的SO₃的饱和率、即SO₃饱和率。此外，通过与此相同的方法，从而能够计算出DOC22a中的SO₂的饱和率、即SO₂饱和率。

但是，上述的“流入DOC22a中的SO_X”还可以为有可能吸附于DOC22a中的SO_X。此处，流入DOC22a中并新吸附于此的SO_X的量与已经吸附于DOC22a中的SO_X的量相关，具体而言，已经吸附于DOC22a中的SO_X的量越少则新吸附于DOC22a中的SO_X的量越多(参照图9)。在这一点上，如果利用吸附SO_X分布与饱和SO_X分布来对SO_X饱和率进行推断，则能够明确在DOC22a中有多少程度SO_X的吸附富余量。

但是另一方面，能够吸附于DOC22a中的SO_X的量本身存在极限。此处，该吸附极限量与DOC22a的床层温度相关，具体而言，吸附极限量在与某个温度相比靠低温侧处随着DOC22a的床层温度升高而增多，并且与该温度相比而在较高温侧处随着DOC22a的床层温度升高而减少。图5为表示由这样的吸附极限量所引发的问题点的图。

在图5中作为“饱和SO₃量”而表示的数据相当于，在该图中作为“当前温度”而表示的床层温度下使充分的量的SO_X吸附于DOC22a中、并在将上升速度设为极低速的条件下对在DOC22a的床层温度上升过程中的各个床层温度下从DOC22a脱离的SO₃的量进行测量的数据。另一方面，在该图中作为“吸附SO₃量”而表示的数据为与图4的“吸附SO₃量”相同的数据。从该图5可知，尽管在DOC22a的床层温度较低的区域中“吸附SO₃量”低于“饱和SO₃量”，但在DOC22a的床层温度较高的区域中此大小关系会反转。

在发生“吸附SO₃量”与“饱和SO₃量”的大小关系反转的情况下，实际上在DOC22a的床层温度较低的区域中，尽管该床层温度区域中也会有在DOC22a中能够吸附SO₃的富余量，但是通过上述的除法运算而求出的SO₃的饱和率的值会超过1，进而会出现被判断为在DOC22a中没有这种吸附富余量的案例。如上所述，在简单地将图4中所说明的“吸附SO₃量”的数据的总量除以“饱和SO₃量”的数据的总量的方法中，有可能无法准确地计算出SO_X饱和率。

鉴于上述的问题点，推断部M2通过以第t个周期中的DOC22a的当前床层温度T₂作为变量的下式(3)，来对第t个周期中的SO_X饱和率(T₂(t)，t)进行推断。另外，当前床层温度T₂例如能够使用温度传感器34的检测值。

SO_X饱和率(T₂(t)，t)＝1-(总吸附富余量(T₂(t)，t)/总饱和量(T₂(t)，t))…(3)

式(3)的SO_X饱和率(T₂(t)，t)的计算过程如下所示。首先，通过以在DOC22a的床层温度上升过程中的床层温度T₁、当前床层温度T₂作为变量的下式(4)以及(5)，来分别对第t个周期中的饱和SO₂分布(T₁，T₂(t)，t)以及饱和SO₃分布(T₁，T₂(t)，t)进行计算。

饱和SO₂分布(T₁，T₂(t)，t)[μg/℃]＝基准饱和SO₂分布×床层温度补正SO₂map(T₂(t))[μg/℃]…(4)

饱和SO₃分布(T₁，T₂(t)，t)[μg/℃]＝基准饱和SO₃分布×床层温度补正SO₃map(T₂(t))[μg/℃]…(5)

式(4)的基准饱和SO₂分布为，将使足够量的SO_X吸附于DOC22a中时的床层温度(图4或图5的“当前温度”)作为基准床层温度(例如上述的吸附极限量成为最大的300℃附近的床层温度)而制成的饱和SO₂分布。式(5)的基准饱和SO₃分布也与上述同样。式(4)的床层温度补正SO₂map(T₂(t))为，确定了用于将基准饱和SO₃分布转换为当前床层温度T₂的饱和SO₂分布的补正值的映射图。式(5)的床层温度补正SO₃map(T₂(t))也与上述同样。这种基准饱和SO_X分布与补正映射图例如能够预先存储在ECU30的ROM中，并且能够根据当前床层温度T₂而适当地进行读取。

以SO₂作为示例并参照图6来对基准饱和SO_X分布与补正后的饱和SO_X分布的关系进行说明。另外，该图的横轴的TL以及TH分别相当于，在DOC22a的床层温度上升过程中SO₂从DOC22a开始脱离的温度(下限温度)、SO₂从DOC22a停止脱离的温度(上限温度)。该图所示的三种分布的不同点在于当前床层温度T₂。即，在当前床层温度T₂与基准温度相等的情况下，补正后的饱和SO₂分布的形状与基准饱和SO₂分布的形状一致(中央)。另一方面，在当前床层温度T₂低于基准温度的情况下(左侧)、或当前床层温度T₂高于基准温度的情况下(右侧)，补正后的饱和SO₂分布的形状不会与基准饱和SO₂分布的形状一致。另外，在当前床层温度T₂高于基准温度的情况下(右侧)，补正后的饱和SO₂分布的形状成为与当前床层温度T₂相比靠低温侧的数据欠缺了的形状。其原因可以认为是，在与当前床层温度T₂相比靠低温侧，本来应该能够在该床层温度区域中持续吸附于DOC22a中的SO_X已经从DOC22a脱离。

接下来，将通过式(4)而计算出的饱和SO₂分布(T₁，T₂(t)，t)代入下式(6)中，并对第t个周期中的总饱和SO₂量(T₂(t)，t)进行计算。此外，将通过式(5)而计算出的饱和SO₃分布(T₁，T₂(t)，t)代入下式(7)中，并对第t个周期中的总饱和SO₃量进行计算。

【数学式1】

在计算出总饱和SO₂量(T₂(t)，t)以及总饱和SO₃量(T₂(t)，t)后，将其代入下式(8)中，从而对第t个周期中的总饱和量(T₂(t)，t)进行计算。

总饱和量(T₂(t)，t)＝总饱和SO₂量(T₂(t)，t)+总饱和SO₃量(T₂(t)，t)…(8)

另外，在以下的说明中，将总饱和SO₂量(T₂(t)，t)又简称为总饱和SO₂量(t)。此外，将总饱和SO₃量(T₂(t)，t)又简称为总饱和SO₃量(t)。此外，将总饱和量(T₂(t)，t)又简称为总饱和量(t)。

在通过式(8)而计算出总饱和量(t)后，将饱和SO₂分布(T₁，T₂(t)，t)、由推断部M6推断出的第t个周期中的最终吸附SO₂分布(T₁，t)代入下式(9)中，从而对第t个周期中的吸附富余SO₂分布(T₁，T₂(t)，t)进行计算。此外，将饱和SO₃分布(T₁，T₂(t)，t)、由推断部M6推断出的第t个周期中的最终吸附SO₃分布(T₁，t)代入下式(10)中，从而对第t个周期中的吸附富余SO₃分布(T₁，T₂(t)，t)进行计算。

吸附富余SO₂分布(T₁，T₂(t)，t)[μg/℃]＝max{饱和SO₂分布(T₁，T₂(t)，t)[μg/℃]-最终吸附SO₂分布(T₁，t)[μg/℃]，0}…(9)

吸附富余SO₃分布(T₁，T₂(t)，t)[μg/℃]＝max{饱和SO₃分布(T₁，T₂(t)，t)[μg/℃]-最终吸附SO₃分布(T₁，t)[μg/℃]，0}…(10)

接下来，将通过式(9)而计算出的吸附富余SO₂分布(T₁，T₂(t)，t)代入下式(11)中，从而对第t个周期中的总吸附富余SO₂量(T₂(t)，t)进行计算。此外，将通过式(10)而计算出的吸附富余SO₃分布(T₁，T₂(t)，t)代入下式(12)中，从而对第t个周期中的总吸附富余SO₃量(T₂(t)，t)进行计算。

【数学式2】

另外，在以下的说明中，将吸附富余SO₂分布(T₁，T₂(t)，t)又简称为吸附富余SO₂分布(t)。此外，将吸附富余SO₃分布(T₁，T₂(t)，t)又简称为吸附富余SO₃分布(t)。此外，将总吸附富余SO₂量(T₂(t)，t)又简称为总吸附富余SO₂量(t)。此外，将总吸附富余SO₃量(T₂(t)，t)又简称为总吸附富余SO₃量(t)。

参照图7对总吸附富余SO₂量(t)进行说明。另外，对于总吸附富余SO₃量(t)与上述同样。如该图所示，总吸附富余SO₂量(t)可表示为，从饱和SO₂分布中去除了饱和SO₂分布与吸附SO₂分布的重复部分后的面积。另外，如该图的右侧的分布中作为区域A而表示的那样，由于在DOC22a的床层温度上升过程中的各个床层温度下DOC22a所吸附的SO₂的量、即吸附SO₂量超过其最大量即饱和SO₂量的情况下，可认为DOC22a处于饱和，因此可从总吸附富余SO₂量(t)的计算中排除。此外，在该右侧的分布中，关于与当前床层温度T₂相比靠低温侧的数据欠缺的理由如图6中所说明的那样。

而且，在计算出总吸附富余SO₂量(t)以及总吸附富余SO₃量(t)之后，将这些代入下式(13)中，并对第t个周期的总吸附富余量(T₂(t)，t)进行计算。

总吸附富余量(T₂(t)，t)＝总吸附富余SO₂量(t)+总吸附富余SO₃量(t)…(13)

而且，如果将通过式(8)而计算出的总饱和量(t)、通过式(13)而计算出的总吸附富余量(t)代入式(3)中，则能够计算出饱和率(T₂(t)，t)。另外，在以下的说明中将饱和率(T₂(t)，t)又简称为饱和率(t)。

返回至图3继续进行目标床层温度Ttrg的计算逻辑的说明。推断部M3对“流入DOC22a中的SO_X”且新吸附于DOC22a中的SO_X的量(以下又称为“新吸附SO_X量”)、以及“流入DOC22a中的SO_X”且未吸附于DOC22a中而是穿过DOC22a的SO_X的量(以下又称为“穿过SO_X量”)进行推断。首先，参照图8来对新吸附SO_X量与穿过SO_X量的关系进行说明。如该图中箭头所示，新吸附SO_X量与穿过SO_X量之和与流入SO_X量相等。其原因在于，“流入DOC22a中的SO_X”中的一部分吸附于DOC22a上，其余部分未吸附于DOC22a中而是穿过DOC22a。

具体而言，推断部M3通过以由推断部M1而推断出的流入SO_X量(t)、由推断部M2而推断出的饱和率(t)作为变量的下式(14)，来对新吸附SO_X量进行推断，并通过下式(15)来对穿过SO_X量进行推断。

新吸附SO_X量(流入SO_X量(t)，饱和率(t))[μg/s]＝流入SO_X量(t)×吸附率map(饱和率(t))…(14)

穿过SO_X量(流入SO_X量(t)，饱和率(t))[μg/s]＝流入SO_X量(t)×{1-吸附率map(饱和率(t))}…(15)

另外，在以下的说明中，将新吸附SO_X量(流入SO_X量(t)，饱和率(t))又简称为新吸附SO_X量(t)。此外，将穿过SO_X量(流入SO_X量(t)，饱和率(t))又简称为穿过SO_X量(t)。

式(14)以及(15)的吸附率map为基于如下特性而制成的映射图，该特性为，在第t个周期中“流入DOC22a中的SO_X”之中，DOC22a所吸附的SO_X的比例(即，吸附率)会根据饱和率(t)的变化而变化。该特性如图9所示，在饱和率(t)较低的区域内吸附率较高，并且随着饱和率(t)升高而吸附率逐渐地降低。另外，这样的映射图例如可以预先存储到ECU30的ROM中，并且根据当前床层温度T₂而适当地进行读取。

返回至图3，推断部M4使由推断部M3推断出的新吸附SO_X量反映到吸附SO_X分布中，并对吸附后SO_X分布进行推断。关于吸附后SO_X分布，以SO₂作为示例并参照图10进行说明。如该图所示，吸附后SO₂分布可以通过前一次周期(例如，第t-1个周期)中的最终吸附SO₂分布加上表示此次周期(例如，第t个周期)中新吸附于DOC22a中的SO₂的量的分布(以下又称为“新吸附SO₂分布”)的方式来进行推断。

具体而言，推断部M4首先通过以新吸附SO_X量(t)、总吸附富余量(t)以及吸附富余SO₂分布(t)作为变量的下式(16)来对第t个周期中的新吸附SO₂分布进行计算。与新吸附SO₂分布同样地，推断部M4通过下式(17)来对表示新吸附于DOC22a中的SO₃的量的分布(以下又称为“新吸附SO₃分布”)进行计算。另外，吸附富余SO₂分布(t)与总吸附富余量(t)可利用在推断部M2中被计算出的数值。

新吸附SO₂分布(新吸附SO_X量(t)，吸附富余SO₂分布(t)，总吸附富余量(t))[μg/℃]＝吸附富余SO₂分布(t)[μg/℃]×{新吸附SO_X量(t)/总吸附富余量(t)}…(16)

新吸附SO₃分布(新吸附SO_X量(t)，吸附富余SO₃分布(t)，总吸附富余量(t))[μg/℃]＝吸附富余SO₃分布(t)[μg/℃]×{新吸附SO_X量(t)/总吸附富余量(t)}…(17)

另外，在以下的说明中，将新吸附SO₂分布(新吸附SO_X量(t)，吸附富余SO₂分布(t)，总吸附富余量(t))又简称为新吸附SO₂分布(t)。此外，将新吸附SO₃分布(新吸附SO_X量(t)，吸附富余SO₃分布(t)，总吸附富余量(t))又简称为新吸附SO₃分布(t)。

推断部M4接下来将计算出的新吸附SO₂分布、第t-1个周期中的最终吸附SO₂分布(t-1)代入下式(18)，从而对吸附后SO₂分布进行计算。此外，将计算出的新吸附SO₃分布、第t-1个周期中由推断部M6推断出的吸附SO₃分布(t-1)代入下式(19)，从而对吸附后SO₃分布进行计算。

吸附后SO₂分布(t)[μg/℃]＝最终吸附SO₂分布(t-1)[μg/℃]+新吸附SO₂分布(t)[μg/℃]…(18)

吸附后SO₃分布(t)[μg/℃]＝最终吸附SO₃分布(t-1)[μg/℃]+新吸附SO₃分布(t)[μg/℃]…(19)

返回至图3，推断部M5基于由推断部M4推断出的吸附后SO_X分布来对从DOC22a新脱离的SO_X的量(以下还称为“新脱离SO_X量”)进行推断。

具体而言，推断部M5首先对能够从DOC22a脱离的SO_X的总量(以下又称为“可脱离总SO_X量”)进行推断。参照以SO₂作为示例的图11来对可脱离总SO_X量进行说明。另外，该图的横轴的TL以及TH分别相当于上述的下限温度以及上限温度。如该图所示，可脱离总SO_X量相当于与当前床层温度T₂相比靠低温侧并且与下限温度TL相比靠高温侧的吸附后SO_X分布的面积。

能够从DOC22a脱离的SO₂的总量、即可脱离总SO₂量通过以当前床层温度T₂作为变量的下式(20)而计算出。能够从DOC22a脱离的SO₃的总量、即可脱离总SO₃量通过以当前床层温度T₂作为变量的下式(21)而计算出。

【数学式3】

推断部M5将计算出的可脱离总SO₂量代入下式(22)中，从而对第t个周期中从DOC22a新脱离的SO₂的量、即新脱离SO₂量进行计算。此外，将计算出的可脱离总SO₃量代入下式(23)中，从而对第t个周期中的从DOC22a新脱离的SO₃的量、即新脱离SO₃量进行计算。另外，在式(22)以及(23)的脱离率中使用了设定值，例如可预先存储于ECU30的ROM中。

新脱离SO₂量(T₂(t)，t)[μg]＝可脱离总SO₂量[μg]×脱离率…(22)新脱离SO₃量(T₂(t)，t)[μg]＝可脱离总SO₃量[μg]×脱离率…(23)返回至图3，推断部M6使由推断部M5推断出的新脱离SO_X量反映到吸附后SO_X分布中，从而对最终吸附SO_X分布进行推断。

具体而言，推断部M6假设为，SO_X仅以由推断部M5推断出的新脱离SO_X量的量而脱离而使吸附后SO_X分布的形状发生变形，从而对最终吸附SO_X分布(脱离后SO_X分布)进行推断。参照以SO₂作为示例的图12来对最终吸附SO_X分布与吸附后SO_X分布的关系进行说明。另外，该图的横轴的TL以及TH分别相当于上述的下限温度以及上限温度。如该图所示，从吸附后SO_X分布中削减了从吸附后SO₂分布的下限温度TL起的积分值与新脱离SO₂量一致时的吸附后SO₂分布的面积、即从下限温度TL起至温度Td_SO2为止的面积后余下的分布，成为最终吸附SO₂分布。

在图12的温度Td_SO2超过床层温度T₁的情况下，意味着SO₂从DOC22a完全脱离。考虑到这一点，第t个周期中的最终吸附SO₂分布由以床层温度T₁作为变量的下式(24)来表示，第t个周期中的最终吸附SO₃分布由下式(25)来表示。另外，式(25)中的温度Td_SO3相当于从吸附后SO₃分布的下限温度TL起的积分值与新脱离SO₃量一致时的床层温度T₁。

【数学式4】

另外，新脱离SO₂量与温度Td_SO2的关系可由下式(26)来表示，新脱离SO₃量与温度Td_SO3的关系可由下式(27)来表示。

【数学式5】

返回至图3，推断部M7对上述的穿过SO_X之中从DOC22a以SO₃的状态被排出的SO_X的量(以下又称为“穿过SO₃量”)进行推断。

如图2所说明的那样，在DOC22a中吸附在贵金属22d上的SO₂的一部分转化为SO₃。假设该转化在穿过SO_X中的SO₂中也会产生，在推断部M7中，通过以穿过量与当前床层温度T₂作为变量的下式(28)来对第t个周期中的穿过SO₃量进行推断。另外，在穿过SO_X中从DOC22a以SO₂的状态而被排出的SO_X的量(以下又简称为“穿过SO₂量”)可由下式(29)来表示。

穿过SO₃量(穿过量(t)，T₂(t))[μg/s]＝穿过SO_X量(t)×SO₃转化率map(T₂(t))…(28)

穿过SO₂量(穿过量(t)，T₂(t))[μg/s]＝穿过SO_X量(t)×{1-SO₃转化率map(T₂(t))}…(29)

式(28)以及(29)中的SO₃转化率map(T₂(t))为基于如下特性而制成的映射图，该特性为，在第t个周期中的“流入DOC22a中的SO_X”之中从DOC22a以SO₃的状态而被排出的SO_X的比例(即，SO₃转化率)会根据DOC22a的当前床层温度T₂的变化而变化。如图13所示，该特性为，在当前床层温度T₂处于某个温度区域B内的情况下SO₃转化率升高，而在与该温度区域B相比靠低温侧或高温侧处，由SO₂向SO₃的转化变得不易发生。这种映射图例如能够预先存储于ECU30的ROM中，并且能够根据当前床层温度T₂而适当地进行读取。

返回至图3，计算部M8对在DOC22a的床层温度上升过程中可从DOC22a脱离的SO₃的量(以下又称为“容许脱离SO₃量”)进行计算。参照图14来对容许脱离SO₃量进行说明。该图所示的制约SO₃量相当于与硫酸盐白烟相关的制约，在该图中，穿过SO₃量与容许脱离SO₃量之和与制约SO₃量相等。由于穿过SO₃量与容许脱离SO₃量之和为DOC22a的下游处的SO₃的量，因此只要该和的值为小于制约SO₃量的值就能够满足制约。

制约SO₃量能够通过将第t个周期中的发动机10的排气流量(废气流量)作为变量的下式(30)来进行计算。另外，发动机10的排气流量例如能够使用空气流量计32的检测值。

制约SO₃量(废气流量(t))[μg/s]＝制约SO₃浓度[ppm]×废气流量(t)[g/s]÷空气的平均摩尔质量×SO₃分子量…(30)

因此，只要容许脱离SO₃量满足将该制约SO₃量与穿过SO₃量作为变量的下式(31)就能够满足制约。

容许脱离SO₃量(制约SO₃量(废气流量(t))，穿过SO₃量(t))[μg/s]≤制约SO₃量(废气流量(t))[μg/s]-穿过SO₃量(t)[μg/s]…(31)

另外，在以下的说明中，将容许脱离SO₃量(制约SO₃量(废气流量(t))，穿过SO₃量(t))又简称为容许脱离SO₃量(t)。

返回至图3，计算部M9对用于抑制PM再生控制过程中的硫酸盐白烟的生成的第t个周期中的目标温度Ttrg进行计算。参照图15来对目标床层温度Ttrg进行说明。另外，该图的横轴的TL以及TH分别相当于上述的下限温度以及上限温度。如该图所示，在从最终吸附SO₃分布的低温侧起的积分值乘以脱离率而得到的值与由计算部M8计算出的容许脱离SO₃量一致时的床层温度T₁，相当于目标床层温度Ttrg。

另外，第t个周期中的容许脱离SO₃量与目标温度Ttrg的关系可由下式(32)来表示。式(32)的脱离率可使用设定值，并且例如能够存储于ECU30的ROM中。

【数学式6】

参照图16来对由本实施方式实现的效果进行说明。该图所示的(i)～(iii)相当于随着时刻t₀处的PM再生控制的开始而对DOC22a的目标床层温度进行设定的三种情况。具体而言，(i)的情况相当于将时刻t₀处目标温度切换为阶梯状并设定为高温的情况。在该情况下DOC22a的实际的催化剂床层温度(中段)急剧上升。因此，DOC22a的下游处的SO₃浓度(下段)超过制约SO₃浓度。此外，(ii)的情况相当于使时刻t₀处目标温度以固定速度而上升的情况。在此情况下，也能够使DOC22a的实际的催化剂床层温度(中段)以固定速度而上升。此外，通过考虑制约SO₃浓度来对该上升速度进行设定，从而也能够将DOC22a的下游处的SO₃浓度(下段)抑制于制约SO₃浓度以下。但是在另一方面，至PM再生控制结束会需要较长时间。在这一点上，在相当于本实施方式的方法的(iii)的情况下，不仅能够将DOC22a的下游处的SO₃浓度(下段)抑制为制约SO₃浓度以下，还能够使PM再生控制在短时间内结束。

另外，在上述的实施方式中，推断部M1相当于本发明的“流入SO_X量推断单元”，推断部M2相当于本发明的“SO_X饱和率推断单元”，推断部M3相当于本发明的“新吸附SO_X量推断单元”以及“穿过SO_X量推断单元”，推断部M4相当于本发明的“吸附后SO_X分布推断单元”，推断部M5相当于本发明的“新脱离SO_X量推断单元”，推断部M6相当于本发明的“最终吸附SO_X分布推断单元”，推断部M7相当于本发明的“穿过SO₃量推断单元”，计算部M8相当于本发明的“容许脱离SO₃量计算单元”，计算部M9相当于本发明的“目标温度计算单元”。

另外，在上述的实施方式中，通过从燃料添加阀24的燃料的添加来实施了PM再生控制。但是，也可以通过从喷射器12的燃料的喷射(具体而言，与主喷射相比靠后的副喷射(例如后喷射))来实施该PM再生控制。在该情况下，只要将式(1)的排气添加量替换为从喷射器12喷射的副喷射量即可。

此外，在上述的实施方式中，以PM再生控制过程中作为示例来对DOC22a的床层温度的目标温度进行计算。但是，也可以在将使SO_X从DOC22a脱离的控制与PM再生控制一起实施那样的情况下，在该脱离控制过程中通过上述的方法对DOC22a的床层温度的目标温度进行计算。如上所述，上述的目标温度的计算方法通常能够应用于使DOC22a的床层温度上升至SO_X从DOC22a脱离的温度区域为止的控制中。

此外，在上述的实施方式中，以具备DOC22a与DPF22b的排气净化装置22作为示例而进行了说明。但是，也可以将DOC22a中的HC等的氧化功能附加至DPF22b，从而从排气净化装置22中省略DOC22a。在该情况下，通过将上述的目标温度的计算方法应用于附加了氧化功能的DPF22b中，从而能够获得与上述的实施方式相同的效果。

此外，虽然在上述的实施方式中设为发动机10具备涡轮增压器16，但发动机10也可以不具备涡轮增压器16。即，上述的目标温度的计算方法也能够应用于非增压柴油发动机的系统中。

符号说明

10 柴油发动机；

12 喷射器；

20 排气管；

22 排气净化装置；

22a DOC；

22b DPF；

22c 涂层材料；

22d 贵金属；

24 燃料添加阀；

30 ECU。