(57)【要約】【課題】  フィルタの強制再生時のＰＭの急激な燃焼やフィルタの溶損を防止する。【解決手段】  排気通路に設けられた酸化触媒と、酸化触媒の下流側に設けられたフィルタと、フィルタの上流側に設けられた排ガス温度低下手段と、温度低下手段を介して該フィルタに導かれる排ガス流量を調整する流量調整手段と、排ガス中の酸素濃度を調整する酸素濃度調整手段とをそなえ、フィルタ入口温度が第１の所定温度以上であると温度低下手段に流入する排ガス流量が増大するように流量調整手段を制御し、フィルタ入口温度が第２の所定温度未満となると温度低下手段に流入する排ガス流量が減少するように流量調整手段を制御し、フィルタ出口温度が第３の所定温度以上となると、温度低下手段に流入する排ガス流量が増大するように流量調整手段を制御するとともに酸素濃度調整手段により酸素濃度を低下させる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路上に設けられて排ガス中の成分を酸化させる酸化触媒と、
該酸化触媒の下流側に設けられ、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタと、
該パティキュレート捕集用フィルタの上流側に設けられ、排ガス温度を低下させる温度低下手段と、
該温度低下手段を介して該フィルタに導かれる排ガス流量を調整する流量調整手段と、
該フィルタの上流側に設けられ該排ガスのフィルタ入口温度を検出する第１温度センサと、
該フィルタの下流側に設けられ該排ガスのフィルタ出口温度を検出する第２温度センサと、
排ガス中の酸素濃度を調整する酸素濃度調整手段と、
該流量調整手段及び酸素濃度調整手段を制御する制御手段とをそなえ、
該制御手段は、
該第１温度センサからの情報に基づいて該フィルタ入口温度が第１の所定温度以上であると該温度低下手段に流入する排ガス流量が増大するように該流量調整手段を制御するとともに、該入口温度が第１の所定温度よりも低い第２の所定温度未満となると該温度低下手段に流入する排ガス流量が減少するように該流量調整手段を制御し、
且つ該第２温度センサからの情報に基づいて該フィルタ出口温度が該第１の所定温度よりも高い第３の所定温度以上となると、該第１温度センサからの情報に基づく制御に優先させて該温度低下手段に流入する排ガス流量が増大するように該流量調整手段を制御するとともに、該酸素濃度調整手段により酸素濃度を低下させる
ことを特徴とする、排ガス浄化装置。
【請求項２】
該排気通路が、該フィルタよりも上流側で該フィルタが配設される主通路と該温度低下手段が配設されるバイパス通路とに分岐して形成されるとともに、該酸化触媒が主通路に設けられる第１酸化触媒と該バイパス通路に設けられる第２酸化触媒とから構成され、
該温度低下手段が該第２酸化触媒よりも下流に設けられ、
且つ、該バイパス通路が、該主通路の該第１酸化触媒と該フィルタとの間で合流するように構成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
該排気通路が、該酸化触媒及び該フィルタが配設される主通路と、該酸化触媒よりも下流で分岐するとともに該フィルタの上流側で合流するバイパス通路とを有し、
該温度低下手段が該パイパス通路上に配設されている
ことを特徴とする、請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
該流量調整手段が、該主通路と該バイパス通路との分岐部又は合流部に設けられ、該排ガスを該主通路を介して該フィルタに導く第１の状態と、該排ガスを該バイパス路を介して該フィルタに導く第２の状態とに切り換え可能な切換弁である
ことを特徴とする、請求項２又は３記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
該流量調整手段が、該主通路と該バイパス通路との分岐部又は合流部に設けられ、該主通路と該バイパス通路とへの排ガスの流量調整を多段的又は連続的に変更可能な流量調整弁である
ことを特徴とする、請求項２又は３記載の排ガス浄化装置。
【請求項６】
該第１の所定温度が該フィルタで該パティキュレートを効率よく燃焼可能な最高温度である
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の排ガス浄化装置。
【請求項７】
該第２の所定温度が該フィルタが活性化する最低温度である
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項記載の排ガス浄化装置。
【請求項８】
該第３の所定温度が該フィルタの溶損を回避可能な許容限界温度である
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項記載の排ガス浄化装置。
【請求項９】
該酸素濃度調整手段は、供給される燃料量により酸素濃度を調整するインジェクタであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の排ガス浄化装置。
【請求項１０】
該フィルタ出口温度が第３の所定温度以上の時には、空気過剰率が１以下となるように該インジェクタから噴射される燃料噴射量が増量される
ことを特徴とする、請求項９記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にディーゼルエンジンに用いて好適の排ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、図１５に示すように、ディーゼルエンジン１０１の排気通路１０２中に酸化触媒（ＤＯＣ）１０３及びパティキュレート捕集フィルタ（以下、単にフィルタという）１０４を設け、排ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）をフィルタ１０４で捕集するとともにフィルタ１０４に堆積したＰＭを酸化（燃焼）させてフィルタ１０４を連続再生するようにした技術が知られている。なお、以下では、粒子状物質をＰＭと表記するが、すす，パティキュレート及びスートと同一の意味である。
【０００３】
このような技術では、例えばフィルタ１０４の入口と出口との間の圧力差を検出する差圧センサ１０７を設け、この差圧センサ１０７で検出された差圧が所定値以上になると、フィルタ１０４が目詰まりを起こしているものと判定して、フィルタ１０４の強制再生が実行されるようになっている。
また、強制再生時には、膨張行程の後期又は排気行程の初期に追加燃料噴射（ポスト燃料噴射）を行い、この追加燃料のうちの未燃燃料（ＨＣ；炭化水素）を酸化触媒で酸化反応（燃焼）させて、このときの反応熱によりフィルタ１０４に流入する排ガス温度を上昇させる。そして、フィルタ１０４に流入する排ガス温度を高温化することでフィルタ１０４内のＰＭを自己着火させてＰＭを燃焼させ、フィルタ１０４の強制再生を図っている。
【０００４】
ところで、このような強制再生時に堆積したＰＭが急激に燃焼してしまうとフィルタ内の温度が急激に上昇し、フィルタ１０４の耐熱許容温度を超えてしまうことが考えられる。このような場合にはフィルタ１０４の溶損を招く恐れがあるため、強制再生時にはフィルタ１０４の温度管理が重要である。
このため、図１５に示すように、フィルタ１０４の入り口の温度Ｔ１を検出する第１温度センサ１０５とフィルタの出口の温度Ｔ２を検出する第２温度センサ１０６とを設け、これらの温度センサ１０５，１０６からの温度情報に基づいて、フィルタ１０４が連続再生可能で且つ溶損しない温度範囲となるように、ポスト燃料噴射量がフィードバック制御される。
【０００５】
なお、図中１１１は燃料を加圧する高圧ポンプ、１１２は加圧された燃料を一時的に貯留するコモンレール、１１３は燃料を噴射するインジェクタである。また、１１４はエアクリーナ、１１５はターボチャージャ、１１６はインタクーラであって、エアクリーナ１１４近傍には図示しないが吸入空気量を検出するエアフローセンサ（ＡＦＳ）が設けられている。また、ターボチャージャ１１５は図示しない内部のノズルの開度を変更することにより容量変更可能なバリアブルガイドベーン付きターボチャージャ（ＶＧターボ）として構成されている。また、１１７は排気通路１０２中の排ガスの一部を吸気通路１０８に還流させるＥＧＲ通路、１１８はＥＧＲ通路１１７内の排ガス（ＥＧＲガス）の温度を低下させるための熱交換器（ＥＧＲクーラ）である。
【０００６】
ところで、例えば下記の特許文献１には、ブローオフ（フィルタに捕集されたＰＭがフィルタから剥離してフィルタ下流に排出される現象）を防止して、フィルタにおいて捕集されたＰＭを燃焼させるようにした技術が開示されている。具体的には、酸化触媒とフィルタとの間の主排気通路に排ガスの温度を低下させる熱交換器を介装するとともに、この熱交換器よりも上流側において主排気通路から分岐して上記熱交換器をバイパスするバイパス路を設け、このバイパス路と上記主排気通路との分岐部に切換弁を配設した技術が開示されている（特に引用文献の図６参照）。
【０００７】
この技術は、ブローオフ現象がフィルタの温度が高温になると生じることに着目してなされたものであり、排ガス温度が高温となった場合には、排ガスを熱交換機に導くことで排ガスの温度低下を図り、ブローオフを防止するものである。
【特許文献１】特開平１０−１２１９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１５を用いて説明したような従来の技術では、以下のような課題があった。すなわち、例えばフィルタの強制再生中に車両が走行状態から停止（アイドリング）状態に移行した場合には、排ガス中の酸素濃度（酸素量）が増大するため、ＰＭが急速に燃焼してしまうことになる。この場合、温度センサの情報に基づくフィードバック制御では、燃料噴射量を抑制するような制御となるため、結果的に酸素濃度及び酸素量がさらに増大して、強制再生を停止させることが困難である。また、アイドル運転では排ガスの流速が低下して、いわゆる熱の持ち去り量も低下するため、このような点でもフィルタ温度が高温になりやすい。
【０００９】
一方、上述した特許文献１の技術は、フィルタの連続再生（酸化触媒において排ガス中に含まれるＮＯを酸化させてＮＯ2 を生成し、このＮＯ2 とフィルタ内のＰＭとを反応させてＰＭを燃焼させる手法）時の課題を解決しようとするものであり、強制再生については何ら考慮されていない。このため、特許文献１の技術では上述の課題を何ら解決することはできない。
【００１０】
つまり、特許文献１は、連続再生時には酸化触媒温度が３００℃〜４００℃程度となるが、上述したようなブローオフ現象は４００℃前後で生じるため、酸化触媒でＮＯ2 （酸化剤）を生成しても、ブローオフが発生するとフィルタからＰＭが剥離して、せっかく生成したＮＯ2 を十分に活用できないという課題に鑑みてなされたものであり、強制再生時の課題を解決するようなものではなかった。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、フィルタの強制再生時にフィルタの温度が常に適温となるように制御して、ＰＭの急激な燃焼やフィルタの溶損を防止できるようにした、排ガス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】
【００１２】
このため、本発明の排ガス浄化装置は、エンジンの排気通路上に設けられて排ガス中の成分を酸化させる酸化触媒と、該酸化触媒の下流側に設けられ、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタと、該パティキュレート捕集用フィルタの上流側に設けられ、排ガス温度を低下させる温度低下手段と、該温度低下手段を介して該フィルタに導かれる排ガス流量を調整する流量調整手段と、該フィルタの上流側に設けられ該排ガスのフィルタ入口温度を検出する第１温度センサと、該フィルタの下流側に設けられ該排ガスのフィルタ出口温度を検出する第２温度センサと、排ガス中の酸素濃度を調整する酸素濃度調整手段と、該流量調整手段および酸素濃度調整手段を制御する制御手段とをそなえ、該制御手段は、該第１温度センサからの情報に基づいて該フィルタ入口温度が第１の所定温度以上であると該温度低下手段に流入する排ガス流量が増大するように該流量調整手段を制御するとともに、該入口温度が第１の所定温度よりも低い第２の所定温度未満となると該温度低下手段に流入する排ガス流量が減少するように該流量調整手段を制御し、且つ該第２温度センサからの情報に基づいて該フィルタ出口温度が該第１の所定温度よりも高い第３の所定温度以上となると、該第１温度センサからの情報に基づく制御に優先させて該温度低下手段に流入する排ガス流量が増大するように該流量調整手段を制御するとともに、該酸素濃度調整手段により酸素濃度を低下させる
ことを特徴としている（請求項１）。
【００１３】
また、上記請求項１において、該排気通路が、該フィルタよりも上流側で該フィルタが配設される主通路と該温度低下手段が配設されるバイパス通路とに分岐して形成されるとともに、該酸化触媒が主通路に設けられる第１酸化触媒と該バイパス通路に設けられる第２酸化触媒とから構成され、該温度低下手段が該第２酸化触媒よりも下流に設けられ、且つ、該バイパス通路が、該主通路の該第１酸化触媒と該フィルタとの間で合流するように構成されていることを特徴としている（請求項２）。
【００１４】
また、上記請求項１において、該排気通路が、該酸化触媒及び該フィルタが配設される主通路と、該酸化触媒よりも下流で分岐するとともに該フィルタの上流側で合流するバイパス通路とを有し、該温度低下手段が該パイパス通路上に配設されていることを特徴としている（請求項３）。
また、上記請求項２又は３において、該流量調整手段が、該主通路と該バイパス通路との分岐部又は合流部に設けられ、該排ガスを該主通路を介して該フィルタに導く第１の状態と、該排ガスを該バイパス路を介して該フィルタに導く第２の状態とに切り換え可能な切換弁であることを特徴としている（請求項４）。
【００１５】
また、上記請求項２又は３において、該流量調整手段が、該主通路と該バイパス通路との分岐部又は合流部に設けられ、該主通路と該バイパス通路とへの排ガスの流量調整を多段的又は連続的に変更可能な流量調整弁であることを特徴としている（請求項５）。
また、上記請求項１〜５のいずれか１項において、該第１の所定温度が該フィルタで該パティキュレートを効率よく燃焼可能な最高温度であることを特徴としている（請求項６）。
【００１６】
また、上記請求項１〜６のいずれか１項において、該第２の所定温度が該フィルタが活性化する最低温度であることを特徴としている（請求項７）。
また、上記請求項１〜７のいずれか１項において、該第３の所定温度が該フィルタの溶損を回避可能な許容限界温度であることを特徴としている（請求項８）。
また、上記請求項１〜８のいずれか１項において、該酸素濃度調整手段は、供給される燃料量により酸素濃度を調整するインジェクタであることを特徴としている（請求項９）
また、上記請求項９において、該フィルタ出口温度が第３の所定温度以上の時には、空気過剰率が１以下となるように該インジェクタから噴射される燃料噴射量が増量されることを特徴としている（請求項１０）。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の排ガス浄化装置によれば、ＰＭが急激に燃焼してフィルタの温度が過度に上昇するような事態を回避でき、フィルタの溶損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
まず、本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置について説明すると、図１はその要部の構成について示す模式的なブロック図、図２はその要部構成について示す模式図、図３及び図４はその作用を説明するためのフローチャートである。
まず、本装置が適用されるエンジンについて説明する、本装置は図１５を用いて説明したようなディーゼルエンジンに適用されるものであって、図２に示す部分以外のハードウェアの構成は図１５で説明したエンジンと略同様に構成されている。
【００１９】
すなわち、図２に示すように、排気通路上１には上流側から排ガス中の成分を酸化させる第１酸化触媒２ａと、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ３とが設けられている。
また、排気通路１は上記第１酸化触媒２ａよりも上流側において、主通路１１とバイパス通路１２とに分岐している。このうち、図示するように、主通路１１に上述した第１酸化触媒２ａ及びフィルタ３が設けられ、バイパス通路１２上に上流側から順に第２酸化触媒２ｂと排ガスクーラ（温度低下手段）５が設けられている。
【００２０】
そして、上述した第１酸化触媒２ａと第２酸化触媒２ｂとから酸化触媒２が構成されている。また、各第１酸化触媒２ａは、すでに述べたものと同様の機能を有するものであって、通常走行時は、排ガス中のＮＯを酸化触媒２でＮＯ2 に酸化し、このＮＯ2 を酸化剤としてフィルタ３に供給するものである。そして、フィルタ３ではこのＮＯ2 とＰＭとが反応することによりＰＭが燃焼して、フィルタ３の連続再生が図られるようになっている。
【００２１】
また、強制再生時には、排ガス中の未燃燃料（ＨＣ）を酸化反応（燃焼）させて、このときの反応熱により高温となった排ガスをフィルタ３に供給するものである。そして、フィルタ３に流入する排ガス温度を高温化することでフィルタ３内のＰＭを自己着火させてＰＭを燃焼させ、フィルタ３を強制的に再生させるようになっている。
また、詳細は図示しないが、フィルタ３は、全体が多孔質材で形成されるとともに、上流側が開口し下流側が閉塞された第１通路と、上流側が閉塞され下流側が開口する第２通路とが交互に隣接して配設されている。これにより、フィルタ３に供給された排ガスは、多孔質の壁部を介して第１通路から第２通路に流入し、このときに排ガス中のＰＭ（カーボンＣを主体とする粒子状物質）が壁部において捕集されるようになっている。
【００２２】
また、第２酸化触媒２ｂは構造上は上述した第１酸化触媒と同様に構成されているが、その機能が異なっている。すなわち、第１酸化触媒２ａは、排ガス中のＮＯやＨＣを酸化反応させて排気温度を高めることを目的に設けられているが、この第２酸化触媒２ｂは、排ガス中の成分（ＮＯやＨＣ）を酸化させることにより排ガス中の酸素濃度を低下させ、排ガスをより不活性化させることを目的に設けられている。したがって、この第２酸化触媒２ｂは受動的な酸素濃度低下手段ということもできる。
【００２３】
また、排ガスクーラ５は排ガス温度を低下させる温度低下手段として機能するものであって、一般的なＥＧＲクーラやインタクーラと同様に構成された空冷の熱交換器である。
また、バイパス通路１２は、図２に示すように、第１酸化触媒２ａとフィルタ３との間で主通路１１に接続されており、これにより、排ガスは主通路１１及びバイパス通路１２のどちらに流入した場合であっても、最終的にはフィルタ３を通って排出されるようになっている。
【００２４】
また、主通路１１とバイパス通路１２との分岐部には、切換弁（流量調整手段）６が設けられている。この切換弁６は、排ガスを排ガスクーラ５を介さずにフィルタ３に導く第１モード（第１の状態）と、排ガスを排ガスクーラ５を介してフィルタ３に導く第２モード（第２の状態）とを切り換え可能に構成されている。
すなわち、第１モードでは、排ガスはそのほとんど（或いは全量）が主通路１１に導かれて、第１酸化触媒２ａ及びフィルタ３を通って排出されるようになっている。また、第２モードでは、上記第１モードとは逆に、排ガスはそのほとんど（或いは全量）がバイパス通路１２に導かれて第２酸化触媒２ｂ，排ガスクーラ５及びフィルタ３を通って排出されるようになっている。
【００２５】
ここで、本実施形態では切換弁６は図示するようなバタフライ弁が適用されており、主通路１１を全開とすることで第１モードとなる。なお、図示するように、バイパス通路１２は排気の流れ方向に対して略直交して接続されているため、バイパス通路１２を閉塞しなくても主通路１１を全開にすれば、排ガスの略全量が主通路１１を流れることになる。また、この主通路１１を閉塞することにより、排ガスの略全量がパイパス通路１２を流れることになる。
【００２６】
また、この切換弁６は図示しないモータ等のアクチュエータにより駆動されるようになっている。また、詳細は後述するが、このアクチュエータには制御手段としてのコントローラ（ＥＣＵ）９が接続されており、このＥＣＵからの制御信号に基づいてアクチュエータの作動（即ち、切換弁の作動）が制御されるようになっている。
なお、切換弁６としてはこのようなバタフライ弁に限定されず、例えば第１モードでは主通路１１を開放するとともにバイパス通路１２を閉塞し、第２モードでは主通路１１を閉塞するとともにバイパス通路１２を開放するような弁を適用しても良い。また、切換弁６は、主通路１１とバイパス通路１２との集合部に設けても良い。
【００２７】
次に、本装置の要部について説明すると、フィルタ３の上流側及び下流側には、それぞれ排ガスのフィルタ入口温度を検出する第１温度センサ７と、排ガスのフィルタ出口温度を検出する第２温度センサ８とが設けられている。
また、図１に示すように、これらの温度センサ７，８はいずれも、コントローラ（ＥＣＵ）９に接続されている。ここで、このＥＣＵ９には上述した温度センサ７，８以外にも図示しないＯ2センサ等の種々のセンサ類が接続されている。また、ＥＣＵには、温度センサ７，８からの情報に基づいて、切換弁６に対する制御信号を設定する切換弁制御部９ａと、図示しないエンジンの燃焼室に燃料を供給するインジェクタ１０に対する制御信号を設定するインジェクタ制御部９ｂとを備えている。
【００２８】
そして、これらの切換弁制御部９ａ及びインジェクタ制御部９ｂでは、各温度センサ７，８からの情報に基づいて、フィルタ３の温度が適温となるように切換弁６及びインジェクタ１０の作動を制御するようになっている。特に、フィルタの強制再生時において、ＰＭの急激な燃焼によりフィルタ３の温度が過度に上昇していると判定した場合には、フィルタ３の溶損を回避するべく以下のような制御を実行するようになっている。
【００２９】
まず、ＥＣＵ９では第１温度センサ７からの情報に基づいて、フィルタ３の入口温度Ｔ１が所定温度（第１の所定温度）Ｔ１max以上か否かを判定する。ここで、所定温度Ｔ１maxはフィルタ３がＰＭを効率よく燃焼可能な最高温度であって、本実施形態では例えば６００℃程度に設定されている。
そして、フィルタ３の入口温度Ｔ１がＴ１max以上であれば、切換弁制御部９ａにより切換弁６が第２モードに切り換えられて、排ガスがバイパス通路１２に導かれるようになっている。この場合、バイパス通路１２に導かれた排ガスは、第２酸化触媒２ｂで酸化されて、これにより排ガス中の酸素濃度の低下が図られるようになっている。また、このときの酸化反応より排ガスの温度が上昇することになるが、上記第２酸化触媒２ｂの下流に設けられた排ガスクーラ５により、排ガス温度が低減される。つまり、排ガスが第２酸化触媒２ｂを通る事により排ガスが不活性化されるとともに、排ガスクーラ５を通ることにより排ガス温度の低減が図られる。これにより、フィルタ３には比較的温度の低い不活性ガスが供給されることとなり、フィルタ３内のＰＭの燃焼が抑制されて、フィルタ３の温度が所定温度Ｔ１max未満に抑制されるようなっている。
【００３０】
また、フィルタ３の入口温度Ｔ１がＴ１maxよりも低い第２の所定温度Ｔ１min未満であると判定されると、切換弁制御部９ａにより切換弁６が第１モードに切り換えられて、排ガスが主通路１１に導かれる。この場合は排ガスは第１酸化触媒２ａにより酸化されて排ガス温度が高められ、この高温の排ガスがフィルタ３に流入することで、フィルタ３内のＰＭの燃焼が促進されるようになっている。なお、第２の所定温度Ｔ１minはフィルタ３が活性化する最低温度であって、本実施形態では例えば５００から６００℃程度に設定されている。
【００３１】
また、第１温度センサ７で得られるフィルタ入口温度Ｔ１が第１の所定温度Ｔ１max未満で、且つ第２の所定温度Ｔ１min以上の時、つまりＴ１min≦Ｔ１＜Ｔ１maxの時は、切換弁６は現状の状態が維持されるようになっている。つまり、この場合には、フィルタ３は強制再生に適した温度範囲にあると判定でき、このため切換弁６については何ら制御を行わないで現状を維持するようになっている。
【００３２】
一方、ＥＣＵ９では、第２温度センサ８からの情報に基づいて、フィルタ３の出口温度Ｔ２が上記の第１の所定温度Ｔ１maxよりも高い所定の温度（第３の所定温度）Ｔ２max以上であるか否かを判定し、フィルタ３の出口温度Ｔ２が第３の所定温度Ｔ２max以上であると判定すると、フィルタ３の入口温度Ｔ１に関係なく切換弁制御部９ａにより切換弁６を第２モードに切り換えるようになっている。また、このときには、インジェクタ制御部９ｂにより空気過剰率λが１（又は１未満のリッチな値）となるように燃料噴射量が制御されるようになっている。したがって、本実施形態ではインジェクタが排ガス中の酸素濃度を調整する酸素濃度調整手段として機能する。また、酸素濃度調整手段としては、燃焼室に設けられたインジェクタではなく、フィルタ３上流側の排気通路に設けられたインジェクタでもよい。なお、本実施形態において、第３の所定温度Ｔ２maxは、フィルタ３の溶損を回避可能な許容限界温度であって、例えば８００℃程度に設定されている。
【００３３】
このような制御を行う理由について説明すると、例えば車両が走行中であって且つフィルタ３が強制再生されているときに車両がアイドル運転に移行すると、排ガス中の酸素濃度が急激に高まり、フィルタ３内のＰＭが急激に燃焼する場合がある。これは通常ディーゼルエンジンではスロットルバルブが設けられておらず、ディーゼルエンジンでは運転状態に関わらず常にガソリンエンジンにおけるスロットル全開相当となっていることに起因している。
【００３４】
つまり、アイドル運転時には吸入空気量は低下しないものの燃料噴射量が低下するため、相対的に空燃比が低下しリーンな状態となる。このような酸素過剰の雰囲気下では、ＰＭの酸化反応（即ち燃焼）が促進されてＰＭが急速に燃え広がるため、通常の燃料噴射量のフィードバック制御では対応できない。なお、通常のフィードバック制御ではフィルタ３の温度が上昇した時に燃料供給量を抑制する方向に働くので、さらに酸素過剰な状態となり、逆効果となってしまう。
【００３５】
また、このような状況でフィルタ３の温度が急激に上昇したとしても、フィルタ３の入口温度Ｔ１は大幅に上昇するわけではないので、このようなＰＭの過度の燃焼は第１温度センサ７からの情報では判定が困難である。
そこで、切換弁制御部９ａでは、第２温度センサ８からの情報に基づいてフィルタ出口温度Ｔ２が第３の所定温度Ｔ２max以上であると、第１温度センサ７からの情報に基づく切換弁６の制御に優先させて、当該切換弁６を第２モードに切り換えるようになっているのである。これにより、排ガスがバイパス通路１２に供給され、排ガスの不活性化及び温度低減が図られて、フィルタ３内のＰＭの燃焼が抑制されるようになっている。
【００３６】
また、このとき空気過剰率λが１となるように（すなわちＡ／Ｆが理論空燃比となるように）燃料供給量を設定することにより、吸気中の酸素が効率よく消費されて、排ガスの酸素濃度を第２酸化触媒２ｂに流入する以前の時点で積極的に極力低下させることが可能になり、このような観点からもフィルタ３内におけるＰＭの酸化反応（燃焼）が抑制される。
【００３７】
ここで、インジェクタ１０の制御について簡単に説明すると、エンジンの吸気通路（図示省略）上には吸入空気量を検出するエアフローセンサ（図示省略）が設けられており、インジェクタ制御部９ｂではこのエアフローセンサで得られる吸入空気量と、目標空気過剰率λとから全体の燃料噴射量Ｑtを算出するようになっている。また、アクセル開度等のパラメータからドライバの要求するトルクを求め、この要求トルクからトルクに寄与する燃料噴射量Ｑtqを求める。また、エンジンの運転状態から目標ＥＧＲ量を求め、このＥＧＲ中の未燃燃料Ｑegrを算出する。
【００３８】
そして、上記全体の燃料噴射量Ｑtからトルクに寄与する燃料噴射量Ｑtq及びＥＧＲ中の未燃燃料Ｑegrを減算し、λ＝１となるポスト燃料噴射量Ｑpostが算出される。これを式で表すと、下式（１）のようになる。
Ｑpost＝Ｑt−Ｑtq−Ｑegr・・・（１）
そして、このように第１温度センサ７及び第２温度センサ８からの情報に基づいて、切換弁６及びインジェクタ１０の作動をすることにより、フィルタ３の溶損を確実に防止することができるのである。
【００３９】
なお、第２温度センサ８で得られるフィルタ３の出口温度Ｔ２が第３の所定温度Ｔ２max未満の場合には、第１温度センサ７で得られるフィルタ入口温度Ｔ１に基づく制御が優先されて実行されるようになっている。
本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置は上述のように構成されているので、その作用について説明すると以下のようになる。まず、強制再生が開始されると、図３及び図４のフローチャートの制御が開始される。具体的には、図３のステップＳ１において、第１温度センサ７からの検出情報（フィルタ３の入口温度Ｔ１）が取り込まれる。そして、ステップＳ２では入口温度Ｔ１が第１の所定温度Ｔ１max以上か否かが判定され、Ｔ１max以上である場合にはステップＳ３に進んで、切換弁６が第２モードに切り換えられる。
【００４０】
また、ステップＳ２において、入口温度Ｔ１がＴ１max未満であると判定されると、ステップＳ４に進み、入口温度Ｔ１が第２の所定温度Ｔ１min未満であるか否かが判定され、入口温度Ｔ１がＴ１min未満であると判定されるとステップＳ５に進み、切換弁６が第１モードに切り換えられる。また、入口温度Ｔ１がＴ１min以上であればステップＳ１に戻り、入口温度がＴ１max以上になるか又はＴ１min未満となるまでステップＳ１〜ステップＳ３のルーチンを繰り返し実行する。
【００４１】
一方、図４のステップＳ１１では、第２温度センサ８からの検出情報（フィルタ３の出口温度Ｔ２）が取り込まれる。そして、ステップＳ１２において、出口温度Ｔ２が第３の所定温度Ｔ２max以上か否かが判定され、Ｔ２max未満である場合にはステップＳ１１に戻り、Ｔ２max以上であるとステップＳ１３に進んで、切換弁６が第２モードに切り換えられるとともに、ステップＳ１４において全体として空気過剰率λ＝１（又は１未満のリッチな値）となるようにポスト燃料噴射量Ｑpostが設定される。これにより吸気中の酸素が燃料と効率よく酸化反応することにより、排ガス中の酸素濃度を略０になるまで低下して、フィルタ３内におけるＰＭの酸化反応（燃焼）が抑制される。
【００４２】
なお、図３に示すフローチャートと図４に示すフローチャートはそれぞれ独立しており、各フローチャートが並行して実行されるが図４のステップＳ１２において、出口温度Ｔ２が第３の所定温度Ｔ２max以上であると判定された場合には、出口温度Ｔ２が第３の所定温度Ｔ２max未満となるまで、図３のフローチャートが一時的に中断される。
したがって、本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置によれば、図５に示すように、フィルタの温度が急上昇しても、フィルタ内の温度を速やかに抑制して、ＰＭが効率よく燃焼可能な所定範囲内（Ｔ１min〜Ｔ１max）に保持することができ、フィルタの溶損を回避することができるという利点がある。
【００４３】
次に、図６を用いて本発明の第２実施形態について説明すると、本実施形態では、排気通路上のハードウェアの構成のみが異なっており、制御自体は上記第１実施形態と同様に構成されている。なお、以下では上述した第１実施形態と同様に構成された部位には第１実施形態と同様の符号をそのまま引用し、詳しい説明を省略する。
図６に示すように、この第２の実施形態では、排気通路上１に上流側から排ガス中の成分を酸化させる酸化触媒２と、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ３とが設けられている。
【００４４】
また、排気通路１は、酸化触媒２及びフィルタ３が配設される主通路１１と、酸化触媒２よりも下流で分岐するとともにフィルタ３の上流側で合流するバイパス通路１２とから構成されており、このバイパス通路１２上に温度低下手段としての排ガスクーラ５が設けられている。
また、上記第１実施形態と同様に、主通路１１とバイパス通路１２との分岐部には、切換弁（切換手段）６が設けられている。この切換弁６は、排ガスを排ガスクーラ５を介さずにフィルタ３に導く第１モード（第１の状態）と、排ガスを排ガスクーラ５を介してフィルタ３に導く第２モード（第２の状態）とを切り換え可能に構成されている。
【００４５】
つまり、この第２実施形態では、第１実施形態における第２酸化触媒２ｂを廃し、第１酸化触媒２ａとフィルタ３との間から排気通路１を分岐させて、分岐したバイパス通路１２上に排ガスクーラ５を配したものである。そして、これ以外は上述した第１実施形態と同様に構成されている。
次に、本第２実施形態の制御内容について説明すると、この切換弁６及びインジェクタ１０（図１参照）は、第１実施形態と同様に制御されるようになっている。
【００４６】
すなわち、第１温度センサ７からの情報に基づいてフィルタ３の入口温度Ｔ１が所定温度（第１の所定温度）Ｔ１max以上であれば、切換弁６を第２モードに切り換えて、排ガスをバイパス通路１２に導き、排ガス中の酸素濃度低下及び温度低下が図られる。
また、フィルタ３の入口温度Ｔ１がＴ１maxよりも低い第２の所定温度Ｔ１min未満であると、切換弁６を第１モードに切り換え、排ガスを主通路１１に導き、排ガス温度が高められる。なお、Ｔ１min≦Ｔ１＜Ｔ１maxの時は、切換弁６の切り換え制御を行わず現状の状態を維持する。
【００４７】
一方、フィルタ３の出口温度Ｔ２が上記の所定温度よりも高い所定の温度（第３の所定温度）Ｔ２max以上であると、フィルタ３の入口温度Ｔ１に関係なく切換弁６を第２モードに切り換えるとともに、空気過剰率λが１となるように燃料噴射量が制御される。
そして、このように第１温度センサ７及び第２温度センサ８からの情報に基づいて、切換弁６及びインジェクタ１０の作動をすることにより、フィルタ３の溶損を確実に防止することができる。なおこの第２実施形態では、第１実施形態では酸化触媒を２つ用いていたのに対して、第２実施形態では１つの酸化触媒２を設けるだけでよいので、第１実施形態に対して、小型化を図ることができる。さらに、切換弁６の第１モードと第２モードの両モードにおいて酸化触媒２に排ガスが流れるため、フィルタ３の温度を低下させる第２モードに切り替わった際に酸化触媒２が活性化されており、酸素濃度低下手段として早期に機能する。
【００４８】
次に、本発明の第３実施形態について説明すると、この第３実施形態は制御の内容に特徴があり、ハードウェアの構成としては上述の第１実施形態（図２参照）及び第２実施形態（図６参照）のいずれを適用してもよい。なお、以下では上述した第１実施形態の符号をそのまま引用して説明する。
以下、図７〜図９を用いて、第３実施形態について具体的に説明する。この第３実施形態では、図７及び図８に示すように、強制再生が開始されるとこの時点で目標空気過剰率λが所定値λ１に変更されて、排ガス中の酸素濃度（図中Ｏ2濃度と記す）が略所定値にまで低下するように設定されている。ここで、強制再生開始時の目標空気過剰率λ１は１（理論空燃比）よりは大きな値（空燃比としてはリーンな値）であって、且つ通常走行時よりは小さい値（同じくリッチな値）に設定されており、これにより排ガスが通常よりもリッチ化されることにより酸素濃度が低下して、フィルタ３におけるＰＭの燃焼が抑制されるようになっている。
【００４９】
また、フィルタ３の出口温度が許容温度Ｔ２max以上となると、第１実施形態と同様に、目標空気過剰率λ１が１又は１よりもリッチな値（＜１）に設定されて排ガス中の酸素を全て消費するようになっている。
図９のフローチャートを用いて説明すると、まず、ＥＣＵ９で強制再生開始が判定されると、図９のフローチャートがスタートするとともに、図７及び図８に示すように、目標空気過剰率λ（Ｏ2濃度）が所定値λ１（一定値）に固定される（ステップＳ２１）。そして、これ以降は第１及び第２実施形態と同様の制御が実行される。つまり、第１温度センサ７からの情報に基づいて、フィルタ３の入口温度Ｔ１が所定温度（第１の所定温度）Ｔ１max以上であれば（ステップＳ２２及びステップＳ２３）、切換弁６が第２モードに切り換えられて（ステップＳ２４）、排ガスが第２酸化触媒２ｂで酸化され、これにより排ガス中の酸素濃度のさらなる低下が図られる。また、このときの酸化反応よる排ガスの温度上昇は排ガスクーラ５により抑制される。これにより、排ガスのさらなる不活性化が促進されるとともに排ガス温度の低減が図られる。したがって、フィルタ３内のＰＭの燃焼が抑制されて、フィルタ３の温度が所定温度Ｔ１max未満に抑制される。
【００５０】
また、フィルタ３の入口温度Ｔ１がＴ１maxよりも低い第２の所定温度Ｔ１min未満であると判定される（ステップＳ２２）と、空気過剰率λを上記所定値λ１に保持したまま切換弁６を第１モードに切り換え（ステップＳ２５）、排ガスを主通路１１に導く。これにより排ガス温度が高められてフィルタ３内のＰＭの燃焼が促進される。
また、第１温度センサ７で得られるフィルタ入口温度Ｔ１が第１の所定温度Ｔ１max未満で、且つ第２の所定温度Ｔ１min以上の時、つまりＴ１min≦Ｔ１＜Ｔ１maxの時は、切換弁６は現状の状態が維持されるようになっている。つまり、この場合には、フィルタ３は強制再生に適した温度範囲にあると判定でき、このため何ら制御を行わないで現状を維持するようになっている。
【００５１】
また、第１実施形態の図４に示すフローチャートと同様に、第２温度センサ８からの情報に基づいてフィルタ３の出口温度Ｔ２が第３の所定温度Ｔ２max以上である場合には、フィルタ３の入口温度Ｔ１に関係なく切換弁６を第２モードに切り換えるようになっている。また、このときには、インジェクタ制御部９ｂにより空気過剰率λ＝１（理論空燃比）又は１未満のリッチな状態に設定される。
【００５２】
これにより、入口温度がＴ１min≦Ｔ１＜Ｔ１maxのときに設定される目標空気過剰率λ１では消費しきれなかった酸素を消費でき、フィルタ３に供給する排ガスを確実に不活性化することができる。
このように、本発明の第３実施形態に係る排ガス浄化装置によれば、目標空気過剰率を
一定値とすることにより、切換弁６の開閉制御のみでフィルタのＰＭ燃焼速度を制御できるので、制御ロジックが簡素化される利点がある。また、出口温度Ｔ２が許容温度Ｔ２max以上になると空気過剰率を１又は１未満のリッチな状態となるようにポスト燃料噴射量が制御されるので、確実にフィルタの溶損を回避できる。
【００５３】
次に、本発明の第４実施形態について説明すると、この第４実施形態はハードウェア上は第１実施形態及び第２実施形態における流量調整手段としての切換弁６を変更したものであって、この第４実施形態では弁の開度が多段的又は連続的に変更可能な流量調整弁が適用されている。また、これ以外は第１実施形態及び第２実施形態と同様に構成されている。また、本第４実施形態では、多段的又は連続的に弁解度を変更可能な流量調整弁の特性を生かした、より細かな弁開度制御ロジックに変更されている。なお、以下では上述した第１実施形態と同様に構成された部位には第１実施形態と同様の符号をそのまま引用し、詳しい説明を省略する。
【００５４】
以下、図１０及び図１１を用いて本発明の第４実施形態について説明すると、本実施形態に適用される流量調整弁は、図１に示す流量調整手段６のアクチュータとして例えばステッパモータを適用したものであって、第１の所定開度θ毎に開閉駆動できるように構成されている。また、第１の所定開度θ毎で大まかな開度制御を実行した後、第１の所定開度θよりも小さい第２の所定開度θａ毎に弁開度を微調整可能に設定されている。
【００５５】
なお、ここでは流量調整弁は主通路１１が全開のときバイパス路１２が全閉となり、主通路１１が全閉のときバイパス路１２が全開となるような弁として構成されている。
また、この第４実施形態ではフィルタ３の入口温度Ｔ１の変化度合い（温度変化速度）に基づいてフィルタ３の温度変化を予想して、この予想結果に基づいて弁開度を補正するようになっている。
【００５６】
以下、図１０のフローチャート及び図１１のグラフを用いて説明すると、まず強制再生が開始されると図１０のフローチャートがスタートして、ステップＳ３１で目標空気過剰率λ（Ｏ2濃度）が所定値λ１（一定値）に設定される。なお、これは上述した第３実施形態と同様の理由による。
次に、ステップＳ３２及びステップＳ３３において、フィルタ入口温度Ｔ１が第１の所定温度Ｔ１max以上（Ｔ１≧Ｔ１max）か、このＴ１maxよりも低い第２の所定温度Ｔ１min未満（Ｔ１＜Ｔ１min）であるか、これらの値の間にあるか（Ｔ１min≦Ｔ１＜Ｔ１max）を判定する。
【００５７】
そして、Ｔ１＜Ｔ１minと判定されると、フィルタ３を活性化させるべく、ステップＳ３４において流量調整弁の開度がθだけ主通路１１が開く方向に制御される。なお、図１０のフローチャートにおいては、主通路１１が開く（バイパス通路１２が閉じる）ような流量調整弁の動作を「弁を開く」と記載し、主通路１１が閉じる（バイパス通路１２が開く）ような流量調整弁の動作を「弁を閉じる」と記載する。また、以下においても、流量制御弁の動作については、主通路１１の状態に着目した「開」、「閉」を用いて説明する。
【００５８】
これにより、排気通路１を流れる排ガスのうち、主通路１１を流れる排ガスの流量が増大するとともに、この分だけバイパス通路１２を流れる排ガスが低下する。したがって、排ガスクーラ５を通る排ガスの流量が低下して、フィルタ３に流入する排ガスの昇温を図ることができる。
一方、Ｔ１≧Ｔ１maxの場合には、フィルタ３の温度低減を図るべく、ステップＳ３５おいて、流量調整弁の開度がθだけ閉方向に制御される。これにより、バイパス通路１２に流れる排ガス流量が増大してフィルタ３に流入する排ガス温度を低下させることができる。
【００５９】
また、ステップＳ３６以下ではフィルタ３の入口温度の変化速度に基づいて流量制御弁の開度補正が実行されるようになっている。すなわち、まずステップＳ３６において、時刻ｔにおけるフィルタ入口温度Ｔ１（ｔ）と、時刻（ｔ−Δｔ）におけるフィルタ入口温度Ｔ１（ｔ−Δｔ）との差をΔｔで割って、時刻ｔから時刻（ｔ−Δｔ）における温度変化率ＡＴ１を算出する（図１１のグラフ参照）。
【００６０】
次に、ステップＳ３７及びステップＳ３８において、上記ステップＳ３６で算出した温度変化率ＡＴ１と、所定値（閾値）ＡＨ１，ＡＬ１（ＡＨ１＞ＡＬ１）との大小関係を比較し、ＡＴ１＜ＡＬ１であればステップＳ３９に進み、流量調整弁の開度がθａだけ開方向に制御される。また、ＡＴ１＞ＡＨ１であると、ステップＳ４０に進み、流量調整弁の開度がθａだけ閉方向に制御される。また、ＡＬ１≦ＡＴ１≦ＡＨ１であればそのままリターンする。
【００６１】
つまり、ステップＳ３４以降のステップＳ３５〜Ｓ４０はフィルタ３の昇温時の温度変化速度をパラメータとした弁開度の補正制御となるが、この場合フィルタ３の入口温度の上昇速度をパラメータとして、温度上昇速度が下限の閾値ＡＬ１未満であれば、昇温を早めるべく、流量調整弁の開度をθａだけ開くようにしているのである。また、温度上昇速度が上限の閾値ＡＨ１よりも大きければ、昇温速度が速すぎると判定して、昇温速度を低減するべく、流量調整弁の開度をθａだけ閉じるようにしているのである。
【００６２】
また、ステップＳ４１以降の各ステップはフィルタ入口温度Ｔ１の抑制時における温度変化速度をパラメータとして、弁開度を補正するステップである。ここで、ステップＳ４１では、ステップＳ３６と同様の計算手法により温度変化率ＡＴ１を算出し、ステップＳ４２でＡＴ１＜ＡＬ１であるかを判定する。
このときＡＴ１＜ＡＬ１であれば、現在の制御内容で温度上昇が抑制されているものとしてそのままリターンする。
【００６３】
一方、ステップＳ４２でＡＴ１≧ＡＬ１と判定されると、ステップＳ４３に進み、ＡＴ１＞ＡＨ１を判定する。そして、ＡＴ１＞ＡＨ１であれば、ステップＳ４４に進み、速やかに温度上昇の抑制を図るべく流量調整弁の開度を２θａだけ閉じるような制御を実行する。
これにより、バイパス路１２に流れる排ガス量が増大し、排ガス温度の上昇を速やかに抑制できる。
【００６４】
また、ＡＴ１≦ＡＨ１の場合（即ち、ＡＬ１≦ＡＴ１≦ＡＨ１）であれば、ステップＳ４５に進み、流量調整弁の開度をθａだけ閉じる。これにより、T１maxを越えて尚且つ温度上昇率が高いときにはT２maxに到達する可能性があるため急速に温度低下を行なう必要があり閉じる度合を大きくする。また、温度上昇率が低いときにはT２maxに到達する可能性が低いため従来の開度で閉じるようにする。
【００６５】
また、フィルタの出口温度Ｔ２に基づく制御は第１実施形態及び第３実施形態と同様であるので説明を省略する。
以上のように、本発明の第４実施形態に係る排ガス浄化装置によれば、流量調整手段６として、弁の開度が多段的又は連続的に変更可能な流量調整弁を用いているので、主通路１１とバイパス通路１２とに導く排ガスの割合を最適に制御でき、きめ細かなフィルタ温度制御を実施することができる。
【００６６】
特に本第４実施形態のように、温度変化速度に基づいて弁開度を補正することによりさらにきめ細かな制御を行うことができる。
次に、本発明の第５実施形態について説明すると、この第５実施形態は制御の内容に特徴があり、ハードウェアの構成としては上述の第１実施形態（図２参照），第２実施形態（図６参照）及び第４実施形態のいずれを適用してもよい。なお、以下では上述した第１実施形態の符号をそのまま引用して説明する。
【００６７】
以下、図１２を用いて、第５実施形態について具体的に説明すると、この第５実施形態では、強制再生が開始されるとこの時点で目標空気過剰率λを変更してフィルタ３の燃焼状態を積極的に制御するように構成したものである。
すなわち、強制再生が開始されると図１２のフローチャートがスタートして、ステップＳアクセル開度等のパラメータからドライバの要求するトルクＴｑを求め（ステップＳ５１）、この要求トルクＴｑからトルクに寄与する燃料噴射量Ｑtqを求める。また、エンジンの運転状態から目標ＥＧＲ量を求め（ステップＳ５３）、このＥＧＲ中の未燃燃料Ｑegrを算出する（ステップＳ５４）。
【００６８】
また、これらと並行してポスト噴射量Ｑpostが設定される（ステップＳ５５）。ここで、ポスト噴射量Ｑpostは予め設定された所定値が設定される。
そして、上記全体の燃料噴射量Ｑtqと、ＥＧＲ中の未燃燃料Ｑegrと、ポスト噴射量Ｑpostとを合計して全噴射量Ｑｔが設定される（ステップＳ５６）。また、このとき吸入空気量と上記全噴射量Ｑｔとから目標空気過剰率λ（目標λ）が算出される。なお、この場合、目標λは通常走行時よりはリッチな値であって、且つ１（理論空燃比）よりはリーンな値に設定される。
【００６９】
次に、フィルタ３の上流側に設けられたＯ2センサ（図示省略）からフィルタ３の入口でのＯ2濃度（ＤＯ2）が取り込まれる（ステップＳ５７）。なお、本第５実施形態ではフィルタ３の入口Ｏ2濃度（ＤＯ2）をＯ2センサにより検出するようにしているが、ＤＯ2を他の手法により算出又は推定するようにしても良い。
そして、目標λ（図１２中では目標Ｏ2濃度と記す）と上記入口Ｏ2濃度（ＤＯ2）とを比較して（ステップＳ５８）、目標Ｏ2濃度＞ＤＯ2であれば、ポスト燃料噴射量Ｑpostを所定量だけ増大させ（ステップＳ５９）、目標Ｏ2濃度＜ＤＯ2であれば（ステップＳ６０）、ポスト燃料噴射量Ｑpostを所定量だけ減少させる（ステップＳ６１）。また、目標Ｏ2濃度＝ＤＯ2であれば現状のポスト燃料噴射量Ｑpostを維持する。
【００７０】
そして、このように、目標λ（又は目標Ｏ2濃度）に基づいてポスト燃料噴射量Ｑpostを変更することによりフィルタ３内のＰＭの燃焼状態（燃焼速度）をコントロールすることができるようになる。
また、これ以降のステップＳ６２以降では、第３実施形態の図９のステップＳ２２以降と同様の制御が実行される。つまり、第１温度センサ７からの情報に基づいて、フィルタ３の入口温度Ｔ１が所定温度（第１の所定温度）Ｔ１max以上であれば（ステップＳ６２及びステップＳ６３）、切換弁６が第２モードに切り換えられる（ステップＳ６４）。
【００７１】
また、フィルタ３の入口温度Ｔ１がＴ１maxよりも低い第２の所定温度Ｔ１min未満であると判定される（ステップＳ６２）と、切換弁６を第１モードに切り換え（ステップＳ６５）、排ガスを主通路１１に導く。これにより排ガス温度が高められてフィルタ３内のＰＭの燃焼が促進される。
また、フィルタ入口温度Ｔ１が第１の所定温度Ｔ１max未満で、且つ第２の所定温度Ｔ１min以上の時、つまりＴ１min≦Ｔ１＜Ｔ１maxの時は、切換弁６は現状の状態が維持されるようになっている。つまり、この場合には、フィルタ３は強制再生に適した温度範囲にあると判定でき、このため何ら制御を行わないで現状を維持するようになっている。
【００７２】
また、第１実施形態の図４に示すフローチャートと同様に、第２温度センサ８からの情報に基づいてフィルタ３の出口温度Ｔ２が第３の所定温度Ｔ２max以上である場合には、フィルタ３の入口温度Ｔ１に関係なく切換弁６を第２モードに切り換えるようになっている。また、このときには、インジェクタ制御部９ｂにより空気過剰率λ＝１（理論空燃比）又は１未満のリッチな状態に設定される。
【００７３】
これにより、入口温度がＴ１min≦Ｔ１＜Ｔ１maxのときに設定される目標空気過剰率λ１では消費しきれなかった酸素を消費でき、フィルタ３に供給する排ガスを確実に不活性化することができる。
以上のように、本発明の第５実施形態に係る排ガス浄化装置によれば、Ｏ2濃度に基づいてポスト燃料噴射量Ｑpostを制御することによりフィルタ３内の燃焼速度を制御できるとともに、切換弁６の開閉制御により排気温度を一定に保持することができる利点がある。
【００７４】
次に、本発明の第６実施形態について説明すると、この第６実施形態は第２温度センサ８で得られるフィルタ出口温度に基づく制御内容についてのみ上述した各実施形態と異なるものであり、ハードウェア上は上述のいずれの実施形態を適用しても良い。なお、以下では上述した各実施形態と同様に構成された部位には同様の符号をそのまま引用し、それらについての詳しい説明は省略する。
【００７５】
以下、図１３及び図１４を用いて本発明の第６実施形態について説明すると、この第６実施形態ではフィルタ３の出口温度Ｔ２の変化度合い（温度変化速度）に基づいてフィルタ３の温度変化を予想して、この予想結果に基づいてインジェクタ１０からの燃料噴射量を補正するように構成されたものである。
つまり、上述の各実施形態では出口温度Ｔ２が許容温度Ｔ２max以上であると、全体として空気過剰率λ＝１（又は１未満のリッチな値）となるようにポスト燃料噴射量Ｑpostが設定されるように構成されているが（図４のステップＳ１４参照）、本第６実施形態では、このようなステップＳ１４に代えて、図１３のステップＳ７４〜Ｓ７８が適用されており、これらのステップにおいて、フィルタの温度変化速度に応じてポスト燃料噴射量が補正されるようになっている。
【００７６】
以下、図１３及び図１４を用いて具体的に説明する。なお、図１３のステップＳ７１〜Ｓ７３は、図４のステップＳ１１〜ステップＳ１３と同一である。つまり、ステップＳＳ７１〜Ｓ７３では、フィルタ出口温度Ｔ２が許容限界温度Ｔ２maxを超えたことが検出されると、切換弁６がバイパス路１２側に切り換えられる。次にステップＳ７４において、時刻ｔにおけるフィルタ出口温度Ｔ２（ｔ）と、時刻（ｔ−Δｔ）におけるフィルタ出口温度Ｔ１（ｔ−Δｔ）との差をΔｔで割って、時刻ｔから時刻（ｔ−Δｔ）における温度変化率ＡＴ２を算出する（図１４のグラフ参照）。
【００７７】
次に、ステップＳ７５及びステップＳ７６において、上記ステップＳ７４で算出した温度変化率ＡＴ２と、所定値（閾値）ＡＨ２，ＡＬ２（ＡＨ２＞ＡＬ２）との大小関係を比較し、ＡＴ２＜ＡＬ２であれば、そのままリターンする。また、ステップＳ７６において、ＡＴ２＞ＡＨ２である（燃焼温度の上昇が急速である）と、ステップＳ７８に進み、フィルタ３の燃焼速度を抑制するべく、空気過剰率λ≦１となるようにポスト燃料噴射量が設定される。これにより、排ガス中の酸素濃度が低下して、フィルタ３の温度上昇が抑制される。
【００７８】
また、ＡＬ２＜ＡＴ２＜ＡＨ２であればポスト燃料噴射量が低減されてこれにより燃費の悪化を極力抑制することができるようになる。
以上のように、本発明の第６実施形態に係る排ガス浄化装置によれば、フィルタ３の出口温度Ｔ２の変化速度に基づいてのポスト燃料噴射量を調整することにより、フィルタの溶損を確実に回避しながら燃費の悪化も極力抑制できるようになる。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本装置は上述の各実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置の要部構成について示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置の要部構成について示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置の作用について説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置の作用について説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置の作用について説明するグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る排ガス浄化装置の要部構成について示す模式図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る排ガス浄化装置の作用について説明するグラフである。
【図８】本発明の第３実施形態に係る排ガス浄化装置の作用について説明するグラフである。
【図９】本発明の第３実施形態に係る排ガス浄化装置の作用について説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る排ガス浄化装置の作用について説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る排ガス浄化装置の作用について説明するグラフである。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る排ガス浄化装置の作用について説明するフローチャートである。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る排ガス浄化装置の作用について説明するフローチャートである。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る排ガス浄化装置の作用について説明するグラフである。
【図１５】従来の技術について説明する図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  排気通路
２  酸化触媒
２ａ  第１酸化触媒
２ｂ  第２酸化触媒
３  フィルタ
５  排ガスクーラ（温度低下手段）
６  切換弁（流量調整手段）
７  第１温度センサ
８  第２温度センサ
９  ＥＣＵ（制御中段）
９ａ  切換弁制御部
９ｂ  インジェクタ制御部
１０  酸素濃度調整手段としてのインジェクタ
１１  主通路
１２  バイパス通路
【図１】
2006242086.tif 000003
【図２】
2006242086.tif 000004
【図３】
2006242086.tif 000005
【図４】
2006242086.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006242086.tif 000008
【図７】
2006242086.tif 000009
【図８】
2006242086.tif 000010
【図９】
2006242086.tif 000011
【図１０】
2006242086.tif 000012
【図１１】
2006242086.tif 000013
【図１２】
2006242086.tif 000014
【図１３】
2006242086.tif 000015
【図１４】
2006242086.tif 000016
【図１５】
2006242086.tif 000017