(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に配置されたＤＯＣおよび該ＤＯＣの下流に配置されるＤＰＦからなるディーゼルエンジンの排ガス処理装置において、前記ＤＰＦを昇温することで前記ＤＰＦに堆積するＰＭを除去する強制再生の実行を制御するＤＰＦ再生制御装置であって、
前記強制再生は、所定の強制再生実行条件を満たすことで自動的に実行される自動再生と、該自動再生よりも前記ＤＰＦをより高温に昇温する、手動操作によって実行される手動再生と、を含み、
前記ＤＰＦ再生制御装置は、
前記ＤＰＦを所定温度まで昇温する第１昇温手段、および該第１昇温手段と協同して前記ＤＰＦを前記所定温度よりも高く昇温する第２昇温手段と、からなるＤＰＦ昇温手段と、
前記自動再生の実行中に検出される前記ＤＯＣの閉塞に関する閉塞パラメータが予め定められる閉塞閾値を規定時間上回った時に、前記ＤＯＣが閉塞していると検知するＤＯＣ閉塞検知手段と、
前記ＤＯＣが閉塞していると検知された時に、前記自動再生を中止するとともに、前記手動再生の実行を促す旨を報知するＤＯＣ閉塞対策手段と、
前記自動再生の実行中に検出される前記閉塞パラメータが前記閉塞閾値以下で且つ前記閉塞閾値よりも小さい第２閉塞閾値を規定時間上回った時、または前記閉塞パラメータが前記閉塞閾値以下で且つ前記閉塞パラメータの変化量が予め定められる変化量閾値を規定時間上回った時に、前記ＤＯＣが閉塞の初期段階にあると検知するＤＯＣ閉塞初期段階検知手段と、
前記ＤＯＣが閉塞の初期段階にあると検知された時に、前記自動再生の完了後、前記第１昇温手段を所定時間だけ実行するＤＯＣ閉塞初期段階対策手段と、を備える、
ＤＰＦ再生制御装置。
【請求項２】
排気通路に配置されたＤＯＣおよび該ＤＯＣの下流に配置されるＤＰＦからなるディーゼルエンジンの排ガス処理装置において、前記ＤＰＦを昇温することで前記ＤＰＦに堆積するＰＭを除去する強制再生の実行を制御するＤＰＦ再生制御装置であって、
前記強制再生は、所定の強制再生実行条件を満たすことで自動的に実行される自動再生と、該自動再生よりも前記ＤＰＦをより高温に昇温する、手動操作によって実行される手動再生と、を含み、
前記ＤＰＦ再生制御装置は、
前記ＤＰＦを所定温度まで昇温する第１昇温手段、および該第１昇温手段と協同して前記ＤＰＦを前記所定温度よりも高く昇温する第２昇温手段と、からなるＤＰＦ昇温手段と、
前記自動再生の実行中に検出される前記ＤＯＣの閉塞に関する閉塞パラメータが予め定められる閉塞閾値を規定時間上回った時に、前記ＤＯＣが閉塞していると検知するＤＯＣ閉塞検知手段と、
前記ＤＯＣが閉塞していると検知された時に、前記自動再生を中止するとともに、前記手動再生の実行を促す旨を報知するＤＯＣ閉塞対策手段と、
前記自動再生および前記手動再生のいずれの強制再生も実行されていない通常運転時において、前記ディーゼルエンジンが前記ＤＯＣの閉塞が起こり易い運転状態下にあった時に前記ＤＯＣが閉塞危険状態であると検知するＤＯＣ閉塞危険状態検知手段と、
前記ＤＯＣが閉塞危険状態であると検知された時に、前記第１昇温手段を所定時間だけ実行するＤＯＣ閉塞危険状態対策手段と、をさらに備える、
ＤＰＦ再生制御装置。
【請求項３】
前記ＤＯＣ閉塞危険状態検知手段は、
排ガスの温度が予め定められた温度以下の状態に規定時間以上連続してあった時、前記ディーゼルエンジンのエンジン回転数の変動率が予め定められる回転数閾値を超える単位時間あたりの回数が閾値を規定時間以上連続して上回る時、およびＰＭ排出量推定値の平均値が予め定められた閾値以上の状態が規定時間以上連続してあった時、の一つまたは複数に該当した時に前記ＤＯＣが閉塞危険状態であると検知する、
請求項２に記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項４】
前記第１昇温手段は、吸気通路に配置されたスロットルバルブの開度を制御するスロットルバルブ制御手段、メイン燃焼噴射時期より遅れて燃料を噴射するアーリーポスト噴射の燃料噴射量を制御するアーリーポスト噴射制御手段、燃料を噴射するレール圧を制御するレール圧制御手段の少なくともいずれか一つからなり、
前記第２昇温手段は、前記アーリーポスト噴射後の燃焼室内の燃焼に寄与しないタイミングで燃料を噴射するレイトポスト噴射の燃料噴射量を制御するレイトポスト噴射制御手段、またはエンジン下流側の排気通路に燃料を噴射する排気管噴射の燃料噴射量を制御する排気管噴射制御手段からなる、
請求項１または２に記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項５】
前記閉塞パラメータは、前記ＤＰＦの入口温度および前記ＤＰＦの出口温度の温度差から設定される、
請求項１または２に記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項６】
前記閉塞パラメータは、前記ＤＰＦの出口温度として設定される、
請求項１または２に記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項７】
前記閉塞パラメータは、前記ＤＯＣの出口温度および入口温度の温度差、前記ＤＯＣを通過する排ガスの流量、および前記レイトポスト噴射または前記排気管噴射の燃料噴射量から設定される、
請求項４に記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項８】
前記閉塞パラメータは、前記ＤＰＦの入口温度の上昇速度、および前記ＤＯＣが閉塞していない初期状態における前記ＤＰＦの入口温度の上昇速度から設定される、
請求項１または２に記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項９】
前記レイトポスト噴射制御手段または前記排気管噴射制御手段は、前記ＤＰＦの入口温度が前記強制再生の実行に必要な目標温度となるようにその燃料噴射量を制御するように構成されており、
前記閉塞パラメータは、前記ＤＰＦの入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射される前記レイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射累積量、および前記ＤＯＣが閉塞していない初期状態において前記ＤＰＦ入口温度が前記所定温度だけ昇温する間に噴射される前記レイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射累積量、または前記ＤＰＦの入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射される前記レイトポスト噴射または排気管噴射の平均噴射量、および前記ＤＯＣが閉塞していない初期状態において前記ＤＰＦの入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射される前記レイトポスト噴射または排気管噴射の平均噴射量から設定される、
請求項４に記載のＤＰＦ再生制御装置。
【請求項１０】
前記レイトポスト噴射制御手段または前記排気管噴射制御手段は、前記ＤＰＦの入口温度が前記強制再生の実行に必要な目標温度となるようにその燃料噴射量を制御するように構成されており、
前記閉塞パラメータは、
前記ＤＰＦの入口温度および前記ＤＰＦの出口温度の温度差から設定される閉塞パラメータ、
前記ＤＰＦの出口温度から設定される閉塞パラメータ、
前記ＤＯＣの出口温度および入口温度の温度差、前記ＤＯＣを通過する排ガスの流量、および前記レイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射量から設定される閉塞パラメータ、
前記ＤＰＦの入口温度の上昇速度、および前記ＤＯＣが閉塞していない初期状態における前記ＤＰＦの入口温度の上昇速度から設定される閉塞パラメータ、
前記ＤＰＦの入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射される前記レイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射累積量、および前記ＤＯＣが閉塞していない初期状態において前記ＤＰＦ入口温度が前記所定温度だけ昇温する間に噴射される前記レイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射累積量、または前記ＤＰＦの入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射される前記レイトポスト噴射または排気管噴射の平均噴射量、および前記ＤＯＣが閉塞していない初期状態において前記ＤＰＦの入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射される前記レイトポスト噴射または排気管噴射の平均噴射量から設定される閉塞パラメータ、
の少なくとも２つ以上の閉塞パラメータからなる、
請求項４に記載のＤＰＦ再生制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、排気通路に配置されるＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）と、該ＤＯＣの下流に配置されるＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）とからなるディーゼルエンジンの排ガス処理装置に用いられるＤＰＦ再生制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンには、排気通路に配置されるＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）と、該ＤＯＣの下流に配置されるＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）とからなる排ガス処理装置が搭載される。ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）は、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中に含まれるＰＭ（粒子状物質）を捕集するための装置である。このＤＰＦは、一般にセラミック等をハニカム状モノリスに成形して隣り合う通気孔が入口側と出口側で交互に閉じられて排ガスがろ過壁を通過するように構成され、このろ過壁によってＰＭが除去される。触媒が担持されるものもある。ＤＰＦにＰＭが堆積していくとやがて目詰まりが発生し、ＤＰＦのＰＭ捕集能力が低下するだけでなく、排圧が上昇して燃費にも悪影響を及ぼす。このため、ＰＭ堆積量が規定量に達するか又はエンジン運転時間が規定時間経過した毎に、ＤＰＦに堆積したＰＭを除去する強制再生を行う必要がある。
【０００３】
ＤＰＦの強制再生は、ＤＰＦの入口温度を強制的に昇温することで行われる。ＤＰＦ入口温度の強制昇温は、一般的にメイン燃焼噴射時期より遅れて燃料を噴射するポスト噴射によって排ガス処理装置に未燃燃料を供給し、この未燃燃料をＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）で酸化発熱させることで行われる。またエンジン下流側の排気通路への排気管噴射により燃焼を供給することもある。ＤＯＣは、上述したＤＰＦと同様、一般に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、その内側表面に酸化触媒を担持してなる。
【０００４】
このような排ガス後処理装置では、運転負荷が低く、排ガス温度が低い状態が続くと、ＤＯＣの上流側端面に未燃燃料等のＳＯＦ分やスートなどが付着していき、ＤＯＣの閉塞が徐々に進行していく。ＤＯＣが閉塞すると、排圧が上昇して燃費が低下するとともに、強制再生時において未燃燃料がＤＯＣで十分酸化されずにスリップする。このため、ＤＰＦの入口温度を所定温度に昇温するために益々多くの未燃燃料がＤＯＣに供給され、燃費が悪化する。またスリップした燃料は触媒担持されたＤＰＦで酸化発熱するためＰＭの異常燃焼を促し、ＤＰＦを焼損させるリスクがある。また、レイトポスト噴射により昇温する場合は、ポスト噴射量が増加することによりオイルダイリュージョンの危険性も増大する。
【０００５】
このようなＤＯＣの閉塞を防止する技術として、特許文献１には、ディーゼルエンジンの排気浄化装置において、ＤＯＣの表面に付着した未燃燃料の付着量を算出し、算出した未燃燃料の付着量が所定値よりも大きければ吸気スロットルの開度を小さくし、空気過剰率の低下を通して排ガス温度を上昇させることで、ＤＯＣの表面に付着したＨＣの酸化除去を促進させる技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、ディーゼルエンジンにおいて、ＤＰＦの再生処理の完了後、排気温度保持手段によって排ガス温度を所定の温度に保持することにより、ＤＯＣの表面に付着した未燃燃料を燃焼して除去する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−６９３２３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２７２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１には、ＤＯＣの表面に付着した未燃燃料を除去する処理と、通常のＤＰＦの強制再生との関係について何ら記載されていない。そもそもＤＯＣの表面に付着する未燃燃料は、ＤＰＦ強制再生時におけるポスト噴射や排気管噴射に由来するものが大半である。よって、ＤＯＣの表面に付着した未燃燃料を効率的に除去するためには、ＤＯＣの表面に付着した未燃燃料の除去とＤＰＦの強制再生とを一体的に考えて制御する必要がある。
【０００９】
また、上述した特許文献２の技術は、ＤＯＣの閉塞状況とは関わりなく、強制再生の完了後に必ず排ガス温度を所定の温度に保持し、ＤＯＣの表面に付着した未燃燃料を除去するものである。このような技術では、ＤＯＣが閉塞する危険性が殆どないような状態でも排ガス温度を所定温度に保持するため、無駄なエネルギーを消費するとの問題がある。また、この特許文献２では、実際にＤＯＣが閉塞してしまった時の対応策についても何ら記載されていない。
【００１０】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述したような従来の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、従来よりも効率よくＤＯＣの閉塞を防止し、且つ実際にＤＯＣが閉塞した場合にも確実に閉塞状態から回復させることの出来るＤＰＦ再生制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、
排気通路に配置されたＤＯＣおよび該ＤＯＣの下流に配置されるＤＰＦからなるディーゼルエンジンの排ガス処理装置において、前記ＤＰＦを昇温することで前記ＤＰＦに堆積するＰＭを除去する強制再生の実行を制御するＤＰＦ再生制御装置であって、
前記強制再生は、所定の強制再生実行条件を満たすことで自動的に実行される自動再生と、該自動再生よりも前記ＤＰＦをより高温に昇温する、手動操作によって実行される手動再生と、を含み、
前記ＤＰＦ再生制御装置は、
前記ＤＰＦを所定温度まで昇温する第１昇温手段、および該第１昇温手段と協同して前記ＤＰＦを前記所定温度よりも高く昇温する第２昇温手段と、からなるＤＰＦ昇温手段と、
前記自動再生の実行中に検出される前記ＤＯＣの閉塞に関する閉塞パラメータが予め定められる閉塞閾値を規定時間上回った時に、前記ＤＯＣが閉塞していると検知するＤＯＣ閉塞検知手段と、
前記ＤＯＣが閉塞していると検知された時に、前記自動再生を中止するとともに、前記手動再生の実行を促す旨を報知するＤＯＣ閉塞対策手段と、を備える。
【００１２】
上記ＤＰＦ再生制御装置は、自動再生中にＤＯＣの閉塞を検知するＤＯＣ閉塞検知手段を備えている。そして、自動再生中にＤＯＣの閉塞が検知された時には自動再生を中止し、自動再生よりもＤＰＦをより高温に昇温する手動再生の実行を促す旨をディーゼルエンジンの操作者等に対して報知する。このため、ＤＯＣが閉塞した場合にも確実に閉塞状態から回復させることが出来る。
【００１３】
幾つかの実施形態では、上記ＤＰＦ再生制御装置は、自動再生の実行中に検出される前記閉塞パラメータが閉塞閾値以下で且つ閉塞閾値よりも小さい第２閉塞閾値を規定時間上回った時、または閉塞パラメータが閉塞閾値以下で且つ閉塞パラメータの変化量が予め定められる変化量閾値を規定時間上回った時に、ＤＯＣが閉塞の初期段階にあると検知するＤＯＣ閉塞初期段階検知手段と、ＤＯＣが閉塞の初期段階にあると検知された時に、自動再生の完了後、第１昇温手段を所定時間だけ実行するＤＯＣ閉塞初期段階対策手段と、をさらに備える。
【００１４】
上記ＤＰＦ再生制御装置は、自動再生中にＤＯＣの閉塞初期段階を検知するＤＯＣ閉塞初期段階検知手段を備えている。そして、自動再生中にＤＯＣの閉塞初期段階が検知された時には、自動再生の完了後、第１昇温手段を所定時間だけ実行する。
このようなＤＰＦ再生制御装置によれば、ＤＯＣの閉塞初期段階が検知された時にのみ第１昇温手段によるＤＯＣの昇温が行われ、ＤＯＣの閉塞初期段階が検知されない時には第１昇温手段によるＤＯＣの昇温は行われない。よって、従来よりも効率よくＤＯＣの閉塞を防止することが出来る。
【００１５】
幾つかの実施形態では、上記ＤＰＦ再生制御装置は、自動再生および手動再生のいずれの強制再生も実行されていない通常運転時において、ディーゼルエンジンがＤＯＣの閉塞が起こり易い運転状態下にあった時にＤＯＣが閉塞危険状態であると検知するＤＯＣ閉塞危険状態検知手段と、ＤＯＣが閉塞危険状態であると検知された時に、第１昇温手段を所定時間だけ実行するＤＯＣ閉塞危険状態対策手段と、をさらに備える。
【００１６】
上記実施形態において、上記ＤＯＣ閉塞危険状態検知手段は、排ガスの温度が予め定められた温度以下の状態に規定時間以上連続してあった時、前記ディーゼルエンジンのエンジン回転数の変動率が予め定められる回転数閾値を超える単位時間あたりの回数が閾値を規定時間以上連続して上回る時、およびＰＭ排出量推定値の平均値が予め定められた閾値以上の状態が規定時間以上連続してあった時、の一つまたは複数に該当した時に前記ＤＯＣが閉塞危険状態であると検知する。
ここでエンジン回転数の変動率は、（変動後回転数−変動前回転数）／Δtで与えられる。また、ＥＣＵではエンジン回転数、燃料噴射量、空気流量などからＰＭ排出量を時々刻々と推定しており、このＰＭ排出量推定値の単位時間当たりの平均値を用いることができる。
【００１７】
このような実施形態によれば、エンジンの運転状態からＤＯＣの閉塞危険状態を検知し、ＤＯＣが閉塞危険状態にあると検知された時に、第１昇温手段によるＤＯＣの昇温が行われる。このため、通常運転時においてＤＯＣの閉塞を未然に防止することが出来る。
【００１８】
幾つかの実施形態では、上記第１昇温手段は、吸気通路に配置されたスロットルバルブの開度を制御するスロットルバルブ制御手段、メイン燃焼噴射時期より遅れて燃料を噴射するアーリーポスト噴射の燃料噴射量を制御するアーリーポスト噴射制御手段、燃料を噴射するレール圧を制御するレール圧制御手段の少なくともいずれか一つからなり、上記第２昇温手段は、アーリーポスト噴射後の燃焼室内の燃焼に寄与しないタイミングで燃料を噴射するレイトポスト噴射の燃料噴射量を制御するレイトポスト噴射制御手段、またはエンジン下流側の排気通路に燃料を噴射する排気管噴射の燃料噴射量を制御する排気管噴射制御手段からなる。
【００１９】
幾つかの実施形態では、上記閉塞パラメータは、ＤＰＦの入口温度およびＤＰＦの出口温度の温度差から設定される。
【００２０】
ＤＯＣの閉塞が進行すると、強制再生時にＤＯＣにおいて燃料が十分に酸化されず、ＤＰＦ入口温度が十分に昇温しない。また、ＤＯＣをスリップした未燃燃料が下流のＤＰＦで燃焼するため、ＤＰＦ出口温度が過昇温する。よって、ＤＰＦの入口温度をＴｐ１、ＤＰＦの出口温度をＴｐ２として温度差をとる場合に、閉塞パラメータＰｒ１を例えば下記式（１）のように設定することが出来る。この場合、ＤＯＣの閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータＰｒ１は大きくなる。
Ｐｒ１＝（Ｔｐ２−Ｔｐ１）  ・・・（１）
【００２１】
このような実施形態によれば、ＤＰＦの入口温度およびＤＰＦの出口温度を検出することで、ＤＯＣの閉塞およびＤＯＣ閉塞の初期段階を検知することが出来る。
【００２２】
幾つかの実施形態では、上記閉塞パラメータは、ＤＰＦの出口温度として設定される。
【００２３】
上述したように、ＤＯＣの閉塞が進行すると、ＤＯＣをスリップした未燃燃料が下流のＤＰＦで燃焼するため、ＤＰＦ出口温度が過昇温する。よって、ＤＰＦの出口温度をＴｐ２とした場合に、閉塞パラメータＰｒ２を例えば下記式（２）のように設定することが出来る。この場合、ＤＯＣの閉塞の進行に伴って閉塞パラメータＰｒ２は大きくなる。
Ｐｒ２＝Ｔｐ２  ・・・（２）
【００２４】
このような実施形態によれば、ＤＰＦの出口温度を検出することで、ＤＯＣの閉塞およびＤＯＣ閉塞の初期段階を検知することが出来る。
【００２５】
幾つかの実施形態では、上記閉塞パラメータは、ＤＯＣの出口温度および入口温度の温度差、ＤＯＣを通過する排ガスの流量、およびレイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射量から設定される。
【００２６】
ＤＯＣの閉塞が進行すると、レイトポスト噴射または排気管噴射手段によって噴射される燃料がＤＯＣにおいて十分に酸化されず、燃料噴射量に対するＤＯＣの発熱量が小さくなる。よって、ＤＯＣの出口温度および入口温度の温度差をΔＴｏ、ＤＯＣを通過する排ガスの流量をＱｅ、レイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射量をＱｆｅとした場合に、閉塞パラメータＰｒ３を例えば下記式（３）のように設定することが出来る。この場合、ＤＯＣの閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータＰｒ３は大きくなる。
Ｐｒ３＝Ｑｆｅ／ΔＴｏ・Ｑｅ  ・・・（３）
【００２７】
このような実施形態によれば、ＤＯＣの入口温度および出口温度と、レイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射量を検出することで、ＤＯＣの閉塞およびＤＯＣ閉塞の初期段階を検知することが出来る。
【００２８】
幾つかの実施形態では、上記閉塞パラメータは、ＤＰＦの入口温度の上昇速度、およびＤＯＣが閉塞していない初期状態におけるＤＰＦの入口温度の上昇速度から設定される。
【００２９】
ＤＯＣの閉塞が進行すると、ＤＯＣにおいて燃料が十分に酸化されず、ＤＰＦ入口温度の上昇速度が遅くなる。よって、ＤＰＦの入口温度の上昇速度をＶｔ、ＤＯＣが閉塞していない初期状態におけるＤＰＦの入口温度の上昇速度をＶｔ’とした場合に、閉塞パラメータＰｒ４を例えば下記式（４）のように設定することが出来る。この場合、ＤＯＣの閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータＰｒ４は大きくなる。
Ｐｒ４＝Ｖｔ’／Ｖｔ  ・・・（４）
【００３０】
このような実施形態によれば、初期状態におけるＤＰＦ入口温度の上昇速度を予め求めておくとともに、ＤＰＦ入口温度の上昇速度を検出することで、ＤＯＣの閉塞およびＤＯＣ閉塞の初期段階を検知することが出来る。
なお、上記実施形態におけるＤＰＦ入口温度の上昇速度Ｖｔおよび初期状態におけるＤＰＦの入口温度の上昇速度Ｖｔ’は、燃料噴射量や噴射タイミングなどの上昇速度に影響を与える諸条件を同一にして検出する。
【００３１】
幾つかの実施形態では、上記レイトポスト噴射制御手段または前記排気管噴射制御手段は、前記ＤＰＦの入口温度が前記強制再生の実行に必要な目標温度となるようにその燃料噴射量を制御するように構成されており、上記閉塞パラメータは、ＤＰＦの入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射累積量、およびＤＯＣが閉塞していない初期状態においてＤＰＦ入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射累積量、またはＤＰＦの入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射または排気管噴射の平均噴射量、およびＤＯＣが閉塞していない初期状態においてＤＰＦの入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射または排気管噴射の平均噴射量から設定される。
【００３２】
レイトポスト噴射制御手段または前記排気管噴射制御手段は、ＤＰＦの入口温度が強制再生の実行に必要な目標温度となるようにその燃料噴射量を制御するように構成されている。このため、ＤＯＣの閉塞が進行し、ＤＯＣにおいて燃料が十分に酸化されずにＤＰＦ入口温度が十分に昇温しない場合は、レイトポスト噴射制御手段または前記排気管噴射制御手段は、レイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射量を増加させるような制御を行う。よって、ＤＰＦの入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射累積量をΣＱｆｌ、ＤＯＣが閉塞していない初期状態においてＤＰＦ入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射累積量をΣＱｆｌ’とした場合に、閉塞パラメータＰｒ５を例えば下記式（５）のように設定することが出来る。この場合、ＤＯＣの閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータＰｒ５は大きくなる。
Ｐｒ５＝ΣＱｆｌ／ΣＱｆｌ’  ・・・（５）
【００３３】
またＤＰＦの入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射または排気管噴射の平均噴射量をＱｇｌ、およびＤＯＣが閉塞していない初期状態においてＤＰＦの入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射または排気管噴射の平均噴射量をＱｇｌ’とした場合に、閉塞パラメータＰｒ５’を例えば下記式（５）’のように設定することが出来る。この場合、ＤＯＣの閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータＰｒ５’は大きくなる。
Ｐｒ５’＝Ｑｇｌ／Ｑｇｌ’  ・・・（５）’
【００３４】
このような実施形態によれば、初期状態におけるＤＰＦ入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射または排気管噴射の燃料噴射累積量を予め求めておくとともに、ＤＰＦ入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射累積量または排気管噴射累積量を検出することで、ＤＯＣの閉塞およびＤＯＣ閉塞の初期段階を検知することが出来る。また、ＤＰＦの入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射または排気管噴射の平均噴射量、およびＤＯＣが閉塞していない初期状態においてＤＰＦの入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射または排気管噴射の平均噴射量を検出することで、ＤＯＣの閉塞およびＤＯＣ閉塞の初期段階を検知することが出来る。
なお、上記実施形態において、上述したΣＱｆｌ、ΣＱｆｌ’、Ｑｇｌ、Ｑｇｌ’は、燃料噴射タイミングやＤＰＦ入口温度の上昇速度などのレイトポスト噴射または排気管噴射の累積量に影響を与える諸条件を同一にして検出する。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、従来よりも効率よくＤＯＣの閉塞を防止し、且つ実際にＤＯＣが閉塞した場合にも確実に閉塞状態から回復させることの出来るＤＰＦ再生制御装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるディーゼルエンジンの排ガス処理装置を示した全体構成図である。
【図２】ＥＣＵの機能を説明するためのブロック図である。
【図３】ＤＰＦ再生制御装置におけるレイトポスト噴射を説明するための説明線図である。
【図４】ＤＰＦ再生制御装置の制御フローを示したフロー図である。
【図５】自動再生期間中のＤＰＦ入出口温度およびＤＯＣ入出口温度の温度変化を示したグラフである。
【図６】自動再生初期のＤＰＦ入出口温度およびＤＯＣ入出口温度の温度変化を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいてより詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態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、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００３８】
図１は、本発明の一実施形態にかかるディーゼルエンジンの排ガス処理装置を示した全体構成図である。
図１に示すように、ディーゼルエンジン１の下流側には、排気通路２１が接続されている。排気通路２１には、ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）３５と、該ＤＯＣ３５の下流側に配置されるＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）３７とからなる排ガス処理装置３３が設けられている。ＤＯＣ３５は、排ガス中の未燃燃料（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を酸化除去するとともに、排ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）を酸化して二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する機能を有する。また噴射された燃料の酸化熱によって通過する排ガスを昇温し、ＤＰＦ３７の入口温度を昇温する。ＤＰＦ３７は、排ガス中に含まれるススなどのＰＭ（粒子状物質）をフィルタで捕集し、排ガスから除去する装置である。
【００３９】
また、ディーゼルエンジン１の上流側には、吸気マニホールド１３を介して吸気通路９が接続されている。そして、吸気通路９と排気通路２１との間には、排気ターボ過給機７が設けられている。この排気ターボ過給機７は、排気通路２１に配置されている排気タービン３と、吸気通路９に配置されているコンプレッサ５とを有しており、該コンプレッサ５は排気タービン３によって同軸駆動されるようになっている。また、吸気通路９にはインタークーラ（不図示）およびスロットルバルブ１１が設けられている。このスロットルバルブ１１は、後述するＥＣＵ１０によって、その開度が制御される。そして、コンプレッサ５から吐出された圧縮吸気は、インタークーラで冷却された後、スロットルバルブ１１で吸気流量が制御され、その後、吸気ポート１５を介してディーゼルエンジン１の各シリンダ内の燃焼室３９に流入する。
【００４０】
また、ディーゼルエンジン１には、燃焼室３９に高圧燃料を噴射するための燃料噴射弁１９が配置されている。この燃料噴射弁１９は、高圧燃料が蓄圧されたコモンレール（不図示）に接続されるとともに、後述するＥＣＵ１０によって、その噴射タイミングおよび燃料噴射量が制御されるようになっている。燃焼室３９に噴射された高圧燃料は、上述した吸気と混合された後、燃焼室３９内で燃焼する。
【００４１】
また、排気通路２１の排気ポート２９の直下流位置からＥＧＲ管２３が分岐している。そして、ＥＧＲ管２３は、スロットルバルブ１１の下流側に位置している吸気マニホールド１３に接続している。また、ＥＧＲ管２３にはＥＧＲバルブ２５が配置されており、このＥＧＲバルブ２５を制御することにより、ディーゼルエンジン１から排出された排ガスの一部が、ＥＧＲ管２３を通ってディーゼルエンジン１を再循環するようになっている。
【００４２】
ディーゼルエンジン１から排出された排ガスは、上述した排気タービン３を駆動してコンプレッサ５を同軸駆動させる。そして、排気通路２１を通った後、上述した排ガス処理装置３３のＤＯＣ３５およびＤＰＦ３７へと流入する。排ガス処理装置３３に流入した排ガスは、ＤＯＣ３５において排ガス中に含まれる未燃燃料（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）が酸化除去され、ＤＰＦ３７において排ガス中に含まれるＰＭ（粒子状物質）が除去された後、エンジン外部に排出される。
【００４３】
ＤＰＦ３７で除去されたＰＭの一部は、運転中のエンジンから排出される高温の排ガスによって燃焼するが（自然再生）、残りのＰＭはＤＰＦのフィルタに堆積していく。そして、ＰＭの堆積が過度に進行すると、ＰＭ捕集能力の低下、エンジン出力の低下などを招来する。このため、ＤＰＦ３７を備える排ガス処理装置３３においては、フィルタに堆積しているＰＭを強制的に燃焼させてフィルタを再生させる強制再生を適切なタイミングで実施する必要がある。
【００４４】
強制再生としては、ＥＣＵ１０によって自動的に実行される自動再生と、操作者等の手動操作によって実行される手動再生、の少なくとも２種類がある。自動再生は車両の走行・停止に関わらず所定の強制再生実行条件を満たすことで自動的に実行される。これに対して手動再生は、操作者等のボタン操作等によって実行されるものであり、基本的に車両が停止した状態で実行される。このため、手動再生の方が自動再生よりも再生温度が高くなるように制御される。一例としては、自動再生ではＤＰＦ３７の入口温度が６００〜６１０℃となるように制御されるのに対し、手動再生ではＤＰＦ３７の入口温度が６２０〜６３０℃となるように制御される。
【００４５】
排気通路２１には、ＤＯＣ入口温度センサ４８、ＤＰＦ入口温度センサ４９、ＤＰＦ出口温度センサ５０、ＤＰＦ入口圧力センサ５２、ＤＰＦ出口圧力センサ５４、およびＤＰＦ差圧センサ５６などの各種センサ類が配置されている。そして、これらセンサ類で測定されたＤＯＣ入口温度、ＤＰＦ入口温度、ＤＰＦ出口温度、ＤＰＦ差圧などに関する信号が、ＥＣＵ１０へと入力されるようになっている。
【００４６】
ＥＣＵ１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＩ／Ｏインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータとして構成される。
【００４７】
図２は、ＥＣＵの機能を説明するためのブロック図である。
図２に示したように、本実施形態のＥＣＵ１０は、ＤＰＦ昇温手段１０Ａと、自動再生実行手段１０Ｂと、ＤＯＣ閉塞対策手段１０Ｃと、ＤＯＣ閉塞検知手段１０Ｄと、ＤＯＣ閉塞初期段階対策手段１０Ｅと、ＤＯＣ閉塞初期段階検知手段１０Ｆとを少なくとも備える、ＤＰＦ３７の再生処理を制御するためのＤＰＦ再生制御装置１０として構成されている。
【００４８】
ＤＰＦ昇温手段１０Ａは、ＤＰＦ３７を所定温度まで昇温する第１昇温手段１２、および該第１昇温手段１２と協同してＤＰＦ３７を所定温度よりも高く昇温する第２昇温手段１４とからなる。第１昇温手段１２は、スロットルバルブ１１の開度を制御するスロットルバルブ制御手段１２ａと、アーリーポスト噴射の燃料噴射量を制御するアーリーポスト噴射制御手段１２ｂ、更には燃料を噴射するコモンレール圧を制御するコモンレール圧制御手段１２ｃの少なくともいずれか一つからなる。第２昇温手段１４は、アーリーポスト噴射後に燃料を噴射するレイトポスト噴射の燃料噴射量を制御するレイトポスト噴射制御手段１４からなる。また、レイトポスト噴射制御手段１４に代えて、またはこれと併せて、ＥＧＲ管２３の分岐位置下流と排気ターボ過給機７のタービン３との間に配置された排気管噴射弁２４から排気通路２１へ噴射する燃料噴射量を制御する排気管噴射制御手段１４から第２昇温手段１４を構成してもよい。
【００４９】
図３は、ＤＰＦ再生制御装置におけるレイトポスト噴射を説明するための説明線図である。アーリーポスト噴射は、メイン燃料を噴射した直後の燃焼室３９内の圧力がまだ高い状態でメイン噴射より少量の燃料を噴射する１回目のポスト噴射である。このアーリーポスト噴射により、ディーゼルエンジン１の出力には影響を与えずに排ガス温度を高めることが出来る。そして、この高温化された排ガスがＤＯＣ３５に流入することで、ＤＯＣ３５を活性化させることが出来る。
【００５０】
レイトポスト噴射は、上述したアーリーポスト噴射後の燃焼室３９内の燃焼に寄与しないタイミング（下死点近傍）で燃料を噴射する２回目のポスト噴射である。このレイトポスト噴射によって、燃焼室３９から排気通路２１へ未燃燃料を流出させ、排出された未燃燃料がＤＯＣ３５において酸化することでＤＰＦ３７を昇温し、ＤＰＦ３７に堆積したＰＭを燃焼させる。
【００５１】
自動再生実行手段１０Ｂは、自動再生の強制再生実行条件を満たした場合に、自動的に上述したＤＰＦ昇温手段１０Ａによって自動再生を実行するように構成されている。自動再生の強制再生実行条件としては、ＤＰＦ３７におけるＰＭ堆積量の推定値が規定値を超える場合、ディーゼルエンジン１の運転時間が規定時間を超える場合、ディーゼルエンジン１の燃料噴射量の累計値が規定量を超える場合、などが挙げられる。ＤＰＦ３７におけるＰＭ堆積量の推定は、例えばＤＰＦ３７の上下流における差圧をＤＰＦ差圧センサ５６によって検出することで推定することが出来る。またエンジン回転数、燃料噴射量、空気流量、ＤＰＦ温度を検出し、予めＥＣＵ１０に記憶されているマップに基づいてディーゼルエンジン１からのＰＭ排出量とＤＰＦ内部でのＰＭ再生量を推定し、ＰＭ排出量からＰＭ再生量を差し引くことでＰＭ堆積量を推定することも出来る。
【００５２】
ＤＯＣ閉塞対策手段１０Ｃは、ＤＯＣ３５が閉塞していると検知された時に、上述した自動再生を中止するとともに、手動再生の実行を促す旨をディーゼルエンジン１の操作者等に対して報知するように構成されている。このＤＯＣ３５の閉塞は、ＤＯＣ閉塞検知手段１０Ｄによって検知される。ＤＯＣ閉塞検知手段１０Ｄは、自動再生の実行中に検出される後述するＤＯＣ３５の閉塞に関する閉塞パラメータが、予め定められる閉塞閾値を上回る時に、ＤＯＣ３５が閉塞していると検知する。
【００５３】
ＤＯＣ閉塞初期段階対策手段１０Ｅは、ＤＯＣ３５が閉塞には至っていないものの閉塞の初期段階にあると検知された時に、自動再生の完了後、第２昇温手段１４は実行を止めずに、第１昇温手段１２だけを所定時間だけ実行し続けるように構成されている。このＤＯＣ３５の閉塞初期段階は、ＤＯＣ閉塞初期段階検知手段１０Ｆによって検知される。ＤＯＣ閉塞初期段階検知手段１０Ｆは、自動再生の実行中に検出される後述する閉塞パラメータが、予め定められる閉塞閾値以下で、且つこの閉塞閾値よりも小さい第２閉塞閾値を上回る時、または後述する閉塞パラメータが予め定められる閉塞閾値以下で、且つ閉塞パラメータの変化量が予め定められる変化量閾値を上回る時に、ＤＯＣ３５が閉塞の初期段階にあると検知する。
【００５４】
例えば、閉塞パラメータをＤＰＦ入出口温度差ΔＴｐとし、閉塞閾値を７０℃、第２閉塞閾値を３０℃、変化量閾値が１０℃と規定した場合、ＤＯＣ閉塞検知手段１０Ｄは、ΔＴｐ＞７０℃の時にＤＯＣ３５が閉塞していると検知する。また、ＤＯＣ閉塞初期段階検知手段１０Ｆは、７０℃＞ΔＴｐ＞３０℃の時にＤＯＣ３５が閉塞初期段階にあると検知する。また、ＤＯＣ閉塞初期段階検知手段１０Ｆは、７０℃＞ΔＴｐ、且つｄΔＴｐ／ｄｔ＞１０℃の時にＤＯＣ３５が閉塞初期段階にあると検知する。
【００５５】
図４は、ＤＰＦ再生制御装置の制御フローを示したフロー図である。
図中、先ず自動再生中か否かが判定され（ステップ１）、自動再生中の場合（ステップ２）は、ＤＯＣ閉塞検知手段１０ＤによってＤＯＣ３５の閉塞の有無が検知される（ステップ３）。一方、自動再生中でない場合は、通常運転中（ステップ９）であるとして、後述するステップ１０へと進む。
【００５６】
そして、ステップ３においてＤＯＣ３５の閉塞が検知された場合は、ＤＯＣ閉塞対策手段１０Ｃによって自動再生を中止（ステップ４）するとともに、手動再生の実行を促す旨をディーゼルエンジン１の操作者等に対して報知する（ステップ５）。
【００５７】
一方、ステップ３においてＤＯＣ３５の閉塞が検知されない場合は、自動再生をそのまま継続する（ステップＳ６）。そして、ＤＯＣ閉塞初期段階検知手段１０ＦによってＤＯＣ３５が閉塞初期段階にあるか否かを検知し（ステップＳ７）、ＤＯＣ３５が閉塞初期段階にあると検知された場合は、ＤＯＣ閉塞初期段階対策手段１０Ｅによって自動再生の完了後も第１昇温手段１２だけを所定時間だけ実行し続ける（ステップ８）。一方、ＤＯＣ３５が閉塞初期段階にないと検知された場合は、自動再生の完了後、第１昇温手段１２は実行を終了する。
【００５８】
図５は、自動再生期間中のＤＰＦ入出口温度およびＤＯＣ入出口温度の温度変化を示したグラフである。図５（ａ）は、自動再生の完了後、第１昇温手段１２だけを所定時間だけ継続して実行した場合の温度グラフ、図５（ｂ）は、自動再生の完了と同時に、第１昇温手段１２、第２昇温手段１４の両方の実行を完了した場合の温度グラフである。
図５（ａ）中において符号（Ａ）で示したように、自動再生の完了後、第１昇温手段１２だけを所定時間だけ継続して実行した場合には、自動再生の完了後も所定時間だけＤＯＣ入口温度が高い状態に維持される。これにより、自動再生中のレイトポスト噴射（または排気管噴射）によってＤＯＣ３５の上流側端面に付着した未燃燃料を除去することが出来るようになっている。
【００５９】
このように構成される本発明の一実施形態にかかるディーゼルエンジン１のＤＰＦ再生制御装置（ＥＣＵ）１０は、自動再生中にＤＯＣ３５の閉塞を検知するＤＯＣ閉塞検知手段１０Ｄを備えている。そして、自動再生中にＤＯＣ３５の閉塞が検知された時には自動再生を中止し、自動再生よりもＤＰＦ３７をより高温に昇温する手動再生の実行を促す旨をディーゼルエンジン１の操作者等に対して報知する。このため、ＤＯＣ３５が閉塞した場合にも確実に閉塞状態から回復させることが出来るようになっている。
【００６０】
また、ＤＰＦ再生制御装置１０は、上述したように、自動再生中にＤＯＣ３５の閉塞初期段階を検知するＤＯＣ閉塞初期段階検知手段１０Ｆを備えている。そして、自動再生中にＤＯＣ３５の閉塞初期段階が検知された時には、自動再生の完了後、第１昇温手段１２を所定時間だけ実行する。よって、ＤＯＣ３５の閉塞初期段階が検知された時にのみ第１昇温手段１２によるＤＯＣ３５の昇温が行われ、ＤＯＣ３５の閉塞初期段階が検知されない時には第１昇温手段１２によるＤＯＣ３５の昇温は自動再生の完了とともに終了する。これにより、従来よりも効率よくＤＯＣ３５の閉塞を防止することが出来る。
【００６１】
幾つかの実施形態では、図２に示したように、上述したＤＰＦ再生制御装置１０は、ＤＯＣ閉塞危険状態対策手段１０Ｇと、ＤＯＣ閉塞危険状態検知手段１０Ｈとをさらに備えている。
【００６２】
ＤＯＣ閉塞危険状態対策手段１０Ｇは、ＤＯＣ３５が閉塞危険状態であると検知された時に、第２昇温手段１４は実行せず、第１昇温手段１２だけを実行するように構成されている。ＤＯＣ３５が閉塞危険状態か否かは、ＤＯＣ閉塞危険状態検知手段１０Ｈによって検知される。ＤＯＣ閉塞危険状態検知手段１０Ｈは、自動再生および手動再生のいずれの強制再生も実行されていない通常運転時において、ディーゼルエンジン１がＤＯＣ３５の閉塞が起こり易い運転状態下にあった時にＤＯＣ３５が閉塞危険状態であると検知する。具体的には、排ガスの温度が予め定められた温度以下の状態に規定時間以上連続してあった時、ディーゼルエンジン１のエンジン回転数の変動率が予め定められる回転数閾値を超える単位時間あたりの回数が閾値を規定時間以上連続して上回る時、およびＰＭ排出量推定値の平均値が予め定められた閾値以上の状態が規定時間以上連続してあった時、の一つまたは複数に該当した時にＤＯＣ３５が閉塞危険状態であると検知するように構成されている。
【００６３】
例えば、排ガス温度が２５０℃以下で３時間以上連続してあった時、またはエンジン回転数の変動率が回転数閾値５００ｒｐｍ／ｓｅｃを上回る単位時間あたりの回数が閾値２００回／ｈを３時間以上連続して上回る時、またはＥＣＵ１０で演算されるＰＭ排出量推定値の時間平均値が閾値１．５ｇ／ｈ以上で３時間以上連続してあった時などにＤＯＣ３５が閉塞危険状態であると検知する。
【００６４】
図４に示したように、ステップ１において自動再生中でないと判定された場合は、通常運転中（ステップ９）であるとして、ステップ１０へと進む。そして、ＤＯＣ閉塞危険状態検知手段１０ＨによってＤＯＣ３５が閉塞の危険状態にあるかが検知され（ステップ１０）、ＤＯＣ３５が閉塞危険状態にあると検知された場合は、ＤＯＣ閉塞危険状態対策手段１０Ｇによって第１昇温手段１２だけを所定時間だけ継続して実行するリカバリー運転が行われる（ステップ１１）。これにより、第１昇温手段１２によって所定時間だけ排ガス温度を高くすることで、ＤＯＣ３５の閉塞が起こり易い運転状態下においてＤＯＣ３５の上流側端面に付着したスス等を除去することが出来る。一方、ＤＯＣ３５が閉塞危険状態にないと検知された場合は、このリカバリー運転は行われない。
【００６５】
このような実施形態によれば、ディーゼルエンジン１の運転状態からＤＯＣ３５の閉塞危険状態を検知し、ＤＯＣ３５が閉塞危険状態にあると検知された時に、第１昇温手段１２によるＤＯＣ３５の昇温が行われる。このため、通常運転時においてＤＯＣ３５の閉塞を未然に防止することが出来るようになっている。
【００６６】
図６は、自動再生初期のＤＰＦ入出口温度およびＤＯＣ入出口温度の温度変化を示したグラフである。
幾つかの実施形態では、上述した閉塞パラメータは、ＤＰＦ３７の入口温度およびＤＰＦ３７の出口温度から設定される。
すなわち、ＤＯＣ３５の閉塞が進行すると、ＤＯＣ３５において燃料が十分に酸化されず、ＤＰＦ入口温度が十分に昇温しない。また、ＤＯＣ３５をスリップした未燃燃料が下流のＤＰＦ３７で燃焼するため、ＤＰＦ出口温度が過昇温する。したがって、ＤＯＣ３５の閉塞が進行すると、図６に示した温度グラフにおいて、ＤＰＦ出口温度とＤＰＦ入口温度の温度差（ΔＴｐ）が大きくなる。
【００６７】
よって、ＤＰＦ３７の入口温度をＴｐ１、ＤＰＦ３７の出口温度をＴｐ２とした場合に、閉塞パラメータＰｒ１をこれらの温度差として例えば下記式（１）のように設定することが出来る。この場合、ＤＯＣ３５の閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータＰｒ１は大きくなる。
Ｐｒ１＝（Ｔｐ２−Ｔｐ１）  ・・・（１）
【００６８】
このような実施形態によれば、ＤＰＦ３７の入口温度およびＤＰＦ３７の出口温度を検出することで、ＤＯＣ３５の閉塞およびＤＯＣ３５の閉塞初期段階を検知することが出来るようになっている。
【００６９】
幾つかの実施形態では、上述した閉塞パラメータは、ＤＰＦ３７の出口温度として設定される。
すなわち、上述したように、ＤＯＣ３５の閉塞が進行すると、ＤＯＣ３５をスリップした未燃燃料が下流のＤＰＦ３７で燃焼するため、ＤＰＦ出口温度が過昇温する。よって、ＤＰＦの出口温度をＴｐ２とした場合に、閉塞パラメータＰｒ２を例えば下記式（２）のように設定することが出来る。この場合、ＤＯＣ３５の閉塞の進行に伴って閉塞パラメータＰｒ２は大きくなる。
Ｐｒ２＝Ｔｐ２  ・・・（２）
【００７０】
このような実施形態によれば、ＤＰＦ３７の出口温度を検出することで、ＤＯＣ３５の閉塞およびＤＯＣ３５の閉塞初期段階を検知することが出来るようになっている。
【００７１】
幾つかの実施形態では、閉塞パラメータは、ＤＯＣ３５の出口温度および入口温度の温度差、ＤＯＣ３５を通過する排ガスの流量、およびレイトポスト噴射（または排気管噴射）の燃料噴射量から設定される。
すなわち、ＤＯＣ３５の閉塞が進行すると、レイトポスト噴射（または排気管噴射）によって噴射される燃料がＤＯＣ３５において十分に酸化されずに、燃料噴射量に対するＤＯＣ３５の発熱量が小さくなる。よって、ＤＯＣ３５の出口温度および入口温度の温度差をΔＴｏ、ＤＯＣ３５を通過する排ガスの流量をＱｅ、レイトポスト噴射（または排気管噴射）の燃料噴射量をＱｆｅとした場合に、閉塞パラメータＰｒ３を例えば下記式（３）のように設定することが出来る。この場合、ＤＯＣ３５の閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータＰｒ３は大きくなる。
Ｐｒ３＝Ｑｆｅ／ΔＴｏ・Ｑｅ  ・・・（３）
【００７２】
このような実施形態によれば、ＤＯＣ３５の入口温度および出口温度と、レイトポスト噴射（または排気管噴射）の燃料噴射量を検出することで、ＤＯＣ３５の閉塞およびＤＯＣ３５の閉塞初期段階を検知することが出来るようになっている。
【００７３】
幾つかの実施形態では、上述した閉塞パラメータは、ＤＰＦ３７の入口温度の上昇速度、およびＤＯＣ３５が閉塞していない初期状態におけるＤＰＦ３７の入口温度の上昇速度から設定される。
すなわち、ＤＯＣ３５の閉塞が進行すると、ＤＯＣ３５において燃料が十分に酸化されず、ＤＰＦ入口温度の上昇速度が遅くなる。よって、ＤＰＦ３７の入口温度の上昇速度をＶｔ、ＤＯＣ３５が閉塞していない初期状態におけるＤＰＦ３７の入口温度（図６の一点鎖線）の上昇速度をＶｔ’とした場合に、閉塞パラメータＰｒ４を例えば下記式（４）のように設定することが出来る。この場合、ＤＯＣ３５の閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータＰｒ４は大きくなる。
Ｐｒ４＝Ｖｔ’／Ｖｔ  ・・・（４）
【００７４】
このような実施形態によれば、初期状態におけるＤＰＦ入口温度の上昇速度を予め求めておくとともに、ＤＰＦ入口温度の上昇速度を検出することで、ＤＯＣ３５の閉塞およびＤＯＣ３５の閉塞初期段階を検知することが出来る。
なお、上記実施形態におけるＤＰＦ入口温度の上昇速度Ｖｔおよび初期状態におけるＤＰＦの入口温度の上昇速度Ｖｔ’は、燃料噴射量や噴射タイミングなどの上昇速度に影響を与える諸条件を同一にして検出する。
【００７５】
幾つかの実施形態では、上述したレイトポスト噴射制御手段（または排気管噴射制御手段）１４は、ＤＰＦ３７の入口温度が強制再生の実行に必要な目標温度となるようにその燃料噴射量を制御するように構成されている。上述した閉塞パラメータは、ＤＰＦ３７の入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射（または排気管噴射）の燃料噴射累積量、およびＤＯＣ３５が閉塞していない初期状態においてＤＰＦ入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射（または排気管噴射）の燃料噴射累積量、またはＤＰＦ３７の入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射（または排気管噴射）の平均噴射量、およびＤＯＣ３５が閉塞していない初期状態においてＤＰＦ３７の入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射（または排気管噴射）の平均噴射量から設定される。
【００７６】
すなわち、レイトポスト噴射制御手段（または排気管噴射制御手段）１４は、ＤＰＦ３７の入口温度が強制再生の実行に必要な目標温度となるようにその燃料噴射量を制御するように構成されている。このため、ＤＯＣ３５の閉塞が進行し、ＤＯＣ３５において燃料が十分に酸化されずにＤＰＦ入口温度が十分に昇温しない場合は、レイトポスト噴射制御手段（または排気管噴射制御手段）１４は、レイトポスト噴射量（または排気管噴射量）を増加させるような制御を行う。よって、ＤＰＦ３７の入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射（または排気管噴射）の燃料噴射累積量をΣＱｆｌ、ＤＯＣ３５が閉塞していない初期状態においてＤＰＦ入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射（または排気管噴射）の燃料噴射累積量をΣＱｆｌ’とした場合に、閉塞パラメータＰｒ５を例えば下記式（５）のように設定することが出来る。この場合、ＤＯＣ３５の閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータＰｒ５は大きくなる。
Ｐｒ５＝ΣＱｆｌ／ΣＱｆｌ’  ・・・（５）
【００７７】
また、ＤＰＦ３７の入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射（または排気管噴射）の平均噴射量をＱｇｌ、およびＤＯＣ３５が閉塞していない初期状態においてＤＰＦ３７の入口温度が目標とする制御温度に到達し安定した状態で噴射されるレイトポスト噴射（または排気管噴射）の平均噴射量をＱｇｌ’とした場合に、閉塞パラメータＰｒ５’を例えば下記式（５）’のように設定することが出来る。この場合、ＤＯＣ３５の閉塞が進行するに伴って閉塞パラメータＰｒ５’は大きくなる。
Ｐｒ５’＝Ｑgｌ／Ｑgｌ’  ・・・（５）’
【００７８】
このような実施形態によれば、初期状態におけるＤＰＦ入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射（または排気管噴射）の燃料噴射累積量を予め求めておくとともに、ＤＰＦ入口温度が所定温度だけ昇温する間に噴射されるレイトポスト噴射（または排気管噴射）の累積量を検出することで、ＤＯＣ３５の閉塞およびＤＯＣ３５の閉塞初期段階を検知することが出来る。
なお、上記実施形態において、上述したΣＱｆｌ、ΣＱｆｌ’、Ｑｇｌ、Ｑｇｌ’は、燃料噴射タイミングやＤＰＦ入口温度の上昇速度などのレイトポスト噴射または排気管噴射の累積量に影響を与える諸条件を同一にして検出する。
【００７９】
幾つかの実施形態では、上述した閉塞閾値および第２閉塞閾値は、ＤＯＣ３５の熱劣化度が高いほど大きくなるように設定される。
すなわち、ＤＯＣ３５において熱劣化が進行すると酸化能力が低下するため、上述した閉塞パラメータの値が大きくなる方向に影響を及ぼす。よって、このような実施形態によれば、ＤＯＣ３５の熱劣化による影響を考慮して閉塞閾値を設定することで、ＤＯＣ３５の熱劣化に関わらず、ＤＯＣ３５の閉塞およびＤＯＣ３５の閉塞初期段階を精度良く検出することが出来る。
【００８０】
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではない。例えば上述した実施形態を組み合わせても良く、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の少なくとも一実施形態は、ディーゼルエンジンの排ガス処理装置に用いられるＤＰＦ再生制御装置として、自動車用のみならず、舶用や産業用のエンジンにおいても好適に用いることが出来る。
【符号の説明】
【００８２】
１              ディーゼルエンジン
３              排気タービン
５              コンプレッサ
７              排気ターボ過給機
９              吸気通路
１０            ＥＣＵ（ＤＰＦ再生制御装置）
１０Ａ          ＤＰＦ昇温手段
１０Ｂ          自動再生実行手段
１０Ｃ          ＤＯＣ閉塞対策手段
１０Ｄ          ＤＯＣ閉塞検知手段
１０Ｅ          ＤＯＣ閉塞初期段階対策手段
１０Ｆ          ＤＯＣ閉塞初期段階検知手段
１０Ｇ          ＤＯＣ閉塞危険状態対策手段
１０Ｈ          ＤＯＣ閉塞危険状態検知手段
１１            スロットルバルブ
１２            第１昇温手段
１２ａ          スロットルバルブ制御手段
１２ｂ          アーリーポスト噴射制御手段
１２ｃ          コモンレール圧制御手段
１３            吸気マニホールド
１４            第２昇温手段（レイトポスト噴射制御手段または排気管噴射制御手段）
１５            吸気ポート
１９            燃料噴射弁
２１            排気通路
２３            ＥＧＲ管
２４            排気管噴射弁
２５            ＥＧＲバルブ
２９            排気ポート
３３            排ガス処理装置
３５            ＤＯＣ（ディーゼル酸化触媒）
３７            ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）
３９            燃焼室
４８            ＤＯＣ入口温度センサ
４９            ＤＰＦ入口温度センサ
５０            ＤＰＦ出口温度センサ
５２            ＤＰＦ入口圧力センサ
５４            ＤＰＦ出口圧力センサ
５６            ＤＰＦ差圧センサ
【図１】
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【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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