(57)【要約】【課題】ＤＰＦにおける粒子状物質の偏堆積の有無を判定できる排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】排気ガス流量に関連する流量関連量に対する、粒子状物質除去フィルタ（以下、「ＤＰＦ」という。）の上流側と下流側の排気管内圧力の差圧の比率であるＤＰＦ差圧値が算出される。そして、所定時間毎に、ＤＰＦ差圧値と、内燃機関の運転条件に基づいて取得したＤＰＦへの粒子状物質の堆積量（以下、「ＰＭ堆積量」という。）とが対応づけられて時系列的に記憶される。その後、ＰＭ堆積量が所定堆積量に達した場合に、時系列的に記憶されたＤＰＦ差圧値とＰＭ堆積量との各データに基づいて、ＤＰＦに粒子状物質の偏堆積が発生しているか否かが判定されるように構成する。【選択図】図３
2020176551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガス通路に配置されて粒子状物質を捕集する粒子状物質除去フィルタと、
前記粒子状物質除去フィルタの上流側の排気管内圧力と、前記粒子状物質除去フィルタの下流側の排気管内圧力との差圧を検出する差圧センサと、
前記内燃機関の排気ガス流量に関連する流量関連量を検出する流量関連量検出装置と、
前記内燃機関の運転条件に基づいて前記粒子状物質除去フィルタへの前記粒子状物質の堆積量を取得する堆積量取得装置と、
前記流量関連量に対する前記差圧の比率であるＤＰＦ差圧値を算出するＤＰＦ差圧値算出装置と、
所定時間毎に、前記ＤＰＦ差圧値算出装置によって算出したＤＰＦ差圧値と、前記堆積量取得装置によって取得した前記粒子状物質の堆積量とを対応づけて時系列的に記憶するＤＰＦ関連量記憶装置と、
前記堆積量取得装置によって取得した前記粒子状物質の堆積量が所定堆積量に達したか否かを判定する堆積量判定装置と、
前記堆積量判定装置を介して前記粒子状物質の堆積量が所定堆積量に達したと判定された場合に、前記ＤＰＦ関連量記憶装置に時系列的に記憶された前記ＤＰＦ差圧値と前記粒子状物質の堆積量との各データに基づいて、前記粒子状物質除去フィルタに前記粒子状物質の偏堆積が発生しているか否かを判定する偏堆積判定装置と、
を備えた、
排気ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ガス浄化装置において、
前記偏堆積判定装置は、
前記ＤＰＦ関連量記憶装置に記憶される前記粒子状物質の堆積量に対する前記ＤＰＦ差圧値の比率を算出する比率算出部と、
前記比率算出部によって算出した前記比率が基準比率閾値以上であるか否かを判定する比率判定部と、
を有し、
前記比率判定部を介して前記比率が基準比率閾値以上であると判定された場合に、前記粒子状物質除去フィルタに前記粒子状物質の偏堆積が発生していると判定し、
前記比率判定部を介して前記比率が基準比率閾値未満であると判定された場合に、前記粒子状物質除去フィルタに前記粒子状物質の偏堆積は発生していないと判定する、
排気ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排気ガス浄化装置において、
前記比率算出部が算出した前記比率を時系列的に記憶する比率記憶装置を備え、
前記偏堆積判定装置は、
前記比率記憶装置に記憶された今回の前記比率から前記比率記憶装置に記憶された前回の前記比率を減算した比率差を算出する比率差算出部と、
前記比率差算出部によって算出した前記比率差が比率差閾値以上であるか否かを判定する比率差判定部と、
を有し、
前記比率判定部を介して前記比率が基準比率閾値以上であると判定され、且つ、前記比率差判定部を介して前記比率差が比率差閾値以上であると判定された場合に、前記粒子状物質除去フィルタに前記粒子状物質の偏堆積が発生していると判定し、
前記比率判定部を介して前記比率が基準比率閾値以上であると判定されても、前記比率差判定部を介して前記比率差が比率差閾値未満であると判定された場合には、前記粒子状物質除去フィルタには、不燃堆積物が堆積して、前記粒子状物質の偏堆積は発生していないと判定する、
排気ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置において、
前記粒子状物質除去フィルタの上流側の排気管内に設けられた酸化触媒と、
前記粒子状物質除去フィルタが捕集した粒子状物質を燃焼させるフィルタ再生処理を行うために、前記酸化触媒よりも上流側において排気ガスに未燃燃料を供給する燃料供給装置と、
前記酸化触媒の温度が許可温度以上である場合に、前記フィルタ再生処理のための前記燃料供給装置からの未燃燃料の供給を、前記粒子状物質除去フィルタの床温に対応する前記粒子状物質の燃焼速度に基づいて制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記偏堆積判定装置を介して前記粒子状物質除去フィルタに前記粒子状物質の偏堆積が発生していると判定された場合には、前記未燃燃料による前記粒子状物質の燃焼速度を減量補正して、前記フィルタ再生処理を実行するように制御する、
排気ガス浄化装置。
【請求項５】
請求項４に記載の排気ガス浄化装置において、
前記制御装置は、
前記堆積量判定装置を介して前記粒子状物質の堆積量が所定堆積量に達したと判定された場合に、前記フィルタ再生処理の実行を開始するように制御する、
排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンから排出される排気ガスを浄化処理する排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ（通常、Diesel Particulate Filterと呼ばれ、以下、「ＤＰＦ」という。）等の浄化処理部材を備えている。ここで、排気ガスを浄化処理するＤＰＦは、排気ガス中の粒子状物質を捕集するものであることから、粒子状物質が堆積して目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにＤＰＦ内の粒子状物質を燃焼焼却させて、ＤＰＦの捕集機能を再生させる技術に関して種々提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に記載された排気ガス浄化装置では、差圧センサによってＤＰＦの上流と下流の差圧を検出し、その差圧からＤＰＦの粒子状物質の捕集量（ＰＭ捕集量）をマップから算出する。そして、ＰＭ捕集量が基準捕集量よりも多いと判定された場合には、ＤＰＦの再生制御を実行する。ＤＰＦの再生制御において、ＤＰＦの床温が基準温度以上になると、ＤＰＦ再生制御が開始されたと判断されて、ＤＰＦ再生制御の時間の積算が開始される。また、ＤＰＦ再生制御の開始時に、ＤＰＦ再制御を行う基準時間が設定される。そして、ＤＰＦ再生制御の開始から基準時間が経過した場合には、ＤＰＦ再生制御が終了する。
【０００４】
一方、ＤＰＦ再生制御の開始から基準時間が経過する前に、ＤＰＦ再生制御が中止された場合には、基準時間からＤＰＦ再生制御の積算時間を減算した残り時間が算出されて、「再生時間補正値」として記憶される。そして、次回のＤＰＦ再生制御の開始時に、基準時間に「再生時間補正値」が加算されて、「基準時間補正値」が算出され、ＤＰＦ再生制御の実行時間が延長される。
【０００５】
更に、ＤＰＦ再生制御の開始から「基準時間補正値」が経過する前に、ＤＰＦ再生制御が中止された場合には、「基準時間補正値」からＤＰＦ再生制御の積算時間を減算した残り時間が算出されて、「再生時間補正値」として記憶されるように構成されている。これにより、次回のＤＰＦ再生制御を延長することで、ＤＰＦ内の粒子状物質（ＰＭ）を完全に燃焼することができ、特にＤＰＦの前端面に偏在する粒子状物質（ＰＭ）を燃焼し、前端面への粒子状物質（ＰＭ）の堆積を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３７７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、一定の運転パターンで連続運転された場合等では、図１０の左側（再生前）に示すように、粒子状物質（ＰＭ）がＤＰＦ１１１の前端面や内部に均一に堆積しないで、局所的に多く堆積した偏堆積１１２が発生する場合がある。図１０の左側（再生前）は、粒子状物質（ＰＭ）が局所的に多く堆積したＤＰＦ１１１の前端面の一例を示す説明図である。この場合には、前記特許文献１に記載された排気ガス浄化装置では、差圧センサによって検出された実際の差圧からＤＰＦ１１１のＰＭ捕集量をマップを用いて算出するため、粒子状物質（ＰＭ）が局所的に多く堆積した偏堆積１１２がＤＰＦ１１１内に発生しているか否かを判定することができない。
【０００８】
その結果、ＤＰＦ再生制御を行う基準時間、又は、基準時間補正値が経過して、ＤＰＦ再生制御が正常に終了したにもかかわらず、図１０の右側（再生後）に示すように、ＤＰＦ１１１内に局所的に多く堆積した粒子状物質（ＰＭ）を全て燃焼することができず、粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積１１３がＤＰＦ１１１内に発生する虞がある。それにより、ＤＰＦ１１１の粒子状物質（ＰＭ）の実質捕集容量が低下するため、ＤＰＦ１１１の再生インターバルが短くなり、燃費が悪化する虞がある。
【０００９】
そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、ＤＰＦにおける粒子状物質の偏堆積の有無を判定できる排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、内燃機関の排気ガス通路に配置されて粒子状物質を捕集する粒子状物質除去フィルタと、前記粒子状物質除去フィルタの上流側の排気管内圧力と、前記粒子状物質除去フィルタの下流側の排気管内圧力との差圧を検出する差圧センサと、前記内燃機関の排気ガス流量に関連する流量関連量を検出する流量関連量検出装置と、前記内燃機関の運転条件に基づいて前記粒子状物質除去フィルタへの前記粒子状物質の堆積量を取得する堆積量取得装置と、前記流量関連量に対する前記差圧の比率であるＤＰＦ差圧値を算出するＤＰＦ差圧値算出装置と、所定時間毎に、前記ＤＰＦ差圧値算出装置によって算出したＤＰＦ差圧値と、前記堆積量取得装置によって取得した前記粒子状物質の堆積量とを対応づけて時系列的に記憶するＤＰＦ関連量記憶装置と、前記堆積量取得装置によって取得した前記粒子状物質の堆積量が所定堆積量に達したか否かを判定する堆積量判定装置と、前記堆積量判定装置を介して前記粒子状物質の堆積量が所定堆積量に達したと判定された場合に、前記ＤＰＦ関連量記憶装置に時系列的に記憶された前記ＤＰＦ差圧値と前記粒子状物質の堆積量との各データに基づいて、前記粒子状物質除去フィルタに前記粒子状物質の偏堆積が発生しているか否かを判定する偏堆積判定装置と、を備えた、排気ガス浄化装置である。
【００１１】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る排気ガス浄化装置において、前記偏堆積判定装置は、前記ＤＰＦ関連量記憶装置に記憶される前記粒子状物質の堆積量に対する前記ＤＰＦ差圧値の比率を算出する比率算出部と、前記比率算出部によって算出した前記比率が基準比率閾値以上であるか否かを判定する比率判定部と、を有し、前記比率判定部を介して前記比率が基準比率閾値以上であると判定された場合に、前記粒子状物質除去フィルタに前記粒子状物質の偏堆積が発生していると判定し、前記比率判定部を介して前記比率が基準比率閾値未満であると判定された場合に、前記粒子状物質除去フィルタに前記粒子状物質の偏堆積は発生していないと判定する、排気ガス浄化装置である。
【００１２】
次に、本発明の第３の発明は、上記第２の発明に係る排気ガス浄化装置において、前記比率算出部が算出した前記比率を時系列的に記憶する比率記憶装置を備え、前記偏堆積判定装置は、前記比率記憶装置に記憶された今回の前記比率から前記比率記憶装置に記憶された前回の前記比率を減算した比率差を算出する比率差算出部と、前記比率差算出部によって算出した前記比率差が比率差閾値以上であるか否かを判定する比率差判定部と、を有し、前記比率判定部を介して前記比率が基準比率閾値以上であると判定され、且つ、前記比率差判定部を介して前記比率差が比率差閾値以上であると判定された場合に、前記粒子状物質除去フィルタに前記粒子状物質の偏堆積が発生していると判定し、前記比率判定部を介して前記比率が基準比率閾値以上であると判定されても、前記比率差判定部を介して前記比率差が比率差閾値未満であると判定された場合には、前記粒子状物質除去フィルタには、不燃堆積物が堆積して、前記粒子状物質の偏堆積は発生していないと判定する、排気ガス浄化装置である。
【００１３】
次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明乃至第３の発明のいずれか１つに係る排気ガス浄化装置において、前記粒子状物質除去フィルタの上流側の排気管内に設けられた酸化触媒と、前記粒子状物質除去フィルタが捕集した粒子状物質を燃焼させるフィルタ再生処理を行うために、前記酸化触媒よりも上流側において排気ガスに未燃燃料を供給する燃料供給装置と、前記酸化触媒の温度が許可温度以上である場合に、前記フィルタ再生処理のための前記燃料供給装置からの未燃燃料の供給を、前記粒子状物質除去フィルタの床温に対応する前記粒子状物質の燃焼速度に基づいて制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記偏堆積判定装置を介して前記粒子状物質除去フィルタに前記粒子状物質の偏堆積が発生していると判定された場合には、前記未燃燃料による前記粒子状物質の燃焼速度を減量補正して、前記フィルタ再生処理を実行するように制御する、排気ガス浄化装置である。
【００１４】
次に、本発明の第５の発明は、上記第４の発明に係る排気ガス浄化装置において、前記制御装置は、前記堆積量判定装置を介して前記粒子状物質の堆積量が所定堆積量に達したと判定された場合に、前記フィルタ再生処理の実行を開始するように制御する、排気ガス浄化装置である。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、排気ガス流量に関連する流量関連量に対する、粒子状物質除去フィルタ（以下、「ＤＰＦ」という。）の上流側と下流側の排気管内圧力の差圧の比率であるＤＰＦ差圧値が算出される。そして、所定時間毎に、ＤＰＦ差圧値と、内燃機関の運転条件に基づいて取得したＤＰＦへの粒子状物質の堆積量（以下、「ＰＭ堆積量」という。）とが対応づけられて時系列的に記憶される。その後、ＰＭ堆積量が所定堆積量に達した場合に、時系列的に記憶されたＤＰＦ差圧値とＰＭ堆積量との各データに基づいて、ＤＰＦに粒子状物質の偏堆積が発生しているか否かが判定される。尚、ＤＰＦ差圧値は、所定温度（例えば、３００℃）で補正した差圧を用いて算出される。
【００１６】
これにより、時系列的に記憶されたＤＰＦ差圧値とＰＭ堆積量との各データに基づいて、ＤＰＦにおける粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積の有無を判定することができる。従って、ＤＰＦに粒子状物質の偏堆積が発生した場合には、ＤＰＦの再生時間を長くする等の偏堆積モードで、ＤＰＦに捕集された粒子状物質を燃焼させるフィルタ再生処理を行うことができ、偏堆積した粒子状物質を全て燃焼することが可能となる。
【００１７】
第２の発明によれば、ＰＭ堆積量が所定堆積量に達した場合に、ＤＰＦ関連量記憶装置に記憶されるＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値の比率が算出される。そして、ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値の比率が基準比率閾値以上であると判定された場合に、ＤＰＦに粒子状物質の偏堆積が発生していると判定される。これにより、ＤＰＦにおける粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積の有無を高精度に判定することができる。
【００１８】
第３の発明によれば、今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値の比率から前回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値の比率を減算した比率差が比率差閾値未満であると判定された場合には、ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値の比率が基準比率閾値以上であると判定されても、ＤＰＦには、不燃堆積物（例えば、アッシュである。）が堆積して、粒子状物質の偏堆積は発生していないと判定される。これにより、ＤＰＦにおける粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積の有無を更に高精度に判定することができる。
【００１９】
第４の発明によれば、ＤＰＦに粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生していると判定された場合には、ＤＰＦの床温に対応する粒子状物質の燃焼速度が減量補正されて、燃料供給装置からの未燃燃料の供給が制御される。これにより、ＤＰＦが捕集した粒子状物質を燃焼させるフィルタ再生処理の処理時間を長くすることができ、ＤＰＦの内部に偏堆積した粒子状物質（ＰＭ）を全て燃焼させることが可能となる。
【００２０】
第５の発明によれば、ＰＭ堆積量が所定堆積量に達した場合に、ＤＰＦを再生するフィルタ再生処理の実行が開始されるため、ＤＰＦにおける粒子状物質の偏堆積の有無を判定して、フィルタ再生処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る排気ガス浄化装置を適用した内燃機関の構成の一例を説明する図である。
【図２】図１に示す内燃機関の構成に対して、酸化触媒とＤＰＦを分離して別々に構成した一例を説明する図である。
【図３】実施形態に係る制御装置が実行する、ＤＰＦを再生するフィルタ再生処理の一例を示すメインフローチャートである。
【図４】図３に示す「ＰＭ堆積状態取得処理」のサブ処理を示すサブフローチャートである。
【図５】図３に示す「偏堆積判定処理」のサブ処理を示すサブフローチャートである。
【図６】図３に示す「ＰＭ燃焼速度補正処理」のサブ処理を示すサブフローチャートである。
【図７】ＤＰＦに堆積したＰＭ堆積量とＤＰＦ差圧値との相関の一例を示す図である。
【図８】ＤＰＦの床温とＰＭ燃焼速度との関係の一例を示す図である。
【図９】ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値の比率とＰＭ燃焼速度の補正係数との相関の一例を示す図である。
【図１０】ＤＰＦに粒子状物質の偏堆積が発生した際における、ＤＰＦの前端面の一例を示す図で、左側は、フィルタ再生処理前の一例を示し、右側は、従来のフィルタ再生処理を実行した後の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る排気ガス浄化装置を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明に係る排気ガス浄化装置を適用した内燃機関１０の構成の一例を示している。内燃機関１０は、ディーゼルエンジンである。尚、以下の説明において、ＤＰＦ４３は、粒子状物質除去フィルタ（Diesel Particulate Filter）に相当している。また、ＤＰＦ４３よりも下流側の排気通路に配置されて窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害化する選択還元触媒等については、記載を省略している。
【００２３】
図１に示すように、内燃機関１０の排気通路（排気ガス通路）１２には、排気ガス浄化装置４１が設けられている。また、排気ガス浄化装置４１の内部には、上流側から、酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）４２、ＤＰＦ４３が設けられている。排気ガス浄化装置４１は、排気ガス通路を構成し、上流側から下流側に排気ガスが通過する間に、排気ガスに含まれる有害物質を除去するものである。ここで、内燃機関１０は、高効率で耐久性にも優れているが、粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等の有害物質を、排気ガスと一緒に排出してしまうものである。
【００２４】
酸化触媒４２は、セラミック製の円柱状等に形成されたセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に白金（Ｐｔ）等の貴金属がコーティングされている。そして、酸化触媒４２は、所定の温度下で多数の貫通孔に排気ガスを通すことにより、排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化して除去する。
【００２５】
ＤＰＦ４３は、セラミックス材料等からなる多孔質な部材によって円柱状等に形成され、軸方向に多数の小孔が設けられたハニカム構造のセル状筒体をなし、各小孔は、隣同士で交互に異なる端部が目封じ部材によって閉塞されている。そして、ＤＰＦ４３は、上流側から各小孔に流入する排気ガスを多孔質材料に通すことで粒子状物質（ＰＭ）を捕集し、排気ガスのみを隣の小孔を通じて下流側へと流出させる。
【００２６】
酸化触媒４２の上流側（排気ガス浄化装置４１の上流側）には、燃料添加弁２８と、排気温度検出装置３６Ａ（例えば、排気温度センサ）と、が設けられている。燃料添加弁２８は、微粒子が堆積したＤＰＦ４３を再生するフィルタ再生処理（図３参照）を実行する際（粒子状物質を燃焼焼却する際）に、酸化触媒４２内で排気ガスと反応させて排気ガスの温度を上昇させるための燃料を噴射する。また、酸化触媒４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側には、排気温度検出装置３６Ｂ（例えば、排気温度センサ）が設けられている。
【００２７】
ＤＰＦ４３の下流側には、排気温度検出装置３６Ｃ（例えば、排気温度センサ）が設けられている。また、排気ガス浄化装置４１内における、酸化触媒４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側の排気圧力（排気管内圧力に相当）と、ＤＰＦ４３の下流側の排気管内圧力と、の差圧（圧力差）を検出する差圧センサ３５が設けられている。
【００２８】
燃料添加弁２８は、制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）５０からの制御信号にて駆動される。制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマ、ＥＥＰＲＯＭ、不図示のバックアップＲＡＭ等を備えた公知のものである。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種プログラムやマップに基づいて、種々の演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各検出装置から入力されたデータ等を一時的に記憶し、ＥＥＰＲＯＭは、例えば、内燃機関１０の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する。
【００２９】
また、ＥＥＰＲＯＭには、後述のように、所定時間毎にＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）と、ＤＰＦ４３に捕集された粒子状物質（ＰＭ）の堆積量（以下、「ＰＭ堆積量」という。）とを対応づけて時系列的に記憶するＤＰＦ関連量記憶部５０１が設けられている。また、ＥＥＰＲＯＭには、後述のように、ＤＰＦ４３を再生する際にＤＰＦ関連量記憶部５０１に記憶されたＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａを時系列的に記憶する比率記憶部５０２が設けられている。
【００３０】
また、排気温度検出装置３６Ａは、酸化触媒４２の上流側の排気管内の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。また、排気温度検出装置３６Ｂは、酸化触媒４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側を流れる排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。また、排気温度検出装置３６Ｃは、ＤＰＦ４３の下流側の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。差圧センサ３５は、酸化触媒４２の下流側、且つ、ＤＰＦ４３の上流側の排気圧力（排気管内圧力に相当）と、ＤＰＦ４３の下流側の排気管内圧力と、の差圧に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【００３１】
制御装置５０には、吸気通路１１に設けられた吸入空気流量検出装置３１（流量関連量検出装置に相当する。）（例えば、エアフローメーター）の検出信号、アクセル開度検出装置３３の検出信号、回転検出装置３４の検出信号、のそれぞれが入力されている。また、制御装置５０には、上述した各排気温度検出装置３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃの検出信号、差圧センサ３５の検出信号が入力されている。
【００３２】
そして、制御装置５０は、これらの入力された検出信号に基づいて内燃機関１０の運転状態を検出することができる。また、制御装置５０は、検出した内燃機関１０の運転状態や、アクセル開度検出装置３３からの検出信号に基づいた運転者からの要求に応じて、各インジェクタ１４Ａ〜１４Ｄから内燃機関１０のシリンダ内に噴射する燃料量や、燃料添加弁２８から噴射する燃料量を制御する制御信号を出力する。
【００３３】
また、制御装置５０は、各インジェクタ１４Ａ〜１４Ｄから噴射した毎秒当たりの燃料消費量（ｇ／ｓ）を所定時間（例えば、約１０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ）毎に算出して、ＲＡＭに時系列的に記憶する。また、制御装置５０は、吸入空気流量検出装置３１から入力された検出信号から吸入空気流量ＧＡを所定時間（例えば、約１０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ）毎に算出して、ＲＡＭに時系列的に記憶する。また、制御装置５０は、差圧センサ３５から入力された検出信号から実際の差圧ΔＰを所定時間（例えば、約１０ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃ）毎に算出して、ＲＡＭに時系列的に記憶する。
【００３４】
燃料添加弁２８から排気ガス中に噴射された燃料は、酸化触媒４２によって排気ガス中に残った酸素との酸化反応が生じて燃焼し、その発熱により排気ガス温度が上昇する。この高温になった排気ガスによりＤＰＦ４３の床温が上昇して、所定温度以上（例えば、５９０℃以上）になると、ＤＰＦ４３内に堆積した粒子状物質（ＰＭ）が燃焼焼却される。このような状態を所定の時間、維持することによってＤＰＦ４３内に堆積した粒子状物質（ＰＭ）を燃焼させて除去し、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するというＤＰＦ４３の捕集機能を回復（再生）させることができる（いわゆる、フィルタ再生処理である。）。
【００３５】
吸入空気流量検出装置３１（例えば、吸気流量センサ）は、内燃機関１０の吸気通路１１に設けられて内燃機関１０が吸入した空気の流量に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。アクセル開度検出装置３３（例えば、アクセル開度センサ）は、運転者が操作するアクセルの開度（すなわち、運転者の要求負荷）に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。回転検出装置３４（例えば、回転センサ）は、例えば、内燃機関１０のクランクシャフトの回転数（すなわち、エンジン回転数）に応じた検出信号を制御装置５０に出力する。
【００３６】
また、図２に示すように、内燃機関１０において、酸化触媒４２とＤＰＦ４３を分離して別々に構成してもよい。つまり、図１に示す排気ガス浄化装置４１に替えて、酸化触媒４２とＤＰＦ４３とが、分離されて設けられている点で異なっている。その他は、図１に示す内燃機関１０の構成と同じ構成である。
【００３７】
［フィルタ再生処理］
次に、上記のように構成された内燃機関１０において、制御装置５０によるＤＰＦ４３に捕集された粒子状物質（ＰＭ）を燃焼させて除去するフィルタ再生処理の一例について図３乃至図９に基づいて説明する。尚、制御装置５０は、内燃機関１０の運転中に、所定時間間隔（例えば、数１０ｍｓｅｃ〜数１００ｍｓｅｃ間隔）にて、図３のフローチャートに示される処理手順を繰り返し実行する。
【００３８】
図３に示すように、先ず、ステップＳ１１において、制御装置５０は、「ＰＭ堆積状態取得処理」のサブ処理を実行した後、ステップＳ１２の処理に進む。「ＰＭ堆積状態取得処理」は、所定時間間隔（例えば、数１０ｍｓｅｃ〜数１００ｍｓｅｃ間隔）の間にＤＰＦ４３に捕集される、即ち、ＤＰＦ４３に堆積する粒子状物質（ＰＭ）の堆積量（ＰＭ堆積量）と、ＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）とを取得する処理である。
【００３９】
［ＰＭ堆積状態取得処理］
ここで、「ＰＭ堆積状態取得処理」のサブ処理の詳細について図４に基づいて説明する。図４に示すように、先ず、ステップＳ１１１において、制御装置５０は、ＤＰＦ再生要求フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。ＤＰＦ再生要求フラグは、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）が所定ＰＭ堆積量Ｗ３（例えば、約５０ｇ）に達し、ＤＰＦ４３を再生して捕集機能を回復させる必要がある旨を表している。尚、ＤＰＦ再生要求フラグは、制御装置５０の起動時に、「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭに記憶されている。
【００４０】
そして、ＤＰＦ再生要求フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定された場合には（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、制御装置５０は、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップＳ１２に進む。一方、ＤＰＦ再生要求フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定された場合には（Ｓ１１１：ＮＯ）、制御装置５０は、ステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２において、制御装置５０は、アクセル開度検出装置３３、回転検出装置３４等からの検出信号から、内燃機関１０のエンジン回転数やエンジン負荷（燃料噴射量）等の運転状態を取得してＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１１３に進む。
【００４１】
ステップＳ１１３において、制御装置５０は、内燃機関１０の運転状態と粒子状物質（ＰＭ）の単位時間当たり堆積量との関係を示した不図示のマップに基づいて、所定時間間隔（例えば、数１０ｍｓｅｃ〜数１００ｍｓｅｃ間隔）における、ＤＰＦ４３への粒子状物質（ＰＭ）の堆積量を算出して、ステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４において、制御装置５０は、ステップＳ１１３で算出した粒子状物質（ＰＭ）の堆積量（以下、「ＰＭ堆積量」ともいう。）を前回算出したＤＰＦ４３のＰＭ堆積量に加算してＥＥＰＲＯＭに記憶する。
【００４２】
具体的には、制御装置５０は、ステップＳ１１３で算出したＰＭ堆積量に相当するカウント値を、ＥＥＰＲＯＭに設けられたＤＰＦ４３の全体に累積堆積したＰＭ堆積量を表すＰＭカウンタのカウント値に加算して、当該ＰＭカウンタを更新した後、ステップＳ１１５に進む。従って、ＥＥＰＲＯＭに設けられたＰＭカウンタのカウント値は、ＤＰＦ４３の全体に累積堆積した粒子状物質（ＰＭ）の堆積量（ＰＭ堆積量）を示している。
【００４３】
ステップＳ１１５において、制御装置５０は、差圧センサ３５から入力された検出信号から実際の差圧ΔＰを取得する。また、制御装置５０は、排気ガス流量として、吸入空気流量検出装置３１から入力された検出信号から吸入空気流量ＧＡ（ｇ／ｓｅｃ）を取得する。そして、差圧ΔＰを吸入空気流量ＧＡで除算した値に、例えば、（Ｔ／５７３）を乗算して、３００℃で補正したＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）を算出して、ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１１６に進む。尚、Ｔ［Ｋ］は、ＤＰＦ４３の床温、例えば、各排気温度検出装置３６Ｂ、３６Ｃで検出した温度の平均値をケルビンで表した温度値である。
【００４４】
ステップＳ１１６において、制御装置５０は、ＲＡＭから時間カウンタのカウント値Ｎを読み出し、カウント値Ｎに「１」加算して、再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７において、制御装置５０は、時間カウンタのカウント値Ｎを再度ＲＡＭから読み出し、カウント値Ｎがカウント閾値ＮＳ（例えば、ＮＳ＝１００）以上か否かを判定する。つまり、制御装置５０は、例えば、１秒程度経過したか否かを判定する。
【００４５】
そして、時間カウンタのカウント値Ｎがカウント閾値ＮＳ未満であると判定された場合には（Ｓ１１７：ＮＯ）、制御装置５０は、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップＳ１２に進む。一方、時間カウンタのカウント値Ｎがカウント閾値ＮＳ以上であると判定された場合には（Ｓ１１７：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１１８に進む。
【００４６】
ステップＳ１１８において、制御装置５０は、今回ＲＡＭに記憶したＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）と、ＥＥＰＲＯＭに記憶したＰＭカウンタのカウント値を読み出す。そして、制御装置５０は、ＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）とＰＭカウンタのカウント値とを対応づけて、ＥＥＰＲＯＭに設けられたＤＰＦ関連量記憶部５０１に時系列的に記憶した後、ステップＳ１１９に進む。ステップＳ１１９において、制御装置５０は、時間カウンタのカウント値ＮをＲＡＭから読み出して、カウント値Ｎに「０」を代入して再度ＲＡＭに記憶して初期化した後、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップＳ１２に進む。
【００４７】
次に、図３に示すように、ステップＳ１２において、制御装置５０は、ＰＭカウンタのカウント値をＥＥＰＲＯＭから読み出し、ＰＭカウンタのカウント値が再生開始閾値Ｃ１以上であるか否かを判定する。つまり、制御装置５０は、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）を燃焼して、ＤＰＦ４３を再生する必要があるか否かを判定する。そして、ＰＭカウンタのカウント値が再生開始閾値Ｃ１未満であると判定した場合、つまり、ＤＰＦ４３を再生する必要がないと判定した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、制御装置５０は、当該処理を終了する。
【００４８】
一方、ＰＭカウンタのカウント値が再生開始閾値Ｃ１以上であると判定した場合、つまり、ＤＰＦ４３を再生する必要があると判定した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、制御装置５０は、ＤＰＦ４３を再生する必要がある旨を表すＤＰＦ再生要求フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１４に進む。
【００４９】
ステップＳ１４において、制御装置５０は、「偏堆積判定処理」のサブ処理を実行した後、ステップＳ１５に進む。「偏堆積判定処理」は、ＤＰＦ４３に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生したか否かを判定する処理である。
【００５０】
［偏堆積判定処理］
ここで、「偏堆積判定処理」のサブ処理の詳細について図５に基づいて説明する。図５に示すように、先ず、ステップＳ２１１において、制御装置５０は、ＥＥＰＲＯＭのＤＰＦ関連量記憶部５０１に時系列的に記憶されているＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）とＰＭカウンタのカウント値との各データのうち、最新のＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）と最新のＰＭカウンタのカウント値を読み出す。そして、制御装置５０は、ＰＭカウンタの各カウント値に相当するＰＭ堆積量を算出し、ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａを算出する。続いて、制御装置５０は、ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａを、ＥＥＰＲＯＭの比率記憶部５０２に時系列的に記憶した後、ステップＳ２１２に進む。
【００５１】
ここで、ＰＭ堆積量とＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）との相関の一例について図７に基づいて説明する。図７に示すように、ＤＰＦ４３に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生していない場合には、粒子状物質（ＰＭ）は、ＤＰＦ４３内にほぼ均一に堆積していく。その結果、ＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）は、ＰＭ堆積量の増加に従って、例えば、直線６１Ａに沿って緩やかに増加する。そして、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）が所定ＰＭ堆積量Ｗ３（例えば、約５０ｇ）に達して、ＤＰＦ４３の再生が開始された場合には、ＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）は、ＰＭ堆積量の減少に従って、例えば、直線６１Ａに平行な直線６１Ｂに沿って緩やかに減少する。
【００５２】
一方、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生している場合には、粒子状物質（ＰＭ）がＤＰＦ４３内に局所的に堆積して、ＤＰＦ４３内の排気ガスの通るＤＰＦ有効面積が減少する。そのため、ＤＰＦ４３内に流入して堆積するＰＭ堆積量に対して、ＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の増加の割合が大きくなる。その結果、ＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）は、ＰＭ堆積量の増加に従って、例えば、直線６２Ａに沿って大きく増加する。そして、ＤＰＦ４３に堆積した粒子状物質（ＰＭ）が所定ＰＭ堆積量Ｗ３（例えば、約５０ｇ）に達して、ＤＰＦ４３の再生が開始された場合には、ＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）は、ＰＭ堆積量の減少に従って、例えば、直線６２Ａに平行な直線６２Ｂに沿って大きく減少する。
【００５３】
従って、ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａが、例えば、直線６３で示す「基準比率閾値ＡＳ」以上の場合には、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生していると判定することが可能である。尚、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生した場合における、ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の「基準比率閾値ＡＳ」は、ＤＰＦ４３の種類毎に、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析、又は、実験により予め取得され、ＲＯＭに予め記憶されている。
【００５４】
図５に示すように、ステップＳ２１２において、制御装置５０は、ＥＥＰＲＯＭの比率記憶部５０２に記憶した今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａを読み出す。そして、制御装置５０は、ＲＯＭから基準比率閾値ＡＳを読み出し、今回の比率Ａが「基準比率閾値ＡＳ」以上であるか否かを判定する。つまり、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生した可能性があるか否かを判定する。そして、今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａが「基準比率閾値ＡＳ」未満であると判定した場合には（Ｓ２１２：ＮＯ）、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積は発生していないと判定し、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、ステップＳ１５に進む。
【００５５】
一方、今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａが「基準比率閾値ＡＳ」以上であると判定した場合には（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生した可能性があると判定し、ステップＳ２１３に進む。ステップＳ２１３において、制御装置５０は、ＥＥＰＲＯＭの比率記憶部５０２から「今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」と「前回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」を読み出す。そして、制御装置５０は、「今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」から「前回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」を減算した「比率差ΔＡ」を算出して、ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２１４に進む。
【００５６】
ここで、ＤＰＦ４３内に堆積した煤などの粒子状物質（ＰＭ）は、燃焼させて除去することができるが、アッシュに代表される不燃堆積物は、ＤＰＦ４３の再生処理温度（例えば、６００℃）では燃えずに、ＤＰＦ４３内に残留する。例えば、アッシュは、排気ガス中の潤滑油に含まれるカルシウム（Ｃａ）成分とＤＰＦ４３上に粒子状物質（ＰＭ）と共に吸着される燃料中の硫黄（Ｓ）成分が結合して生成される硫酸カルシウム（ＣａＳＯ4）等で構成されるものである。ＤＰＦ４３内に堆積されるアッシュの堆積量は、燃料に混入されるエンジンオイルの量に比例するため、走行距離に比例して徐々に増加するものである。
【００５７】
従って、ＤＰＦ４３内にアッシュに代表される不燃堆積物が所定量以上、堆積して、ＤＰＦ４３内の排気ガスの通るＤＰＦ有効面積が減少した場合にも、ＤＰＦ４３内に流入して堆積するＰＭ堆積量に対して、ＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の増加の割合が大きくなる。その結果、ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａが、直線６３で示す「基準比率閾値ＡＳ」以上となる。
【００５８】
しかしながら、上記通り、ＤＰＦ４３内に堆積されるアッシュの堆積量は、走行距離に比例して徐々に増加するものであるため、「今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」は、「前回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」よりも大きく増加することはなく、僅かに増加するものである。従って、「今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」から「前回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」を減算した「比率差ΔＡ」が、予め設定された「比率差閾値ＤＳ」よりも小さい場合には、ＤＰＦ４３内にアッシュに代表される不燃堆積物が所定量以上、堆積していると判定することが可能である。
【００５９】
つまり、「比率差ΔＡ」が、「比率差閾値ＤＳ」よりも小さい場合には、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積は発生していないと判定することができる。尚、「比率差閾値ＤＳ」は、ＤＰＦ４３の種類毎に、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析、又は、実験により予め取得され、ＲＯＭに予め記憶されている。
【００６０】
図５に示すように、ステップＳ２１４において、制御装置５０は、上記ステップＳ２１３で算出した「比率差ΔＡ」をＲＡＭから再度読み出す。そして、制御装置５０は、ＲＯＭから「比率差閾値ＤＳ」を読み出し、「比率差ΔＡ」が「比率差閾値ＤＳ」以上であるか否かを判定する。つまり、制御装置５０は、アッシュ等の不燃堆積物が堆積したものでないか否かを判定する。そして、「比率差ΔＡ」が「比率差閾値ＤＳ」未満であると判定した場合には（Ｓ２１４：ＮＯ）、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積は発生しておらず、アッシュなどの不燃堆積物が堆積していると判定し、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、ステップＳ１５に進む。
【００６１】
尚、「比率差ΔＡ」が「比率差閾値ＤＳ」未満であると判定した場合には（Ｓ２１４：ＮＯ）、制御装置５０は、例えば、車両のインスツルメントパネル内に設けられた、不図示のフィルタ警告ランプを点灯し、アッシュなどの不燃堆積物が所定量以上、堆積している旨を報知するようにしてもよい。そして、制御装置５０は、フィルタ警告ランプを点灯した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、ステップＳ１５に進むようにしてもよい。
【００６２】
一方、「比率差ΔＡ」が「比率差閾値ＤＳ」以上であると判定した場合には（Ｓ２１４：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生したと判定し、ステップＳ２１５に進む。ステップＳ２１５において、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＡ）の偏堆積が発生した旨を表す偏堆積フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して再度ＲＡＭに記憶した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、ステップＳ１５に進む。尚、偏堆積フラグは、制御装置５０の起動時に、「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭに記憶されている。
【００６３】
次に、図３に示すように、ステップＳ１５において、制御装置５０は、排気温度検出装置３６Ａを介して酸化触媒（ＤＯＣ）４２に流入する排気ガス温度ＴＧを検出する。そして、制御装置５０は、排気ガス温度ＴＧが燃料添加許可温度ＴＳ以上であるか否かを判定する。つまり、制御装置５０は、酸化触媒４２の温度が、燃料添加弁２８を介して燃料を添加する許可温度以上になっているか否かを判定する．尚、燃料添加許可温度ＴＳは、燃料添加弁２８から添加された未燃燃料が、酸化触媒４２から下流側に流れないように設定され、ＲＯＭに予め記憶されている。
【００６４】
そして、排気ガス温度ＴＧが燃料添加許可温度ＴＳよりも低いと判定された場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、制御装置５０は、酸化触媒４２に流入する排気ガス温度ＴＧが燃料添加許可温度ＴＳ以上に上昇するまで待つ。一方、排気ガス温度ＴＧが燃料添加許可温度ＴＳ以上であると判定された場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６において、制御装置５０は、燃料添加弁２８による燃料添加が許可された旨を表す燃料添加許可フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１７に進む。尚、燃料添加許可フラグは、制御装置５０の起動時に、「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭに記憶されている。
【００６５】
ステップＳ１７において、制御装置５０は、燃料添加弁２８に燃料を添加する指示を出力し、排気ガス中に所定量の燃料を噴射（添加）した後、ステップＳ１８に進む。つまり、制御装置５０は、燃料添加弁２８を介して、酸化触媒４２内で排気ガスと反応させて排気ガスの温度を上昇させるための燃料を噴射する。
【００６６】
ステップＳ１８において、制御装置５０は、「ＰＭ燃焼速度補正処理」のサブ処理を実行した後、ステップＳ１９に進む。「ＰＭ燃焼速度補正処理」は、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生した場合に、フィルタ再生処理の際に、ＤＰＦ４３内で粒子状物質（ＰＭ）が燃焼するＰＭ燃焼速度を、上記Ｓ２１１で算出したＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａに基づいて補正する処理である。ＰＭ燃焼速度は、ＤＰＦ４３内において、単位体積当たりの、且つ、単位時間当たりの粒子状物質（ＰＭ）の燃焼量である。
【００６７】
［ＰＭ燃焼速度補正処理］
ここで、「ＰＭ燃焼速度補正処理」のサブ処理の詳細について図６に基づいて説明する。図６に示すように、先ず、ステップＳ３１１において、制御装置５０は、ＤＰＦ４３の床温を計測した後、ステップＳ３１２に進む。具体的には、制御装置５０は、各排気温度検出装置３６Ｂ、３６ＣによってＤＰＦ４３の上流側温度と下流側温度とを検出し、上流側温度と下流側温度の平均温度をＤＰＦ４３の床温としてＲＡＭに記憶する。
【００６８】
ステップＳ３１２において、制御装置５０は、図８に示すＤＰＦ４３の床温とＰＭ燃焼速度との関係を対応づけた２次元マップＭ１を用いて、上記ステップＳ３１１で計測したＤＰＦ４３の床温に対応するＰＭ燃焼速度を取得して、ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ３１３に進む。図８には、ＤＰＦ４３の床温とＰＭ燃焼速度との関係の一例が示されている。図８に示すように、２次元マップＭ１では、ＤＰＦ４３の床温が高くなるほど、粒子状物質（ＰＭ）の燃焼するＰＭ燃焼速度は速くなる。尚、ＰＭ燃焼速度を取得する２次元マップＭ１は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析、又は、実験により予め取得され、マップや数式によりＲＯＭに予め記憶されている。
【００６９】
ステップＳ３１３において、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＡ）の偏堆積が発生した旨を表す偏堆積フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。そして、偏堆積フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定した場合には（Ｓ３１３：ＮＯ）、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積は発生していないと判定して、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、ステップＳ１９に進む。従って、上記Ｓ３１２で取得されたＰＭ燃焼速度は、補正されない。
【００７０】
一方、偏堆積フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定した場合には（Ｓ３１３：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生していると判定して、ステップＳ３１４に進む。ステップＳ３１４において、制御装置５０は、図９に示す２次元マップＭ２を用いて、上記Ｓ２１１で算出された「ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」に対応するＰＭ燃焼速度を減量補正する補正係数を取得して、ＲＡＭに記憶する。
【００７１】
そして、制御装置５０は、上記ステップＳ３１２で取得したＰＭ燃焼速度をＲＡＭから読み出し、この補正係数をＰＭ燃焼速度に乗算して減量補正し、再度、ＰＭ燃焼速度としてＲＡＭに記憶した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、ステップＳ１９に進む。尚、ＰＭ燃焼速度を減量補正する補正係数は、「１」よりも小さい数値である。
【００７２】
従って、ＰＭ燃焼速度が減量補正されるため、ＤＰＦ４３内の単位時間当たりに燃焼される粒子状物質（ＰＭ）の推定量が減量され、ＤＰＦ４３を再生するフィルタ再生処理の処理時間が延長される。これにより、ＤＰＦ４３内に偏堆積した粒子状物質（ＰＭ）を全量燃焼することが可能となる。
【００７３】
ここで、図９には、ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａと、ＰＭ燃焼速度を減量補正する補正係数との関係の一例が示されている。図９に示すように、２次元マップＭ２では、ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａが、「基準比率閾値ＡＳ」よりも大きくなるほど、ＰＭ燃焼速度に乗算してＰＭ燃焼速度を減量補正する補正係数は小さくなるように設定されている。
【００７４】
例えば、図７に示すように、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生した際のＰＭ堆積量Ｗ３（例えば、約５０ｇ）に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａが、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生していない際のＰＭ堆積量Ｗ３（例えば、約５０ｇ）に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａの約２倍であった場合には、ＰＭ燃焼速度を減量補正する補正係数は、「０．５」に設定されている。
【００７５】
また、例えば、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生した際のＰＭ堆積量Ｗ３（例えば、約５０ｇ）に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａが、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生していない際のＰＭ堆積量Ｗ３（例えば、約５０ｇ）に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａの約３倍であった場合には、ＰＭ燃焼速度を減量補正する補正係数は、「０．３」に設定されている。
【００７６】
尚、ＰＭ燃焼速度を減量補正する補正係数を取得する２次元マップＭ２は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析、又は、実験により予め取得され、マップや数式によりＲＯＭに予め記憶されている。
【００７７】
次に、図３に示すように、ステップＳ１９において、ＰＭ燃焼速度は、ＤＰＦ４３内において、単位体積当たりの、且つ、単位時間当たりの粒子状物質（ＰＭ）の燃焼量であることから、制御装置５０は、ＰＭ燃焼速度をＲＡＭから読み出すと共に、ＲＯＭからＤＰＦ４３の体積を読み出す。そして、制御装置５０は、ＰＭ燃焼速度にＤＰＦ４３の体積と所定時間（例えば、燃料添加弁２８による燃料の噴射間隔の時間である。）とを乗算して、所定時間内にＤＰＦ４３内で燃焼される粒子状物質（ＰＭ）の燃焼量を算出する。
【００７８】
続いて、制御装置５０は、算出した粒子状物質（ＰＭ）の燃焼量に相当するカウント値を、ＥＥＰＲＯＭに設けられたＰＭカウンタのカウント値から減算した後、ステップＳ２０に進む。つまり、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内に堆積したＰＭ堆積量から、所定時間内にＤＰＦ４３内で燃焼される粒子状物質（ＰＭ）の燃焼量を減算した後、ステップＳ２０に進む。
【００７９】
ステップＳ２０において、制御装置５０は、ＥＥＰＲＯＭに設けられたＰＭカウンタのカウント値を読み出し、ＰＭカウンタのカウント値が再生終了閾値Ｃ２よりも小さいか否かを判定する。つまり、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内の粒子状物質（ＰＭ）のほぼ全量が燃焼焼却されたか否かを判定する。そして、ＰＭカウンタのカウント値が再生終了閾値Ｃ２以上であると判定した場合には（Ｓ２０：ＮＯ）、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内の粒子状物質（ＰＭ）が、未だ全て燃焼焼却されていないと判定して、再度ステップＳ１７以降の処理を実行する。
【００８０】
一方、ＰＭカウンタのカウント値が再生終了閾値Ｃ２よりも小さいと判定した場合には（Ｓ２０：ＹＥＳ）、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内の粒子状物質（ＰＭ）のほぼ全量が燃焼焼却されたと判定し、燃料添加弁２８による燃料の噴射（添加）を終了して、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１において、制御装置５０は、ＤＰＦ再生要求フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＦＦ」に設定して再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２２に進む。
【００８１】
ステップＳ２２において、制御装置５０は、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＡ）の偏堆積が発生した旨を表す偏堆積フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＦＦ」に設定して再度ＲＡＭに記憶した後、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３において、制御装置５０は、燃料添加弁２８による燃料添加が許可された旨を表す燃料添加許可フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＦＦ」に設定して再度ＲＡＭに記憶した後、当該処理を終了する。
【００８２】
ここで、吸入空気流量検出装置３１は、流量関連量検出装置の一例として機能する。制御装置５０は、堆積量取得装置、ＤＰＦ差圧値算出装置、堆積量判定装置、偏堆積判定装置の一例として機能する。ＤＰＦ関連量記憶部５０１は、ＤＰＦ関連量記憶装置の一例として機能する。比率記憶部５０２は、比率記憶装置の一例として機能する。燃料添加弁２８は、燃料供給装置の一例として機能する。
【００８３】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係る内燃機関１０では、制御装置５０は、ＰＭカウンタのカウント値が再生開始閾値Ｃ１以上になった場合には、ＥＥＰＲＯＭのＤＰＦ関連量記憶部５０１に時系列的に記憶されているＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）とＰＭカウンタのカウント値との各データのうち、最新のＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）と最新のＰＭカウンタのカウント値を読み出す。そして、制御装置５０は、ＰＭカウンタの各カウント値に相当するＰＭ堆積量を算出し、ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａを算出する。続いて、制御装置５０は、ＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａを、ＥＥＰＲＯＭの比率記憶部５０２に時系列的に記憶する。
【００８４】
そして、制御装置５０は、今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａが「基準比率閾値ＡＳ」未満であると判定した場合には、ＤＰＦ４３に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生していないと判定する。また、制御装置５０は、今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａが「基準比率閾値ＡＳ」以上であっても、「今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」から「前回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」を減算した「比率差ΔＡ」が、「比率差閾値ＤＳ」よりも小さい場合には、ＤＰＦ４３内にアッシュなどの不燃堆積物が所定量以上、堆積して、粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積は発生していないと判定する。
【００８５】
また、制御装置５０は、今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａが「基準比率閾値ＡＳ」以上であって、且つ、「今回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」から「前回のＰＭ堆積量に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａ」を減算した「比率差ΔＡ」が、「比率差閾値ＤＳ」以上である場合には、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生していると判定する。これにより、ＤＰＦ４３における粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積の有無を高精度に判定することができる。
【００８６】
また、ＤＰＦ４３に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生していると判定された場合には、ＤＰＦ４３の床温に対応する粒子状物質（ＰＭ）の燃焼速度が減量補正されて、燃料添加弁２８から燃料が噴射（添加）される。これにより、ＤＰＦ４３が捕集した粒子状物質（ＰＭ）を燃焼させるフィルタ再生処理の処理時間を長くすることができ、ＤＰＦ４３の内部に偏堆積した粒子状物質（ＰＭ）を完全に燃焼させることが可能となる。
【００８７】
本発明の排気ガス浄化装置は、前記実施形態で説明した構成、構造、外観、形状、処理手順等に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変更、改良、追加、削除が可能である。尚、以下の説明において上記図１〜図１０の前記実施形態に係る内燃機関１０等と同一符号は、前記実施形態に係る内燃機関１０等と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００８８】
（Ａ）例えば、前記実施形態では、ステップＳ１７の処理において、制御装置５０は、燃料添加弁２８を介して、排気ガス中に未燃燃料を供給したが、各インジェクタ１４Ａ〜１４Ｄを介して、いわゆるポスト噴射によって排気ガス中に未燃燃料を供給するようにしてもよい。
【００８９】
（Ｂ）また、例えば、上記ステップＳ１８において、ＤＰＦ４３に偏堆積が発生した場合には、制御装置５０は、ＰＭ燃焼速度を減量補正しないで、各インジェクタ１４Ａ〜１４Ｄによる燃料噴射量を所定量増加して排気ガス温度を上昇させるように設定してもよい。つまり、ＤＰＦ４３に偏堆積が発生した場合には、制御装置５０は、フィルタ再生処理時のＤＰＦ４３の床温を基準再生温度（例えば、５９０℃）よりも所定温度（例えば、約３０℃〜５０℃）上昇させるように設定してもよい。
【００９０】
例えば、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生した際のＰＭ堆積量Ｗ３（例えば、約５０ｇ）に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａが、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生していない際のＰＭ堆積量Ｗ３（例えば、約５０ｇ）に対するＤＰＦ差圧値（ΔＰ／ＧＡ）の比率Ａの約２倍であった場合には、フィルタ再生処理時のＤＰＦ４３の床温を基準再生温度（例えば、５９０℃）よりも約５０℃上昇するように設定してもよい。これにより、ＤＰＦ４３内に粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生しても、粒子状物質（ＰＭ）の偏堆積が発生していない場合と同程度の処理時間で、ＤＰＦ４３が捕集した粒子状物質（ＰＭ）を完全に燃焼焼却することが可能となる。
【００９１】
（Ｃ）前記実施形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１０    内燃機関
１２    排気通路
２８    燃料添加弁
３１    吸入空気流量検出装置
３５    差圧センサ
３６Ａ〜３６Ｃ    排気温度検出装置
４１    排気ガス浄化装置
４２    酸化触媒（ＤＯＣ）
４３    粒子状物質除去フィルタ（ＤＰＦ）
５０    制御装置
５０１    ＤＰＦ関連量記憶部
５０２    比率記憶部
【図１】
2020176551.tif 000003
【図２】
2020176551.tif 000004
【図３】
2020176551.tif 000005
【図４】
2020176551.tif 000006
【図５】
2020176551.tif 000007
【図６】
2020176551.tif 000008
【図７】
2020176551.tif 000009
【図８】
2020176551.tif 000010
【図９】
2020176551.tif 000011
【図１０】
2020176551.tif 000012