(57)【要約】【課題】アッシュ凝集体によりパティキュレートフィルタ圧力損失が増大するのを抑制する。【解決手段】排気ガス中に含まれる粒子状物質及びアッシュを凝集させて凝集体を形成するために機関排気通路内に配置された凝集器２４ａと、凝集体を捕集するために凝集器下流の機関排気通路内に配置されたパティキュレートフィルタ２４ｂであって、アッシュが通過可能に平均細孔径が設定されているパティキュレートフィルタ２４ｂとを具備する。凝集器に保持されている凝集体のサイズが上限サイズよりも大きいと判別されたときに凝集器から凝集体を放出させる。【選択図】図１
2014031780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス中に含まれる粒子状物質及びアッシュを凝集させて凝集体を形成するために機関排気通路内に配置された凝集器と、
凝集体を捕集するために凝集器下流の機関排気通路内に配置されたパティキュレートフィルタであって、アッシュが通過可能に平均細孔径が設定されているパティキュレートフィルタと、
凝集器に保持されている凝集体を凝集器から放出させる放出手段と、
を具備した内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
凝集器に保持されている凝集体のサイズがあらかじめ定められた上限サイズよりも大きいか否かを判別する判別手段を更に具備し、放出手段は、凝集器に保持されている凝集体のサイズが上限サイズよりも大きいと判別されたときに凝集器から凝集体を放出させる、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
判別手段は、凝集器に保持されている凝集体の量があらかじめ定められた上限量よりも多いか否かを判別し、凝集器に保持されている凝集体の量が上限量よりも多いと判別したときに凝集器に保持されている凝集体のサイズが上限サイズよりも大きいと判別する、請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
放出手段は、凝集器から凝集体を放出させるために凝集器内に流入するガスの流量を増大させる、請求項１から３まで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】
パティキュレートフィルタの圧力損失があらかじめ定められた上限値よりも大きいか否かを判別し、パティキュレートフィルタの圧力損失が上限値よりも大きいと判別したときにパティキュレートフィルタから粒子状物質を除去するＰＭ除去制御を行うＰＭ除去手段を更に具備した、請求項１から４までのいずれか一項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】
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ガス中の粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを排気通路内に配置した圧縮着火式内燃機関が公知である。その結果、大気中に排出される粒子状物質の量が抑制される。ところが、パティキュレートフィルタ上の粒子状物質の量が多くなると、パティキュレートフィルタの圧力損失が次第に大きくなる。その結果、機関出力が低下するおそれがある。そこで、パティキュレートフィルタの圧力損失がしきい値を越えたときに、パティキュレートフィルタを酸化雰囲気に維持しつつパティキュレートフィルタの温度を上昇させることにより粒子状物質を燃焼させてパティキュレートフィルタから除去するＰＭ除去制御を行う内燃機関が公知である。その結果、パティキュレートフィルタの圧力損失が低く維持される。
【０００３】
ところで、排気ガス中にはアッシュと称される不燃性成分が含まれており、このアッシュは粒子状物質と共にパティキュレートフィルタに捕集される。ところが、ＰＭ除去制御が行われても、アッシュは燃焼せず又は気化せず、パティキュレートフィルタ上に残留する。このため、機関運転時間が長くなるにつれて、パティキュレートフィルタ上のアッシュ量が次第に増大し、アッシュによりパティキュレートフィルタの圧力損失が次第に大きくなる。その結果、ＰＭ除去制御が繰り返し行われても、機関出力が低下するおそれがある。
【０００４】
そこで、排気ガス中に含まれる粒子状物質及びアッシュを凝集させて凝集体を形成するために機関排気通路内に配置された凝集器と、凝集体を捕集するために凝集器下流の機関排気通路内に配置されたパティキュレートフィルタであって、アッシュが通過可能に平均細孔径が設定されているパティキュレートフィルタと、を具備した内燃機関の排気浄化装置が公知である（特許文献１参照）。この排気浄化装置では、アッシュがパティキュレートフィルタを通過可能であるので、アッシュがパティキュレートフィルタに堆積するのが抑制され、したがってアッシュによりパティキュレートフィルタの圧力損失が増大するのが抑制される。同時に、粒子状物質が凝集体の形でパティキュレートフィルタに捕集されるので、粒径の小さな粒子状物質がパティキュレートフィルタをすり抜けるのが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０２９２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
凝集体には粒子状物質だけでなくアッシュも含まれている。その結果、ＰＭ除去制御が行われると、パティキュレートフィルタにはアッシュが残留する。このアッシュはパティキュレートフィルタを通過する。したがって、アッシュがパティキュレートフィルタに堆積するのが抑制される。
【０００７】
ところで、凝集体は凝集器に一時的に保持され、保持されている間に更に凝集が進行する。この場合、凝集器に保持されている凝集体の量が多くなるにつれて又は凝集体が凝集器に保持されている時間が長くなるにつれて、凝集体のサイズが次第に大きくなる。このため、サイズの大きな凝集体が形成され次いでパティキュレートフィルタに捕集されるおそれがある。ところが、サイズの大きな凝集体がパティキュレートフィルタに捕集されると、ＰＭ除去制御後にサイズの大きなアッシュ凝集体が形成されるおそれがある。このようなサイズの大きなアッシュの凝集体はパティキュレートフィルタを通過するのが困難である。したがって、アッシュによりパティキュレートフィルタの圧力損失が増大するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、排気ガス中に含まれる粒子状物質及びアッシュを凝集させて凝集体を形成するために機関排気通路内に配置された凝集器と、凝集体を捕集するために凝集器下流の機関排気通路内に配置されたパティキュレートフィルタであって、アッシュが通過可能に平均細孔径が設定されているパティキュレートフィルタと、凝集器に保持されている凝集体を凝集器から放出させる放出手段と、を具備した内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【０００９】
好ましくは、凝集器に保持されている凝集体のサイズがあらかじめ定められた上限サイズよりも大きいか否かを判別する判別手段を更に具備し、放出手段は、凝集器に保持されている凝集体のサイズが上限サイズよりも大きいと判別されたときに凝集器から凝集体を放出させる。更に好ましくは、判別手段は、凝集器に保持されている凝集体の量があらかじめ定められた上限量よりも多いか否かを判別し、凝集器に保持されている凝集体の量が上限量よりも多いと判別したときに凝集器に保持されている凝集体のサイズが上限サイズよりも大きいと判別する。
【００１０】
好ましくは、放出手段は、凝集器から凝集体を放出させるために凝集器内に流入するガスの流量を増大させる。
【００１１】
好ましくは、パティキュレートフィルタの圧力損失があらかじめ定められた上限値よりも大きいか否かを判別し、パティキュレートフィルタの圧力損失が上限値よりも大きいと判別したときにパティキュレートフィルタから粒子状物質を除去するＰＭ除去制御を行うＰＭ除去手段を更に具備する。
【発明の効果】
【００１２】
サイズの大きな凝集体が形成されるのを抑制でき、したがってサイズの大きなアッシュ凝集体によりパティキュレートフィルタ圧力損失が増大するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】凝集機の側面断面図である。
【図３Ａ】パティキュレートフィルタの正面図である。
【図３Ｂ】パティキュレートフィルタの側面断面図である。
【図４Ａ】凝集器の凝集作用を説明する図である。
【図４Ｂ】凝集器の凝集作用を説明する図である。
【図５Ａ】パティキュレートフィルタの捕集作用を説明する図である。
【図５Ｂ】パティキュレートフィルタの捕集作用を説明する図である。
【図６Ａ】流入分を示すマップである。
【図６Ｂ】流出分を示すマップである。
【図７】本発明による実施例の排気浄化制御を説明するタイムチャートである。
【図８】排気浄化制御ルーチンを実行するフローチャートである。
【図９】凝集体保持量ＱＡＧの算出ルーチンを実行するフローチャートである。
【図１０】ＰＭ除去制御ルーチンを実行するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照すると、１は圧縮着火式内燃機関の本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内にそれぞれ燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドをそれぞれ示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ｃの出口に連結され、コンプレッサ７ｃの入口はエアフローメータ８を介してエアクリーナ９に連結される。吸気ダクト６内には電気制御式スロットル弁１０が配置され、更に吸気ダクト６周りには吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１１が配置される。一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｔの入口に連結され、排気タービン７ｔの出口は排気後処理装置２０に連結される。
【００１５】
排気マニホルド５と吸気マニホルド４とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路１２を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１２内には電気制御式ＥＧＲ制御弁１３が配置される。また、ＥＧＲ通路１２周りにはＥＧＲ通路１２内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置１４が配置される。一方、各燃料噴射弁３は燃料供給管１５を介してコモンレール１６に連結される。このコモンレール１６内へは電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１７から燃料が供給され、コモンレール１６内に供給された燃料は各燃料供給管１５を介して燃料噴射弁３に供給される。図１に示される実施例ではこの燃料は軽油から構成される。別の実施例では、内燃機関は火花点火式内燃機関から構成される。この場合には燃料はガソリンから構成される。
【００１６】
排気後処理装置２０は排気タービン７ｔの出口に連結された排気管２１と、排気管２１に連結された上流側ケーシング２２ａと、上流側ケーシング２２ａに連結された下流側ケーシング２２ｂと、下流側ケーシング２２ｂに連結された排気管２３とを具備する。上流側ケーシング２２ａ内には静電式の凝集器２４ａが配置され、下流側ケーシング２２ｂ内にはウォールフロー型のパティキュレートフィルタ２４ｂが配置される。
【００１７】
下流側ケーシング２２ｂには、パティキュレートフィルタ２４ｂの温度を検出するための温度センサ２５が設けられる。別の実施例では、パティキュレートフィルタ２４ｂに流入する排気ガスの温度を検出するための温度センサが排気管２１に配置される。更に別の実施例では、パティキュレートフィルタ２４ｂから流出する排気ガスの温度を検出するための温度センサが排気管２３に配置される。これら排気ガスの温度はパティキュレートフィルタ２４ｂの温度を表している。
【００１８】
下流側ケーシング２２ｂには更に、パティキュレートフィルタ２４ｂの圧力損失を検出するための圧力損失センサ２６が設けられる。図１に示される実施例では、圧力損失センサ２６はパティキュレートフィルタ２４ｂの上流及び下流の圧力差を検出するための圧力差センサから構成される。別の実施例では、圧力損失センサ２６は排気管２１に取り付けられて機関背圧を検出するセンサから構成される。
【００１９】
一方、排気マニホルド５には燃料添加弁２７が取り付けられる。この燃料添加弁２７にはコモンレール１６から燃料が添加され、燃料添加弁２７から排気マニホルド５内に燃料が添加される。別の実施例では、燃料添加弁２７が排気管２１に配置される。
【００２０】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータから構成され、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備する。エアフローメータ８、温度センサ２５、及び圧力差センサ２６の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、アクセルペダル３９にはアクセルペダル３９の踏み込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ４０が接続され、負荷センサ４０の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４１が接続される。ＣＰＵ３４ではクランク角センサ４１からの出力パルスに基づいて機関回転数Ｎｅが算出される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁１０駆動装置、ＥＧＲ制御弁１３、燃料ポンプ１７、及び燃料添加弁２７に接続される。
【００２１】
図２は静電式の凝集器２４ａの構造を示している。図２に示されるように、凝集器２４ａは円筒状電極６０と、円筒状電極６０の内部空間６０ｓ内に配置された棒状電極６１とを具備する。図２に示される実施例では円筒状電極６０は正極を構成し、棒状電極６１は負極を構成する。これら電極６０，６１間にはバッテリ６２によって電圧が印加されており、したがって内部空間６０ｓには電場が形成される。排気ガスは入口６０ｉを介し内部空間６０ｓ内に流入し、内部空間６０ｓ内を流通した後に出口６０ｏを介し流出する。すなわち、排気ガスは電場内を通過する。
【００２２】
別の実施例では、凝集器２４ａは衝突型の凝集器から構成される。衝突型の凝集器では排気ガスが板又は不織布から形成される衝突部材に衝突され、それによって粒子状物質が凝集される。
【００２３】
図３Ａ及び図３Ｂはウォールフロー型パティキュレートフィルタ２４ｂの構造を示している。なお、図３Ａはパティキュレートフィルタ２４ｂの正面図を示しており、図３Ｂはパティキュレートフィルタ２４ｂの側面断面図を示している。図３Ａ及び図３Ｂに示されるようにパティキュレートフィルタ２４ｂはハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路７１ｉ，７１ｏと、これら排気流通路７１ｉ，７１ｏを互いに隔てる隔壁７２とを具備する。図３Ａに示される実施例では、排気流通路７１ｉ，７１ｏは、上流端が開放されかつ下流端が栓７３ｄにより閉塞された排気ガス流入通路７１ｉと、上流端が栓７３ｕにより閉塞されかつ下流端が開放された排気ガス流出通路７１ｏとにより構成される。なお、図３Ａにおいてハッチングを付した部分は栓７３ｕを示している。したがって、排気ガス流入通路７１ｉ及び排気ガス流出通路７１ｏは薄肉の隔壁７２を介して交互に配置される。云い換えると排気ガス流入通路７１ｉ及び排気ガス流出通路７１ｏは各排気ガス流入通路７１ｉが４つの排気ガス流出通路７１ｏによって包囲され、各排気ガス流出通路７１ｏが４つの排気ガス流入通路７１ｉによって包囲されるように配置される。別の実施例では、排気流通路は、上流端及び下流端が開放された排気ガス流入通路と、上流端が栓により閉塞されかつ下流端が開放された排気ガス流出通路とにより構成される。
【００２４】
隔壁７２は多孔質材料、例えばコージェライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、チタニア、アルミナ、シリカ、ムライト、リチウムアルミニウムシリケート、リン酸ジルコニウムのようなセラミックから形成される。したがって、図３Ｂに矢印で示されるように、排気ガスはまず排気ガス流入通路７１ｉ内に流入し、次いで周囲の隔壁７２内を通って隣接する排気ガス流出通路７１ｏ内に流出する。
【００２５】
隔壁７２の両側面及び細孔内表面には酸化機能を有する触媒７４が担持される。酸化機能を有する触媒７４は白金Ｐｔ、ロジウムＲｈ、パラジウムＰｄのような貴金属から構成される。別の実施例では、酸化機能を有する触媒７４はセリウムＣｅ、プラセオジムＰｒ、ネオジムＮｄ、ランタンＬａのような卑金属を含む複合酸化物から構成される。更に別の実施例では、触媒７４は貴金属及び複合酸化物の組み合わせから構成される。
【００２６】
隔壁７２の平均細孔径は触媒７４が設けられた状態において、２５μｍ以上かつ５０μｍ以下に設定される。隔壁７２の平均細孔径が２５μｍ以上であると、排気ガス中に含まれるアッシュの大部分が隔壁７２を通過できる。したがって、言い換えると、アッシュが隔壁７２を通過できるように隔壁７２の細孔径が設定される。
【００２７】
さて、排気ガス中には粒子状物質及びアッシュが含まれている。粒子状物質は主として固体炭素から形成される。一方、アッシュは主として硫酸カルシウムＣａＳＯ４、リン酸亜鉛カルシウムＣａ１９Ｚｎ２（ＰＯ４）１４のようなカルシウム塩から形成されることが本願発明者により確認されている。カルシウムＣａ，亜鉛Ｚｎ，リンＰ等は機関潤滑油に由来し、イオウＳは燃料に由来する。すなわち、硫酸カルシウムＣａＳＯ４を例にとって説明すると、機関潤滑油が燃焼室２内に流入して燃焼し、潤滑油中のカルシウムＣａが燃料中のイオウＳと結合することにより硫酸カルシウムＣａＳＯ４が生成される。
【００２８】
これら粒子状物質及びアッシュはまず凝集器２４ａ内に流入し、内部空間６０ｓを通過する。その結果、図４Ａに示されるように、粒子状物質８０及びアッシュ８１は負に帯電され、正極である円筒状電極６０の内表面に付着する。凝集器２４ａに流入する粒子状物質８０及びアッシュ８１は次から次へと円筒状電極６０の内表面上に付着する。その結果、図４Ｂに示されるように、粒子状物質８０及びアッシュ８１の凝集体ＡＧが形成される。凝集体ＡＧは円筒状電極６０に一時的に保持され、保持されている間に凝集が進行する。すなわち、凝集体ＡＧのサイズが次第に大きくなる。
【００２９】
次いで、凝集体ＡＧは排気ガス流れによって凝集器２４ａから放出され、次いで図５Ａに示されるようにパティキュレートフィルタ２４ｂに捕集される。
【００３０】
燃焼室２では酸素過剰のもとで燃焼が行われている。したがって、燃料噴射弁３及び燃料添加弁２７から燃料が２次的に供給されない限り、パティキュレートフィルタ２４ｂは酸化雰囲気にある。また、パティキュレートフィルタ２４ｂの隔壁７２には酸化機能を有する触媒が担持されている。その結果、パティキュレートフィルタ２４ｂに捕集された粒子状物質は順次酸化される。ところが、単位時間当たりに捕集される粒子状物質の量が単位時間当たりに酸化される粒子状物質の量よりも多くなると、パティキュレートフィルタ２４ｂ上に捕集されている粒子状物質の量が機関運転時間の経過と共に増大する。
【００３１】
そこで本発明による実施例では、パティキュレートフィルタ２４の圧力損失が上限値を越えたときに、パティキュレートフィルタ２４ｂから粒子状物質を除去するＰＭ除去制御が行われる。その結果、パティキュレートフィルタ２４上の粒子状物質が除去され、パティキュレートフィルタ２４の圧力損失が低減される。
【００３２】
図１に示される実施例では、ＰＭ除去制御は、粒子状物質を酸化除去するためにパティキュレートフィルタ２４ｂの温度をＰＭ除去温度（例えば６００℃）まで上昇させる昇温制御から構成される。別の実施例では、ＰＭ除去制御は、粒子状物質をＮＯｘにより酸化除去するために、パティキュレートフィルタ２４ｂに流入する排気ガス中のＮＯｘ量を増大させるＮＯｘ増大制御から構成される。ＮＯｘ量を増大させるために例えばＥＧＲガス量が減少される。更に別の実施例では、ＰＭ除去制御は、粒子状物質をオゾンにより酸化除去するために、パティキュレートフィルタ２４ｂ上流の排気通路に連結されたオゾン供給器からオゾンをパティキュレートフィルタ２４ｂに供給するオゾン供給制御から構成される。
【００３３】
ＰＭ除去制御が行われると、図５Ｂに示されるように、隔壁７２にはアッシュ８１が残存する。このアッシュ８１は隔壁７２を通過し、したがってアッシュ８１がパティキュレートフィルタ２４に堆積するのが抑制される。
【００３４】
上述したように、凝集器２４ａにおいて凝集体ＡＧは円筒状電極６０に一時的に保持される。この場合、凝集器２４ａに保持されている凝集体ＡＧの量が多くなるにつれて又は凝集体ＡＧが凝集器２４ａに保持されている時間が長くなるにつれて、凝集体ＡＧのサイズが大きくなる。ところが、サイズの大きな凝集体ＡＧがパティキュレートフィルタ２４ｂに捕集されＰＭ除去制御が行われると、サイズの大きなアッシュ凝集体がパティキュレートフィルタ２４ｂに形成されるおそれがある。このようなサイズの大きなアッシュの凝集体はパティキュレートフィルタ２４ｂを通過せず、パティキュレートフィルタ２４ｂに残存するおそれがある。その結果、アッシュによりパティキュレートフィルタ２４ｂの圧力損失が増大するおそれがある。
【００３５】
そこで本発明による実施例では、凝集器２４ａに保持されている凝集体のサイズがあらかじめ定められた上限サイズよりも大きいか否かを判別する判別制御を行い、凝集器２４ａに保持されている凝集体のサイズが上限サイズよりも大きいと判別されたときに凝集器２４ａから凝集体を放出させる放出制御を行うようにしている。その結果、凝集体のサイズが更に大きくなるのが阻止される。したがって、ＰＭ除去制御が行われた後のパティキュレートフィルタ２４ｂに、サイズの大きなアッシュ凝集体が形成されるのが抑制される。すなわち、アッシュがパティキュレートフィルタ２４ｂを確実に通過することができる。
【００３６】
本発明による実施例では、放出制御は、凝集器２４ａから凝集体を放出させるために凝集器２４ａ内に流入するガスの流量を増大させる流量増大制御から構成される。流量増大制御は、一実施例ではスロットル弁の開度を増大させて吸入空気量を増大させることにより、凝集器２４ａ内に流入する排気ガスの流量を増大させる排気ガス増量制御から構成される。この場合、機関運転がアイドリング運転のとき又はクラッチが非係合のときに排気ガス増量制御が実行される。別の実施例では、流量増大制御は、凝集器２４ａ上流の排気管２１に連結された２次空気供給器から２次空気を凝集器２４ａに供給する２次空気増量制御から構成される。
【００３７】
一方、判別制御は、凝集器２４ａに保持されている凝集体の量があらかじめ定められた上限量よりも多いか否かを判別し、凝集器２４ａに保持されている凝集体の量が上限量よりも多いと判別したときに凝集器２４ａに保持されている凝集体のサイズが上限サイズよりも大きいと判別している。
【００３８】
凝集器２４ａに保持されている凝集体の量は一実施例では、単位時間当たりに凝集器２４ａに流入する粒子状物質量ｑＰＭｉと単位時間当たりに凝集器２４ａから流出する粒子状物質量ｑＰＭｄとを機関運転状態に基づきそれぞれ求め、流入分ｑＰＭｉ及び流出分ｑＰＭｄの合計を積算して得られるカウンタ値により表される。流入分ｑＰＭｉは図６Ａに示されるように燃料噴射量ＱＦ及び機関回転数Ｎｅの関数としてマップの形であらかじめＲＯＭ３２（図１）に記憶されている。ここで、燃料噴射量ＱＦは機関負荷を表している。一方、流出分ｑＰＭｄは図６Ｂに示されるように吸入空気量Ｇａ及びパティキュレートフィルタ２４ｂの温度ＴＦの関数としてマップの形であらかじめＲＯＭ３２に記憶されている。ここで、吸入空気量Ｇａは凝集器２４ａに流入する排気ガスの流量を表しており、パティキュレートフィルタ２４ｂの温度ＴＦは凝集器２４ａの温度を表している。すなわち、吸入空気量Ｇａが多くなると又はパティキュレートフィルタ２４ｂの温度ＴＦが高くなると、流出分ｑＰＭｄは多くなる。別の実施例では、凝集器２４ａに保持されている凝集体の量は、単位時間当たりに凝集器２４ａに流入する粒子状物質量及びアッシュ量と単位時間当たりに凝集器２４ａから流出する粒子状物質量及びアッシュ量とを機関運転状態に基づきそれぞれ求め、流入分及び流出分の合計を積算して得られるカウンタ値により表される。
【００３９】
図７は本発明による実施例の排気浄化制御を示している。図７を参照すると、時間ｔ１において、凝集器２４ａに保持されている凝集体の量ＱＡＧが上限値ＵＡＧに達すると、放出制御が実行される。その結果、凝集体保持量ＱＡＧが減少する。凝集器２４ａから放出された凝集体はパティキュレートフィルタ２４ｂに捕集される。その結果、パティキュレートフィルタ２４ｂの圧力損失を表す圧力差ＰＤが増大する。次いで、例えば放出制御が一定時間行われると、時間ｔ２において放出制御が終了される。その結果、凝集体保持量ＱＡＧが再び増加する。
【００４０】
次いで、時間ｔ３において凝集体保持量ＱＡＧが上限値ＵＡＧに再び達すると放出制御が再び行われ、時間ｔ４において放出制御が終了される。
【００４１】
次いで、時間ｔ５において、パティキュレートフィルタ２４ｂの圧力差ＰＤが上限値ＵＰＤに達すると、ＰＭ除去制御が行われる。その結果、パティキュレートフィルタ２４ｂの圧力差ＰＤが低下する。次いで、時間ｔ６において、圧力差ＰＤが下限値ＬＰＤに達すると、時間ｔ６においてＰＭ除去制御が終了される。
【００４２】
次いで、時間ｔ７において凝集体保持量ＱＡＧが上限値ＵＡＧに再び達すると放出制御が再び行われ、時間ｔ８において放出制御が終了される。
【００４３】
図８は本発明による実施例の排気浄化制御を実行するルーチンを示している。図８を参照すると、ステップ１０１では凝集器２４ａに保持されている凝集体の量ＱＡＧが上限値ＵＡＧよりも多いか否かが判別される。ＱＡＧ＞ＵＡＧのときには次いでステップ１０２に進み、放出制御の実行条件が成立しているか否かが判別される。放出制御が排気ガス増量制御から構成される場合には、アイドリング運転が行われているとき又はクラッチが非係合のときに条件が成立していると判断され、それ以外は条件が不成立と判別される。条件が成立しているときには次いでステップ１０３に進み、放出制御が行われる。これに対し、ＱＡＧ≦ＵＡＧのとき、又は条件が不成立のときには処理サイクルを終了する。すなわち、放出制御が行われない。なお、電子制御ユニット３０（図１）は放出制御を行うようにプログラムされている。また、電子制御ユニット３０は判別制御を行うようにプログラムされている。
【００４４】
図９は凝集体保持量ＱＡＧを算出するルーチンを示している。図９を参照すると、ステップ２０１では流入分ｑＰＭｉが図６Ａのマップから算出される。続くステップ２０２では流出分ｑＰＭｄが図６Ｂのマップから算出される。続くステップ２０３では凝集体保持量ＱＡＧが算出される（ＱＡＧ＝ＱＡＧ＋（ｑＰＭｉ−ｑＰＭｄ））。
【００４５】
図１０はＰＭ除去制御を実行するルーチンを示している。図１０を参照すると、ステップ３０１ではパティキュレートフィルタ２４ｂの圧力差ＰＤが上限値ＵＰＤよりも大きいか否かが判別される。ＰＤ≦ＵＰＤのときには処理サイクルを終了する。すなわち、ＰＭ除去制御が行われない。ＰＤ＞ＵＰＤのときには次いでステップ３０２に進み、ＰＭ除去制御が行われる。続くステップ３０３では圧力差ＰＤが下限値ＬＰＤよりも小さいか否かが判別される。ＰＤ≧ＬＰＤのときにはステップ３０２に戻り、ＰＭ除去制御が継続される。ＰＤ＜ＬＰＤのときには処理サイクルを終了する。すなわち、ＰＭ除去制御が終了される。なお、電子制御ユニット３０はＰＭ除去制御を行うようにプログラムされている。
【符号の説明】
【００４６】
１    機関本体
２１    排気管
２４ａ    凝集器
２４ｂ    パティキュレートフィルタ
【図１】
2014031780.tif 000003
【図２】
2014031780.tif 000004
【図３Ａ】
2014031780.tif 000005
【図３Ｂ】
2014031780.tif 000006
【図４Ａ】
2014031780.tif 000007
【図４Ｂ】
2014031780.tif 000008
【図５Ａ】
2014031780.tif 000009
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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