(57)【要約】      （修正有）【課題】機関運転状態に応じて変化するＰＭの性状に応じたＰＭ堆積量分布を予測し、ＤＰＦ再生目標温度を設定することで、ＤＰＦに堆積するＰＭの性状（燃焼特性）及びその分布に応じた適切なＤＰＦ再生目標温度に設定し、必要以上にＤＰＦの昇温が行われたり、昇温が不足したりすることを抑制する。【解決手段】機関運転状態に基づいて、ＰＭの燃焼可能温度に応じたＰＭ堆積量のヒストグラムであるＰＭ堆積量分布Ａ，Ｃを予測する。このＰＭ堆積量分布における燃焼可能温度の低温側からの積算値が所定の判定しきい値となる領域Ｂ，Ｄの最大温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔを、ＤＰＦ再生運転におけるＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔとして設定する。ＤＰＦ再生運転中は、上記ＤＰＦの再生温度に基いてＰＭ堆積量分布を更新し、この更新されるＰＭ堆積量分布に応じて再生中のＤＰＦ再生目標温度を更新する。【選択図】図１２
2010144514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路中に、流入する排気中のＰＭを捕集するＤＰＦが設けられ、ＤＰＦ再生運転時には、ＤＰＦを昇温することによりＤＰＦに堆積するＰＭ堆積量を低減する内燃機関の排気浄化装置において、
機関運転状態に基づいて定まるＰＭの性状毎にＰＭ堆積量をヒストグラム化し、ＰＭの性状毎にＰＭ堆積量分布を予測するＰＭ堆積量分布予測手段と、
このＰＭ堆積量分布に基づいて、ＤＰＦ再生目標温度を設定するＤＰＦ再生目標温度設定手段と、を有し、
上記ＰＭ堆積量分布予測手段は、ＤＰＦ再生運転中は、上記ＤＰＦの再生温度に基いてＰＭ堆積量分布を更新し、
上記ＤＰＦ再生目標温度設定手段は、上記ＰＭ堆積量分布予測手段によって更新されるＰＭ堆積量分布に応じて再生中のＤＰＦ再生目標温度を更新することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
上記ＰＭの性状は、ＰＭの燃焼可能温度であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
上記ＤＰＦ再生目標温度設定手段は、上記ＰＭ堆積量分布における燃焼可能温度の低い側から高い側へとＰＭの除去が進行するように、ＤＰＦ再生運転中におけるＤＰＦ再生目標温度を低い側から高い側へと変化させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
上記ＤＰＦ再生目標温度設定手段は、上記ＰＭ堆積量分布における燃焼可能温度の低い側からのＰＭ堆積量の積算値が所定の判定しきい値となるＰＭ除去区間の燃焼可能温度に基づいて、上記ＤＰＦ再生目標温度を設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
上記ＤＰＦの温度が高くなるほど上記判定しきい値が小さくなるように、上記ＤＰＦの温度に基づいて上記判定しきい値を補正することを特徴とする請求項４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、ディーゼルエンジンに代表される内燃機関の排気浄化装置に関し、特に、ＤＰＦの再生技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンでは、排気中のＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ；粒子状物質）の除去が重要な課題となっており、周知のように、このＰＭを捕集するＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ；ディーゼルパティキュレートフィルタ）が設けられ、ＤＰＦ再生時には、ＤＰＦを昇温してＤＰＦに堆積するＰＭを燃焼・除去することによって、ＰＭ堆積量を減少させるＤＰＦ再生運転が行われる。
【０００３】
特許文献１には、ＤＰＦに捕集される成分には煤（ｓｏｏｔ）等の不溶成分と未燃炭化水素（ＨＣ）等の可溶な有機的留分とが含まれ、これらはそれぞれ燃焼するために必要となる温度が異なる点に着目し、ＤＰＦ再生運転におけるＤＰＦ再生目標温度の設定を二段階に分け、先ず低温側の第１の温度までＤＰＦを昇温させて、ＰＭにおける主に未燃炭化水素（ＨＣ）等を燃焼させ、その後、ＰＭ堆積量が所定量まで低下すると、上記第１の温度よりも高温側の第２の温度までＤＰＦを昇温させて、ＰＭの残りの成分を燃焼させている。
【特許文献１】特開２００３−１８４５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関より排出されるＰＭの成分比率，結晶性，燃焼可能温度や燃焼速度などの性状は、機関運転状態に応じて変化する。図８〜図１１は、このような機関運転状態に応じたＰＭの性状を示す特性図である。図８は、ＰＭの燃焼可能温度に応じたＰＭ堆積量のヒストグラムであるＰＭ堆積量分布を示し、内燃機関が低負荷側で運転された場合と内燃機関が高負荷で運転される場合のそれぞれの分布を示している。同図に示すように、ＰＭの燃焼可能温度（あるいは、ＰＭ中の煤（Ｓｏｏｔ）の燃焼可能温度）は、低負荷側で運転されたときに低くなり、高負荷側で運転されたときに高くなる傾向にある。また、図９に示すように、ＤＰＦの温度（以下、床温度あるいはＢＥＤ温度とも呼ぶ）は、ＰＭ燃焼可能温度が高くなるほど高くなり、燃焼速度が大きくなるほど高くなる傾向にある。更に、図１０に示すように、高負荷側で運転されたときには、低負荷側で運転されたときに比して、ＤＰＦのＢＥＤ温度が高くなるまでＰＭ堆積量が低下し難くなる傾向にある。また、図１１に示すように、機関回転数Ｎｅや燃料噴射量（機関負荷）ＱｆｉｎによってもＤＰＦに堆積するＰＭの燃焼可能温度が異なるものとなる。
【０００５】
従って、上述した従来例のように、単にＤＰＦの温度を二段階に分けて昇温するだけでは、有効にＰＭ堆積量を低減することができず、必要以上にＤＰＦの昇温が行われて排気エミッションや燃費の低下を招いたり、ＤＰＦの昇温が不足して十分なＤＰＦ再生が行われないといった不具合を招くおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明では、機関運転状態に基づいて、ＰＭの性状、つまりはＰＭの燃焼特性に応じたＰＭ堆積量のヒストグラムであるＰＭ堆積量分布を予測し、このＰＭ堆積量分布に基づいて、上記ＤＰＦ再生運転におけるＤＰＦ再生目標温度を設定する。そして、ＤＰＦ再生運転中は、上記ＤＰＦの再生温度に基いてＰＭ堆積量分布を更新し、この更新されるＰＭ堆積量分布に応じて再生中のＤＰＦ再生目標温度を更新する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、機関運転状態に応じて変化するＰＭの性状に応じたＰＭ堆積量のヒストグラムであるＰＭ堆積量分布を予測し、これに応じてＤＰＦ再生運転におけるＤＰＦ再生目標温度を設定することで、ＤＰＦに堆積するＰＭの性状（燃焼特性）及びその分布に応じた形で適切なＤＰＦ再生目標温度に設定することができ、必要以上にＤＰＦの昇温が行われたりＤＰＦの昇温が不足したりすることを抑制することができる。しかも、ＤＰＦ再生運転中は、上記ＤＰＦの再生温度に基づいてＰＭ堆積量分布を更新し、この更新されるＰＭ堆積量分布に応じて再生中のＰＭ堆積量分布を更新することで、ＤＰＦ再生運転中にも変化するＰＭ堆積量分布を正確に予測し、精度の高いＤＰＦの再生制御を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好ましい実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を示すシステム図である。内燃機関としてのディーゼルエンジン１の吸気通路２には可変ノズル型のターボチャージャ３の吸気コンプレッサが備えられ、吸入空気は吸気コンプレッサによって過給され、インタークーラ４で冷却され、吸気絞り弁５を通過した後、コレクタ６を経て、各気筒の燃焼室内へ流入する。燃料は、コモンレール式燃料噴射装置、すなわち高圧燃料ポンプ７により高圧化されてコモンレール８に送られ、各気筒の燃料噴射弁９から燃焼室内へ直接噴射される。燃焼室内に流入した空気と噴射された燃料はここで圧縮着火により燃焼し、排気は排気通路１０へ流出する。
【０００９】
排気通路１０へ流出した排気の一部は、ＥＧＲガスとして、ＥＧＲ通路１１によりＥＧＲ弁１２を介して吸気側へ還流される。排気の残りは、可変ノズル型のターボチャージャ３の排気タービンを通り、これを駆動する。ここで、排気通路１０の排気タービン下流には、排気浄化のため、排気空燃比がリーンのときに流入する排気中のＮＯｘをトラップし、排気空燃比がリッチのときトラップしたＮＯｘを脱離浄化するＮＯｘトラップ触媒１３を配置してある。また、このＮＯｘトラップ触媒１３には、酸化触媒（貴金属）を担持させて、流入する排気成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化する機能を持たせてある。
【００１０】
更に、このＮＯｘトラップ触媒１３の下流には、排気中のＰＭを捕集するＤＰＦ１４を配置してある。また、このＤＰＦ１４にも、酸化触媒（貴金属）を担持させて、流入する排気成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化する機能を持たせてある。尚、ＮＯｘトラップ触媒１３とＤＰＦ１４とは、逆に配置してもよいし、ＤＰＦにＮＯｘトラップ触媒を担持させて一体に構成してもよい。
【００１１】
コントロールユニット２０には、エンジン１の制御のため、エンジン回転数Ｎｅ検出用の回転数センサ２１、アクセル開度ＡＰＯ検出用のアクセル開度センサ２２から、信号が入力されている。また、ＮＯｘトラップ触媒１３の温度すなわちＬＮＴ床温度を検出するＬＮＴ温度センサ２３、排気通路１０のＤＰＦ１４入口側にて排気圧力を検出する排気圧力センサ２４、ＤＰＦ１４の温度すなわちＤＰＦ床温度を検出するＤＰＦ温度センサ２５、更に排気通路１０のＤＰＦ１４出口側にて排気空燃比（以下、排気λといい、数値としては空気過剰率で表す）を検出する空燃比センサ２６が設けられ、これらの信号もコントロールユニット２０に入力されている。但し、ＮＯｘトラップ触媒１３の温度やＤＰＦ１４の温度はこれらの下流側に排気温度センサを設けて、排気温度より間接的に検出するようにしてもよい。
【００１２】
コントロールユニット２０は、これらの入力信号に基づいて、燃料噴射弁９による主噴射及び所定の運転条件において主噴射後（膨張行程又は排気行程）に行う後噴射すなわちポスト噴射の燃料噴射量及び噴射時期制御のための燃料噴射弁９への燃料噴射指令信号、吸気絞り弁５への開度指令信号、ＥＧＲ弁１２への開度指令信号等を出力する。
【００１３】
ここにおいて、コントロールユニット２０では、所定のＤＰＦ再生条件が成立する場合に、ＤＰＦ１４を昇温することによって、ＤＰＦ１４に捕集されて堆積したＰＭの浄化すなわちＤＰＦ再生のための排気浄化制御を、例えば排気中の空気過剰率すなわち排気λの制御により行う。排気λとエンジン１からのＰＭ排出量との関係は、排気λがリッチになるほど増加し、特にストイキ（排気λ＝１．０）よりもリッチ側の場合には、通常運転状態に比べて大幅に増加する。
【００１４】
図２は、本実施例に係るＤＰＦ再生制御の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２１では、ＤＰＦ再生運転を行うか否かの実施判断、具体的にはＤＰＦ再生運転フラグＤＰＦ＿ｒｅｇ＿ｒｅｑの設定が行われるとともに、ＰＭ堆積量演算つまりはＰＭ堆積量分布の設定・更新が行われる。ステップＳ２２では、上記ＤＰＦ再生運転フラグＤＰＦ＿ｒｅｇ＿ｒｅｑが１であるかを判定する。このフラグＤＰＦ＿ｒｅｇ＿ｒｅｑは、上記ステップＳ２１において、ＤＰＦ再生運転を行うと判定された場合、１に設定され、ＤＰＦ再生運転を行わないと判定された場合、０に設定される。ＤＰＦ再生運転を行うと判定された場合、ステップＳ２２からステップＳ２３へ進み、ＤＰＦ再生温度設定演算が行われ、ステップＳ２４において、ＤＰＦ再生運転が実施される。このＤＰＦ再生運転では、ＤＰＦ１４の温度を後述するＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔへ向けて昇温するように、例えば燃料噴射量の増量，ポスト噴射，吸気絞り弁５による吸気絞り等が行われる。
【００１５】
図３は、図２のステップＳ２１のＤＰＦ再生実施判断・ＰＭ堆積量演算の具体的な処理内容を示すサブルーチンである。ステップＳ３１では、ＤＰＦに堆積するＰＭ堆積量ＳＰＭの前回値ＳＰＭｎ−１を読み込む。ＰＭ堆積量ＳＰＭは、後述するＰＭ燃焼可能温度分布におけるＰＭ堆積量の積算値に相当する。ステップＳ３２では、上記ＳＰＭｎ−１等に基づいて、ＤＰＦを昇温することによってＰＭ堆積量を低減するＤＰＦ再生運転を行うか否かを判定する。具体的には、ＤＰＦ再生運転を行うことが可能な機関運転領域（機関負荷，機関回転数等）であり、かつ、ＰＭ堆積量の前回値ＳＰＭｎ−１が所定のＰＭ再生要求値ＰＭ＿ＳＬ以上である場合に、ＤＰＦ再生運転が行われる。また、例えばＤＰＦ再生運転中にＰＭ堆積量が所定値以下まで低下すると、ＤＰＦ再生運転を終了する。
【００１６】
ステップＳ３２において、ＤＰＦ再生運転を行うと判定された場合、ステップＳ３３へ進み、ＤＰＦ再生運転フラグＤＰＦ＿ｒｅｇ＿ｒｅｑが１に設定され、ＤＰＦ再生運転を行わないと判定された場合、ステップＳ３５へ進み、ＤＰＦ再生運転フラグＤＰＦ＿ｒｅｇ＿ｒｅｑが０に設定される。ＤＰＦ再生運転を行う場合には、ステップＳ３４において、図４に示すＰＭ減算演算を行い、ＤＰＦ再生運転を行わない場合、つまりＤＰＦ再生運転以外の機関運転状態では、ステップＳ３６において、ＰＭ加算演算が行われる。
【００１７】
図４は、図３のステップＳ３４のＰＭ減算演算の具体的な処理内容を示すサブルーチンである。ステップＳ４１では、ＰＭ堆積量分布，ＤＰＦの温度Ｔｅｍｐ＿ＤＰＦ及び図９に示すようなＰＭ燃焼速度のマップ等を読み込む。ＰＭ堆積量分布は、図８及び図１２にも示すように、ＰＭ燃焼可能温度に応じたＰＭ堆積量のヒストグラムであり、図４及び図５のルーチンが所定の短期間（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し行われることで、機関運転中に逐次更新される。
【００１８】
ステップＳ４２では、ＰＭ処理量すなわちＤＰＦからのＰＭの除去量・減算量を演算する。つまり、ＤＰＦ再生運転中には、ＰＭの性状に関連づけてＰＭを減算することによりＰＭ堆積量分布が逐次更新される。具体的には、ＰＭ堆積量分布における各燃焼可能温度毎に、ＰＭ堆積量の減算量（Ｓｔ×ＳＰＭｎ−１）を演算し、これをＰＭ堆積量の前回値ＳＰＭｎ−１から減算することにより、ＰＭ堆積量ｓＰＭｎを更新する。上記のＳｔは、燃焼速度であり、ＰＭ燃焼可能温度及びＤＰＦ温度に基づいて図９のマップを参照することにより求められる。
【００１９】
図５は、図３のステップＳ３６のＰＭ加算演算の具体的な処理内容を示すサブルーチンである。ステップＳ５１では、機関回転数Ｎｅ，燃料噴射量Ｑｆｉｎ，空気流量等を読み込み、これらに基づいて、エンジン出口ＰＭつまり機関から排出されるＰＭ量を演算する。エンジン出口ＰＭは、機関回転数，燃料噴射量（機関負荷），空気流量が大きいほど多くなる。ステップＳ５２では、空気過剰率λがリーン側となるほどエンジン出口ＰＭが小さくなることを考慮して、空気過剰率λによる補正値を算出し、これを用いてエンジン出口ＰＭを補正する。ステップＳ５３では、このようなエンジン出口ＰＭに対し、機関運転状態に対応してＰＭ燃焼可能温度を演算する。図１１に示すように、例えば燃料噴射量（機関負荷）が高くなるほどＰＭ燃焼可能温度を高くする。そしてステップＳ５４では、このＰＭ燃焼可能温度に関連づけてＰＭ堆積量分布にＰＭを加算することによって、ＰＭ堆積量分布を逐次更新する。
【００２０】
図６は、図２のステップＳ２３のＤＰＦ再生温度設定演算の具体的な処理内容を示すサブルーチンである。ステップＳ６１では、ＤＰＦ許容温度Ｔｅｍｐ＿ｍａｘ＿ｄｐｆ（固定値）及びＤＰＦ床温度Ｔｅｍｐ＿ＤＰＦを読み込む。ステップＳ６２では、図１４にも示すように、ＤＰＦを昇温可能な温度差である許可温度差ΔＴ＝Ｔｅｍｐ＿ｍａｘ＿ｄｐｆ−Ｔｅｍｐ＿ＤＰＦを算出する。ステップＳ６３では、許可温度差ΔＴに基づいて、ＤＰＦに堆積するＰＭの低負荷側からの除去量つまりＰＭ除去区間Ｓ１に対応する判定しきい値ＰＭ＿ｔＳＬを決定する。図１４に示すように、判定しきい値ＰＭ＿ｔＳＬは、許可温度差ΔＴが小さくなるほど小さくなり、ＤＰＦ温度Ｔｅｍｐ＿ＤＰＦが高くなるほど小さくなる。本実施例によれば、ＤＰＦ再生運転中にはＤＰＦ温度が徐々に上昇していき、判定しきい値ＰＭ＿ｔＳＬもまた徐々に高くなっていくこととなる。
【００２１】
ステップＳ６４では、この判定しきい値ＰＭ＿ｔＳＬに基づいてＰＭ堆積量分布を参照して、ＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔを設定する。具体的には図１２に示すように、ＰＭ堆積量分布におけるＰＭ燃焼可能温度の低温側からのＰＭ堆積量の積算値が上記の判定しきい値ＰＭ＿ｔＳＬとなる時点での（最大）温度をＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔとして設定する。なお、図１２において、領域Ｂ，ＤがＰＭ堆積量分布Ａ，Ｃにおける低負荷側からのＰＭ堆積量の積算値が判定しきい値ＰＭ＿ｔＳＬとなる領域である。これにより、ＤＰＦ再生運転の経過・進行に伴って、図１２に示すように、ＰＭ堆積量分布のＰＭ燃焼可能温度の低温側よりＰＭの燃焼が進行していき、図１３にも示すように、ＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔが徐々に上昇していくこととなる。
【００２２】
図７は、本発明の他の実施例に係る再生温度の設定演算処理の流れを示すフローチャートであり、図６のステップＳ６４以降に実行されるものである。ステップＳ７１では、ＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔ，最低温度Ｔｅｍｐ＿ｍｉｎｉｍｕｍ，ＰＭ堆積量ＳＰＭ，ＤＰＦ温度Ｔｅｍｐ＿ＤＰＦ等を読み込み、これらの値に基づいて、ステップＳ７２ではＰＭ除去区間Ｓ１（図１２参照）におけるＰＭ除去に必要な要求熱量ｔＱを演算する。最低温度Ｔｅｍｐ＿ｍｉｎｉｍｕｍは、区間Ｓ１におけるＰＭ燃焼可能温度の最小値である。ステップＳ７３では、ＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔの補正値Ｈ１を算出する。具体的には、総熱量Ｑｔｏｔａｌに対する要求熱量ｔＱの割合ｔＱ／Ｑｔｏｔａｌを算出し、この割合ｔＱ／Ｑｔｏｔａｌに基づいて図１５のマップを参照して、補正値Ｈ１を求める。総熱量Ｑｔｏｔａｌは、ＤＰＦに残存する全てのＰＭの除去に必要な熱量に相当する。ステップＳ７４では、ＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔに補正値Ｈ１を乗じてＴｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔを補正する。
【００２３】
図１５に示すように、総熱量Ｑｔｏｔａｌに対する要求熱量ｔＱの占める割合ｔＱ／Ｑｔｏｔａｌが大きくなるほど、補正値Ｈ１は小さくなり、ＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔが低温側に補正される。このため、ＤＰＦに残存するＰＭの量が少なくなってくると、これに伴って割合ｔＱ／Ｑｔｏｔａｌが大きくなって、ＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔが低温側へ補正されることとなり、ＤＰＦ再生の終了間際に過剰な熱量が与えられてＤＰＦの過度な上昇を招くおそれがない。
【００２４】
次に、本発明の特徴的な構成及び作用効果について、上記実施例を参照しつつ列記する。但し、本発明は上記実施例の構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。
【００２５】
［１］内燃機関１の排気通路１０中に、流入する排気中のＰＭを捕集するＤＰＦ１４が設けられる。ＤＰＦ再生運転時には、ＤＰＦ１４を昇温することによりＤＰＦ１４に堆積するＰＭ堆積量を低減する（ステップＳ２４）。機関運転状態に基づいて、ＰＭの性状に応じたＰＭ堆積量のヒストグラムであるＰＭ堆積量分布（図１２参照）を予測し（ステップＳ２１）、このＰＭ堆積量分布に基づいて、上記ＤＰＦ再生運転におけるＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔを設定する（ステップＳ２３）。
【００２６】
これによって、ＤＰＦに堆積するＰＭの性状（燃焼特性）及びその分布に応じた形でＤＰＦ再生目標温度を適切に設定することができ、必要以上にＤＰＦの昇温が行われたりＤＰＦの昇温が不足したりすることを抑制することができる。
【００２７】
更に、ＤＰＦ再生運転以外の機関運転中には、上記ＰＭの性状に関連づけてＰＭを加算することによりＰＭ堆積量分布を更新し（ステップＳ３６）、ＤＰＦ再生運転中には、ＤＰＦの再生温度に基づいてＰＭ堆積量分布を更新し、具体的には上記ＰＭの性状に関連づけてＰＭを減算することによりＰＭ堆積量分布を更新する（ステップＳ３４）。このように機関運転中にもＰＭ堆積量分布を、所定の短時間毎、あるいは所定クランク角毎に逐次更新することで、機関運転中に変化するＰＭ堆積量分布を瞬時瞬時に正確に予測し、ＤＰＦのＰＭ堆積状況に応じた精度の高い適切なＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔの設定を行うことが可能となる。
【００２８】
［２］上記ＰＭの性状とは、典型的には、機関運転状態に応じて変化するＰＭの燃焼可能温度である。このようにＰＭの性状としてＰＭの燃焼可能温度を用いることで、特にＤＰＦ再生運転中におけるＤＰＦからのＰＭの除去量を燃焼可能温度に関連づけて正確に把握でき、ＰＭ堆積量分布を精度良く設定・更新することができる。
【００２９】
［３］図１２及び図１３に示すように、ＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔの設定では、上記ＰＭ堆積量分布における燃焼可能温度の低い側から高い側へとＰＭの除去が進行するように、ＤＰＦ再生運転中におけるＤＰＦ再生目標温度を低い側から高い側へと変化させる。仮に図１３の比較例のようにＤＰＦ再生目標温度を一定とし、ＤＰＦの再生開始直後から高い温度に設定すると、ＤＰＦ再生の開始当初には、ＰＭ燃焼可能温度の低いＰＭのみならずＰＭ燃焼可能温度の高いＰＭまでもが燃焼することとなり、これによってＤＰＦの温度が過度に高くなって、早期にＤＰＦ許容温度を超えてＤＰＦ運転を継続することができず、ＤＰＦのＰＭ浄化率の低下やＤＰＦ再生回数・頻度の増加を招くおそれがある。ＤＰＦ再生頻度が増えると、その都度ＤＰＦの昇温を行う必要があり、燃費や排気エミッションの悪化を避けられない。これに対して本実施例のように、ＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔを低い側から高い側へと変化させることで、ＤＰＦ再生初期には、ＰＭ燃焼可能温度の低いＰＭのみが燃焼・除去されることとなるので、ＤＰＦ温度が過度に高くなることがなく、比較的長い時間にわたって安定してＤＰＦ再生運転を行うことが可能となり、ＤＰＦ再生回数・頻度を低く抑えることができ、ひいては燃費や排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００３０】
［４］より具体的には、図１２に示すように、ＰＭ堆積量分布におけるＰＭ燃焼可能温度の低い側からのＰＭ堆積量の積算値が所定の判定しきい値ＰＭ＿ｔＳＬとなるＰＭ除去区間Ｓ１のＰＭ燃焼可能温度に基づいて、ＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔを設定する。典型的には、ＰＭ除去区間Ｓ１における燃焼可能温度の最大値をＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔとして設定する。これによって、ＤＰＦ再生運転中には、ＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔが徐々に高くなっていき、これに伴って、実際のＤＰＦの温度が徐々に高くなり、ＰＭ燃焼可能温度の低い側から適切にＰＭが除去されていくこととなる。
【００３１】
［５］図１４にも示すように、ＤＰＦの温度が高くなるほど上記判定しきい値ＰＭ＿ｔＳＬが小さくなるように、ＤＰＦの温度に基づいて判定しきい値ＰＭ＿ｔＳＬを補正している。これによって、ＤＰＦ再生運転中にＤＰＦ温度がＤＰＦ許容温度に近づくと、これに伴って判定しきい値ＰＭ＿ｔＳＬが小さくなって、ＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔが低温側に補正されるために、ＤＰＦ温度がＤＰＦ許容温度を超える事態を招き難い。
【００３２】
［６］上記ＰＭの燃焼可能温度は、例えば図１１に示すように燃料噴射量（機関負荷）Ｑｆｉｎと機関回転数Ｎｅに基づいて求められる。更には、筒内圧情報やＰＭの結晶性等を勘案することにより、より精度良くＰＭの燃焼可能温度を求めることができる。
【００３３】
［７］上記実施例のように機関運転中には極短い演算周期（例えば１０ｍｓ，所定クランク角）で図２〜図７のルーチンを繰り返し実行することによって、瞬時のＰＭ排出量やＰＭ堆積量をＰＭ燃焼可能温度に関連づけて算出し、時々刻々で変化するＰＭ堆積量分布を逐次更新することによって、ＰＭ堆積量分布を精度良く予測することができ、適切なＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔの設定が可能となる。
【００３４】
［８］ＤＰＦ再生時においては、図４のステップＳ４２及び図９に示すように、ＤＰＦ床温度とＰＭ堆積量からＰＭ燃焼可能温度毎のＰＭ燃焼速度（Ｓｔ）を算出し、このＰＭ燃焼速度を用いてＰＭ燃焼可能温度毎のＰＭ処理量（除去量・減少量）を精度良く求めることができる。
【００３５】
［９］図７及び図１５に示す他の実施例のように、ＤＰＦ再生が進行し、ＤＰＦに残存するＰＭの量が少なくなってくると、これに応じてＤＰＦ再生目標温度Ｔｅｍｐ＿ｔａｒｇｅｔを低温側へ補正することによって、ＤＰＦ再生の終了間際に過剰な熱量が与えられるてＤＰＦの過度な上昇を招くという事態が生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を示すシステム図。
【図２】本実施例の制御の流れを示すフローチャート。
【図３】図２のＤＰＦ再生実施判断・ＰＭ堆積量演算のサブルーチン。
【図４】図３のＰＭ減算演算のサブルーチン。
【図５】図３のＰＭ加算演算のサブルーチン。
【図６】図２のＤＰＦ再生温度設定演算のサブルーチン。
【図７】本発明の他の実施例に係るＤＰＦ再生温度の設定演算処理の流れを示すフローチャート。
【図８】低負荷運転時及び高負荷運転時におけるＰＭ堆積量分布を示す説明図。
【図９】ＰＭ燃焼可能温度と燃焼速度とＤＰＦの温度との関係を示す説明図。
【図１０】低負荷運転時及び高負荷運転時におけるＤＰＦの温度とＰＭ堆積量との関係を示す説明図。
【図１１】機関回転数及び燃料噴射量に対する燃焼可能温度の関係を示す説明図。
【図１２】本実施例に係るＤＰＦ再生に伴うＰｍ堆積量分布の変化の様子を示す説明図。
【図１３】ＤＰＦ再生運転中のＤＰＦ再生目標温度の変化を示す説明図。
【図１４】ＤＰＦ再生運転中の許可温度差ΔＴ及び判定しきい値ＰＭ＿ｔＳＬの変化を示す説明図。
【図１５】熱量割合ｔＱ／Ｑｔｏｔａｌから補正値Ｈ１を求めるための制御マップ。
【符号の説明】
【００３７】
１…ディーゼルエンジン（内燃機関）
９…燃料噴射弁
１４…ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
２０…コントロールユニット
２５…ＤＰＦ温度センサ
【図１】
2010144514.tif 000003
【図２】
2010144514.tif 000004
【図３】
2010144514.tif 000005
【図４】
2010144514.tif 000006
【図５】
2010144514.tif 000007
【図６】
2010144514.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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