(57)【要約】【課題】製造コストを増加させずに、フィルタの再生のための熱による周辺にある物の加熱を抑制すること。【解決手段】排気処理装置は、車両に搭載されるエンジンの排気通路を流れる排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、フィルタに流入する排気を昇温する昇温部と、昇温部によって昇温された排気によってフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる再生制御を実行する制御装置とを備える。制御装置は、停車中に再生制御の実行によって排気通路の出口温度が判定値を超えたときに出口温度を下げるための制御を実行する（Ｓ１１５〜Ｓ１１８）。【選択図】図４
2020020298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるエンジンの排気通路を流れる排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタに流入する排気を昇温する昇温部と、
前記昇温部によって昇温された排気によって前記フィルタに堆積した前記粒子状物質を燃焼させる再生制御を実行する制御装置とを備え、
前記制御装置は、停車中に前記再生制御の実行によって前記排気通路の出口温度が判定値を超えたときに前記出口温度を下げるための制御を実行する、排気処理装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記出口温度を下げるための制御として、前記再生制御を抑制する、請求項１に記載の排気処理装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記再生制御を禁止することで抑制する、請求項２に記載の排気処理装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記出口温度を下げるための制御として、前記エンジンの回転速度を下げる、請求項１に記載の排気処理装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記エンジンの回転速度を下げた後に前記出口温度が前記判定値よりも高い判定値を超えたときに、前記出口温度を下げるための追加の制御として、前記再生制御を抑制する、請求項４に記載の排気処理装置。
【請求項６】
前記判定値は、停車からの経過時間に応じて小さくなる値である、請求項１に記載の排気処理装置。
【請求項７】
前記排気通路における前記フィルタと前記排気通路の出口との間に設けられ、排気の温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記温度センサによって検出された温度から前記出口温度を推定する、請求項１に記載の排気処理装置。
【請求項８】
前記昇温部は、
前記排気通路における前記フィルタよりも上流の位置に設けられ、前記排気通路内に燃料を添加する燃料添加装置と、
前記排気通路における、前記フィルタよりも上流、かつ、前記燃料添加装置よりも下流に設けられ、前記燃料添加装置によって添加された燃料を用いて排気を昇温する酸化触媒とを含む、請求項１に記載の排気処理装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記フィルタに捕集された前記粒子状物質の堆積量が所定量よりも大きいときに、前記再生制御を実行する、請求項１に記載の排気処理装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、停車前に後進をしていた場合、前進をしていた場合と比較して低い判定値を用いて、前記出口温度が前記判定値を超えたかを判定する、請求項１に記載の排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、排気処理装置に関し、特に、エンジンの排気通路を流れる排気に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate  Matter）を捕集するフィルタを備える排気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気管の先端に障害物が接近した状態で対向するとき、ＰＭを除去するフィルタ（ＰＭ除去フィルタ、ＤＰＦ：Diesel  Particulate  Filter）の強制再生を自動的に中断して障害物の加熱を防止する技術があった（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１には、排気管の先端と障害物との距離を検出する距離センサを備えるようにして、この距離センサの出力に基づいて、燃料の酸化による反応熱をフィルタへ供給するための酸化触媒への燃料の添加を制御して、フィルタの再生を中断することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６４７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術においては、距離センサを設ける必要があり、車両の排気処理装置の製造コストが増加する。また、排気管の先端の付近を移動する物（たとえば、自動車、人）が多い場合、距離センサで検出されてしまうことで、フィルタの再生の中断が多発する。
【０００５】
この開示は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、製造コストを増加させずに、フィルタの再生のための熱による周辺にある物の加熱を抑制することが可能な排気処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この開示による排気処理装置は、車両に搭載されるエンジンの排気通路を流れる排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、フィルタに流入する排気を昇温する昇温部と、昇温部によって昇温された排気によってフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる再生制御を実行する制御装置とを備える。制御装置は、停車中に再生制御の実行によって排気通路の出口温度が判定値を超えたときに出口温度を下げるための制御を実行する。
【０００７】
好ましくは、制御装置は、出口温度を下げるための制御として、再生制御を抑制する。さらに好ましくは、制御装置は、再生制御を禁止することで抑制する。
【０００８】
好ましくは、制御装置は、出口温度を下げるための制御として、エンジンの回転速度を下げる。さらに好ましくは、制御装置は、エンジンの回転速度を下げた後に出口温度が判定値よりも高い判定値を超えたときに、出口温度を下げるための追加の制御として、再生制御を抑制する。
【０００９】
好ましくは、判定値は、停車からの経過時間に応じて小さくなる値である。好ましくは、排気通路におけるフィルタと排気通路の出口との間に設けられ、排気の温度を検出する温度センサをさらに備える。制御装置は、温度センサによって検出された温度から出口温度を推定する。
【００１０】
好ましくは、昇温部は、排気通路におけるフィルタよりも上流の位置に設けられ、排気通路内に燃料を添加する燃料添加装置と、排気通路における、フィルタよりも上流、かつ、燃料添加装置よりも下流に設けられ、燃料添加装置によって添加された燃料を用いて排気を昇温する酸化触媒とを含む。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、フィルタに捕集された粒子状物質の堆積量が所定量よりも大きいときに、再生制御を実行する。
【００１２】
好ましくは、制御装置は、停車前に後進をしていた場合、前進をしていた場合と比較して低い判定値を用いて、出口温度が判定値を超えたかを判定する。
【発明の効果】
【００１３】
この開示に従えば、排気通路の出口の周辺にある物との距離を検出するセンサのようなものを設けなくても、停車中に排気通路の出口の温度が高くなり過ぎないようにすることができる。その結果、製造コストを増加させずに、フィルタの再生のための熱による周辺にある物の加熱を抑制することが可能な排気処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この実施の形態に係るエンジンの概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態における高温排気防止処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態におけるＴ／Ｐガス温の推定値の判定を説明するための図である。
【図４】第２実施形態における高温排気防止処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態におけるＴ／Ｐガス温の推定値の判定を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１６】
図１は、この実施の形態におけるエンジン１の概略構成を示す図である。この実施の形態において、エンジン１は、たとえば、コモンレール式のディーゼルエンジンを一例として説明する。しかしながら、エンジン１としては、その他の形式のディーゼルエンジンであってもよい。エンジン１は、車両２に搭載され、車両２の駆動輪にエンジン１の出力が伝達できるようにトランスミッション等（いずれも図示せず）を介在して連結される。
【００１７】
エンジン１は、エンジン本体１０と、エアクリーナ２０と、インタークーラ２６と、吸気マニホールド２８と、ディーゼルスロットルバルブ２９と、過給機３０と、排気マニホールド５０と、排気処理装置５６と、排気再循環装置（以下、ＥＧＲ（Exhaust  Gas  Recirculation）装置と記載する）６０と、制御装置２００と、エンジン回転速度センサ２０２と、車速センサ２０４と、アクセル開度センサ２０５と、水温センサ２０６と、エアフローメータ２０８と、燃料ポンプ２１０と、燃料フィルタ２１２と、燃料タンク２１４とを備える。
【００１８】
エンジン本体１０は、複数の気筒１２と、コモンレール１４と、複数のインジェクタ１６とを含む。この実施の形態においては、エンジン１は、直列４気筒エンジンを一例として説明するが、その他の気筒レイアウト（たとえば、Ｖ型あるいは水平型）のエンジンであってもよい。
【００１９】
複数のインジェクタ１６は、複数の気筒１２の各々に設けられ、その各々がコモンレール１４に接続されている燃料噴射装置である。燃料タンク２１４に貯留された燃料は、燃料フィルタ２１２を経由して燃料ポンプ２１０によって所定圧まで加圧されてコモンレール１４へ供給される。コモンレール１４に供給された燃料は複数のインジェクタ１６の各々から所定のタイミングで噴射される。複数のインジェクタ１６は、制御装置２００からの制御信号ＩＪ１〜ＩＪ４に基づいて動作する。
【００２０】
エアクリーナ２０は、エンジン１の外部から吸入される空気から異物を除去する。エアクリーナ２０には、第１吸気管２２の一方端が接続される。
【００２１】
第１吸気管２２の他方端は、過給機３０のコンプレッサ３２の入口に接続される。コンプレッサ３２の出口には、第２吸気管２４の一方端が接続される。コンプレッサ３２は、第１吸気管２２から流通する空気を過給して第２吸気管２４に供給する。コンプレッサ３２の詳細な動作については後述する。
【００２２】
第２吸気管２４の他方端には、インタークーラ２６の一方端が接続される。インタークーラ２６は、第２吸気管２４を流通する空気を冷却する空冷式あるいは水冷式の熱交換器である。
【００２３】
インタークーラ２６の他方端には、第３吸気管２７の一方端が接続される。第３吸気管２７の他方端には、吸気マニホールド２８が接続される。吸気マニホールド２８は、エンジン本体１０の複数の気筒１２の各々の吸気ポートに連結される。第１吸気管２２、第２吸気管２４、第３吸気管２７、吸気マニホールド２８および吸気ポートによって「吸気通路」が構成される。
【００２４】
吸気マニホールド２８の上流には、ディーゼルスロットルバルブ２９が設けられる。ディーゼルスロットルバルブ２９は、図示しない電動アクチュエータを用いて開度が調整可能に構成される。ディーゼルスロットルバルブ２９の開度（以下、ディーゼルスロットル開度とも記載する）は、制御装置２００からの制御信号によって制御される。本実施の形態において、ディーゼルスロットル開度が１００％である場合が、ディーゼルスロットルバルブ２９が全閉状態であることを示すものとする。さらに、本実施の形態において、ディーゼルスロットル開度が０％である場合が、ディーゼルスロットルバルブ２９が全開状態であることを示すものとする。ディーゼルスロットル開度は、排気処理装置５６の暖機完了後や車両２が減速状態でない場合における制御（以下、通常制御と記載する）時においては、エンジン１の運転状態に応じて適切な開度に設定される。
【００２５】
排気マニホールド５０は、エンジン本体１０の複数の気筒１２の各々の排気ポートに連結される。排気マニホールド５０には、第１排気管５２の一方端が接続される。第１排気管５２の他方端は、過給機３０のタービン３６に接続される。そのため、各気筒の排気ポートから排出される排気は、排気マニホールド５０に集められた後、第１排気管５２を経由してタービン３６に供給される。
【００２６】
タービン３６には、第２排気管５４の一方端が接続される。第２排気管５４の他方端は、排気処理装置５６の入口部分に接続される。排気処理装置５６は、酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel  Oxidation  Catalyst）５６ａと、ＰＭ除去フィルタ５６ｂと、燃料添加装置５６ｃと、第１排気温度センサ５６ｄと、選択的還元触媒（ＳＣＲ触媒：Selective  Catalytic  Reduction）５６ｅと、第２排気温度センサ５６ｆと、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ：Ammonia  Slip  Catalyst）５６ｇと、第３排気温度センサ５６ｈとを含む。
【００２７】
ＰＭ除去フィルタ５６ｂは、酸化触媒５６ａよりも排気の流路（排気通路）における下流側に設けられる。燃料添加装置５６ｃは、酸化触媒５６ａよりも排気の流路における上流側に設けられる。第１排気温度センサ５６ｄは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに設けられる。ＳＣＲ触媒５６ｅは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂよりも排気の流路における下流側に設けられる。第２排気温度センサ５６ｆは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂとＳＣＲ触媒５６ｅとの間に設けられる。ＡＳＣ５６ｇは、ＳＣＲ触媒５６ｅよりも排気の流路における下流側に設けられる。第３排気温度センサ５６ｈは、ＡＳＣ５６ｇよりも排気の流路における下流側に設けられる。
【００２８】
ＰＭ除去フィルタ５６ｂは、流通する排気に含まれる粒子状物質（以下、ＰＭ（Particulate  Matter）と記載する。）を捕集する。ＰＭ除去フィルタ５６ｂは、たとえば、セラミックやステンレス等によって形成される。捕集されたＰＭは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂ内に堆積する。
【００２９】
酸化触媒５６ａと燃料添加装置５６ｃとは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに堆積したＰＭを燃焼させ、除去する（再生する）再生機構として機能する。酸化触媒５６ａは、排気が流通する場合に、流通する排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）および炭素酸化物（ＣＯｘ）などを酸化するとともに、排気中に燃料添加装置５６ｃから添加された燃料が含まれる場合には燃料を酸化する。燃料の酸化によって生じる反応熱により酸化触媒５６ａを通過する排気の温度が上昇する。高温の排気がＰＭ除去フィルタ５６ｂを通過することによってＰＭ除去フィルタ５６ｂの温度が上昇し、ＰＭ除去フィルタ５６ｂ内に堆積したＰＭが酸化除去される（燃焼させられる）。これにより、ＰＭ除去フィルタ５６ｂが再生される。ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御は、ＰＭの堆積量が所定量よりも大きくなったと判断されたときに実行される。ＰＭの堆積量の判断は、公知の方法で行うことができる。
【００３０】
ＳＣＲ触媒５６ｅは、たとえば、排気ガスの流通する方向に多数の貫通孔（セル）が形成されたモノリシックタイプのもので、コージェライト等によって形成されている。セルの壁面には触媒のコート層が形成されて、たとえばゼオライト系の活性成分（触媒）が担持されている。その活性成分が還元剤の供給を受けて活性化し、排気ガス中のＮＯｘを選択的に還元する。
【００３１】
ＳＣＲ触媒５６ｅの上流側には、図示しない尿素水噴射弁が設けられる。尿素水噴射弁は、還元剤として尿素水を排気管内に噴射する。尿素水噴射弁から噴射された尿素水が排気熱により加水分解することによってアンモニアが生成される。生成されたアンモニアは、ＳＣＲ触媒５６ｅにおいて排気ガス中のＮＯｘと選択的に反応し、窒素および水が生成される。
【００３２】
ＡＳＣ５６ｇは、ＳＣＲ触媒をすり抜けたアンモニアを酸化して大気への排出を防止する触媒である。
【００３３】
排気処理装置５６の出口部分には、第３排気管５８の一方端が接続される。第３排気管５８の他方端には、マフラー等が接続される。そのため、タービン３６から排出された排気は、第２排気管５４、排気処理装置５６、第３排気管５８、およびマフラー等を経由して車外に排出される。排気ポート、排気マニホールド５０、第１排気管５２、タービン３６、第２排気管５４および第３排気管５８によって「排気通路」が構成される。
【００３４】
第３吸気管２７と排気マニホールド５０とは、エンジン本体１０を経由せずにＥＧＲ装置６０によって接続される。ＥＧＲ装置６０は、ＥＧＲバルブ６２と、ＥＧＲクーラ６４と、ＥＧＲ通路６６とを含む。ＥＧＲ通路６６は、第３吸気管２７と排気マニホールド５０とを接続する。ＥＧＲバルブ６２と、ＥＧＲクーラ６４とは、ＥＧＲ通路６６の途中に設けられる。
【００３５】
ＥＧＲバルブ６２は、制御装置２００からの制御信号に応じて、排気マニホールド５０からＥＧＲ装置６０のＥＧＲ通路６６を経由して吸気通路に還流される排気（以下、吸気通路に還流される排気をＥＧＲガスとも記載する）の流量を調整する。ＥＧＲクーラ６４は、たとえば、ＥＧＲ通路６６を流通するＥＧＲガスを冷却する水冷式あるいは空冷式の熱交換器である。排気マニホールド５０内の排気がＥＧＲ装置６０を経由してＥＧＲガスとして吸気側に戻されることによって気筒内の燃焼温度が低下され、ＮＯｘの生成量が低減される。
【００３６】
過給機３０は、コンプレッサ３２と、タービン３６とを含む。コンプレッサ３２のハウジング内にはコンプレッサホイール３４が収納され、タービン３６のハウジング内にはタービンホイール３８が収納される。コンプレッサホイール３４とタービンホイール３８とは、連結軸４２によって連結され、一体的に回転する。そのため、コンプレッサホイール３４は、タービンホイール３８に供給される排気の排気エネルギによって回転駆動される。
【００３７】
エンジン１の動作は、制御装置２００によって制御される。制御装置２００は、各種処理を行なうＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、プログラムおよびデータを記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＣＰＵの処理結果等を記憶するＲＡＭ（Random  Access  Memory）等を含むメモリと、外部との情報のやり取りを行なうための入・出力ポート（いずれも図示せず）とを含む。入力ポートには、上述したセンサ類（たとえば、第１排気温度センサ５６ｄ、第２排気温度センサ５６ｆ、第３排気温度センサ５６ｈ、エンジン回転速度センサ２０２、車速センサ２０４、アクセル開度センサ２０５、水温センサ２０６、エアフローメータ２０８等）が接続される。出力ポートには、制御対象となる機器（たとえば、複数のインジェクタ１６、燃料添加装置５６ｃおよび燃料ポンプ２１０等）が接続される。
【００３８】
制御装置２００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン１が所望の運転状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。また、制御装置２００には、時間の計測を行うためのタイマ回路（図示せず）が内蔵されている。
【００３９】
第１排気温度センサ５６ｄは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの内部の排気の温度（以下、第１排気温度と記載する）Ｔｅｘ１を検出する。第１排気温度センサ５６ｄは、検出した第１排気温度Ｔｅｘ１を示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４０】
第２排気温度センサ５６ｆは、ＳＣＲ触媒５６ｅに流入する排気の温度（以下、第２排気温度と記載する）Ｔｅｘ２を検出する。第２排気温度センサ５６ｆは、検出した第２排気温度Ｔｅｘ２を示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４１】
第３排気温度センサ５６ｈは、ＡＳＣから流出する排気の温度（以下、第３排気温度と記載する）Ｔｅｘ３を検出する。第３排気温度センサ５６ｈは、検出した第３排気温度Ｔｅｘ３を示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４２】
エンジン回転速度センサ２０２は、エンジン１のクランクシャフトの回転速度をエンジン回転速度ＮＥとして検出する。エンジン回転速度センサ２０２は、検出したエンジン回転速度ＮＥを示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４３】
車速センサ２０４は、車両２の速度（以下、車速と記載する）Ｖを検出する。車速センサ２０４は、検出した車速Ｖを示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４４】
アクセル開度センサ２０５は、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量の上限値に対する現在の踏み込み量の割合（以下、アクセル開度と記載する）Ａｃｃを検出する。アクセル開度センサ２０５は、検出したアクセル開度Ａｃｃを示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４５】
水温センサ２０６は、エンジン本体１０内に設けられる冷却水通路内を流通する冷却水の温度（水温）Ｔｗを検出する。水温センサ２０６は、検出した水温Ｔｗを示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４６】
エアフローメータ２０８は、第１吸気管２２に導入される新気の流量（吸入空気量）Ｑｉｎを検出する。エアフローメータ２０８は、検出した吸入空気量Ｑｉｎを示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４７】
燃料タンク２１４は、複数のインジェクタ１６および燃料添加装置５６ｃに供給するための燃料を貯留する。燃料ポンプ２１０は、制御装置２００からの制御信号に応じて動作し、燃料タンク２１４に貯留される燃料をコモンレール１４に圧送したり、燃料添加装置５６ｃに供給したりする。燃料ポンプ２１０と燃料タンク２１４との間の燃料が流通する通路には燃料フィルタ２１２が設けられる。燃料フィルタ２１２は、流通する燃料に含まれる異物を捕集する。
【００４８】
［高温の排気を防止するための制御］
以上のような構成を有するエンジン１においては、車両２の停車中にＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を実行する場合、排気口からの排気により周辺の物を加熱してしまう。
【００４９】
そこで、この実施の形態においては、制御装置２００は、車両２の停車中に再生制御の実行によって排気通路の出口温度が判定値を超えたときに出口温度を下げるための制御を実行する。
【００５０】
これにより、停車中に排気通路の出口の温度が高くなり過ぎないようにすることができる。その結果、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生のための熱による周辺にある物の加熱を抑制することができる。
【００５１】
（第１実施形態）
図２は、第１実施形態における高温排気防止処理の流れを示すフローチャートである。この高温排気防止処理は、メイン処理から所定の制御周期ごとに呼出されて、制御装置２００によって実行される。図２を参照して、制御装置２００は、車速センサ２０４からの信号で示される車速Ｖが０である、かつ、エンジン回転速度センサ２０２からの信号で示されるエンジン回転速度ＮＥが０でないことにより、車両２が停車中であるか否かを判断する（ステップ（以下「Ｓ」と記載する）１０１）。
【００５２】
車両２が停車中である（Ｓ１０１でＹＥＳ）と判断した場合、制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタの再生制御の実行中であるか否かを判断する（Ｓ１０２）。再生制御の実行中には、制御装置２００によって、排気処理装置５６の燃料添加装置５６ｃから燃料が添加されるように制御される。このため、制御装置２００が、燃料添加装置５６ｃにより燃料が添加されるように制御している場合に、再生制御の実行中であると判断する。
【００５３】
再生制御の実行中である（Ｓ１０２でＹＥＳ）と判断した場合、制御装置２００は、第３排気温度センサ５６ｈからの信号で示される第３排気温度Ｔｅｘ３に基づいて、排気通路の出口の温度であるＴ／Ｐ（Tail  Pipe）ガス温の推定値を算出する（Ｓ１０３）。
【００５４】
Ｔ／Ｐガス温の推定値は、第３排気温度Ｔｅｘ３を用いて算出するのであれば、公知のどのような方法で算出してもよい。たとえば、Ｔ／Ｐガス温の推定値は、第３排気温度Ｔｅｘ３から、第３排気温度センサ５６ｈから排気通路の出口までの温度損失を減算することで算出される。温度損失は、第３排気温度Ｔｅｘ３から排気管壁温を引いたものに、第３排気温度Ｔｅｘ３と吸入空気量とから特定される所定係数を掛けることで算出される。所定係数は、１から到達温度割合を引いたものである。到達温度割合は、第３排気温度Ｔｅｘ３と吸入空気量との値の組合せに対応する到達温度割合が予め定められた２次元マップを用いて特定される。
【００５５】
排気管壁温は、前回の制御周期の排気管壁温に、排気管が受けた熱により上がった受熱温度を加算して、排気管から大気に逃げた熱により下がった放熱温度を減算することで算出される。受熱温度は、前回の制御周期の温度損失に、吸入空気量と制御周期とを掛け、排気が通る排気系の重量と排気系の比熱とで割ることで算出される。放熱温度は、放熱エネルギに、制御周期を掛け、排気系の重量と排気系の比熱とで割ることで算出される。放熱エネルギは、放熱エネルギのベース値に、車速風放熱エネルギを加算することで算出される。放熱エネルギのベース値は、前回の制御周期の排気管壁温から外気温を減算した温度差と、吸入空気量との値の組合せに対応する放熱エネルギのベース値が予め定められた２次元マップを用いて特定される。車速風放熱エネルギは、車速に対応する車速風放熱エネルギが予め定められた１次元マップを用いて特定される（車速が０のときは車速風放熱エネルギは０である）。
【００５６】
なお、第３排気温度センサ５６ｈからの信号は、多少の変動があるので、第３排気温度Ｔｅｘ３は、なまし処理（平準化処理）を施してから用いることが望ましい。
【００５７】
また、上述した各パラメータのうちのいずれか複数の組合せに対応するＴ／Ｐガス温の推定値が予め定められたマップを用いて、Ｔ／Ｐガス温の推定値が特定されるようにしてもよい。
【００５８】
次に、制御装置２００は、現在時刻において、算出したＴ／Ｐガス温の推定値が、第１判定値を示す線上の値以上となったか否かを判断する（Ｓ１０４）。
【００５９】
図３は、第１実施形態におけるＴ／Ｐガス温の推定値の判定を説明するための図である。図３を参照して、第１判定値を示す線で示される第１判定値としての温度は、車両２がアイドル状態で停車された後の経過時間の増加に応じて減少し、或る値まで減少すると、経過時間が増加しても一定の値となる。
【００６０】
Ｔ／Ｐガス温の推定値は、車両２がアイドル状態で停車されているときに、ＰＭ除去フィルタの再生制御が実行されると、第１判定値に迫る値で推移する。図３の例では、破線で示される経過時間となったときに、第１判定値に達する。
【００６１】
図２に戻って、Ｔ／Ｐガス温の推定値が第１判定値を示す線上の値以上となった（Ｓ１０４でＹＥＳ）と判断した場合、制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を禁止する（Ｓ１０５）。これにより、再生制御が実行されていた場合には再生制御が強制的に終了させられる。その結果、図３で示すように、Ｔ／Ｐガス温の推定値は低下し、第１判定値を下回るようになる。
【００６２】
停車中でない（Ｓ１０１でＮＯ）と判断した場合、再生制御の実行中でない（Ｓ１０２でＮＯ）と判断した場合、Ｔ／Ｐガス温の推定値が第１判定値を示す線上の値以上となっていない（Ｓ１０４でＮＯ）と判断した場合、および、Ｓ１０５の後、制御装置２００は、車両２の走行が開始されたか、または、手動でのＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御の開始操作がされたか否かを判断する（Ｓ１０６）。
【００６３】
走行が開始された、または、再生制御の開始操作がされた（Ｓ１０６でＹＥＳ）と判断した場合、制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御の禁止を解除、つまり、許可する（Ｓ１０７）。これにより、再生制御を実行する条件が成立している場合は再生制御の実行が再開される。
【００６４】
走行が開始されておらず、再生制御の開始操作がされていない（Ｓ１０６でＮＯ）と判断した場合、および、Ｓ１０７の後、制御装置２００は、実行する処理をこの処理の呼出元の処理に戻す。
【００６５】
（第２実施形態）
第１実施形態においては、高温の排気を防止するための制御として、第１判定値に基づくＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を禁止する制御を実行するようにした。第２実施形態においては、高温の排気を防止するための制御として、第１実施形態の制御に加えて、第２判定値に基づくエンジン１のアイドル状態の回転速度を低下させる制御を実行するようにする。
【００６６】
図４は、第２実施形態における高温排気防止処理の流れを示すフローチャートである。この高温排気防止処理は、メイン処理から所定の制御周期ごとに呼出されて、制御装置２００によって実行される。図４を参照して、Ｓ１１１〜Ｓ１１３の処理は、それぞれ、図２のＳ１０１〜Ｓ１０３の処理と同じであるので、重複する説明は繰返さない。
【００６７】
Ｓ１１３の後、制御装置２００は、アイドル状態でのエンジン１の回転速度を低下させる制御中であるか否かを判断する（Ｓ１１４）。アイドル回転速度の低下制御中でない（Ｓ１１４でＮＯ）と判断した場合、制御装置２００は、制御装置２００は、現在時刻において、算出したＴ／Ｐガス温の推定値が、第２判定値を示す線上の値以上となったか否かを判断する（Ｓ１１５）。
【００６８】
図５は、第２実施形態におけるＴ／Ｐガス温の推定値の判定を説明するための図である。図５を参照して、第２判定値を示す線で示される第２判定値としての温度は、第１判定値と同様、車両２がアイドル状態で停車された後の経過時間の増加に応じて減少し、或る値まで減少すると、経過時間が増加しても一定の値となる。第２判定値を示す線の減少していく部分は、第１判定値を示す線の減少していく部分よりも数十℃低い。
【００６９】
Ｔ／Ｐガス温の推定値は、車両２がアイドル状態で停車されているときに、ＰＭ除去フィルタの再生制御が実行されると、第２判定値および第１判定値に迫る値で推移する。図５の例では、破線で示される第１段階の経過時間となったときに、第２判定値に達する。また、破線で示される第２段階の経過時間となったときに、第１判定値に達する。
【００７０】
図４に戻って、Ｔ／Ｐガス温の推定値が第２判定値を示す線上の値以上となった（Ｓ１１５でＹＥＳ）と判断した場合、制御装置２００は、アイドル状態のエンジンの回転速度を低下させる制御の実行を開始する（Ｓ１１６）。これにより、時間当りの排気のエネルギが減少するため、Ｔ／Ｐガス温の推定値の低下が期待される。また、第１実施形態と異なり、まず、エンジンのアイドル状態の回転速度を低下させるため、少しでも、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を禁止するのを遅らせることができる。
【００７１】
アイドル回転速度の低下制御中である（Ｓ１１４でＹＥＳ）と判断した場合、Ｓ１１７の処理を実行する。Ｓ１１７およびＳ１１８の処理は、それぞれ、図２のＳ１０４およびＳ１０５の処理と同じであるので、重複する説明は繰返さない。
【００７２】
停車中でない（Ｓ１１１でＮＯ）と判断した場合、再生制御の実行中でない（Ｓ１１２でＮＯ）と判断した場合、Ｔ／Ｐガス温の推定値が第２判定値を示す線上の値以上となっていない（Ｓ１１５でＮＯ）と判断した場合、Ｓ１１６の後、Ｔ／Ｐガス温の推定値が第１判定値を示す線上の値以上となっていない（Ｓ１１７でＮＯ）と判断した場合、および、Ｓ１１８の後、制御装置２００は、Ｓ１１９の処理を実行する。Ｓ１１９およびＳ１２０の処理は、それぞれ、図２のＳ１０６およびＳ１０７の処理と同じであるので、重複する説明は繰返さない。
【００７３】
［変形例］
（１）  前述した実施の形態においては、図２のＳ１０３および図４のＳ１１３で示したように、ＡＳＣ５６ｇから流出する排気の温度である第３排気温度Ｔｅｘ３に基づいてＴ／Ｐガス温の推定値を算出するようにした。しかし、これに限定されず、他の温度センサからの信号に基づいてＴ／Ｐガス温の推定値を算出するようにしてもよい。たとえば、Ｔ／Ｐガス温の推定値を、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの内部の排気の温度である第１排気温度Ｔｅｘ１に基づいて算出してもよいし、ＳＣＲ触媒５６ｅに流入する排気の温度である第２排気温度Ｔｅｘ２に基づいて算出してもよい。
【００７４】
ただし、排気通路の出口に最も近い排気通路の最後端の温度センサからの信号で示される温度に基づいてＴ／Ｐガス温を算出することが好ましい。このため、前述した実施の形態においては、第３排気温度Ｔｅｘ３に基づいてＴ／Ｐガス温を算出することが好ましい。
【００７５】
また、排気通路の他の部分に温度センサを設けて、当該温度センサからの信号に基づいてＴ／Ｐガス温の推定値を算出するようにしてもよい。また、排気通路の出口に温度センサを設けて、当該温度センサからの信号に基づいてＴ／Ｐガス温自体を算出するようにしてもよい。
【００７６】
（２）  前述した実施の形態においては、図３および図５で示したように、１つのマップを用いてＴ／Ｐガス温の推定値を判定するようにした。しかし、これに限定されず、車両２の停車前に、車両２が後退していた場合と、前進していた場合とで、異なるマップを用いてＴ／Ｐガス温の推定値を判定するようにしてもよい。車両２が前進した後に停車した場合の方が、後退した後に停車した場合よりも、排気通路の出口の排気口の周辺の物からの距離が長くなると考えられる。このため、前進した後に停車した場合には、図３および図５で示した第１判定値および第２判定値よりも緩い条件の判定値（第１判定値および第２判定値よりも高い判定値）を用いることができる。これにより、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を、より継続することができる。
【００７７】
（３）  前述した実施の形態においては、図２のＳ１０５および図４のＳ１１８で示したように、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を禁止するようにした。しかし、これに限定されず、Ｔ／Ｐガス温が低下するのであれば、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を抑制するようにしてもよい。たとえば、再生制御の温度を、高い温度から、再生可能な最低限の温度に変更するようにしてもよい。
【００７８】
（４）  前述した実施の形態においては、Ｔ／Ｐガス温の推定値が判定値以上となったときに、再生制御を禁止することで再生制御を抑制するようにした。しかし、これに限定されず、Ｔ／Ｐガス温の推定値と判定値との差に応じて段階的に再生制御を抑制するようにしてもよい。たとえば、Ｔ／Ｐガス温の推定値と判定値との差が小さい場合には、大きい場合と比較して、再生制御の温度を低くするようにしてもよい。
【００７９】
（５）  前述した実施の形態においては、排気処理装置５６が制御装置２００によって制御されることとした。このことは、制御装置２００の中に排気処理装置５６の制御装置が含まれていると捉えることができる。また、制御装置２００とは別に、排気処理装置５６専用の制御装置を設けるようにしてもよい。
【００８０】
（６）  前述した実施の形態を、排気処理装置５６の開示として捉えることができる。また、排気処理装置５６の制御装置２００の開示、または、排気処理装置５６の制御方法の開示として捉えることができる。また、エンジン１、または、車両２の開示として捉えることができる。
【００８１】
［効果］
（１）  図１で説明したように、排気処理装置５６は、車両２に搭載されるエンジン１の排気通路を流れる排気に含まれる粒子状物質を捕集するＰＭ除去フィルタ５６ｂと、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに流入する排気を昇温する昇温部と、昇温部によって昇温された排気によってＰＭ除去フィルタ５６ｂに堆積した粒子状物質を燃焼させる再生制御を実行する制御装置２００とを備える。図２のＳ１０１〜Ｓ１０５、および、図４のＳ１１１〜Ｓ１１８で示したように、制御装置２００は、停車中に再生制御の実行によって排気通路の出口温度が第１判定値または第２判定値を超えたときにＴ／Ｐガス温を下げるための制御（たとえば、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御、エンジン１のアイドル状態での回転速度の低下制御）を実行する。
【００８２】
これにより、排気通路の出口の周辺にある物との距離を検出するセンサのようなものを設けなくても、車両２の停車中に排気通路の出口の温度が高くなり過ぎないようにすることができる。その結果、製造コストを増加させずに、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生のための熱による周辺にある物の加熱を抑制することができる。
【００８３】
（２）  図２のＳ１０５および図４のＳ１１８で示したように、制御装置２００は、Ｔ／Ｐガス温を下げるための制御として、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を抑制する。これにより、排気通路の出口の温度を抑制することができる。
【００８４】
（３）  図２のＳ１０５および図４のＳ１１８で示したように、制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を禁止することでＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を抑制する。これにより、排気通路の出口の温度を大幅に低下させることができる。
【００８５】
（４）  図４のＳ１１６で示したように、制御装置２００は、出口温度を下げるための制御として、エンジン１の回転速度を下げる。これにより、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御をできるだけ継続させることができる。
【００８６】
（５）  図４のＳ１１７，Ｓ１１８で示したように、制御装置２００は、エンジン１の回転速度を下げた後に出口温度が第２判定値よりも高い第１判定値を超えたときに、出口温度を下げるための追加の制御として、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を抑制する。これにより、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御をできるだけ継続させつつ、周辺にある物の加熱を抑制することができる。
【００８７】
（６）  図３および図５で示したように、第１判定値および第２判定値は、車両２の停車からの経過時間に応じて小さくなる値である。停車からの経過時間が長くなる程、周辺にある物の加熱時間が長くなる。これにより、停車からの経過時間に応じて判定値を小さくすることによって、加熱時間に応じた適切な判定をすることができる。
【００８８】
（７）  図１で示したように、排気通路におけるＰＭ除去フィルタ５６ｂと排気通路の出口との間に設けられ、排気の温度を検出する第３排気温度センサ５６ｈをさらに備える。制御装置２００は、第３排気温度センサ５６ｈによって検出された第３排気温度Ｔｅｘ３から出口温度を推定する。これにより、出口温度を適切に推定することができる。
【００８９】
（８）  図１で示したように、昇温部は、排気通路におけるＰＭ除去フィルタ５６ｂよりも上流の位置に設けられ、排気通路内に燃料を添加する燃料添加装置５６ｃと、排気通路における、ＰＭ除去フィルタ５６ｂよりも上流、かつ、燃料添加装置５６ｃよりも下流に設けられ、燃料添加装置５６ｃによって添加された燃料を用いて排気を昇温する酸化触媒５６ａとを含む。これにより、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を効率良く実行することができる。
【００９０】
（９）  図１で説明したように、制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに捕集された粒子状物質の堆積量が所定量よりも大きいときに、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を実行する。これにより、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を適切に実行することができる。
【００９１】
（１０）  変形例で説明したように、制御装置２００は、車両２の停車前に後進をしていた場合、前進をしていた場合と比較して低い判定値を用いて、出口温度が判定値を超えたかを判定する。車両２が前進した後に停車した場合の方が、後退した後に停車した場合よりも、排気通路の出口の排気口の周辺の物からの距離が長くなると考えられる。このため、後退した後に停車した場合には、図３および図５で示した第１判定値および第２判定値よりも厳しい条件の判定値（第１判定値および第２判定値よりも低い判定値）を用いる。これにより、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御を、より継続することができる。
【００９２】
今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９３】
１  エンジン、２  車両、１０  エンジン本体、１２  気筒、１４  コモンレール、１６  インジェクタ、２０  エアクリーナ、２２  第１吸気管、２４  第２吸気管、２６  インタークーラ、２７  第３吸気管、２８  吸気マニホールド、２９  ディーゼルスロットルバルブ、３０  過給機、３２  コンプレッサ、３４  コンプレッサホイール、３６  タービン、３８  タービンホイール、４２  連結軸、５０  排気マニホールド、５２  第１排気管、５４  第２排気管、５６  排気処理装置、５６ａ  酸化触媒、５６ｂ  除去フィルタ、５６ｃ  燃料添加装置、５６ｄ  第１排気温度センサ、５６ｅ  ＳＣＲ触媒、５６ｆ  第２排気温度センサ、５６ｈ  第３排気温度センサ、５８  第３排気管、６０  ＥＧＲ装置、６２  ＥＧＲバルブ、６４  ＥＧＲクーラ、６６  ＥＧＲ通路、２００  制御装置、２０２  エンジン回転速度センサ、２０４  車速センサ、２０５  アクセル開度センサ、２０６  水温センサ、２０８  エアフローメータ、２１０  燃料ポンプ、２１２  燃料フィルタ、２１４  燃料タンク。
【図１】
2020020298.tif 000003
【図２】
2020020298.tif 000004
【図３】
2020020298.tif 000005
【図４】
2020020298.tif 000006
【図５】
2020020298.tif 000007