(57)【要約】【課題】触媒の再生処理を効率的に行うことで、燃費悪化を抑制することが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】内燃機関の排気浄化装置は、一部の通路が第１及び第２分岐通路に分岐された排気通路、及び、第１及び第２分岐通路にそれぞれ設けられた第１及び第２排気浄化触媒を有する。触媒再生処理手段は、第１及び第２排気浄化触媒の一方の触媒における排気浄化処理の実行中に、当該触媒から排出された排気ガスを第１及び第２排気浄化触媒の他方の触媒の上流側へ還流させることで、触媒の再生処理を行う。これにより、排気浄化処理により触媒中で反応して高温となったガスを、再生処理すべき触媒に供給することができ、再生処理の実行における条件を維持しやすくなると共に、再生処理を連続的に行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部の通路が第１分岐通路と第２分岐通路とに分岐している排気通路と、前記第１分岐通路に設けられた第１排気浄化触媒と、前記第２分岐通路に設けられた第２排気浄化触媒と、を有する内燃機関の排気浄化装置であって、
前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒のうちの一方の触媒における排気浄化処理の実行中に、当該触媒から排出された排気ガスを、前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒のうちの他方の触媒の上流側へ還流させることで、当該他方の触媒の機能を再生させるための再生処理を実行する触媒再生処理手段を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記触媒再生処理手段は、前記再生処理を実行している触媒から排出された排気ガスを、更に、当該触媒の上流側へ還流させることで、前記再生処理を実行する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記触媒再生処理手段は、前記再生処理を実行している触媒への、前記内燃機関からの排気ガスの供給を遮断する請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記触媒再生処理手段は、前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒のうちの一方に対する前記再生処理の終了後に、前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒のうちの他方に対して前記再生処理を実行することで、前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒に対して交互に前記再生処理を実行することを繰り返す請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒は、触媒を担持したパーティキュレートフィルタである請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒の状態を取得する触媒状態取得手段と、
前記触媒状態取得手段が取得した状態に基づいて、前記再生処理を実行している触媒の上流側へ還流させるガス量を制御する還流ガス量制御手段と、を更に備える請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記還流ガス量制御手段は、ポンプの吐出量を制御することで、前記還流させるガス量を制御する請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒の機能を再生させるための処理を行う内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術が、例えば特許文献１乃至３に提案されている。特許文献１には、排気通路中に複数の通路に分岐される分岐通路を設け、各分岐通路内にＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）を内蔵し、ＰＭ再生時には再生すべきＤＰＦを排気通路から独立させて、加熱手段によりＤＰＦを加熱すると共に、再生ガスを供給してＰＭ再生を行うことが提案されている。特許文献２には、複数に分岐した排気通路に複数のＤＰＦを設け、ＰＭ再生時には再生すべきＤＰＦを排気通路から独立させ、排気ガスの一部を放電により活性化させオゾンを生成して再生ガスとして供給することで、ＰＭ再生を行うことが提案されている。特許文献３には、ハイブリッド車両において、排気通路にＮＯｘ吸蔵還元を行う第１及び第２触媒を設け、電動アシストターボ過給機を駆動して、第１及び第２触媒から流出したＮＯｘ及び燃料を低圧ＥＧＲ通路を通して吸気通路に戻し、第１及び第２触媒へ循環させることが提案されている。その他にも、本発明に関連する技術が、特許文献４及び５に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２２９２２号公報
【特許文献２】特開２００６−２９１３２号公報
【特許文献３】特開２００６−２００３６２号公報
【特許文献４】特開平５−３３２１２４号公報
【特許文献５】特開２００１−７３７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、ＰＭ再生処理を行うために、加熱手段によってＤＰＦを加熱する必要があった。そのため、例えば電気ヒータを用いて加熱する場合にはその分の電力が必要となり、また、例えばバーナ装置を用いて燃料添加して加熱を行う場合にはその分の燃料が必要となり、燃費悪化が生じてしまう場合があった。更に、このような方法では、供給する酸素量・熱量の制御を適切に行うことができずに、触媒床温が急激に上昇してしまうおそれがあった。なお、上記した特許文献２乃至５には、このような燃費悪化などを抑止しつつ、触媒の再生処理を適切に行うことが可能な技術については記載されていない。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、触媒の再生処理を効率的に行うことで、燃費悪化を抑制することが可能な内燃機関の排気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】
【０００６】
本発明の１つの観点では、一部の通路が第１分岐通路と第２分岐通路とに分岐している排気通路と、前記第１分岐通路に設けられた第１排気浄化触媒と、前記第２分岐通路に設けられた第２排気浄化触媒と、を有する内燃機関の排気浄化装置は、前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒のうちの一方の触媒における排気浄化処理の実行中に、当該触媒から排出された排気ガスを、前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒のうちの他方の触媒の上流側へ還流させることで、当該他方の触媒の機能を再生させるための再生処理を実行する触媒再生処理手段を備える。
【０００７】
上記の内燃機関の排気浄化装置は、一部の通路が第１及び第２分岐通路に分岐された排気通路、及び、第１及び第２分岐通路にそれぞれ設けられた第１及び第２排気浄化触媒（以下、単に「触媒」とも表記する。）を有する。触媒再生処理手段は、第１及び第２排気浄化触媒のいずれかの触媒の機能を再生させるための再生処理を実行する。具体的には、第１及び第２排気浄化触媒のうちの一方の触媒における排気浄化処理の実行中に、当該触媒から排出された排気ガスを第１及び第２排気浄化触媒のうちの他方の触媒の上流側へ還流させることで再生処理を行う。これにより、排気浄化処理により触媒中で反応して高温となったガスを、再生処理すべき触媒に供給することができる。よって、再生処理の実行における条件を維持しやすくなると共に、再生処理を連続的に行うことができる。したがって、触媒の再生処理を効率良く行うことができ、再生処理による燃費悪化を抑制することが可能となる。
【０００８】
上記の内燃機関の排気浄化装置の一態様では、前記触媒再生処理手段は、前記再生処理を実行している触媒から排出された排気ガスを、更に、当該触媒の上流側へ還流させることで、前記再生処理を実行する。
【０００９】
この態様では、触媒再生処理手段は、排気浄化処理により触媒中で反応して高温となったガスだけでなく、再生処理により高温となったガスも、再生処理すべき触媒に対して供給する。これにより、触媒の再生処理を更に効率良く行うことが可能となる。
【００１０】
上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様では、前記触媒再生処理手段は、前記再生処理を実行している触媒への、前記内燃機関からの排気ガスの供給を遮断する。
【００１１】
この態様によれば、内燃機関からの排気ガスの供給により、再生処理中の触媒の温度が再生処理に適切な温度から外れてしまうこと（例えば温度が低下してしまうこと）を抑制することが可能となる。
【００１２】
上記の内燃機関の排気浄化装置において好適には、前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒のうちの一方に対する前記再生処理の終了後に、前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒のうちの他方に対して前記再生処理を実行することで、前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒に対して交互に前記再生処理を実行することを繰り返すことができる。
【００１３】
上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様では、前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒は、触媒を担持したパーティキュレートフィルタである。
【００１４】
この態様では、第１及び第２排気浄化触媒はＤＰＦを備える。この態様によれば、一方の触媒のＰＭ再生処理中に、他方の触媒において排気浄化処理を行うことで、再生処理中の触媒へ比較的高温且つ適当な酸素濃度のガスを供給することができる。よって、ＰＭ再生処理を効率良く行うことが可能となる。
【００１５】
上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様では、前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒である。
【００１６】
この態様では、第１及び第２排気浄化触媒はＮＯｘ吸蔵還元触媒を備える。この態様によれば、一方の触媒の再生処理中に、他方の触媒において排気浄化処理を行うことで、再生処理中の触媒へ比較的高温のガスを供給することができる。よって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生処理を効率良く行うことが可能となる。
【００１７】
上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様では、前記第１排気浄化触媒及び前記第２排気浄化触媒の状態を取得する触媒状態取得手段と、前記触媒状態取得手段が取得した状態に基づいて、前記再生処理を実行している触媒の上流側へ還流させるガス量を制御する還流ガス量制御手段と、を更に備える。
【００１８】
この態様によれば、還流させるガス量を制御することで、再生処理における再生速度を制御することが可能となる。よって、例えば、高酸素濃度のガスの還流に起因する、触媒の急激な温度上昇などを適切に防止することが可能となる。
【００１９】
好適な実施例では、前記還流ガス量制御手段は、ポンプの吐出量を制御することで、前記還流させるガス量を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２１】
［装置構成］
図１は、本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用された車両１００の概略構成を示すブロック図である。なお、図１において、実線の矢印はガスの流れの一例を示し、破線の矢印は信号の入出力を示す。
【００２２】
車両１００は、主に、ＥＣＵ（Engine Control Unit）７と、エンジン（内燃機関）１０と、燃料噴射弁１５と、燃料添加弁１６と、吸気通路２０と、エアクリーナ２１と、スロットル弁２２と、ターボチャージャ２３と、インタークーラ２４と、排気通路２５と、ＥＧＲ装置４０と、前段触媒５０と、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）５１ａ、５１ｂと、還流排気通路５５と、ブロア５６と、切り替え弁５８ａ、５８ｂと、差圧センサ７０ａ、７０ｂと、排気温度センサ７１ａ、７１ｂと、Ａ／Ｆセンサ７２と、を備える。車両１００は、例えばハイブリッド車両として構成される。
【００２３】
エンジン１０は、例えば直列４気筒のディーゼルエンジンとして構成され、車両１００における走行用動力源を出力する。エンジン１０の各気筒は、インテークマニホールド１１及びエキゾーストマニホールド１２に接続されている。以下、インテークマニホールドのことを単に「インマニ」と表記し、エキゾーストマニホールドのことを単に「エキマニ」と表記する。エンジン１０は、各気筒に設けられた燃料噴射弁１５と、各燃料噴射弁１５に対して高圧の燃料を供給するコモンレール１４とを備え、コモンレール１４には不図示の燃料ポンプにより燃料が高圧状態で供給される。
【００２４】
インマニ１１に接続された吸気通路２０には、上流側から順に、エンジン１０への吸気を浄化するエアクリーナ２１と、吸気を過給するターボチャージャ２３のコンプレッサ２３ａと、吸気を冷却するインタークーラ２４と、空気量を調整するスロットル弁２２と、が設けられている。エキマニ１２には、排気通路２５、及び排気ガスを吸気系へ還流させるためのＥＧＲ装置４０におけるＥＧＲ通路４１が接続されている。ＥＧＲ通路４１には、還流させる排気ガス量（ＥＧＲ量）を調整可能なＥＧＲ弁４２が設けられている。また、エキマニ１２には、排気通路２５へ燃料を添加する燃料添加弁１６が設けられている。燃料添加弁１６は、ＥＣＵ７から供給される制御信号Ｓ１６によって制御される。
【００２５】
排気通路２５には、排気ガスのエネルギーによって回転されるターボチャージャ２３のタービン２３ｂと、排気ガスを浄化可能な前段触媒５０とが設けられている。また、排気通路２５は、前段触媒５０の下流側において、通路の一部が分岐通路２５ａと分岐通路２５ｂとに分岐している。分岐通路２５ａ、２５ｂには、それぞれ、触媒を担持したパーティキュレートフィルタとして構成されたＤＰＦ５１ａ、５１ｂと、当該ＤＰＦ５１ａ、５１ｂにおける上流側と下流側との圧力の差（差圧）を検出可能な差圧センサ７０ａ、７０ｂと、当該ＤＰＦ５１ａ、５１ｂにおける下流側の排気ガスの温度を検出可能な排気温度センサ７１ａ、７１ｂと、が設けられている。差圧センサ７０ａ、７０ｂは、それぞれ、検出した差圧に対応する検出信号Ｓ７０ａ、Ｓ７０ｂをＥＣＵ７に供給する。排気温度センサ７１ａ、７１ｂは、それぞれ、検出した排気温度に対応する検出信号Ｓ７１ａ、Ｓ７１ｂをＥＣＵ７に供給する。なお、分岐通路２５ａ、２５ｂは第１分岐通路及び第２分岐通路に相当し、ＤＰＦ５１ａ、５１ｂは第１排気浄化触媒及び第２排気浄化触媒に相当する。
【００２６】
分岐通路２５ａと分岐通路２５ｂとの合流箇所の下流側における排気通路２５には、排気ガスのＡ／Ｆ（空燃比）を検出可能なＡ／Ｆセンサ７２が設けられており、分岐通路２５ａ、２５ｂへ排気ガスを還流可能に構成された還流排気通路５５が接続されている。Ａ／Ｆセンサ７２は、検出したＡ／Ｆに対応する検出信号Ｓ７２をＥＣＵ７に供給する。還流排気通路５５は、還流させるガス量を調整可能なブロア５６が設けられており、ブロア５６の下流側において通路が分岐通路５５ａと分岐通路５５ｂとに分岐している。ブロア５６は、図示しない駆動回路を介して、ＥＣＵ７から供給される制御信号Ｓ５６によって制御される。例えば、還流排気通路５５（分岐通路５５ａ、５５ｂ）より還流させるガス量（以下、「ブロア流量」と呼ぶ。）の制御が行われる。
【００２７】
分岐通路５５ａ、５５ｂは、それぞれ、ＤＰＦ５１ａ、５１ｂの上流側の分岐通路２５ａ、２５ｂに接続されている。分岐通路２５ａ、２５ｂと分岐通路５５ａ、５５ｂとの接続箇所には、それぞれ、切り替え弁５８ａ、５８ｂが設けられている。切り替え弁５８ａ、５８ｂは、分岐通路２５ａ、２５ｂへの、エンジン１０からの排気ガスの供給／遮断の切り替え、及び、分岐通路２５ａ、２５ｂへの、分岐通路５５ａ、５５ｂより還流される排気ガス（以下、「還流排気ガス」と呼ぶ。）の供給／遮断の切り替え、を行うことが可能に構成されている。即ち、切り替え弁５８ａ、５８ｂは、エンジン１０からの排気ガスの供給を遮断して還流排気ガスを分岐通路２５ａ、２５ｂへ供給するのか、それとも、還流排気ガスの供給を遮断してエンジン１０からの排気ガスを分岐通路２５ａ、２５ｂへ供給するのか、を切り替え可能に構成されている。切り替え弁５８ａ、５８ｂは、それぞれ、図示しないアクチュエータを介して、ＥＣＵ７から供給される制御信号Ｓ５８ａ、Ｓ５８ｂによって制御される。当該アクチュエータとして、切り替え弁５８ａ、５８ｂの両方を制御する単一の装置を用いても良いし、切り替え弁５８ａ、５８ｂのそれぞれを制御する別個の装置を用いても良い。
【００２８】
切り替え弁５８ａ、５８ｂは、基本的には、分岐通路２５ａ、２５ｂのうちの一方に対しては、エンジン１０からの排気ガスの供給が遮断されて還流排気ガスのみが供給されるように、また、分岐通路２５ａ、２５ｂのうちの他方に対して、還流排気ガスの供給が遮断されてエンジン１０からの排気ガスのみが供給されるように、ＥＣＵ７によって制御される。言い換えると、ＤＰＦ５１ａ、５１ｂのうちの一方に対してはエンジン１０からの排気ガスのみが供給され、ＤＰＦ５１ａ、５１ｂのうちの他方に対しては還流排気ガスのみが供給されるように（なお、ブロア５６がオフのときは還流排気ガスは供給されない）、ＥＣＵ７によって制御される。図１では、ＤＰＦ５１ａに対しては還流排気ガスが供給され、ＤＰＦ５１ｂに対してはエンジン１０からの排気ガスが供給されるように制御した場合を例示している。なお、上記した還流排気ガス（分岐通路５５ａ、５５ｂより還流される排気ガス）には、ＤＰＦ５１ａ、５１ｂの両方から排出されたガスが含まれることとなる。
【００２９】
ＥＣＵ７は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えて構成される。ＥＣＵ７は、車両１００に設けられた各種センサの出力を取得し、これに基づいて車両１００の各構成要素に対する制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ７は、本発明における触媒再生処理手段及び還流ガス量制御手段などとして機能して、ＤＰＦ５１ａ、５１ｂをＰＭ再生するための処理（ＰＭ再生処理）を実行する。なお、ＥＣＵ７は車両１００における他の構成要素の制御も行うが、本実施形態と特に関係の無い部分については説明を省略する。
【００３０】
なお、以下では、ＤＰＦ５１ａ、５１ｂを区別しないで用いる場合には単に「ＤＰＦ５１」と表記し、差圧センサ７０ａ、７０ｂを区別しないで用いる場合には単に「差圧センサ７０」と表記し、排気温度センサ７１ａ、７１ｂを区別しないで用いる場合には単に「排気温度センサ７１」と表記する。
【００３１】
［ＰＭ再生処理方法］
次に、本実施形態におけるＰＭ再生処理方法について、具体的に説明する。なお、ＰＭ再生処理とは、ＤＰＦ５１におけるＰＭ堆積量が所定量に達した場合に（以下では、当該条件を「ＰＭ再生条件」と呼ぶ。）、当該ＤＰＦ５１に堆積されたＰＭを燃焼除去する処理に該当する。例えば、ＰＭ再生条件が成立したか否かは、ＤＰＦ５１における上流側と下流側との差圧（差圧センサ７０ａ、７０ｂによって検出される差圧）が所定圧力以上となったか否かによって、判定することができる。
【００３２】
本実施形態では、ＤＰＦ５１におけるＰＭ再生条件が成立した場合に、当該ＤＰＦ５１に対して還流排気ガスを還流させることで、ＰＭ再生処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ７は、ＤＰＦ５１ａ、５１ｂのうちの一方の触媒における排気浄化処理の実行中に排出された排気ガスを、ＤＰＦ５１ａ、５１ｂのうちの他方の触媒の上流側へ還流させることで、当該他方のＤＰＦ５１に対するＰＭ再生処理を実行する。また、ＰＭ再生処理を実行しているＤＰＦ５１から排出された排気ガスも当該ＤＰＦ５１の上流側へ還流させることで、ＰＭ再生処理を実行する。
【００３３】
より具体的には、本実施形態では、前述したように、ＤＰＦ５１の一方のみにエンジン１０からの排気ガスを供給し、他方のＤＰＦ５１にはエンジン１０からの排気ガスの供給を遮断するため、当該一方のＤＰＦ５１のみについてＰＭ再生条件が成立することとなるので、ＤＰＦ５１の一方のみに対してＰＭ再生処理を実行することとなる。このように排気浄化処理中のＤＰＦ５１についてＰＭ再生条件が成立した場合、ＥＣＵ７は、そのＤＰＦ５１に対して燃料添加を行うことで、触媒の床温を所定温度まで上昇させる。この後、ＥＣＵ７は、当該ＤＰＦ５１へのエンジン１０からの排気ガスの供給が遮断されて還流排気ガスが供給されるように、加えて、他方のＤＰＦ５１に対してエンジン１０からの排気ガスが供給されるように、切り替え弁５８ａ、５８ｂを制御する。この場合には、当該他方のＤＰＦ５１が排気浄化処理を行うこととなる。つまり、排気浄化処理を行うＤＰＦ５１が切り替わることとなる。
【００３４】
上記のようにＰＭ再生すべき一方のＤＰＦ５１へ還流排気ガスを供給するために、ＥＣＵ７は、ブロア５６に対して制御を行う。具体的には、ＥＣＵ７は、当該ＤＰＦ５１の状態に基づいて、分岐通路５５ａ、５５ｂのいずれかより還流させるガス量（ブロア流量）を制御する。詳しくは、ＥＣＵ７は、適切な酸素濃度の還流排気ガスが還流されるように、ブロア５６に対してブロア流量の制御を行う。こうするのは、ＤＰＦ５１における再生速度を制御するためである。詳しくは、高酸素濃度の還流排気ガスの供給に起因する、ＤＰＦ５１の急激な温度上昇を防止するためである。例えば、ＥＣＵ７は、Ａ／Ｆセンサ７２により検出されたＡ／Ｆに基づいて（より詳しくは検出されたＡ／Ｆより求められる酸素量に基づいて）、ブロア流量を制御する。この場合、Ａ／Ｆセンサ７２は触媒状態取得手段として機能する。
【００３５】
そして、ＥＣＵ７は、ＤＰＦ５１のＰＭ再生が完了した際に、ブロア５６を停止する。例えば、ＤＰＦ５１における上流側と下流側との差圧が所定圧力未満となった際に、ブロア５６を停止する。これにより、ＰＭ再生していたＤＰＦ５１に対して還流排気ガスが供給されなくなる。また、ＥＣＵ７は、前述したように切り替え弁５８ａ、５８ｂを切り替えた後において、排気浄化処理を実行している他方のＤＰＦ５１についてＰＭ再生条件が成立したか否かを判定する。そして、ＥＣＵ７は、当該ＤＰＦ５１についてＰＭ再生条件が成立したと判定された場合（この場合には、基本的には、もう片方のＤＰＦ５１についてのＰＭ再生は完了している）、上記したＰＭ再生処理を同様にして行う。つまり、ＥＣＵ７は、ＤＰＦ５１ａ、５１ｂに対して交互にＰＭ再生処理を行うことを繰り返し実行する。
【００３６】
ここで、図２を参照して、ブロア流量の制御方法の具体例について説明する。図２は、Ａ／Ｆ（横軸）に対して設定すべきブロア流量（縦軸）を規定したマップの一例を示している。図示のように、Ａ／Ｆが大きくなるほど（つまり酸素濃度が高くなるほど）、ブロア流量が減少されることがわかる。ＥＣＵ７は、このようなマップを参照して、現在のＡ／Ｆに対応するブロア流量を取得して、当該ブロア流量が実現されるようにブロア５６に対して制御を行う。
【００３７】
以上説明したＰＭ再生処理方法によれば、排気浄化処理により触媒中で高温となったガス、及びＰＭ再生処理により触媒中で高温となったガスを、ＰＭ再生処理すべきＤＰＦ５１に対して適切に供給することができる。これにより、ＰＭ再生の実行における条件を維持しやすくなると共に、ＰＭ再生を連続的に行うことができる。よって、ＰＭ再生処理を効率良く行うことが可能となる。したがって、ＰＭ再生処理の実行条件に用いるＰＭ堆積量（前述したＰＭ再生条件における所定量）を増加させることができると共に、自己発熱でＰＭ再生を行うことができるため、ＰＭ再生処理による燃費悪化を抑制することが可能となる。
【００３８】
［制御フロー］
次に、図３を参照して、前述したＰＭ再生処理において具体的に行われる制御フローについて説明する。図３は、本実施形態におけるＰＭ再生処理を示したフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ７によって繰り返し実行される。
【００３９】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ７は、ＰＭ再生の対象となっている、ＤＰＦ５１ａ、５１ｂのうちの一方のＰＭ堆積量を算出する。つまり、ＥＣＵ７は、現在、排気浄化処理を行っているほうのＤＰＦ５１のＰＭ堆積量を算出する。１つの例では、ＥＣＵ７は、ＰＭ再生の対象となっているＤＰＦ５１に設けられた差圧センサ７０が検出した差圧に基づいて、ＰＭ堆積量を算出する。他の例では、ＥＣＵ７は、切り替え弁５８ａ、５８ｂの切り替え後における運転状態に基づいて積算されたＰＭ堆積量を、当該差圧センサ７０が検出した差圧によって補正することで、ＰＭ堆積量を算出する。このＰＭ堆積量の算出方法によれば、イグニッションがオフにされてＰＭ堆積量がクリアされても、ＰＭ堆積量を精度良く算出することができる。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０２に進む。
【００４０】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ７は、ＰＭ再生条件が成立したか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ７は、ＤＰＦ５１におけるＰＭ堆積量が所定量に達したか否かを判定する。１つの例では、ＥＣＵ７は、ＰＭ再生の対象となっているＤＰＦ５１の前後に設けられた差圧センサ７０が検出した差圧が、所定圧力以上であるか否かを判定する。この判定に用いる所定圧力は、ＰＭ堆積量が所定量に達している際に得られる差圧に相当する。ＰＭ再生条件が成立した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。これに対して、ＰＭ再生条件が成立していない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０１に戻る。この場合、ＰＭ再生条件が成立するまで、ステップＳ１０１、Ｓ１０２の処理を繰り返し実行する。
【００４１】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ７は、ＰＭ再生の対象となっているＤＰＦ５１を昇温させるために、燃料添加弁１６より燃料添加を行う。具体的には、ＥＣＵ７は、適切にＰＭ再生することが可能な温度（つまり、堆積されたＰＭを適切に燃焼除去することが可能な温度）までＤＰＦ５１を昇温させるのに必要な燃料添加量を算出して、当該燃料添加量が添加されるように燃料添加弁１６に対して制御を行う。そして、処理はステップＳ１０４に進む。
【００４２】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ７は、ＤＰＦ５１の床温が所定温度以上であるか否かを判定する。つまり、ＥＣＵ７は、ＤＰＦ５１が、適切にＰＭ再生することが可能な温度にまで達したか否かを判定する。１つの例では、ＥＣＵ７は、ＰＭ再生の対象となっているＤＰＦ５１の下流側に設けられた排気温度センサ７１が検出した排気温度が、所定温度以上であるか否かを判定する。ＤＰＦ５１の床温が所定温度以上である場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進む。これに対して、ＤＰＦ５１の床温が所定温度未満である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０３に戻る。この場合、ＤＰＦ５１の床温が所定温度以上となるまで燃料添加を繰り返し行う。
【００４３】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ７は、切り替え弁５８ａ、５８ｂに対する制御を行う。具体的には、ＥＣＵ７は、ＰＭ再生の対象となっているＤＰＦ５１へのエンジン１０からの排気ガスの供給が遮断されて還流排気ガスが供給されるように、加えて、もう片方のＤＰＦ５１（現在、ＰＭ再生の対象となっていないＤＰＦ５１）に対してエンジン１０からの排気ガスが供給されるように、切り替え弁５８ａ、５８ｂを制御する。この場合、排気浄化処理を行うＤＰＦ５１が切り替わることとなる。そして、処理はステップＳ１０６に進む。
【００４４】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ７は、ＰＭ再生の対象となっているＤＰＦ５１へ還流排気ガスを供給するために、ブロア５６をオンにする。そして、ＥＣＵ７は、Ａ／Ｆセンサ７２が検出したＡ／Ｆに基づいて、ブロア流量を制御する。具体的には、ＥＣＵ７は、適切な酸素濃度の還流排気ガスが供給されるように、ブロア５６に対してブロア流量の制御を行う。例えば、ＥＣＵ７は、図２に示したようなマップを参照して、現在のＡ／Ｆに対応するブロア流量を取得して、当該ブロア流量が実現されるようにブロア５６に対して制御を行う。そして、処理はステップＳ１０７に進む。なお、ブロア流量を制御しても、適切な酸素濃度の還流排気ガスを供給できないような場合には、ＥＣＵ７は、ブロア５６をオンにしない。
【００４５】
ステップＳ１０７では、ＥＣＵ７は、ＰＭ再生が完了したか否かを判定する。１つの例では、ＥＣＵ７は、ＰＭ再生の対象となっているＤＰＦ５１の前後に設けられた差圧センサ７０が検出した差圧が、所定圧力未満であるか否かを判定する。この判定に用いる所定圧力は、ＰＭ再生が完了している際に得られる差圧に相当する。ＰＭ再生が完了した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０８に進む。この場合、ＥＣＵ７は、ブロア５６を停止する（ステップＳ１０８）。これにより、ＰＭ再生していたＤＰＦ５１への還流排気ガスの供給が停止される。以上の処理が終了すると、処理は終了する。これに対して、ＰＭ再生が完了していない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に戻る。この場合には、ＰＭ再生が完了するまで、ＤＰＦ５１へ還流排気ガスを供給するための制御を継続する。
【００４６】
なお、図３に示す処理の実行時において、詳しくはステップＳ１０５における切り替え弁５８ａ、５８ｂの切り替え後において、排気浄化処理を実行しているＤＰＦ５１（上記したようなＰＭ再生の対象となっていないＤＰＦ５１）におけるＰＭ堆積量の積算が同時に開始される。
【００４７】
以上説明したＰＭ再生処理によれば、ＰＭ再生処理の実行における条件を維持しやすくなると共に、ＰＭ再生処理を連続的に行うことができる。よって、ＰＭ再生処理を効率良く行うことが可能となる。
【００４８】
［変形例］
上記では、排気浄化処理を実行しているＤＰＦ５１から排出された排気ガスだけでなく、ＰＭ再生処理を実行しているＤＰＦ５１から排出された排気ガスも、ＤＰＦ５１の上流側へ還流させることでＰＭ再生処理を実行する実施形態を示したが、これに限定はされない。他の例では、排気浄化処理を実行しているＤＰＦ５１から排出された排気ガスのみを、ＤＰＦ５１の上流側へ還流させることでＰＭ再生処理を実行することができる。これによっても、排気ガスを還流させずにＰＭ再生処理を実行する場合と比較して、ＰＭ再生処理を効率良く行うことが可能となる。
【００４９】
また、上記ではポンプの一例としてブロア５６を用いて排気ガスを還流させる例を示したが、他の形態のポンプを用いて排気ガスを還流させても良い。
【００５０】
更に、本発明は、ＤＰＦ５１に対してＰＭ再生処理を行う場合に適用することに限定されない。本発明は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒（ＮＳＲ触媒）に対してＮＯｘ還元する場合にも、同様に適用することができる。つまり、本発明は、第１及び第２排気浄化触媒としてＤＰＦ５１ａ、５１ｂの代わりにＮＯｘ吸蔵還元触媒を用いた場合に、触媒の機能を再生させるための再生処理としてＮＯｘ還元（リッチスパイク制御など）を行う場合にも適用することができる。この場合にも、一方のＮＯｘ吸蔵還元触媒において触媒の再生処理中に、他方のＮＯｘ吸蔵還元触媒において排気浄化処理を行うことができる。これにより、再生処理中のＮＯｘ吸蔵還元触媒へ比較的高温のガスを供給することができるため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生処理を効率良く行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用された車両の概略構成図を示す。
【図２】ブロア流量の制御方法の一例を説明するための図である。
【図３】本実施形態におけるＰＭ再生処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
７  ＥＣＵ
１０  エンジン（内燃機関）
１６  燃料添加弁
２０  吸気通路
２３  ターボチャージャ
２５  排気通路
２５ａ、２５ｂ  分岐通路
５１ａ、５１ｂ  ＤＰＦ
５５  還流排気通路
５５ａ、５５ｂ  分岐通路
５６  ブロア
５８ａ、５８ｂ  切り替え弁
７０ａ、７０ｂ  差圧センサ
７１ａ、７１ｂ  排気温度センサ
７２  Ａ／Ｆセンサ
１００  車両
【図１】
2010133257.tif 000003
【図２】
2010133257.tif 000004
【図３】
2010133257.tif 000005