(57)【要約】【課題】  ＤＰＦへの堆積量の推定を精度よく行い、排気微粒子の過剰堆積を防止し再生頻度を適正化して、安全で効率よい再生を行う。【解決手段】  ＤＰＦ４へのＰＭ堆積量を排気流通状態に基づき推定する第１の堆積量推定手段を、排気流量が所定値以上の定常運転時のみ採用し、それ以外は運転状態に基づく第２の堆積量推定手段を採用する。第２の堆積量推定手段による推定が長期にわたり継続した時に、排気流量を増加させることにより、第１の堆積量推定手段による推定機会を増やし、推定精度を向上させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路の途中に排気微粒子を捕集するパティキュレートフィルタを有し、所定の時期に前記パティキュレートフィルタに捕集された排気微粒子を除去して前記パティキュレートフィルタを再生する内燃機関の排気ガス浄化装置において、
前記パティキュレートフィルタにおける排気流通状態を検出する流通状態検出手段と、
前記排気流通状態に基づいて前記パティキュレートフィルタにおける排気微粒子の堆積量を推定する第１の堆積量推定手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記パティキュレートフィルタにおける排気微粒子堆積量を推定する第２の堆積量推定手段と、
前記排気通路を流通する排気流量が予め設定した所定値Ｖ０以上であることを含む第１の堆積量推定手段採用条件が成立しているか否かを判定する採用条件判定手段と、
前記第１の堆積量推定手段採用条件が成立している時には前記第１の堆積量推定手段を、成立していない時には前記第２の堆積量推定手段を選択し、選択された堆積量推定手段により推定された堆積量を予め設定した所定値Ｍ０と比較することにより、前記パティキュレートフィルタを再生するか否かを判定する再生判定手段と、
前記第２の堆積量推定手段による堆積量推定の継続状態を検出する継続状態検出手段と、
前記第２の堆積量推定手段による堆積量推定が予め設定した所定期間以上継続した時に、排気流量を増加させる排気流量増加手段とを具備することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記継続状態検出手段は、堆積量推定の継続距離、継続時間または燃料噴射量の積算値から継続状態を検出し、前記排気流量増加手段は、これら継続状態を表す値が予め設定した所定値Ａ０以上となった時に、排気流量を所定値Ｖ０以上に増加させる請求項１記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記採用条件判定手段は、前記排気通路を流通する排気流量が予め設定した所定値Ｖ０以上であり、かつ前記内燃機関が所定の定常運転状態にある時に、前記第１の堆積量推定手段採用条件が成立したと判定する請求項１記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
内燃機関の排気通路の途中に排気微粒子を捕集するパティキュレートフィルタを有し、所定の時期に前記パティキュレートフィルタに捕集された排気微粒子を除去して前記パティキュレートフィルタを再生する内燃機関の排気ガス浄化装置において、
前記パティキュレートフィルタにおける排気流通状態を検出する流通状態検出手段と、
前記排気流通状態に基づいて前記パティキュレートフィルタにおける排気微粒子の堆積量を推定する第１の堆積量推定手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記パティキュレートフィルタにおける排気微粒子堆積量を推定する第２の堆積量推定手段と、
前記排気通路を流通する排気流量が予め設定した所定値Ｖ０以上であることを含む第１の堆積量推定手段採用条件が成立しているか否かを判定する採用条件判定手段と、
前記第１および第２の堆積量推定手段のそれぞれにつき、前記パティキュレートフィルタへの限界堆積量ｍに対する補正量を表す推定誤差値ｍ1 およびｍ2 を演算する推定誤差値演算手段を有し、前記推定誤差値ｍ1 またはｍ2 を限界堆積量ｍから減算することにより再生開始堆積量Ｍｒをそれぞれ演算する再生開始堆積量演算手段と、
前記第１の堆積量推定手段採用条件が成立している時には前記第１の堆積量推定手段を、成立していない時には前記第２の堆積量推定手段を選択し、選択された堆積量推定手段により推定された堆積量を、選択された堆積量推定手段に対応する再生開始堆積量Ｍｒと比較することにより、前記パティキュレートフィルタを再生するか否かを判定する再生判定手段とを具備することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。
【請求項５】
前記推定誤差値演算手段は、前記第１の堆積量推定手段における推定誤差値ｍ1 を、その時点における前記排気通路を流通する排気流量と前記内燃機関の定常運転状態を表す指標を基に決定する請求項４記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
【請求項６】
前記推定誤差値演算手段は、前記第２の堆積量推定手段における堆積量推定誤差値ｍ2を、前記内燃機関の運転状態を基に算出される単位時間当たりの誤差値を積算して算出する請求項４または５記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
【請求項７】
前記第１の堆積量推定手段採用条件が成立した後に不成立となって前記第２の堆積量推定手段が選択されると、前記再生開始堆積量演算手段は、直近の前記第１の堆積量推定手段における堆積量推定誤差値ｍ1 に基づいて演算された再生開始堆積量Ｍｒから、前記第１の堆積量推定手段から前記第２の堆積量推定手段への前記選択がなされた時点よりの、前記第２の堆積量推定手段について演算された単位時間当たりの誤差値の積算値ΔＭを減算して、現在の再生開始堆積量Ｍｒを算出する請求項４ないし６記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
【請求項８】
前記第２の堆積量推定手段による堆積量推定の継続状態を検出する継続状態検出手段と、
前記第２の堆積量推定手段による堆積量推定が予め設定した所定期間以上継続した時に、推定された堆積量が、前記第２の堆積量推定手段における再生開始堆積量Ｍｒに到達する前に、排気流量を増加させる排気流量増加手段を具備する請求項４ないし７のいずれか記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
【請求項９】
前記第１の堆積量推定手段採用条件が成立した後に不成立となって前記第２の堆積量推定手段が選択されると、前記第２の堆積量推定手段は、直近の前記第１の堆積量推定手段により演算された排気微粒子の堆積量に、前記第１の堆積量推定手段から前記第２の堆積量推定手段への前記選択がなされた時点よりの、前記第２の堆積量推定手段により演算した単位時間当たりの堆積量の増分を積算して、現在の排気微粒子の堆積量を算出する請求項１ないし８記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガス浄化装置に関し、詳しくはパティキュレートフィルタ再生時のパティキュレート堆積量の推定手段を複数備える装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の内燃機関における排気エミッションの向上が要求されており、特に軽油を燃料とするディーゼルエンジンでは、排気ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ、ＮＯx 等のガス成分に加え、煤等の排気微粒子（パティキュレート）を除去することが重要である。このため、排気通路に排気微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタを配置することが行われている。
【０００３】
パティキュレートフィルタは、流入した排気ガスが多孔質の隔壁を透過しながら下流へ向かう間に、隔壁の表面や細孔に排気ガス中の排気微粒子を捕集する。排気微粒子の堆積量が過剰に増えると、パティキュレートフィルタにおける流通抵抗の増大で内燃機関の背圧が上昇し出力の低下等をもたらすため、パティキュレートフィルタに堆積した排気微粒子を適当な時期に燃焼除去して、パティキュレートフィルタの排気微粒子捕集能力を回復させる必要がある。
【０００４】
パティキュレートフィルタの再生は、通常、排気微粒子の堆積量を推定して、その推定値が所定値に達した時に実施される。パティキュレートフィルタへの排気微粒子の堆積量を推定する方法としては、パティキュレートフィルタの通気状態に基づくもの（第１の推定方式）と、エンジン運転履歴に基づくもの（第２の推定方式）がある。第１の推定方式は、排気微粒子の捕集量の増加に伴い通気抵抗が増大することを利用したもので、パティキュレートフィルタの入口と出口との間の差圧を検出する差圧センサを設けて、その検出値から堆積量を推定している。また、第２の方式では、エンジンの回転数、出力トルクといった運転状態を検出し、これに基づいてエンジン本体における排気微粒子の発生量を求め、積算することで排気微粒子の堆積量を推定する。第２の方式では、予めベンチ試験等を行って得たデータを基に、エンジンの運転状態と排気微粒子の発生量との対応関係を示すマップを作成しておく。
【０００５】
また、特許文献１には、第１の推定方式による堆積量推定と、第２の推定方式による堆積量推定の両方を常時実施し、いずれか一方の推定堆積量が設定値を越えたら昇温手段を作動させてパティキュレートフィルタの強制再生を実施する排気浄化装置が開示されている。２つの推定方式を併用することで、一方に不具合が発生したり、誤差が大きくなっても、他方により強制再生を適正に行われることで堆積量が過剰となるのを回避できるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−８３０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第１の推定方式は、目詰まりの程度を直接検出するため高精度な推定が可能であるが、パティキュレートフィルタを通過する排気ガスの流量が少ないと差圧が小さくなり、堆積量の検出精度が低下する。また、過渡状態においても安定して差圧が得られず、必ずしも十分な精度で排気微粒子の堆積量を推定することができなくなる。
【０００７】
一方、第２の推定方式は、パティキュレートフィルタの状態を直接検出するのでなく、エンジンからの排気微粒子の排出量をパティキュレートフィルタへの堆積量として、その見込み量を時間積算していく。この方式による推定には、エンジン個体のバラツキ、運転状態の変化（定速運転と加減速運転）、経時変化（長時間運転後の特性変化）、環境変化（気温、気圧等）に起因する排出量のバラツキが誤差として含まれる。従って、第２の推定方式が長期にわたり継続すると、この誤差が累積し、堆積量推定精度が低下するおそれがある。
【０００８】
また、特許文献１の装置は、いずれの方式においても堆積量推定値が同じ設定値を越えた場合に再生を開始するが、第２の推定方式による推定値に基づき再生を開始する場合には、推定精度が低いため、実際の堆積量が過大（実際量＞推定値）となる可能性がある。実際の堆積量が過大な状態でパティキュレートフィルタを再生すると、排気微粒子燃焼時の発熱によりパティキュレートフィルタが異常な高温となり破損するおそれがあり、一方過剰堆積を避けるために再生を頻繁に行うと燃費が悪化するという問題がある。
【０００９】
本発明は前記実情に鑑みなされたもので、パティキュレートフィルタへの堆積量の推定を精度よく行い、排気微粒子の過剰堆積を防止しかつ再生頻度を適正化して、安全で効率よい再生ができる内燃機関の排気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】
【００１０】
本発明請求項１に記載の排気ガス浄化装置は、内燃機関の排気通路の途中に排気微粒子を捕集するパティキュレートフィルタを有し、所定の時期に前記パティキュレートフィルタに捕集された排気微粒子を除去して前記パティキュレートフィルタを再生するものであり、
前記パティキュレートフィルタにおける排気流通状態を検出する流通状態検出手段と、
前記排気流通状態に基づいて前記パティキュレートフィルタにおける排気微粒子の堆積量を推定する第１の堆積量推定手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記パティキュレートフィルタにおける排気微粒子堆積量を推定する第２の堆積量推定手段と、
前記排気通路を流通する排気流量が予め設定した所定値Ｖ０以上であることを含む第１の堆積量推定手段採用条件が成立しているか否かを判定する採用条件判定手段と、
前記第１の堆積量推定手段採用条件が成立している時には前記第１の堆積量推定手段を、成立していない時には前記第２の堆積量推定手段を選択し、選択された堆積量推定手段により推定された堆積量を予め設定した所定値Ｍ０と比較することにより、前記パティキュレートフィルタを再生するか否かを判定する再生判定手段と、
前記第２の堆積量推定手段による堆積量推定の継続状態を検出する継続状態検出手段と、
前記第２の堆積量推定手段による堆積量推定が予め設定した所定期間以上継続した時に、排気流量を増加させる排気流量増加手段とを具備する。
【００１１】
排気流量が十分多い等の採用条件を満足した時には第１の堆積量推定手段による堆積量推定を実施し、それ以外の時にのみ第２の堆積量推定手段による堆積量推定を実施することで、高い推定精度を維持する。また、第２の堆積量推定手段による堆積量推定が長期にわたり継続した場合には、意図的に排気流量を増加して第１の堆積量推定手段の採用条件を成立しやすくすることで、第１の堆積量推定手段による推定機会を大幅に増加させる。これらにより堆積量の推定精度を高めて再生判定の信頼性を向上させ、排気微粒子の過剰な堆積を防止するとともに、再生頻度を適正化して燃費の悪化を防止することができる。
【００１２】
請求項２記載の装置において、前記継続状態検出手段は、堆積量推定の継続距離、継続時間または燃料噴射量の積算値から継続状態を検出し、前記排気流量増加手段は、これら継続状態を表す値が予め設定した所定値Ａ０以上となった時に、排気流量を所定値Ｖ０以上に増加させる。
【００１３】
具体的には、第２の堆積量推定手段による推定の継続状態を、走行距離や時間、その間の噴射量積算値などによって知ることができ、これら値から第２の堆積量推定手段による推定が長期となった時に、排気流量が所定値Ｖ０以上に増量することで、より高精度な第１の堆積量推定手段採用条件の成立機会を増大させることができる。
【００１４】
請求項３記載の装置において、前記採用条件判定手段は、前記排気通路を流通する排気流量が予め設定した所定値Ｖ０以上であり、かつ前記内燃機関が所定の定常運転状態にある時に、前記第１の堆積量推定手段採用条件が成立したと判定する。
【００１５】
排気流量が所定値Ｖ０を超えて多い場合には、排気流通状態に基づく第１の堆積量推定手段による推定精度が高くなる。また、排気流通状態からの推定のために適した内燃機関の所定の定常運転状態に第１の堆積量推定手段を採用することで、さらに精度のよい推定が可能となる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、本発明の課題を解決する他の装置構成を示し、
前記パティキュレートフィルタにおける排気流通状態を検出する流通状態検出手段と、
前記排気流通状態に基づいて前記パティキュレートフィルタにおける排気微粒子の堆積量を推定する第１の堆積量推定手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記パティキュレートフィルタにおける排気微粒子堆積量を推定する第２の堆積量推定手段と、
前記排気通路を流通する排気流量が予め設定した所定値Ｖ０以上であることを含む第１の堆積量推定手段採用条件が成立しているか否かを判定する採用条件判定手段と、
前記第１および第２の堆積量推定手段のそれぞれにつき、前記パティキュレートフィルタへの限界堆積量ｍに対する補正量となる推定誤差値ｍ1 およびｍ2 を演算する推定誤差値演算手段を有し、前記推定誤差値ｍ1またはｍ2 を限界堆積量ｍから減算することにより再生開始堆積量Ｍｒをそれぞれ演算する再生開始堆積量演算手段と、
前記第１の堆積量推定手段採用条件が成立している時には前記第１の堆積量推定手段を、成立していない時には前記第２の堆積量推定手段を選択し、選択された堆積量推定手段により推定された堆積量を、選択された堆積量推定手段に対応する再生開始堆積量Ｍｒと比較することにより、前記パティキュレートフィルタを再生するか否かを判定する再生判定手段とを具備する。
【００１７】
排気流量が十分多い等の採用条件を満足した時には第１の堆積量推定手段による堆積量推定を実施し、それ以外の時にのみ第２の堆積量推定手段による堆積量推定を実施することで、高い推定精度を維持する。また、第１の堆積量推定手段による堆積量推定では推定誤差が累積しないが、第２の堆積量推定手段による堆積量推定では推定誤差が積算されて推定精度を低下させることから、それぞれの推定誤差の程度に応じて再生開始堆積量Ｍｒを設定することで、いずれの堆積量推定手段により推定を実施した場合でも適正な時期に再生を実施し、排気微粒子の過剰な堆積を防止するとともに、再生頻度を適正化して燃費の悪化を防止することができる。
【００１８】
請求項５記載の装置において、前記推定誤差値演算手段は、前記第１の堆積量推定手段における堆積量推定誤差値ｍ1 を、その時点における前記排気通路を流通する排気流量と前記内燃機関の定常運転状態を表す指標を基に決定する。
【００１９】
第１の堆積量推定手段における堆積量推定では、排気流量が少なくなるほど、また定常運転状態から過渡運転状態へ近づくほど誤差が大きくなるので、これら指標を基に堆積量推定誤差値ｍ1 を決定し、再生開始堆積量Ｍｒを設定することで、過剰堆積の防止と再生頻度の適正化を効果的に実現できる。
【００２０】
請求項６記載の装置において、前記推定誤差値演算手段は、前記第２の堆積量推定手段における堆積量推定誤差値ｍ2 を、前記内燃機関の運転状態を基に算出される単位時間当たりの誤差値を積算して算出する。
【００２１】
第２の堆積量推定手段における堆積量推定では、その継続とともに誤差が累積するので、エンジン回転数や出力トルクといった運転状態に基づく誤差を積算して堆積量推定誤差値ｍ２を決定し、再生開始堆積量Ｍｒを設定することで、過剰堆積の防止と再生頻度の適正化を効果的に実現できる。
【００２２】
請求項７記載の装置において、前記第１の堆積量推定手段採用条件が成立した後に不成立となって第２の堆積量推定手段が選択されると、前記再生開始堆積量演算手段は、直近の前記第１の堆積量推定手段における堆積量推定誤差値ｍ1 に基づいて演算された再生開始堆積量Ｍｒから、前記第１の堆積量推定手段から前記第２の堆積量推定手段への前記選択がなされた時点よりの、前記第２の堆積量推定手段について演算された単位時間当たりの誤差値の積算値ΔＭを減算して、現在の再生開始堆積量Ｍｒを算出する。
【００２３】
第１の堆積量推定手段から第２の堆積量推定手段へ切り替った時には、直近の第１の堆積量推定手段における再生開始堆積量Ｍｒをベースとし、これに第２の堆積量推定手段による推定誤差分を考慮して、再生開始堆積量Ｍｒを更新する。第２の堆積量推定手段による推定誤差は累積されるので、単位時間当たりの誤差値の積算値ΔＭを用い、これを第１の堆積量推定手段採用条件が成立した後に不成立となった時点においての、第１の堆積量推定手段における再生開始堆積量Ｍｒからの減少量とすれば、現在の再生開始堆積量Ｍｒが容易に算出できる。また、第２の堆積量推定手段による推定誤差の累積は、誤差値の積算値ΔＭにのみ含まれるので、再生開始堆積量Ｍｒの設定が適切になされ、再生判定の信頼性が向上する。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項４ないし７記載の装置において、
前記第２の堆積量推定手段による堆積量推定の継続状態を検出する継続状態検出手段と、
前記第２の堆積量推定手段による堆積量推定が予め設定した所定期間以上継続した時に、推定された堆積量が、前記第２の堆積量推定手段における再生開始堆積量Ｍｒに到達する前に、排気流量を増加させる排気流量増加手段を設ける。
【００２５】
再生開始堆積量演算手段を備える構成において、さらに、第２の堆積量推定手段による堆積量推定が長期にわたり継続した時に、排気流量を増加させることで、第１の堆積量推定手段による推定機会を増加し、より精度よい推定を実施することができる。    
【００２６】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８記載の装置において、
前記第１の堆積量推定手段採用条件が成立した後に不成立となって前記第２の堆積量推定手段が選択されると、前記第２の堆積量推定手段は、直近の前記第１の堆積量推定手段により演算された排気微粒子の堆積量に、前記第１の堆積量推定手段から前記第２の堆積量推定手段への前記選択がなされた時点よりの、前記第２の堆積量推定手段により演算した単位時間当たりの堆積量増分を積算して、現在の排気微粒子の堆積量を算出する。
【００２７】
第１の堆積量推定手段から第２の堆積量推定手段へ切り替った時には、直近の第１の堆積量推定手段における排気微粒子の堆積量推定値をベースとし、これに、前記第２の堆積量推定手段により得られた堆積量増分を積算する。より推定精度の高い第１の堆積量推定手段による堆積量推定が実施できない期間のみ、その変化分を第２の堆積量推定手段により推定するので、推定誤差の累積もその変化分についてのみとなり誤差は小さい。よって、第２の堆積量推定手段による推定期間においても、高精度な堆積量推定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１実施形態）
以下に、本発明の第１実施形態を図１〜５に基づいて説明する。図１は本発明を適用したディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置の概略構成図で、ディーゼルエンジン１には、吸入空気が流通する吸気通路２と、エンジン気筒からの排気ガスが流通する排気通路３が接続され、排気通路３の途中にはディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、適宜、ＤＰＦという）４が設けてある。ＤＰＦ４は、コーディエライト等の多孔質セラミックからなるハニカム体の流路を目封じしてフィルタ本体を形成したもので、入口４ａから流入したエンジン１の各気筒からの排気ガスは、多孔質の隔壁を通過しながら出口４ｂへと流れる。このとき、ＤＰＦ４に排気ガスに含まれる排気微粒子が捕集され、運転時間を経るとともに堆積していく。
【００２９】
ＤＰＦ４のフィルタ本体の表面には、通常、白金やパラジウム等の貴金属を主成分とする酸化触媒が担持されており、所定の温度条件下で排気微粒子を酸化、燃焼し、除去する。なお、ＤＰＦ４の上流に酸化触媒を別体で設ける構成とすることも可能である。
【００３０】
エンジン１のインジェクタ等、エンジン各部を制御するＥＣＵ５１が設けられて、最適な運転状態となるように、燃料の噴射量や噴射時期を制御している。また、ＥＣＵ５１はＤＰＦ４の再生を制御し、ＤＰＦ４への排気微粒子の堆積状態を監視して、適当な時期に排気微粒子を燃焼、除去している。ＥＣＵ５１はマイクロコンピュータを中心に構成された一般的なものである。
【００３１】
ＥＣＵ５１には、エンジン１の運転状態およびＤＰＦ４を通過する排気の流通状態を知るための種々の信号が入力している。排気通路３には管壁を貫通して流通状態検出手段である温度センサ５２ａ，５２ｂが設けてあり、排気温度を検出するようになっている。温度センサ５２ａ，５２ｂはＤＰＦ４の直上流と直下流のそれぞれに設けられる。上流側の温度センサ５２ａの検出温度はＤＰＦ４の入口４ａにおける排気ガスの温度（ＤＰＦ入口温度）、下流側の温度センサ５２ｂの検出温度はＤＰＦ４の出口４ｂにおける排気ガスの温度（ＤＰＦ出口温度）であり、ＥＣＵ５１では、このＤＰＦ入口温度とＤＰＦ出口温度とからＤＰＦ４の温度（以下、適宜、ＤＰＦ温度という）が求められる。
【００３２】
また、排気通路３には、ＤＰＦ４の直上流側で分岐する第１の分岐通路３１ａと、ＤＰＦ４の直下流側で分岐する第２の分岐通路３１ｂとが接続され、両分岐通路３１ａ，３１ｂに介設された流通状態検出手段である差圧センサ５３が、ＤＰＦ４の入口４ａと出口４ｂとの間の差圧を検出するようになっている。差圧は、ＤＰＦ４における排気微粒子の堆積量（以下、適宜、ＰＭ堆積量という）に応じて圧力損失が大きくなることで増大する排気ガス圧力である。
【００３３】
また、吸気通路２には流通状態検出手段であるエアフローメータ５４が設けられ、吸入空気の流量を検出する。また、運転状態検出手段であるエンジン回転数センサ５５の出力信号からエンジン回転数が、運転状態検出手段であるアクセル開度センサ５６の出力信号からアクセル開度が知られるようになっている。
【００３４】
ＥＣＵ８は、差圧センサ５３にて検出されるＤＰＦ４の前後差圧と、ＤＰＦ４を通過する排気流量とからＤＰＦ４の通気状態を知り、これを基にＰＭ堆積量を推定する（第１の堆積量推定手段）。排気流量は、エアフローメータ５４にて検出される吸入空気量と温度センサ５２ａ，５２ｂの出力から知られるＤＰＦ温度を基に算出される。図２に示すように、一般に、ある排気流量に対して、ＰＭ堆積量の増加に伴い、差圧が増加することから、この関係を利用してＰＭ堆積量を算出することができる。
【００３５】
また、エンジン回転数センサ５５にて検出されるエンジン回転数と、アクセル開度センサ５６にて検出されるアクセル開度から、エンジン１の運転履歴を知り、これを基にＰＭ堆積量を推定する（第２の堆積量推定手段）。図３に示すように、エンジン１の運転状態（ここでは、エンジン回転数およびエンジン出力トルク）とＰＭ排出量の間にはある相関があり、単位時間当たりＰＭ排出量を積算することでＰＭ堆積量を算出することができる。
【００３６】
第１の堆積量推定手段による推定は高精度であるが、図２から知られるように、排気流量が少ないと十分な差圧が生じず、推定精度が低下する。そこで、排気流量が十分な推定精度が得られる所定値Ｖ０以上であることを第１の堆積量推定手段の採用条件とし、この条件が成立した時のみ第１の堆積量推定手段による推定を行うものとする。また、過渡運転時も安定して差圧が得られず、誤差が大きくなりやすいので、好ましくは排気流量が所定値Ｖ０以上であり、かつエンジン１がほぼ定常運転であることを採用条件とするのがよい。定常運転の判定には、例えば、エンジン回転数、アクセル開度、吸入空気量、排気温度といったエンジンの運転状態を表す指標を用い、これらの単位時間あたりの変化が所定値以下である場合に、エンジンが所定の定常運転状態にあると判定する。
【００３７】
上記採用条件が成立していない時には、第２の堆積量推定手段による推定を行う。ただし、第２の堆積量推定手段による推定が長期にわたり継続すると、推定精度が低下する。そこで、第２の堆積量推定手段による推定の継続状態を検出し、十分な推定精度が得られる所定期間以上、推定が継続している時には強制的に排気流量を増加させる処理を行う（排気流量増加手段）。継続状態検出手段は、例えば堆積量推定の継続距離、継続時間または燃料噴射量の積算値から継続状態を検出し、排気流量増加手段は、これら継続状態を表す値が予め設定した所定値Ａ０以上となった時に、排気流量を増加させて所定値Ｖ０以上とする（排気流量増加手段）。これにより、上記採用条件の成立機会が増加し、推定精度が向上する。排気流量増加手段は、例えばＥＧＲ減量、吸気絞り開度増加、アイドル回転数増加、可変ターボの絞り等が挙げられ、これらのうち少なくとも１つを実施することにより排気流量を増加させる。
【００３８】
ＥＣＵ５１は、第１または第２の堆積量推定手段によるＰＭ堆積量の推定値が所定値以上となった時に、昇温手段を作動させてＤＰＦ４を所定温度以上に昇温し、排気微粒子を燃焼、除去する再生処理を行う。ＤＰＦ４の昇温手段としては、具体的には、インジェクタによる燃料噴射の際に、ポスト噴射や、熱サイクルの効率を下げて廃熱を増大させる噴射時期の遅角を行う。あるいは、吸気絞り開度を通常より閉じ側とする等があり、これら昇温手段のうち少なくとも１つを実施することにより排気を昇温させることができる。
【００３９】
図４に、ＤＰＦ４の再生処理に関し、ＥＣＵ５１で実行される制御内容を示す。これは、タイマ割り込みにて所定周期で立ち上がるプログラムである。先ずステップＳ１００では、温度センサ５２ａ，５２ｂ、差圧センサ５３、エアフローメータ５４、アクセル開度センサ５６、エンジン回転数センサ５５の各種センサ出力を読み込む。
【００４０】
ステップＳ１０１では、ステップＳ１００で読み込んだ各センサの情報から第１の堆積量推定手段の採用条件が成立しているか否かの判定を行う。まず、エアフローメータ５４にて検出される吸入空気量ＧＡ、温度センサ５２ａ，５２ｂにて検出されるＤＰＦ温度Ｔおよび差圧センサ５３にて検出される差圧Ｐに基づいて、排気流量Ｖを算出する。これは、質量流量である吸入空気量ＧＡを、ＤＰＦ温度Ｔおよび差圧Ｐに基づいて体積流量に換算するものである。ＤＰＦ温度ＴはＤＰＦ４を代表する温度であればよく、例えば、ＤＰＦ入口温度に一次遅れフィルタ演算を作用させた出力で表される。ＤＰＦ入口温度に一次遅れフィルタ演算を作用させるのは、ＤＰＦ入口温度はエンジン本体からの排気ガスの排出状況で大きく変動し、その影響を排除するためである。要求される仕様によっては、単に、ＤＰＦ入口温度とＤＰＦ出口温度との平均でもよいし、加重平均でもよい。
【００４１】
図５は、排気流量Ｖと第１の堆積量推定手段による推定誤差の関係を示すもので、排気流量Ｖの低下とともに推定誤差が増大し、推定精度が低下する。また、車両加減速時のようにＤＰＦ４を通過する排気の流量や温度が急激に変化する場合には、前述した図２の関係がずれてしまい、精度の高いＰＭ堆積量推定が困難となる。従って、図５の関係から推定誤差が許容範囲となる所定値Ｖ０を予め設定し、算出した排気流量Ｖが所定値Ｖ０以上であり、かつエンジン１が所定の定常運転である時に採用条件が成立していると判定する。エンジン定常運転の判定には、例えばエンジン回転数センサ５５やアクセル開度センサ５６出力の時間変化率、吸入空気量ＧＡの時間変化率といったエンジン１の直接情報、あるいは温度センサ５２ａ，５２ｂにて検出される排気温度の時間変化率、ＤＰＦ４の前後差圧Ｐの時間変化率といったＤＰＦ４の通気状態の安定性を表す指標を用い、これらの時間変化率が所定値以下であれば定常運転と判定することができる。
【００４２】
ステップＳ１０１が肯定判定された場合のみステップＳ１０２へ進んで、第１の堆積量推定手段によるＰＭ堆積量推定を実施する。すなわち、エンジン１の通気状態を表す指標として、ステップＳ１０１で算出した排気流量Ｖおよび差圧Ｐを用い、前述した図２の関係に基づいて、ＰＭ堆積量Ｍを算出する。図２中の曲線群は、それぞれの曲線が同じＰＭ堆積量をとる排気流量Ｖおよび差圧Ｐを示しており、同じＰＭ堆積量であっても、排気流量Ｖが少なければ、差圧Ｐが低く現れる。この関係は予め実験等により求めておき、マップデータとしてＥＣＵ５１のＲＯＭに格納される。
【００４３】
第１の堆積量推定手段の採用条件が成立せず、ステップＳ１０１が否定判定された場合には、ステップＳ１０３へ進む。例えば排気流量Ｖが所定値Ｖ０より小さいとＤＰＦ前後の差圧Ｐが小さくなり第１の堆積量推定手段により精度の高いＰＭ堆積量推定が困難となる。この場合には、ステップＳ１０３で第２の堆積量推定手段によるＰＭ堆積量推定を実施する。この時、ステップＳ１０１が否定判定される直前の周期においてＳ１０２において算出された、第１の堆積量推定手段によるＰＭ堆積量Ｍを基準とし、第２の堆積量推定手段により演算した単位時間当たりの堆積量増分を積算して、現在のＰＭ堆積量Ｍを算出する。すなわち、エンジン回転数センサ５５にて検出されるエンジン回転数とアクセル開度センサ５６にて検出されるアクセル開度からエンジン１の出力トルクを求め、前述した図３の関係に基づいて、エンジン１からの単位時間当たりのＰＭ排出量を求める。図３中の曲線群は、それぞれの曲線が同じＰＭ排出量をとるエンジン回転数および出力トルクを示しており、エンジン回転数および出力トルクが小さい低速低負荷運転領域ではＰＭ排出量が少なく、エンジン回転数および出力トルクが大きい高速高負荷運転領域ではＰＭ排出量が多くなる。この関係は予め実験等により求めておき、マップデータとしてＥＣＵ５１のＲＯＭに格納される。
【００４４】
このようにして求めた単位時間当たりのＰＭ排出量を時間積算して、堆積量増分とし、第１の堆積量推定手段によるＰＭ堆積量Ｍに加算して、ＰＭ堆積量Ｍを更新する。このように、第１の堆積量推定手段から第２の堆積量推定手段への切り替え時には、第１の堆積量推定手段により推定したＰＭ堆積量をベースとし、第１の堆積量推定手段が採用されない期間のみ、その変化分を第２の堆積量推定手段により推定することで、第２の堆積量推定手段による誤差の累積を最小限とし、高精度な堆積量推定を可能とする。
【００４５】
ここで、ステップＳ１０３においては、第２の堆積量推定手段により、エンジン１の運転履歴からＰＭ排出量を推定し、これが全て堆積したものとしてＰＭ堆積量Ｍの堆積量増分を求めている。この時、第２の堆積量推定手段による推定精度をより向上するために、排気中の酸素濃度による補正、あるいは吸気圧や温度による補正など公知の技術を用いて推定値を補正することもできる。さらにＤＰＦ４によるＰＭ捕集効率をエンジン１からのＰＭ排出量に乗じることで推定精度が向上する。また、ＤＰＦ４上でのＰＭ燃焼量をＤＰＦ温度Ｔを基に適宜計算し、前記ＰＭ堆積量から減算するようにすれば、さらに精度の高い推定が可能となる。
【００４６】
そして、ステップＳ１０７１では、ステップＳ１０３において第２の堆積量推定手段により推定したＰＭ堆積量Ｍが、ＤＰＦ４の再生が必要となる所定値Ｍ０以上となったか否かを判定する。ステップＳ１０７１が肯定判定された場合は、ステップＳ１０８へ進んで排気流量増量を中止した後、ステップＳ１０９でＤＰＦ４の再生を実行する。
【００４７】
一方、ステップＳ１０７１が否定判定された場合は、ステップＳ１０４へ進み、第２の堆積量推定手段による堆積量推定の継続状態を算出する。ここでは、第２の堆積量推定手段による推定が連続して継続した状態での、走行距離の積算値を算出する。これは車速情報から計算される。なお、前述のように継続状態を判定する指標は必ずしも「距離」に限らず、第２の堆積量推定手段による堆積量推定が連続して継続した「時間」あるいは「その間の燃料噴射量の積算値」とすることも可能である。
【００４８】
ステップＳ１０５では、排気流量増加条件が成立したか否かを判定する。すなわち、ステップＳ１０４における、第２の堆積量推定手段による推定が継続した状態での走行距離を所定値Ａ０と比較し、所定値Ａ０以上となった時に排気流量増加条件が成立したと判定される。所定値Ａ０は、例えばエンジン１の運転履歴による推定誤差が累積して許容限度を超える走行距離に設定する。継続時間あるいは燃料噴射量の積算値により継続状態を算出する場合も同様に行う。排気流量増加条件が成立しない場合は、そのままステップＳ１００へと戻る。ここで、エンジン１の運転履歴による推定誤差は、現在のエンジンの運転状態（エンジン回転数とトルク）において、エンジン個体のバラツキ、運転状態の変化（定速運転と加減速運転）、経時変化（長時間運転後の特性変化）、環境変化（気温、気圧等）に起因するＰＭ排出量のバラツキをもとにして求められる。この誤差はエンジンからのＰＭ排出量が多いほど大きくなるため「距離」や「時間」を使う方法の代わりに「その間の燃料噴射量の積算値」を使う方法により、より適切に所定値Ａ０を設定することが可能である。
【００４９】
ステップＳ１０５で排気流量増加条件が成立した時には、ステップＳ１０６へ進んで排気流量増加を実行してステップＳ１００へと戻る。第２の堆積量推定手段による推定が連続して継続した状態では、第２の堆積量推定手段による推定誤差が徐々に積算されるため、それに伴いＰＭ堆積量の推定精度が徐々に低下する可能性がある。そこで、第２の堆積量推定手段による推定が長期間継続して推定精度が低下するのを防止するために、排気流量Ｖを増加させて所定値Ｖ０以上とする。排気流量を増加させる手段としては、例えば吸気絞り弁開度を増加させることを行い、吸入空気量を増加させる。ＥＧＲ装置を備えるエンジン１では、ＥＧＲ弁開度を絞ってＥＧＲ量を増加し、排気流量を増加する。あるいは、アイドル回転数増加、可変ターボの開度絞り等により行うこともできる。
【００５０】
これにより、ステップＳ１０１における第１の堆積量推定手段の採用条件のひとつである、排気流量の条件を満足させることができる。つまり採用条件の残るひとつの条件であるエンジン１の定常運転の条件が満たされれば、第１の堆積量推定手段による推定が実施可能となる。従って、次回以降において第１の堆積量推定手段による推定機会が大幅に増加して、精度の高い推定が可能となる。
【００５１】
一方、ステップＳ１０７では、ステップＳ１０２において第１の堆積量推定手段により推定したＰＭ堆積量Ｍが、ＤＰＦ４の再生が必要となる所定値Ｍ０以上となったか否かを判定する。ステップＳ１０７が否定判定された場合は、そのままステップＳ１００へと戻る。
【００５２】
ステップＳ１０７が肯定判定されたら、ステップＳ１０８において排気流量増加操作を中止し、ステップＳ１０９へ進んでＤＰＦ４の再生を実施する。ＤＰＦ４を再生するための昇温手段としては、例えばポスト噴射を実施し、ＤＰＦ４を排気微粒子の燃焼可能な温度以上に昇温する。
【００５３】
なお、ＤＰＦの流通状態を検出する手段としてＤＰＦの前後差圧の代わりに、ＤＰＦ上流の排気圧力を用いてもよい。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図６〜９に基づいて説明する。上述したように、第２の堆積量推定手段による推定が連続して継続した状態では、第２の堆積量推定手段による推定誤差が徐々に積算されるため、それに伴いＰＭ堆積量の推定精度が徐々に低下する可能性がある。第１実施形態では、第２の堆積量推定手段による推定が長期間継続した場合に、より高精度の第１の堆積量推定手段の採用条件を満足すべく排気流量を増加させたが、本実施形態では、第１、第２の堆積量推定手段のそれぞれについて、推定誤差を考慮して再生を開始するＰＭ堆積量（再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒ）を設定することで、推定精度を向上させる。
【００５５】
具体的には、ＤＰＦ４の限界ＰＭ堆積量ｍに対して、第１、第２の堆積量推定手段それぞれの補正量となるＰＭ堆積量推定誤差値ｍ1 、ｍ2 を設定し、これを減算した値を再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒとする。すなわち、第１の堆積量推定手段に基づきＤＰＦ４を再生する場合には、再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒ＝ｍ−ｍ1 として、推定したＰＭ堆積量Ｍが再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒ（ｍ−ｍ1 ）に達した場合にＤＰＦ４を再生する。また、第２の堆積量推定手段に基づきＤＰＦ４を再生する場合には、再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒ＝ｍ−ｍ2 として、推定したＰＭ堆積量Ｍが再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒ（ｍ−ｍ2）に達した場合にＤＰＦ４を再生する。
【００５６】
ここで、第１の堆積量推定手段による推定誤差は現在のエンジン１やＤＰＦ４の状況により時々刻々と変化し、誤差が時間とともに累積しない。そこで、ＰＭ堆積量推定誤差値ｍ1 は、例えば時々刻々の排気流量Ｖおよびエンジン定常運転指標を基に決定し、排気流量Ｖが少なく、またエンジン１が定常運転状態から乖離するほど（例えばエンジン回転数やアクセル開度の時間変化率が大きくなるほど）大きな値とする。また、第２の堆積量推定手段による推定誤差は、時々刻々の誤差が積算されていくため、その継続とともに増加する。ただし時々刻々の誤差自体は、エンジン１やＤＰＦ４の状態により変化する。そこで、例えばエンジン運転条件（例えばエンジン回転数と出力トルク）に基づいて単位時間当たりの誤差値を求め、この誤差値を積算してＰＭ堆積量推定誤差値ｍ2 を求める。
【００５７】
好ましくは、第１の堆積量推定手段から第２の堆積量推定手段へ切り替え時には、直近の第１の堆積量推定手段における堆積量推定誤差値ｍ1 を基準とし、第２の堆積量推定手段が継続している間の単位時間当たりの誤差値の積算値ΔＭを用いて、現在の再生開始堆積量Ｍｒを算出する。上述したように、第１の堆積量推定手段から第２の堆積量推定手段へ切り替え時には、第１の堆積量推定手段におけるＰＭ堆積量Ｍをベースに、その変化分を第２の堆積量推定手段により推定しているので、堆積量の推定誤差も第２の堆積量推定手段への切り替え後の誤差値の変化量として表すことができる。そして、単位時間当たりの誤差値を積算し、その積算値ΔＭを減少量として、堆積量推定誤差値ｍ1 に基づいて演算された再生開始堆積量Ｍｒから減算して、再生開始堆積量Ｍｒを更新する。
【００５８】
第１の堆積量推定手段から第２の堆積量推定手段へ切り替った時には、直近の第１の堆積量推定手段における再生開始堆積量Ｍｒをベースとし、これに第２の堆積量推定手段による推定誤差分を考慮して、再生開始堆積量Ｍｒを更新する。第２の堆積量推定手段による推定誤差は累積されるので、単位時間当たりの誤差値の積算値ΔＭを用い、これを第１の堆積量推定手段採用条件が成立した後に不成立となった時点においての、第１の堆積量推定手段における再生開始堆積量Ｍｒからの減少量とすれば、現在の再生開始堆積量Ｍｒが容易に算出できる。また、第２の堆積量推定手段による推定誤差の累積は、誤差値の積算値ΔＭにのみ含まれるので、再生開始堆積量Ｍｒの設定が適切になされ、再生判定の信頼性が向上する。以下の実施形態では、この積算値ΔＭを再生開始堆積量Ｍｒからの減少量として再生開始堆積量Ｍｒを算出する例について説明する。
【００５９】
また、ＰＭ堆積量推定誤差値ｍ1 は、実際には現在のエンジン１やＤＰＦ４の状況により絶えず変化するが、説明を簡単にするために本実施形態では、第１の堆積量推定手段による時々刻々の誤差の大きさを一定の固定値とした例について具体的に説明する。ここでは、例えば、前記採用条件を満足する運転範囲で予測される誤差の大きさから決定されるある固定値とする。同様に、第２の堆積量推定手段における単位時間当たりの誤差値も一定の固定値とし、積算値ΔＭを算出する。図７、図８は、第１の堆積量推定手段および第２の堆積量推定手段による時々刻々の誤差の大きさを一定の固定値とした例であり、図７の第１の堆積量推定手段では一定の固定値に基づく補正量をＰＭ堆積量推定誤差値ｍ1 として、限界ＰＭ堆積量ｍから減算して再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒとしている。図８の第２の堆積量推定手段では単位時間当たりの誤差値を一定の固定値として、これに基づく補正量の積算値をΔＭとし、第１の堆積量推定手段採用条件が成立した後に不成立となった時点における、第１の堆積量推定手段による再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒから減算して再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒとしている。なお、本実施形態は一例であり、実際には第１、第2 の堆積量推定手段とも、エンジンの運転状態等により時々刻々の誤差の大きさを変更するという形態も本発明に含むことは言うまでもない。  
【００６０】
図６は、本発明の第２実施形態の排気ガス浄化装置において、ＥＣＵ５１で実行されるＤＰＦ４再生の制御内容であり、以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。第１実施形態例と同じ処理を行う部分については図中に同じ番号を付与している。なお、本実施形態の排気ガス浄化装置の構成は上記図１に示す第１実施形態と同じである。
【００６１】
図６において、ステップＳ１００〜ステップＳ１０４およびステップＳ１０９の処理は、第１実施形態と同じであり説明を省略する。ステップＳ１０３で第２の堆積量推定手段による推定を実施した場合は、ステップＳ１０４で第２の堆積量推定手段による推定の継続状態を算出し、その継続状態に応じて、ステップＳ２０１で、再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒに対する減少量ΔＭを算出する。ここで、図７に示すように、第１の堆積量推定手段による堆積量推定では、ＰＭ堆積量の推定誤差が累積されず、これに応じて算出された推定誤差値ｍ1 （ここでは一定値）を限界ＰＭ堆積量ｍから減ずることで、再生を開始するＰＭ堆積量が設定される（ｍ−ｍ1 ）。これに対し、図８に示すように、第２の堆積量推定手段に切り替わった場合には、この時点から推定誤差が累積されていく。そこで、第２の堆積量推定手段に切り替わった時点からの単位時間当たり誤差値を積算し、これに応じて第１の堆積量推定手段における再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒからの減少量ΔＭを設定する。図９は、第２の堆積量推定手段の継続距離と減少量ΔＭの関係を示す図であり、第２の堆積量推定手段による推定の継続距離が増加するのに伴い減少量ΔＭが増加するように設定する。
【００６２】
減少量ΔＭは、図１に示す排気ガス浄化装置各部品のバラツキや特性の経時的な変化および環境条件の変化を勘案し、仮に、第２の堆積量推定手段による推定値と実際の値とのずれが最大（推定値＜実際の値）となった状態で、走行あるいはＤＰＦ４を再生しても、ＰＭ急速燃焼によるＤＰＦ過昇温が生じないように（ＤＰＦ内最高温度＜許容温度）、予め決定される。
【００６３】
第２の堆積量推定手段による推定時は、推定誤差が徐々に積算されるため、推定精度が徐々に低下する。そこで、第２の堆積量推定手段による推定が継続した状態での走行距離に応じた累積誤差値を減少量ΔＭとして、再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒを減量する。なお、ステップＳ１０２で第１の堆積量推定手段による推定を実施した場合は、ステップＳ２００において、減少量ΔＭは０にリセットされる。継続状態は、第１実施形態と同様、推定の継続した状態での走行距離を指標としているが、距離に限らず、継続時間あるいは燃料噴射量の積算値等に置き換えることも可能である。
【００６４】
ステップＳ２０２では、第１の堆積量推定手段による推定値を基に再生を開始する再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒに対し、ステップＳ２０１にて求めた減少量ΔＭだけ減量した堆積量を算出し、更新された再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒとしてセットする。第１の堆積量推定手段による堆積量推定が実施されている状況では、Ｓ２００において減少量ΔＭは０にリセットされているので、再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒは初期値のままとなる。
【００６５】
ステップＳ２０３では、ステップＳ１０２において第１の堆積量推定手段により推定したＰＭ堆積量Ｍ、またはステップＳ１０４において第２の堆積量推定手段により推定したＰＭ堆積量Ｍを、ステップＳ２０２で算出された再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒと比較し、再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒ以上となった場合にはステップＳ２０４でＤＰＦ４の再生が実行される。ステップＳ２０３が否定判定された場合は、そのまま本処理を終了する。
【００６６】
図７は、第１の堆積量推定手段による推定値をもとにＤＰＦ４の再生を開始する場合のタイムチャートである。図示するように、第１の堆積量推定手段（図中、第１の手段）によるＰＭ堆積量推定値Ｍが徐々に増加し、再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒに到達した時間ｔ１において再生要と判定され、ＤＰＦ再生が開始される。一方、図８は、第２の堆積量推定手段による推定値をもとにＤＰＦ４の再生を開始する場合のタイムチャートで、図示するように、時間ｔ2 以降は第２の堆積量推定手段（図中、第２の手段）によりＰＭ堆積量Ｍが推定されるが、その継続とともにＰＭ堆積量推定誤差が積算されて増加していく。これに対して安全にＤＰＦ４を再生するために、図９に示すように、第２の堆積量推定手段による推定が継続する場合には、その継続距離とともに減少量ΔＭを徐々に増加し、再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒを徐々に減量していく。そして第２の堆積量推定手段によるＰＭ堆積量推定値Ｍが、徐々に減量する再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒに到達する時間ｔ3 において再生要と判定され、ＤＰＦ再生が開始される。
【００６７】
本実施形態では、第２の堆積量推定手段による推定が継続している間、その継続状態に応じて再生を開始するＰＭ堆積量を減少させ、推定誤差を考慮して再生開始の判断がなされるので、再生が適正になされ、かつ限界堆積量を超える過剰な堆積を防止できる。これにより、継続期間に対し推定誤差が積算して増加する第２の堆積量推定手段により再生を開始する場合にも、過剰なＰＭが堆積した状態で再生を開始することを回避できるため、安全にＤＰＦを再生することができる。
【００６８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図１０〜１２に基づいて説明する。図１０は、本発明の第３実施形態の排気ガス浄化装置において、ＥＣＵ５１で実行されるＤＰＦ４再生の制御内容であり、第１、第２実施形態を組み合わせた制御を行っている。図中、第１、第２実施形態例と同じ処理を行う部分については同じ番号を付与しており、以下に第１、第２実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態の排気ガス浄化装置の構成は上記図１に示す第１実施形態と同じである。
【００６９】
図１０において、ステップＳ１００〜ステップＳ１０４およびステップＳ１０９の処理は、第１実施形態と同じであり、ステップＳ２００〜ステップＳ２０３の処理は、第２実施形態と同じであるので説明を省略する。ステップＳ１０３で第２の堆積量推定手段による推定を実施した場合は、ステップＳ１０４で第２の堆積量推定手段による推定の継続状態を算出し、ステップＳ２０１で再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒに対する減少量ΔＭを算出した後、ステップＳ２０２１で再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒを算出し、ステップＳ２０３１で第２の堆積量推定手段により推定したＰＭ堆積量Ｍが再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒ以上となったか否かを判定する。ステップＳ２０３１が肯定判定された場合には、ステップＳ３０３へ進んで排気流量増量を中止した後、ステップＳ１０９でＤＰＦ４の再生を実行する。一方、ステップＳ２０３１が否定判定された場合には、Ｓ３００にて、図１２に基づき、排気流量増加判定堆積量Ｍ３を算出する。
【００７０】
これは、第２実施形態に基づく再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒの減量により、比較的精度が低い第２の堆積量推定手段の出力を基に再生を開始する可能性が高まった時に、第１実施形態と同様、強制的に排気流量Ｖを増加するもので、第１の堆積量推定手段による推定の機会を増やすことができる。このため、図１１に示すように、排気流量増加判定堆積量Ｍ３は、（再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒ−ΔＭ）よりもさらに小さな値として設定され、図１２に示すように、第２の堆積量推定手段による推定が継続した状態での走行距離の増加とともに排気流量増加判定堆積量Ｍ３が減少する。ただし、この値が過小に設定されると排気流量Ｖを増量することによりドライバビリティが低下するおそれがあり、これを防止できる適当な値に設定する。
【００７１】
本実施形態の説明においては、第１および第２実施形態の説明と同様に第２の堆積量推定手段による推定の継続を示す指標として「継続距離」を例にとって説明しているが、これは必ずしも継続距離に限らず、継続中の走行時間、継続中の燃料噴射量積算値などとすることも可能である。
【００７２】
ステップＳ３０１では、第２の堆積量推定手段による推定値Ｍと排気流量増加判定堆積量Ｍ３の大小を比較する。ステップＳ３０１が肯定判定された場合には、ステップＳ３０２に進んで、排気流量を増加する処理を実施してステップＳ１００へと戻る。第２の堆積量推定手段による推定が継続した状態では、推定誤差が徐々に積算されるのに伴いＰＭ堆積量の推定精度が徐々に低下するため、第１の堆積量推定手段の採用条件を満足させるべく、排気流量Ｖを増加させて所定値Ｖ０以上とする。本ステップの排気流量増加は、第１の実施形態と同様、例えばＥＧＲ減量、吸気絞り開度増加、アイドル回転数増加、可変ターボの開度絞りなどにより行うことができる。ステップＳ３０１が否定判定された場合は、そのままステップＳ１００へと戻る。
【００７３】
その後、ステップＳ２０２で再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒを算出し、ステップＳ２０３で第１の堆積量推定手段による推定したＰＭ堆積量Ｍが再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒ以上となったか否かを判定する。ステップＳ２０３が肯定判定された場合には、ステップＳ３０３へ進んで、排気流量増量を中止した後、ステップＳ１０９でＤＰＦ４の再生を実行する。ステップＳ２０３が否定判定された場合は、そのままステップＳ１００へと戻る。
【００７４】
図１１は、本発明の第３実施形態例の作動を示す図で、本発明の第３実施形態において、第２の堆積量推定手段による推定値をもとにＤＰＦ４の再生を開始する場合のタイムチャートである。図示するように、時間ｔ４以降は第２の堆積量推定手段によりＰＭ堆積量Ｍが推定されるが、その継続とともにＰＭ堆積量推定誤差が積算されて増加していく。これに対して第２実施形態例と同様に、第２の堆積量推定手段による推定が継続する間、その継続距離に応じた減少量ΔＭを用い（図９）、再生開始堆積量ＰＭを徐々に減量する。本実施形態では、さらに再生開始堆積量ＰＭより小さい排気流量増加判定堆積量Ｍ３を算出し、排気流量増加条件の判定を実施する。この値は第２の堆積量推定手段の継続とともに徐々に減少していく（図１２）。そして、第２の堆積量推定手段によるＰＭ堆積量推定値がＭ３に到達する時間ｔ５において排気流量増量が実施される。
【００７５】
図示する例では、時間ｔ５において排気流量Ｖを増量した結果、時間ｔ６において第１の堆積量推定手段採用条件が成立し、時間ｔ６以降は第１の堆積量推定手段による推定がなされる。第１の堆積量推定手段により堆積量が推定される場合は、再生開始ＰＭ堆積量Ｍｒの減少量ΔＭ＝０となり、通常の再生開始堆積量により再生要否が判定される。そして、時間ｔ7 において第１の堆積量推定手段によるＰＭ堆積量推定値が再生開始堆積量を越え、再生要と判定されＤＰＦ再生が開始される。
【００７６】
このように、再生開始堆積量ＰＭの減量に加え、排気流量増加手段を導入することで、より高精度なＰＭ堆積量推定が可能となる。第１の堆積量推定手段による推定値を採用するための条件は、１）排気流量Ｖが所定値Ｖ０以上、２）エンジン１が所定の定常運転状態にあることであり、排気流量増量によって条件１）を満たすことで、条件２）が成立しさえすれば第１の堆積量推定手段が採用されることになる。よって、精度の高い第１の堆積量推定手段の採用機会が大きく増加し、過剰堆積の防止と再生頻度の適正化の効果をより向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態になる内燃機関の排気浄化装置の全体概略構成図である。
【図２】第１の堆積量推定手段にてＰＭ堆積量を推定する方法を説明する図である。
【図３】第２の堆積量推定手段にてＰＭ堆積量を推定する方法を説明する図である。
【図４】前記排気浄化装置を構成するＥＣＵで実行されるＤＰＦ再生制御内容を示すフローチャートである。
【図５】排気流量と第１の堆積量推定手段による推定誤差の関係を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態になる排気浄化装置を構成するＥＣＵで実行されるＤＰＦ再生制御の内容を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態において第１の堆積量推定手段による推定値を基にＤＰＦ再生を開始する場合の作動を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態において第２の堆積量推定手段による推定値を基にＤＰＦ再生を開始する場合の作動を示すタイムチャートである。
【図９】第２の堆積量推定手段の継続距離と再生開始ＰＭ量の減少量ΔＭの関係を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態になる排気浄化装置を構成するＥＣＵで実行されるＤＰＦ再生制御の内容を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態において第２の堆積量推定手段による推定値を基にＤＰＦ再生を開始する場合の作動を示すタイムチャートである。
【図１２】第２の堆積量推定手段による推定が継続した状態での走行距離と排気流量増加判定堆積量Ｍ３の関係を示す前記排気浄化装置の作動を説明する図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  エンジン（内燃機関）
２  吸気通路
３  排気通路
４  パティキュレートフィルタ
４ａ  入口
４ｂ  出口
５１  ＥＣＵ（第１、第２堆積量推定手段、採用条件判定手段、継続状態判定手段、再生判定手段、排気流量増加手段、再生開始堆積量演算手段）
５２ａ，５２ｂ  温度センサ（流通状態検出手段）
５３  差圧センサ（流通状態検出手段）
５４  エアフローメータ（流通状態検出手段）
５５  エンジン回転数センサ（運転状態検出手段）
５６  アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
【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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【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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