(57)【要約】【課題】ＤＰＦ再生時期の判定に重要な要素であるＳＯＯＴ堆積量およびＰＭ量を精度よく推定してＤＰＦ再生時期を精度よく判定するＤＰＦ再生時期判定方法および判定装置を提供することを目的とする。【解決手段】内燃機関の排気通路にＰＭを捕集するＤＰＦを設け、ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼、除去する再生時期を判定するＤＰＦ再生時期判定装置において、ＳＯＦ排出量マップ２３と、ＳＯＯＴ排出量マップ２５と、ＳＯＦ再生量マップ２７と、ＳＯＯＴ再生マップ２９とを備え、各マップより算出したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分を算出し、ＳＯＦ分がエンジン運転中のＤＰＦの温度履歴によって時間遅れを伴って揮発または酸化燃焼する分、またはＤＯＣでの酸化燃焼分を補正するＳＯＦ堆積量補正手段を備えることを特徴とする。【選択図】図２
2010101205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路にＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を設けたディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を備え、前記ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼、除去する再生時期を判定するＤＰＦ再生時期判定装置において、
ＰＭ中のオイルや未燃料からなるＳＯＦ分（可燃性有機物分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定したＳＯＦ排出量マップと、ＰＭ中のＳＯＯＴ分（黒煙分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定したＳＯＯＴ排出量マップと、ＤＰＦでの排気ガス温度におけるＳＯＦ分の再生量を設定したＳＯＦ再生量マップと、ＤＰＦでの排ガス温度におけるＳＯＯＴ分の再生量を算出するＳＯＯＴ再生量算出手段とを備え、
前記各マップおよび算出手段により算出したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の堆積量を求めるＳＯＦ堆積量算出手段およびＳＯＯＴ堆積量算出手段と、該ＳＯＦ堆積量算出手段によって算出されたＳＯＦ分がエンジン運転中のＤＰＦの温度履歴によって時間遅れを伴って揮発または酸化燃焼する分を補正するＳＯＦ堆積量補正手段と、該補正されたＳＯＦ堆積量および前記算出されたＳＯＯＴ堆積量に基づいてＤＰＦの再生時期を判定する再生判定手段と、を備えたことを特徴とするＤＰＦ再生時期判定装置。
【請求項２】
前記補正ＳＯＦ堆積量とＳＯＯＴ堆積量との比を算出するＳＯＯＴ／ＳＯＦ比算出手段と、予め排ガス温度ごとにＳＯＯＴ／ＳＯＦ比をパラメータとしてＤＰＦの前後差圧とＳＯＯＴ堆積量との関係が設定されたＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップとを備え、前記ＤＰＦの前後の差圧を検出する差圧センサからの検出値と排ガス温度センサからの検出値と前記ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比算出手段によるＳＯＯＴ／補正ＳＯＦ比の算出値とによって、前記ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップを用いてＳＯＯＴ分の堆積量を算出し、該ＳＯＯＴ分によって再生時期を判定することを特徴とする請求項１記載のＤＰＦ再生時期判定装置。
【請求項３】
前記補正ＳＯＦ堆積量はＳＯＦ堆積量に補正係数をかけてＳＯＦ分の揮発または酸化燃焼分を補正することを特徴とする請求項２記載のＤＰＦ再生時期判定装置。
【請求項４】
前記補正係数は、ＤＰＦに温度上昇履歴がある場合と、温度下降履歴がある場合とで異ならせ、温度上昇履歴時の方が温度下降履歴時よりも小さい値に設定されることを特徴とする請求項３記載のＤＰＦ再生時期判定装置。
【請求項５】
内燃機関の排気通路にＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を設けたディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を備え、前記ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼、除去する再生時期を判定するＤＰＦ再生時期判定装置において、
ＰＭ中のオイルや未燃料からなるＳＯＦ分（可燃性有機物分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定したＳＯＦ排出量マップと、ＰＭ中のＳＯＯＴ分（黒煙分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定したＳＯＯＴ排出量マップと、ＤＰＦでの排気ガス温度におけるＳＯＦ分の再生量を設定したＳＯＦ再生量マップと、ＤＰＦでの排ガス温度におけるＳＯＯＴ分の再生量を算出するＳＯＯＴ再生量算出手段とを備え、
前記各マップおよび算出手段により算出したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の堆積量を求めるＳＯＦ堆積量算出手段およびＳＯＯＴ堆積量算出手段と、該ＳＯＦ堆積量算出手段によって算出されたＳＯＦ分がＤＰＦの上流に設けられたＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）の触媒反応による酸化燃焼による浄化分を補正するＳＯＦ堆積量補正手段と、該補正されたＳＯＦ堆積量および前記算出されたＳＯＯＴ堆積量に基づいてＤＰＦの再生時期を判定する再生判定手段と、を備えたことを特徴とするＤＰＦ再生時期判定装置。
【請求項６】
前記ＤＰＦの上流に設けられたＤＯＣの出口温度が予め設定した閾値以下の場合には、前記補正ＳＯＦ分とＳＯＯＴ分との和によって、さらに前記閾値を超える場合には前記ＳＯＯＴ分によって再生時期を判定することを特徴とする請求項５記載のＤＰＦ再生時期判定装置。
【請求項７】
前記ＳＯＯＴ再生量算出手段が、ＤＰＦ温度とＤＰＦでの二酸化窒素（ＮＯ２）濃度からＳＯＯＴ再生量が求められるように設定されマップによって構成されてなることを特徴とする請求項１または５記載のＤＰＦ再生時期判定装置。
【請求項８】
前記ＳＯＯＴ再生量算出手段が、ＤＰＦ温度（Ｔ）とＤＰＦへ流入する排ガス流量（Ｑ）と排ガス中の二酸化窒素（ＮＯ２）濃度と酸素（Ｏ２）濃度とをパラメータとするＳＯＯＴ燃焼速度式によって算出することを特徴とする請求項１または５記載のＤＰＦ再生時期判定装置。
【請求項９】
内燃機関の排気通路にＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を設けたディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を備え、前記ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼、除去する再生時期を判定するＤＰＦ再生時期判定方法において、
ＰＭ中のオイルや未燃料からなるＳＯＦ分（可燃性有機物分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定されたＳＯＦ排出量マップによって算出し、ＰＭ中のＳＯＯＴ分（黒煙分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定されたＳＯＯＴ排出量マップによって算出し、ＤＰＦでの排気ガス処理温度におけるＳＯＦ分の再生量をＳＯＦ再生量マップによって算出し、ＤＰＦでの排ガス処理温度におけるＳＯＯＴ分の再生量をＳＯＯＴ再生量算出手段によって算出し、前記算出したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の堆積量を算出し、該算出したＳＯＦ分のうちＳＯＦがエンジン運転中のＤＰＦの温度履歴に基づいて時間遅れを伴って揮発または酸化燃焼する分を補正し、該補正したＳＯＦ分と前記算出したＳＯＯＴ分とを用いて再生時期を判定することを特徴とするＤＰＦ再生時期判定方法。
【請求項１０】
前記ＳＯＯＴ分と補正ＳＯＦ分との比を算出し、さらに予め排ガス温度ごとにＳＯＯＴ／ＳＯＦ比をパラメータとしてＤＰＦの前後差圧とＳＯＯＴ堆積量との関係が設定されたＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップを準備し、差圧センサからの検出値と排ガス温度センサからの検出値と前記ＳＯＯＴ／補正ＳＯＦ比の算出値とに基づいて、前記ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップを用いてＳＯＯＴ分の堆積量を算出し、該ＳＯＯＴ分によって再生時期を判定することを特徴とする請求項９記載のＤＰＦ再生時期判定方法。
【請求項１１】
内燃機関の排気通路にＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を設けたディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を備え、前記ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼、除去する再生時期を判定するＤＰＦ再生時期判定方法において、
ＰＭ中のオイルや未燃料からなるＳＯＦ分（可燃性有機物分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定されたＳＯＦ排出量マップによって算出し、ＰＭ中のＳＯＯＴ分（黒煙分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定されたＳＯＯＴ排出量マップによって算出し、ＤＰＦでの排気ガス処理温度におけるＳＯＦ分の再生量をＳＯＦ再生量マップによって算出し、ＤＰＦでの排ガス処理温度におけるＳＯＯＴ分の再生量をＳＯＯＴ再生量算出手段によって算出し、前記算出したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＦ分およびＳＯＯ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の堆積量を算出し、該算出したＳＯＦ分のうちＳＯＦが前記ＤＰＦの上流に設けられたＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）の触媒反応によって酸化燃焼する分を補正し、該補正したＳＯＦ分と前記算出したＳＯＯＴ分によって再生時期を判定することを特徴とするＤＰＦ再生時期判定方法。
【請求項１２】
前記ＤＰＦの上流に設けられたＤＯＣの出口温度が予め設定した閾値以下の場合には、前記補正したＳＯＦ分とＳＯＯＴ分との和によって、さらに前記閾値を超える場合には前記ＳＯＯＴ分によって再生時期判定することを特徴とする請求項１１記載のＤＰＦ再生時期判定方法。
【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の排ガス後処理装置として用いられるＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）に堆積するＰＭ（粒子状物質）、特にＰＭ中のＳＯＯＴの堆積量を精度よく推定してＤＰＦの再生時期を判定する判定方法および判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＰＦは、一般的に、ディーゼルエンジンから排出されるＰＭを排気ガスから除去するために使用され、セラミック等をハニカム状モノリスに成形して構成される。運転中にこのＤＰＦにＰＭが堆積していき、やがてその堆積量が許容値を上回ると、目詰まりが生じて排圧が上昇し運転性に悪影響を及ぼすため、ＤＰＦは一定量のＰＭを捕集した後にＰＭを燃焼除去するための再生操作（ＤＰＦ強制再生）が必要である。
ＤＰＦの強制再生の実施にあたっては、ＤＰＦに流入するガス温度を高温に保つ必要があり、ガス温度上昇のために排ガス後処理装置（ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）＋ＤＰＦ）への燃料供給、すなわち、燃焼室内のへのポスト噴射、ＤＯＣの上流側の排気通路内への軽油添加等が行われている。
ＤＰＦの強制再生を指示する指標であるＳＯＯＴ（ＰＭ中の黒煙分）の堆積量を正確に推定することは、ＰＭの燃焼除去のタイミングを正確に判定する上で重要である。
【０００３】
このＰＭまたはＳＯＯＴの堆積量推定については、稼働時間、燃料噴射量、圧損データ等による推定方法が知られているが、ＤＰＦの前後差圧による検出においては、図１０のＰＭ堆積量とＤＰＦの前後差圧との関係に示すように、温度が変化すると同じＰＭ堆積量であっても差圧が変化することから、精度よい堆積量の検出ができない問題がある。
【０００４】
一方、ディーゼルパティキュレートの捕集量を検出する手法として特許文献１（特開平７−３１０５２４号公報）が知られており、該特許文献１には、運転状態により同一の詰まり量でも、低負荷運転の場合はＳＯＦ（可燃性有機物分）の割合が大きく、ＰＭ捕集量としては小さくなり、高負荷運転の場合はドライスートの割合が大きくなるという関係に基づいて、運転状態によるＰＭ成分補正係数を用いることが示され、さらに、パティキュレートの発熱量でフィルタの再生時期の判定を行うことが示されている。
また、特許文献２（特開２００３−３１４２４９号公報）には、ＤＰＦをＰＭ中のＳＯＦ分を除去可能な温度以上に昇温して所定時間保持した後、圧力差検出装置でＤＰＦの前後差圧を検出してＰＭ捕集量を算出するので、ＰＭ中のＳＯＦ分の影響を排除した状態で捕集量を算出できることが示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３１０５２４号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記のようにＤＰＦの前後差圧による検出においては、温度が変わると同じＰＭ堆積量であっても差圧が変わってしまうため、精度よい堆積量の検出ができない。さらに、特許文献１には運転状態によるＰＭ成分補正係数を用いること、さらにパティキュレートの発熱量でＰＭ堆積量を推定することが示されているが、ＳＯＯＴ量に着目してＰＭを精度よく推定する手法としては十分ではなく、また、特許文献２のようなＳＯＦ分を除去可能な温度以上に昇温して所定時間保持した後、圧力差検出装置でＤＰＦの前後差圧を検出してＰＭ捕集量を算出する構成であるため、ＳＯＦ分を除去のための加熱が必要となり、常に精度よいＳＯＯＴ分を推定する手法としては十分ではなく、ＳＯＯＴ量、ＰＭ量の精度よい推定手法が望まれていた。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ＤＰＦ再生時期の判定に重要な要素であるＳＯＯＴ堆積量およびＰＭ量を精度よく推定してＤＰＦ再生時期を精度よく判定するＤＰＦ再生時期判定方法および判定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】
【０００８】
本発明はかかる課題を解決するもので、第１発明はＤＰＦ再生時期判定装置に係る発明であり、内燃機関の排気通路にＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を設けたディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を備え、前記ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼、除去する再生時期を判定するＤＰＦ再生時期判定装置において、ＰＭ中のオイルや未燃料からなるＳＯＦ分（可燃性有機物分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定したＳＯＦ排出量マップと、ＰＭ中のＳＯＯＴ分（黒煙分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定したＳＯＯＴ排出量マップと、ＤＰＦでの排気ガス温度におけるＳＯＦ分の再生量を設定したＳＯＦ再生量マップと、ＤＰＦでの排ガス温度におけるＳＯＯＴ分の再生量を算出するＳＯＯＴ再生量算出手段とを備え、前記各マップおよび算出手段により算出したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の堆積量を求めるＳＯＦ堆積量算出手段およびＳＯＯＴ堆積量算出手段と、該ＳＯＦ堆積量算出手段によって算出されたＳＯＦ分がエンジン運転中のＤＰＦの温度履歴によって時間遅れを伴って揮発または酸化燃焼分を補正するＳＯＦ堆積量補正手段と、該補正されたＳＯＦ堆積量および前記算出されたＳＯＯＴ堆積量に基づいてＤＰＦの再生時期を判定する再生判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、第２発明は第１発明に対応するＤＰＦ再生時期判定方法に係る発明であり、内燃機関の排気通路にＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を設けたディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を備え、前記ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼、除去する再生時期を判定するＤＰＦ再生時期判定方法において、ＰＭ中のオイルや未燃料からなるＳＯＦ分（可燃性有機物分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定されたＳＯＦ排出量マップによって算出し、ＰＭ中のＳＯＯＴ分（黒煙分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定されたＳＯＯＴ排出量マップによって算出し、ＤＰＦでの排気ガス処理温度におけるＳＯＦ分の再生量をＳＯＦ再生量マップによって算出し、ＤＰＦでの排ガス処理温度におけるＳＯＯＴ分の再生量をＳＯＯＴ再生量算出手段によって算出し、前記算出したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の堆積量を算出し、該算出したＳＯＦ分のうちＳＯＦがエンジン運転中のＤＰＦの温度履歴に基づいて時間遅れを伴って揮発または酸化燃焼分を補正し、該補正したＳＯＦ分と前記算出したＳＯＯＴ分とを用いて再生時期を判定することを特徴とする。
【００１０】
係る第１発明、および第２発明によれば、ＰＭ中のＳＯＯＴ分とＳＯＦ分とのエンジンからの排出量とＤＰＦでの再生量とが、それぞれエンジンの運転状態および排気ガス温度においてマップによって予め設定され、または算出手段によって算出されるため、排出量と再生量との差から容易且つ確実にＤＰＦに堆積されているＳＯＯＴ量とＳＯＦ量とを算出でき、その算出値を経過時間蓄積してＤＰＦでのＳＯＯＴ堆積量およびＳＯＦ堆積量を算出できる。
【００１１】
さらに、マップまたは算出手段によって算出されたＳＯＦ分の堆積量がエンジン運転中のＤＰＦの温度履歴に基づいて時間遅れを伴って揮発または酸化燃焼分を補正することで、ＤＰＦの前後差圧にとして検出される圧力差の内のＳＯＯＴの量とＳＯＦの量との堆積比率関係を正確に把握することが可能になる。
すなわち、ＤＰＦに堆積したＳＯＯＴおよびＳＯＦのうちＳＯＦ分は主に可燃性有機物であるため、時間遅れを伴って徐々に揮発または酸化燃焼する現象が生じる。従って、ＤＰＦの温度履歴が温度上昇時には堆積量として算出したＳＯＦ分の量を減少補正する必要がある。また、一旦高い温度に上がった後の下降時には、時間経過と共に揮発するが、すでに一旦高い温度に上がった後であるため、前記の温度上昇時よりも減少の割合が多い。
このように、ＳＯＦ分の揮発または酸化燃焼分を考慮して正確なＳＯＦ分の堆積量を算出できるため、該補正したＳＯＦ分と前記算出したＳＯＯＴ分とを用いて再生時期を正確に判定することができるようになる。
【００１２】
また、前記第１発明において、好ましくは、前記補正ＳＯＦ堆積量とＳＯＯＴ堆積量との比を算出するＳＯＯＴ／ＳＯＦ比算出手段と、予め排ガス温度ごとにＳＯＯＴ／ＳＯＦ比をパラメータとしてＤＰＦの前後差圧とＳＯＯＴ堆積量との関係が設定されたＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップとを備え、前記ＤＰＦの前後の差圧を検出する差圧センサからの検出値と排ガス温度センサからの検出値と前記ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比算出手段によるＳＯＯＴ／補正ＳＯＦ比の算出値とによって、前記ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップを用いてＳＯＯＴ分の堆積量を算出し、該ＳＯＯＴ分によって再生時期を判定するとよい。
【００１３】
また、前記第２発明において、好ましくは、前記ＳＯＯＴ分と補正ＳＯＦ分との比を算出し、さらに予め排ガス温度ごとにＳＯＯＴ／ＳＯＦ比をパラメータとしてＤＰＦの前後差圧とＳＯＯＴ堆積量との関係が設定されたＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップを準備し、差圧センサからの検出値と排ガス温度センサからの検出値と前記ＳＯＯＴ／補正ＳＯＦ比の算出値とに基づいて、前記ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップを用いてＳＯＯＴ分の堆積量を算出し、該ＳＯＯＴ分によって再生時期を判定するとよい。
【００１４】
かかるそれぞれの発明によれば、予め排ガス温度ごとにＳＯＯＴ／ＳＯＦ比をパラメータとしてＤＰＦの前後差圧とＳＯＯＴ堆積量との関係が設定されたＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップを予め設定して用いることで、ＤＰＦの差圧センサからの信号を利用してＳＯＯＴ堆積量を精度よく推定できる。
さらに、前記したようにＤＰＦの温度履歴に基づいて時間遅れを伴って揮発または酸化燃焼するＳＯＦ分を補正することで、ＤＰＦの前後差圧にとして検出される圧力差の内のＳＯＯＴの量とＳＯＦの量との堆積比率関係を正確に算出することが可能になるので、その結果に基づいてＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップ用いて、正確なＳＯＯＴ量の算出が可能になる。そしてより精度の高いＰＭ堆積量の推定ができる。
【００１５】
また、第１発明において、好ましくは、前記補正ＳＯＦ堆積量はＳＯＦ堆積量に補正係数をかけてＳＯＦ分の揮発または酸化燃焼分を補正するとよく、前記補正係数は、ＤＰＦに温度上昇履歴がある場合と、温度下降履歴がある場合とで異ならせ、温度上昇履歴時の方が温度下降履歴時よりも小さい値に設定するとよい。
【００１６】
例えば、各マップおよび算出手段により算出したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＦ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分（Ｑｓ）を算出するが、その経時蓄積量を算出する経時時間（ｔ）内のＤＰＦの温度履歴（Ｒ）に応じて、補正係数（Ｋ（ｔ、Ｒ））をかけて、補正後のＳＯＦ分（Ｑｓｆ）＝Ｑｓ（１−Ｋ（ｔ、Ｒ））として算出する。
そして、補正係数（Ｋ（ｔ、Ｒ））は、経時蓄積量を算出する経時時間（ｔ）が長ければ大きくし、さらにＤＰＦの温度履歴（Ｒ）の上昇時には下降時よりも小さく設定される。
【００１７】
このように、時間遅れによる揮発現象によるＳＯＦ分の減少量は、経過時間（ｔ）が長くなるほど大きく影響するため、時間ｔをパラメータとして時間に応じて大きく減少するように設定され、さらに、温度履歴において一旦温度上昇があったときには揮発現象が大きく影響するため、温度上昇時度と下降時度とで異ならせて、温度上昇時の場合の度合いを小さく、揮発または酸化燃焼による減少量を小さくして補正している。
なお、経過時間（ｔ）については、経時蓄積量を算出する時間に限らず任意に設定して判定してもよい。
【００１８】
次に、第３発明はＤＰＦ再生時期判定装置に係る発明であり、内燃機関の排気通路にＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を設けたディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を備え、前記ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼、除去する再生時期を判定するＤＰＦ再生時期判定装置において、ＰＭ中のオイルや未燃料からなるＳＯＦ分（可燃性有機物分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定したＳＯＦ排出量マップと、ＰＭ中のＳＯＯＴ分（黒煙分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定したＳＯＯＴ排出量マップと、ＤＰＦでの排気ガス温度におけるＳＯＦ分の再生量を設定したＳＯＦ再生量マップと、ＤＰＦでの排ガス温度におけるＳＯＯＴ分の再生量を算出するＳＯＯＴ再生量算出手段とを備え、前記各マップおよび算出手段により算出したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の堆積量を求めるＳＯＦ堆積量算出手段およびＳＯＯＴ堆積量算出手段と、該ＳＯＦ堆積量算出手段によって算出されたＳＯＦ分がＤＰＦの上流に設けられたＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）の触媒反応による酸化燃焼による浄化分を補正するＳＯＦ堆積量補正手段と、該補正されたＳＯＦ堆積量および前記算出されたＳＯＯＴ堆積量に基づいてＤＰＦの再生時期を判定する再生判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、第４発明は第３発明に対応するＤＰＦ再生時期判定方法に係る発明であり、内燃機関の排気通路にＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を設けたディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を備え、前記ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼、除去する再生時期を判定するＤＰＦ再生時期判定方法において、ＰＭ中のオイルや未燃料からなるＳＯＦ分（可燃性有機物分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定されたＳＯＦ排出量マップによって算出し、ＰＭ中のＳＯＯＴ分（黒煙分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定されたＳＯＯＴ排出量マップによって算出し、ＤＰＦでの排気ガス処理温度におけるＳＯＦ分の再生量をＳＯＦ再生量マップによって算出し、ＤＰＦでの排ガス処理温度におけるＳＯＯＴ分の再生量をＳＯＯＴ再生量算出手段によって算出し、前記算出したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＦ分およびＳＯＯ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の堆積量を算出し、該算出したＳＯＦ分のうちＳＯＦが前記ＤＰＦの上流に設けられたＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）の触媒反応による酸化燃焼による浄化分を補正し、該補正したＳＯＦ分と前記算出したＳＯＯＴ分によって再生時期を判定することを特徴とする。
【００２０】
係る第３発明、および第４発明によれば、ＰＭ中のＳＯＯＴ分とＳＯＦ分とのエンジンからの排出量とＤＰＦでの再生量とが、それぞれエンジンの運転状態および排気ガス温度においてマップによって予め設定され、または算出手段によって算出されるため、排出量と再生量との差から容易且つ確実にＤＰＦに堆積されているＳＯＯＴ量とＳＯＦ量とを算出でき、その算出値を経過時間蓄積してＤＰＦでのＳＯＯＴ堆積量およびＳＯＦ堆積量を算出できる。
【００２１】
さらに、マップまたは算出手段によって算出されたＳＯＦ分の堆積量から、ＤＰＦの上流に設けられたＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）の触媒反応による酸化燃焼による浄化分を補正して、補正したＳＯＦ分と前記算出したＳＯＯＴ分によって再生時期を判定するので、再生時期を正確に判定することができるようになる。
【００２２】
さらに、第３発明、第４発明によれば、第１発明、第２発明のように差圧センサを用いてＤＰＦの前後差圧を検出することなく正確にＳＯＯＴ量またはＰＭ堆積量を推定できるため、システムおよびロジックが簡単化される。
【００２３】
また、前記第３発明、第４発明において、好ましくは、前記ＤＰＦの上流に設けられたＤＯＣの出口温度が予め設定した閾値以下の場合には、前記補正したＳＯＦ分とＳＯＯＴ分との和によって、さらに前記閾値を超える場合には前記ＳＯＯＴ分によって再生時期を判定するとよい。
【００２４】
このように構成することによって、ＤＯＣにて十分なＳＯＦ酸化燃焼機能を有する略３００℃を超える温度では、ＳＯＦ分は大部分が酸化燃焼されＤＰＦではパティキュレートは大部分ＳＯＯＴとみなして、堆積量を推定できる。また、ＤＯＣにて十分なＳＯＦ酸化燃焼機能を有する温度（略３００℃）以下では、マップおよび算出手段によって算出されたＳＯＯＴ分と補正したＳＯＦ分との和によって再生時期を推定するので、精度よい再生時期の判定を行うことができる。
【００２５】
また、前記第１発明、第２発明、第３発明、第４発明における前記ＳＯＯＴ再生量算出手段が、ＤＰＦ温度とＤＰＦでの二酸化窒素（ＮＯ２）濃度からＳＯＯＴ再生量が求められるように設定されマップによって構成されていてもよく、また、ＤＰＦ温度（Ｔ）とＤＰＦへ流入する排ガス流量（Ｑ）と排ガス中の二酸化窒素（ＮＯ２）濃度と酸素（Ｏ２）濃度とをパラメータとするＳＯＯＴ燃焼速度式によって算出されるように構成されていてもよい。
【００２６】
かかる構成によれば、ＳＯＯＴの再生量を算出手段として、二酸化窒素（ＮＯ２）濃度を基に推定するので、すなわち、二酸化窒素（ＮＯ２）はＳＯＯＴ成分（ほとんどが炭素）を低温で燃焼させるので、ＳＯＯＴ堆積量と直接関連した指標として二酸化窒素（ＮＯ２）濃度を基に推定することで精度の高いＳＯＯＴ再生量を推定することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ＰＭを構成するＳＯＦの揮発および酸化燃焼による堆積量の減少を補正することによって、ＤＰＦ再生時期の判定に重要な要素であるＳＯＯＴ堆積量およびＰＭ量を精度よく推定してＤＰＦ再生時期を精度よく判定するＤＰＦ再生時期判定方法および判定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２９】
（第１実施形態）
図１はディーゼルエンジンの排気通路１に設置された排ガス後処理装置３の全体構成図を示し、ＤＯＣ（ディーゼルエンジン酸化触媒）５が排ガス流の上流側に設置され、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）７が排ガス流の下流側に設置されている。
そして、排ガス中のＰＭはＤＰＦ７に捕集されて堆積され、所定量堆積したときに燃焼、除去される。このＤＰＦ７に堆積された排ガス中のＰＭを再生する際には、排気通路への軽油添加や燃焼室内へのポスト燃料噴射等が行われ、排ガス流の上流側に設置された前記ＤＯＣ５にて排ガス中の燃料が酸化される際に発生する酸化熱によって排ガスが昇温され、該昇温された排ガスによって、ＤＰＦ７に送り込まれる排ガス温度を、ＰＭが燃焼するのに十分な約６００℃まで上昇せしめて処理する。さらに、ＤＯＣ５の触媒活性温度に達しない場合には、吸気弁の絞り、排気弁の絞り、アーリーポスト噴射量などの制御操作が行われる。
また、ＤＰＦ７の入口、出口には、それぞれＤＰＦ入口温度センサ９、ＤＰＦ出口温度センサ１１、前後差圧を検出する差圧センサ１３が設置されている。また、ＤＯＣ５の入口部にはＤＯＣ入口温度センサ１７が設置されている。
【００３０】
ＤＰＦ７に堆積したＰＭの再生処理は、図示しない再生制御装置によって行われ、該再生制御装置には、ＰＭの堆積量が、再生を必要とする規定量まで堆積したかどうかを判定して、その結果によって再生を開始する再生時期判定装置２１が設けられている。この再生時期判定装置２１について図２を参照して説明する。
【００３１】
再生時期判定装置２には、ＰＭ中のオイルや未燃料からなるＳＯＦ分（可燃性有機物分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定したＳＯＦ排出量マップ２３と、ＰＭ中のＳＯＯＴ分（黒煙分）の排出量をエンジン運転状態に対して設定したＳＯＯＴ排出量マップ２５と、ＤＰＦでの排気ガス温度におけるＳＯＦ分の再生量を設定したＳＯＦ再生量マップ２７と、ＤＰＦでの排ガス温度におけるＳＯＯＴ分の再生量を設定したＳＯＯＴ再生量マップ２９とが設けられている。
【００３２】
ＳＯＦ排出量マップ２３は、エンジン運転状態を示すエンジン回転数と燃焼室への燃料供給量とに対して、ＳＯＦの排出量が設定されている３次元マップである。また、ＳＯＯＴ排出量マップ２５も同様に、エンジン運転状態を示すエンジン回転数と燃焼室への燃料供給量とに対して、ＳＯＯＴの排出量が設定されている３次元マップである。
ＳＯＦ再生量マップ２７は、ＤＰＦ入口温度センサ９によるＤＰＦ７の入口温度と、ＤＰＦ７に流入する排ガス流量（図示しない吸気流量センサ（エアフローセンサ）による吸気流量と燃料噴射量とによって算出される排ガス流量）とに対して、ＳＯＦの再生量（蒸発量または酸化燃焼）が設定されている３次元マップである。また、ＳＯＯＴ再生量マップ２９も同様に、ＤＰＦ入口温度センサ９によるＤＰＦ７の入口温度と、ＤＰＦ７を流れる排ガス流量とに対して、ＳＯＯＴの再生量が設定されている３次元マップである。
【００３３】
また、ＳＯＦ排出量マップ２３およびＳＯＦ再生量マップ２７から算出したＳＯＦ分の排出量と再生量との差からＤＰＦ７に堆積したＳＯＦ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分の堆積量を求めるＳＯＦ堆積量算出手段３１が設けられ、さらにＳＯＯＴに対しても、ＳＯＯＴ排出量マップ２５およびＳＯＯＴ再生量マップ２９から算出したＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦ７に堆積したＳＯＯＴ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＯＴ分の堆積量を求めるＳＯＯＴ堆積量算出手段３３が設けられている。
【００３４】
そして、ＳＯＦ堆積量算出手段３１によって算出されたＳＯＦ分の堆積量がエンジン運転中のＤＰＦの温度履歴によって時間遅れを伴って揮発または酸化燃焼する分を補正するＳＯＦ堆積量補正手段３５、さらには、補正されたＳＯＦ堆積量および前記ＳＯＯＴ堆積量算出手段３３によって算出されたＳＯＯＴ堆積量に基づいてＤＰＦ７のＰＭの再生時期を判定する再生判定手段３７を備えている。
【００３５】
この再生時期の判定は、補正ＳＯＦ堆積量とＳＯＯＴ堆積量との比をＳＯＯＴ／ＳＯＦ比算出手段３９によって算出し、さらに、予め排ガス温度ごとにＳＯＯＴ／ＳＯＦ比をパラメータとしてＤＰＦの前後差圧とＳＯＯＴ堆積量との関係が設定されたＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップ４１を備え、差圧センサ１３からの検出値と、ＤＰＦ入口温度センサ９からの検出値と、前記ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比算出手段によって算出された補正後のＳＯＦ分に基にＳＯＯＴ／補正ＳＯＦ比の算出値とに基づいて、前記ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップ４１を用いてＳＯＯＴ分の堆積量３８を算出し、該ＳＯＯＴ分の堆積量によって再生時期を判定する。
【００３６】
ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップ４１はＤＰＦ７の入口温度ごと（例えば、２００℃。３００℃、４００℃等ごと）に作成されており、それぞれの温度において、ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比をパラメータに、縦軸にＤＰＦ７の前後差圧をとり、横軸にＳＯＯＴ量をとり、その関係が設定されている。そして、差圧センサ１３、ＤＰＦ入口温度センサ９、ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比算出手段３９によって算出したＳＯＯＴ／補正ＳＯＦの比がそれぞれ入力されて、差圧センサ１３の検出値における正確なＳＯＯＴ堆積量が算出される。
【００３７】
以上のように構成された第１実施形態における再生時期判定装置２１における判定方法について図３のフローチャートを参照して説明する。
図３において、まず、スタートすると、ステップＳ２で、エンジンのある運転時におけるＳＯＯＴ、ＳＯＦの排出量を、ＳＯＯＴ排出量マップ２５およびＳＯＦ排出量マップ２３によって算出し、ステップＳ３でＳＯＯＴ、ＳＯＦの再生量を、ＳＯＯＴ再生量マップ２９およびＳＯＦ再生量マップ２７によって算出し、次に、ステップＳ４で、ＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の堆積量を求める。
【００３８】
ＰＭ中のＳＯＯＴ分とＳＯＦ分とのエンジンからの排出量とＤＰＦ７での再生量とが、それぞれマップによって予め設定されたデータに基づいて算出されるため、排出量と再生量との差から容易且つ確実にＤＰＦに算出でき、さらにその算出値を経過時間蓄積してＤＰＦでのＳＯＯＴ堆積量およびＳＯＦ堆積量を算出できるので、ＳＯＯＴ堆積量およびＳＯＦ堆積量の堆積量を確実かつ簡単に推定できるようになる。
【００３９】
次に、ステップＳ５で、ＳＯＦ堆積量補正手段３５によって、ＳＯＦ堆積量算出手段３１によって算出したＳＯＦ堆積量に補正係数を乗算してＳＯＦ分の揮発または酸化燃焼による低下を補正する。
マップ値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分（Ｑｓ）を算出するが、その経時蓄積量を算出する経時時間（ｔ）内のＤＰＦの温度履歴（Ｒ）に応じて、補正係数（Ｋ（ｔ、Ｒ））をかけて、補正後のＳＯＦ分（Ｑｓｆ）＝Ｑｓ（１−Ｋ（ｔ、Ｒ））として算出する。
そして、補正係数（Ｋ（ｔ、Ｒ））は、図４（ａ）のように経時蓄積量を算出する経時時間（ｔ）が長ければ大きくし、さらに図４（ｂ）のようにＤＰＦ７の温度履歴（Ｒ）が上昇時の場合には下降時の場合よりも小さく設定する。
経時時間（ｔ）は、ステップＳ４にて堆積量を算出するための経過時間であり、任意の時間間隔に設定して、その時間長さと、その時間間隔内における温度履歴とに応じて補正係数を設定する。
【００４０】
ＤＰＦに堆積したＳＯＯＴおよびＳＯＦのうちＳＯＦ分は主に可燃性有機物であるため、時間遅れを伴って徐々に揮発または酸化燃焼する現象が生じる。従って、時間遅れによる揮発または酸化燃焼によるＳＯＦ分の減少量が、経過時間（ｔ）が長くなるほど大きく影響するため、時間ｔをパラメータとして時間に応じて大きく低下するように設定する。
また、ＤＰＦの温度履歴に応じて、算出したＳＯＦ分の量を減少補正する必要があるが、温度履歴において一旦高い温度に上がった後は揮発または酸化燃焼による減少の割合が多く影響するため、温度上昇時の補正係数の度合いと下降時の補正係数の度合いとを異ならせて、温度上昇時の場合を小さく、温度下降時の場合を大きくして、揮発または酸化燃焼による減少を補正している。
従って、時間遅れによる揮発または酸化燃焼によるＳＯＦ分の低下量までを考慮して正確なＳＯＦ量を算出できる。その結果ＤＰＦ７の前後差圧にとして検出される圧力差の内のＳＯＯＴの量とＳＯＦの量との堆積比率関係を正確に把握することが可能になる。
【００４１】
次に、ステップ６に進み、ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比算出手段３９によってＤＰＦ７に堆積したＳＯＯＴ／補正後のＳＯＦ比を算出し、差圧センサ１３からの検出値と、ＤＰＦ入口温度センサ９からの検出値と、予め排ガス温度ごとにＳＯＯＴ／ＳＯＦ比をパラメータとして、ＤＰＦの前後差圧とＳＯＯＴ堆積量との関係が設定されたＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップ４１とより、ＳＯＯＴ分の堆積量を算出する。
以上の第１実施形態によるＳＯＯＴ堆積量の推測値と、ＳＯＯＴ堆積実測値との比較結果は、図５（ａ）の従来の差圧だけによる手法に比べて、（ｂ）の本実施形態のようにＳＯＦ分の揮発または酸化燃焼分を考慮してＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップを用いることで実測値に対して略±３０％の誤差範囲内に収まり精度が向上したことが確認できた。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、図６、７を参照して、第２実施形態について説明する。
第１実施形態は、ＤＰＦ７の温度履歴によって時間遅れを伴って揮発または酸化燃焼する分を補正したのに対して、第２実施形態は、ＤＰＦ７の上流側に配置されるＤＯＣ５の活性状態によって該ＤＯＣ５を通過するＳＯＦ分が酸化燃焼する分を補正する。
【００４３】
第１実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
図６において、ＳＯＦ堆積量算出手段５０によるＳＯＦ分の堆積量、ＳＯＯＴ堆積量算出手段５２によるＳＯＯＴ分の堆積量の算出までは前記第１実施形態と同様である。第２実施形態において、ＤＰＦの上流に設けられたＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）の触媒反応による酸化燃焼による浄化分を補正するＳＯＦ堆積量補正手段５４が設けられている。
【００４４】
図６のＳＯＦ堆積量補正手段５４に示すように、ＤＯＣ５を通過した排ガス温度を、ＤＯＣ５の出口、すなわちＤＰＦ７の入口温度をＤＰＦ入口温度センサ９によって検出し、該温度が略２００℃〜３００℃の場合には、ＤＯＣ５によるＳＯＦ酸化燃焼率は０から８０〜１００％の間を変化するため、ＳＯＦ堆積量補正手段５４で、その補正係数ＪをＤＯＣ５を通過した排ガス温度の関数として設定して、補正後のＳＯＦ分（Ｑｓｇ）をＱｓｇ＝Ｑｓ×Ｊ（Ｔ）（０〜０．２≦Ｊ≦１）として算出して、ＳＯＦ堆積量の一部がＤＯＣ５を通過する過程で酸化燃焼して低下するように補正する。
【００４５】
ＤＯＣ５を通過する排ガス温度Ｔが２００℃以下ではＪ＝１となり、ＤＯＣ５での揮発はなくＳＯＦ堆積量算出手段５０によるＳＯＦ堆積量がそのまま出力される。また、３００℃を超えるとＪ＝０となり、ＳＯＦ分は全て揮発してゼロとなるため、全堆積量はＳＯＯＴ分のみとなる。
【００４６】
従って、ＳＯＦ堆積量補正手段５４において、ＤＯＣ５の出口温度が３００℃を超えた場合には、ＳＯＦ分がすべてＤＯＣ５を通過する際に大部分酸化燃焼して、全てＳＯＯＴとして堆積量を推定できる。また、ＤＯＣ５にて十分なＳＯＦ酸化燃焼機能を有する温度（略３００℃）以下では、ＳＯＦ堆積量算出手段５０によるＳＯＦ堆積量の一部がＤＯＣ５を通過す際に揮発して減少して通過するため、ＳＯＯＴ分と補正したＳＯＦ分との和の全堆積量５６を算出して再生判定手段５８で再生時期を推定するので、精度よい再生時期の判定を行うことができる。
【００４７】
次に、第２実施形態における再生時期判定装置６０における判定方法について図７のフローチャートを参照して説明する。
図７において、まず、スタートすると、ステップＳ２で、ＤＯＣ５の出口温度、すなわちＤＰＦ７の入口温度（Ｔ）が、ＴＢ（３００℃）を超えているかを判定する。超えていれば、ＳＯＦは大部分ＤＯＣ５で酸化燃焼されて、ＳＯＯＴ分のみとなっているため、ステップＳ３で、ＳＯＯＴ排出量マップ２５からＳＯＯＴ排出量を算出する。次に、ステップＳ４で、ＳＯＯＴ再生量マップ２９からＳＯＯＴ再生量を算出する。そしてステップＳ５で、ＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＯＴ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＯＴ分の堆積量を求める。次にステップＳ６で、算出したＳＯＯＴ分とＳＯＦ分との堆積量の和Ｑが、基準値のＱＢを超えているかを判定し、超えている場合にはステップＳ７でＤＰＦ７の再生処理を開始してステップＳ７で終了し、基準値のＱＢを超えていない場合には、ステップＳ２に戻って最初から繰り返す。
【００４８】
一方、ステップＳ２で、ＤＯＣ５の出口温度、すなわちＤＰＦ７の入口温度（Ｔ）が、ＴＢ（３００℃）を超えていない場合には、ステップＳ９で、エンジンのある運転時におけるＳＯＯＴ、ＳＯＦの排出量を、ＳＯＯＴ排出量マップ２５およびＳＯＦ排出量マップ２３によって算出し、ステップＳ１０でＳＯＯＴ、ＳＯＦの再生量を、ＳＯＯＴ再生量マップ２９およびＳＯＦ再生量マップ２７によって算出し、次に、ステップ１１で、ＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の排出量と再生量との差からＤＰＦに堆積したＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分を算出し、該算出値の経時蓄積量を求めてＳＯＦ分およびＳＯＯＴ分の堆積量を求める。
【００４９】
次に、ステップＳ１２で、ステップＳ１１で算出したＳＯＦ堆積量をＤＯＣ５の出口温度ＴＢに基づいて補正する。この補正はすでに説明したように、ＳＯＦ堆積量補正手段５４で、その補正係数ＪをＤＯＣ５を通過した排ガス温度の関数として設定して、補正後のＳＯＦ分（Ｑｓｇ）をＱｓｇ＝Ｑｓ×Ｊ（Ｔ）（０〜０．２≦Ｊ≦１）として算出して、ＳＯＦ堆積量の一部がＤＯＣ５を通過する過程で酸化燃焼して低下するように補正する。
【００５０】
次に、ステップＳ１３で、ＤＰＦ７の出口温度が基準値ＴＣを超えているか判定し、超えている場合にはさらにステップＳ１４に進み、超えていない場合にはステップＳ６に進む。なお、ＤＰＦ７の出口温度はＤＰＦ出口温度センサ１１によって検出する。
【００５１】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３の条件であるＤＰＦ７の出口温度が基準値ＴＣを超えている状態の時間Ｔｔｉｍｅが、ＴｔｉｍｅＤを超えているかを判定して、超えている場合にはステップＳ１５に進んで、ステップＳ１２で算出した補正後のＳＯＦ堆積量をゼロにリセットして、ステップＳ６に進む。すなわち、ＳＯＯＴと補正後のＳＯＦとの堆積量の和によって、全堆積量を算出して判定している場合でも、ＤＰＦ７の出口温度がＳＯＦ分が揮発する温度、例えば略３００℃以上になり、その状態が一定時間保持されている場合には、揮発または酸化燃焼してゼロになったものとして、ステップＳ１５で補正後のＳＯＦ堆積量をゼロにリセットしてＳＯＯＴ分だけで全堆積量を判定する。
【００５２】
次に、ステップＳ６で、算出したＳＯＯＴ分とＳＯＦ分との堆積量の和Ｑが、基準値のＱＡを超えているかを判定し、超えている場合にはステップＳ７でＤＰＦ７の再生処理を開始してステップＳ７で終了し、基準値のＱＡを超えていない場合には、ステップＳ２に戻って最初から繰り返す。
【００５３】
以上のような第２実施形態によれば、マップまたは算出手段によって算出されたＳＯＦ分の堆積量から、ＤＰＦの上流に設けられたＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）の触媒反応による酸化燃焼による浄化分を補正して、補正したＳＯＦ分と算出したＳＯＯＴ分によって再生時期を判定するので、再生時期を正確に判定することができる。
さらに、第１実施形態のように差圧センサ１３を用いてＤＰＦ７の前後差圧を検出することなく正確にＳＯＯＴ量またはＰＭ堆積量を推定できるため、システムおよびロジックが簡単化される。
【００５４】
また、ＤＯＣ５にて十分なＳＯＦ酸化燃焼機能を有する略３００℃を超える温度では、ＳＯＦ分は大部分揮発または酸化燃焼してＤＰＦ７ではパティキュレートは全てＳＯＯＴとみなして、堆積量を推定できる。また、ＤＯＣ５にて十分なＳＯＦ酸化燃焼機能を有する温度（略３００℃）以下では、マップおよび算出手段によって算出されたＳＯＯＴ分と補正したＳＯＦ分との和によって再生時期を推定するので、ＤＯＣ５での揮発分を考慮した精度よい再生時期の判定を行うことができる。
なお、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて、精度の高い再生時期判定装置を構成してもよい。
【００５５】
（第３実施形態）
次に、前記第１実施形態および第２実施形態におけるＳＯＯＴ再生量マップ２９は、ＤＰＦ７の入口温度と、ＤＰＦ７を流れる排ガス流量とに対して、ＳＯＯＴの再生量が設定されている３次元マップであったが、第３実施形態では、ＤＰＦ７の入口温度と、ＤＰＦ７での二酸化窒素（ＮＯ２）濃度とに対して、ＳＯＯＴ再生量が求められるように設定されＳＯＯＴ再生量マップ６１によって構成されている。
【００５６】
図８に示すように、排ガス流量二酸化窒素（ＮＯ２）濃度は、ＮＯ２転化率マップ６３によって、ＤＰＦ７を流れる排ガス流量と、ＤＯＣ入口温度センサ１７からのＤＯＣ入口温度に基づいて、ＤＯＣでのＮＯ２転化率が算出される。
一方、ＮＯｘ排出量マップ６５を用いてエンジン運転状態の回転数及び負荷の信号に基づいてＮＯｘ濃度が算出され、前記ＮＯｘ濃度と前記ＮＯ２転化率とによって、二酸化窒素（ＮＯ２）濃度を算出する。
【００５７】
本実施形態においては、ＳＯＯＴ再生量の算出手段として、二酸化窒素（ＮＯ２）濃度を基に推定するので、すなわち、二酸化窒素（ＮＯ２）はＳＯＯＴ成分（ほとんどが炭素）を低温で燃焼させるので、ＳＯＯＴ堆積量と直接関連した指標として二酸化窒素（ＮＯ２）濃度を基に推定することで精度の高いＳＯＯＴ再生量を推定することができる。
また、エンジンが変わった場合には、ＮＯｘ排出量マップ６５を変更するだけでよいため、エンジンの変更への対応が容易である。
【００５８】
（第４実施形態）
次に、第３実施形態においては、ＳＯＯＴ再生量マップ６１は、ＤＰＦ７の入口温度と、ＤＰＦ７を流れる排ガス流量とに対して、ＳＯＯＴの再生量が設定されている３次元マップであったが、第４実施形態ではマップを用いずにＳＯＯＴ再生用の関係式Ｓ＝ｆ（ＮＯ２＋Ｏ２＋排ガス流速（ＬＶ）＋ＤＰＦ温度（Ｔ））を用いて、直接ＳＯＯＴ再生量を算出するものである。
【００５９】
すなわち、図９に示すように、排ガス流速（ＬＶ）と、ＤＯＣ入口温度センサ１７からのＤＯＣ入口温度（Ｔ）と、排ガス中の二酸化窒素（ＮＯ２）濃度と、酸素（Ｏ２）濃度とをパラメータとするＳＯＯＴ燃焼速度式によって算出する。
二酸化窒素（ＮＯ２）濃度の算出は、前記第３実施形態と同様であり、酸素（Ｏ２）濃度の算出は、Ｏ２排出量マップ６７を用いてエンジン運転状態の回転数及び負荷の信号に基づいて算出される。
【００６０】
本実施形態によれば、ＳＯＯＴの再生量を算出手段として、二酸化窒素（ＮＯ２）濃度を基に推定するので、すなわち、二酸化窒素（ＮＯ２）はＳＯＯＴ成分（ほとんどが炭素）を低温で燃焼させるので、ＳＯＯＴ堆積量と直接関連した指標として二酸化窒素（ＮＯ２）濃度を基に推定することで精度の高いＳＯＯＴ再生量を推定することができる。
また、第３実施形態のようにマップの作成が不要で、直接関係式より算出するため、マップよりもきめ細かい算出ができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、ＰＭを構成するＳＯＦの揮発及び酸化燃焼による堆積量の減少を補正することによって、ＤＰＦ再生時期の判定に重要な要素であるＳＯＯＴ堆積量およびＰＭ量を精度よく推定できるので、ＤＰＦの再生時期を精度よく判定でき、ＤＰＦの再生時期判定方法および判定装置に適する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】ディーゼルエンジンの排気通路に設置された排ガス後処理装置の全体構成図である。
【図２】第1実施形態に係る再生時期判定装置の構成ブロック図である。
【図３】第1実施形態に係る再生時期判定方法のフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係る補正係数の説明図である。
【図５】第１実施形態の効果を説明する説明図である。
【図６】第２実施形態に係る再生時期判定装置の構成ブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る再生時期判定方法のフローチャートである。
【図８】第３実施形態に係る再生時期判定装置の構成ブロック図である。
【図９】第４実施形態に係る再生時期判定装置の構成ブロック図である。
【図１０】ＤＰＦの前後差圧による堆積量検出の従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１      排気通路
３      排ガス後処理装置
５      ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）
７      ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）
９      ＤＰＦ入口温度センサ
１１    ＤＰＦ出口温度センサ
１３    差圧センサ
２１、６０  再生時期判定装置
２３    ＳＯＦ排出量マップ
２５    ＳＯＯＴ排出量マップ
２７    ＳＯＦ再生量マップ
２９、６１  ＳＯＯＴ再生量マップ
３１、５０  ＳＯＦ堆積量算出手段  
３３、５２  ＳＯＯＴ堆積量算出手段
３５、５４  ＳＯＦ堆積量補正手段
３９        ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比算出手段
４１        ＳＯＯＴ／ＳＯＦ比マップ
６３        ＮＯ２転化率マップ
６５        ＮＯｘ排出量マップ
６７        Ｏ２排出量マップ
【図１】
2010101205.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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