(57)【要約】【課題】酸化触媒装置の入口側端面への可溶有機分及び煤の付着を抑制して、入口側端面の詰まりを防止することができるエンジン及びその制御方法を提供する。【解決手段】上流側温度取得装置３１が取得した上流側の排気ガス温度Ｔｙに基づいて、制御装置３０により、上流側の排気ガス温度Ｔｙが低温度Ｔｂ未満の場合に酸化触媒装置２２に未燃燃料Ｆ１を供給する制御を行うときは、供給する制御の前後の少なくとも一方で、気筒用噴射弁１２の噴射時期及び排気弁１３の開閉時期の少なくとも一方を調節して、排気弁１３から排出される未燃燃料Ｆ１を略含まない排気ガスＧ１の上流側の排気ガス温度Ｔｙを低温度Ｔｂよりも高めて、酸化触媒装置２２を温め期間ｔｃが経過するまで温める制御を行う構成にした。【選択図】図１
2018193953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒と、この気筒の内部に燃料を噴射する気筒用噴射弁と、噴射された燃料の燃焼により生じた排気ガスを前記気筒から排出する排気弁と、排出された排気ガスが通過する排気通路と、この排気通路に配置された排気ガス浄化システムとを備えて、前記排気ガス浄化システムが、前記排気通路の排気ガスの流れに関して上流側から下流側に向って順に、排気ガスに含まれる燃料及び窒素酸化物を酸化する酸化触媒装置と、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する捕集フィルタとを有したエンジンにおいて、
前記酸化触媒装置よりも上流側の排気ガス温度を取得する上流側温度取得装置と、制御装置、を備えて、
前記上流側温度取得装置が取得した前記上流側の排気ガス温度に基づいて、前記制御装置により、その上流側の排気ガス温度が予め設定した低温度未満の場合に前記酸化触媒装置に未燃燃料を供給する制御を行うときは、その供給する制御の前後の少なくとも一方で、前記気筒用噴射弁の噴射時期及び前記排気弁の開閉時期の少なくとも一方を調節して、その排気弁から排出される未燃燃料を略含まない排気ガスの温度を前記低温度よりも高めて、前記酸化触媒装置を予め設定した温め期間が経過するまで温める制御を行う構成にしたことを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記制御装置に接続されて前記酸化触媒装置の通過後の排気ガス温度を取得する通過後温度取得装置を備えて、
前記温める制御が、その通過後温度取得装置が取得した前記通過後の排気ガス温度に基づいて、前記制御装置により、前記通過後の排気ガス温度を、前記低温度よりも高く、且つ、前記供給する制御における前記通過後の排気ガス温度よりも低い詰まり防止温度にする制御である請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記供給する制御の前に前記温める制御が行われる請求項１又は２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記供給する制御の後に前記温める制御が行われる請求項１又は２に記載のエンジン。
【請求項５】
前記捕集フィルタの捕集状況を取得する捕集状況取得装置を備えて、
前記供給する制御が、その捕集状況取得装置が取得した捕集状況に基づいて、前記制御装置により、前記気筒用噴射弁の噴射時期及び前記排気弁の開閉時期の少なくとも一方を調節して、前記排気弁から排出された未燃燃料を前記酸化触媒装置に供給して、その酸化触媒装置における未燃燃料の酸化により前記捕集フィルタを通過する排気ガス温度を上昇させてその捕集フィルタが捕集した捕集物を除去する制御である請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジン。
【請求項６】
前記排気通路に配置されて燃料を噴射する配管用噴射弁と前記捕集フィルタの捕集状況を取得する捕集状況取得装置とを備えて、その配管用噴射弁及びその捕集状況取得装置が前記制御装置に接続されて、
前記供給する制御が、その捕集状況取得装置が取得した捕集状況に基づいて、前記制御装置により、前記配管用噴射弁の噴射時期を調節して、その配管用噴射弁から噴射された未燃燃料を前記酸化触媒装置に供給して、その酸化触媒装置における未燃燃料の酸化により前記捕集フィルタを通過する排気ガス温度を上昇させてその捕集フィルタが捕集した捕集物を除去する制御である請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジン。
【請求項７】
気筒の内部に燃料を噴射する気筒用噴射弁の噴射時期及び噴射された燃料の燃焼により生じた排気ガスを前記気筒から排出する排気弁の開閉時期の少なくとも一方を調節して、又は、排出された排気ガスが通過する排気通路に配置されて燃料を噴射する配管用噴射弁の噴射時期を調節して、前記排気通路に配置された酸化触媒装置に未燃燃料を供給して、
供給されたその未燃燃料の酸化により排気ガス温度を上昇させて、前記酸化触媒装置よりも下流側に配置された捕集フィルタが捕集した捕集物を除去してその捕集フィルタを再生するエンジンの制御方法において、
前記酸化触媒装置よりも上流側の排気ガス温度を取得し、
取得したその上流側の排気ガス温度が、予め設定した低温度以下か否かを判定し、
その上流側の排気ガス温度がその低温度以下と判定した場合に、前記酸化触媒装置に未燃燃料を供給して前記捕集フィルタを再生するときは、
前記捕集フィルタを再生する前後の少なくとも一方で、前記気筒用噴射弁の噴射時期及び前記排気弁の開閉時期の少なくとも一方を調節して、未燃燃料を略含まずに前記低温度よりも高い温度の排気ガスを前記排気弁から排出し、
排出したその排気ガスにより、前記酸化触媒装置を温め期間が経過するまで温めることを特徴とするエンジンの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気通路に設けられる排気浄化システムとして、捕集フィルタとその上流側に酸化触媒装置を備えて、エンジンから排出される粒子状物質を捕集し、その後再生制御により粒子状物質を除去する排気ガス浄化システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６９０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、酸化触媒装置の入口側端面に詰まりが発生し、この酸化触媒装置の入口側端面の詰まりが捕集フィルタの再生制御に影響を与える場合がある。酸化触媒装置の入口側端面の詰まりは、排気ガス温度が低くなる低速低負荷運転時に生じる。低速低負荷運転時に、酸化触媒装置の入口側端面には、排気ガスに含まれる可溶有機分（ＳＯＦ）が付着し、付着したその可溶有機分がバインダーとなり煤（Ｓｏｏｔ）が堆積する。低速低負荷運転時の排気ガス温度が低い場合に、入口側端面に付着するこれらの可溶有機分及び煤は粘性が高く堆積し易い状態にある。これらの可溶有機分及び煤の堆積が、酸化触媒装置の入口側端面の詰まりの要因となっている。
【０００５】
本発明の目的は、酸化触媒装置の入口側端面への可溶有機分及び煤の付着を抑制して、入口側端面の詰まりを軽減することができるエンジン及びその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成する本発明のエンジンは、気筒と、この気筒の内部に燃料を噴射する気筒用噴射弁と、噴射された燃料の燃焼により生じた排気ガスを前記気筒から排出する排気弁と、排出された排気ガスが通過する排気通路と、この排気通路に配置された排気ガス浄化システムとを備えて、前記排気ガス浄化システムが、前記排気通路の排気ガスの流れに関して上流側から下流側に向って順に、排気ガスに含まれる燃料及び窒素酸化物を酸化する酸化触媒装置と、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する捕集フィルタとを有したエンジンにおいて、前記酸化触媒装置よりも上流側の排気ガス温度を取得する上流温度取得装置と、この上流温度取得装置、前記気筒用噴射弁、及び前記排気弁に接続された制御装置、を備えて、前記上流温度取得装置が取得した前記上流側の排気ガス温度に基づいて、前記制御装置により、その上流側の排気ガス温度が予め設定した低温度未満の場合に前記酸化触媒装置に未燃燃料を供給する制御を行うときは、その供給する制御の前後の少なくとも一方で、前記気筒用噴射弁の噴射時期及び前記排気弁の開閉時期の少なくとも一方を調節して、その排気弁から排出される未燃燃料を略含まない排気ガスの温度を前記低温度よりも高めて、前記酸化触媒装置を予め設定した温め期間が経過するまで温める制御を行う構成にしたことを特徴とする。
【０００７】
また、上記の目的を達成する本発明のエンジンの制御方法は、気筒の内部に燃料を噴射する気筒用噴射弁の噴射時期及び噴射された燃料の燃焼により生じた排気ガスを前記気筒
から排出する排気弁の開閉時期の少なくとも一方を調節して、又は、排出された排気ガスが通過する排気通路に配置されて燃料を噴射する配管用噴射弁の噴射時期を調節して、前記排気通路に配置された酸化触媒装置に未燃燃料を供給して、供給されたその未燃燃料の酸化により排気ガス温度を上昇させて、前記酸化触媒装置よりも下流側に配置された捕集フィルタが捕集した捕集物を除去してその捕集フィルタを再生するエンジンの制御方法において、前記酸化触媒装置よりも上流側の排気ガス温度を取得し、取得したその上流側の排気ガス温度が、予め設定した低温度以下か否かを判定し、その上流側の排気ガス温度がその低温度以下と判定した場合に、前記酸化触媒装置に未燃燃料を供給して前記捕集フィルタを再生するときは、前記捕集フィルタを再生する前後の少なくとも一方で、前記気筒用噴射弁の噴射時期及び前記排気弁の開閉時期の少なくとも一方を調節して、未燃燃料を略含まずに前記低温度よりも高い温度の排気ガスを前記排気弁から排出し、排出したその排気ガスにより、前記酸化触媒装置を温め期間が経過するまで温めることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、酸化触媒装置よりも上流側の排気ガス温度が低く、酸化触媒装置の入口側端面に詰まりが生じる状況では、酸化触媒装置に未燃燃料を供給する前後の少なくとも一方で、酸化触媒装置を温め期間が経過するまで温める。
【０００９】
酸化触媒装置に未燃燃料を供給する前に温めることで、既に酸化触媒装置の入口側端面に付着した可溶有機分や煤を乾いた状態にしたり、燃焼除去したりできる。また、酸化触媒装置に未燃燃料を供給した後に温めることで、酸化触媒装置に供給されて未酸化の状態の未燃燃料の残存量を減らすことができる。
【００１０】
このように、本願発明によれば、酸化触媒装置の入口側端面への可溶有機分及び煤の付着を抑制するには有利になり、酸化触媒装置の入口側端面の詰まりを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のエンジンの第一実施形態を例示する構成図である。
【図２】図１の制御装置を例示する構成図である。
【図３】本発明のエンジンの制御方法の第一実施形態を例示する第一フロー図である。
【図４】本発明のエンジンの制御方法の第一実施形態を例示する第二フロー図である。
【図５】本発明のエンジンの制御方法の第一実施形態を例示する第三フロー図である。
【図６】図１のエンジンの温める制御を例示する説明図である。
【図７】図１のエンジンの捕集フィルタの前後の差圧及び酸化触媒装置を通過後の排気ガス温度の変化を時間経過で例示した経過図である。
【図８】本発明のエンジンの第二実施形態を例示する構成図である。
【図９】図８のエンジンの供給する制御を例示する説明図である。
【図１０】本発明のエンジンの制御方法の第二実施形態を例示するフロー図である。
【図１１】図８のエンジンの捕集フィルタの前後の差圧及び酸化触媒装置を通過後の排気ガス温度の変化を時間経過で例示した経過図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明のエンジン及びその制御方法の実施形態について説明する。なお、図中では、Ｇ１で示す矢印が排気ガスの流れを、Ｆ１で示す矢印が未燃燃料の流れをそれぞれ示している。
【００１３】
図１に例示するように、第一実施形態のエンジン１０は、車両に搭載されている。エンジン１０は、気筒１１、気筒用噴射弁１２、排気弁１３、排気通路１４、及び排気ガス浄化システム２０を備えている。また、エンジン１０は、制御装置３０及び各種取得装置３１〜３３を備えている。
【００１４】
複数の気筒１１は、エンジン本体に直列に配置されていて、内部に気筒１１の筒軸方向に往復摺動する図示しないピストンが収納されている。複数の気筒用噴射弁１２は、気筒１１ごとに配置されていて、気筒１１の内部に燃料を噴射している。排気弁１３は、気筒１１ごとに配置されていて、排気行程で開弁して気筒用噴射弁１２から気筒１１の内部に噴射された燃料の燃焼により生じた排気ガスＧ１を気筒１１から排出している。排気通路１４は、エキゾーストマニホールド１５に接続されていて、排出された排気ガスＧ１が通過している。
【００１５】
排気ガス浄化システム２０は、排気通路１４に配置されて排気ガスＧ１を浄化するシステムである。排気ガス浄化システム２０は、排気通路１４の排気ガスＧ１の流れに関して上流側から下流側に向って順に配置された、配管用噴射弁２１、酸化触媒装置２２、捕集フィルタ２３、還元剤噴射弁２４、選択的還元触媒装置２５、及びアンモニア用触媒装置２６を有している。
【００１６】
配管用噴射弁２１は、エキゾーストマニホールド１５と酸化触媒装置２２との間に介在する排気通路１４の中途位置に、噴射口が排気ガスＧ１の流方向に向けられて挿入されている。配管用噴射弁２１は、燃料タンク２７ａ、燃料ポンプ２７ｂからなる燃料供給システムから、気筒用噴射弁１２から気筒１１に噴射される燃料と同一の燃料が供給されて、排気ガスＧ１に向けて未燃燃料Ｆ１を噴射して供給する装置として機能している。
【００１７】
酸化触媒装置２２は、円筒状の多孔質構造体であり、セラミックスで構成された多孔質の隔壁により区画されて、排気ガスＧ１が流入する入口から流出する出口まで貫通して排気ガスＧ１の流路となる複数の通気孔（セル）が形成されている。酸化触媒装置２２は、その多孔質の隔壁に排気ガスＧ１に含有する炭化水素、一酸化炭素、及び一酸化窒素を酸化する酸化触媒を担持している。酸化触媒としては、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）などの貴金属が例示される。
【００１８】
捕集フィルタ２３は、円筒状の多孔質構造体であり、酸化触媒装置２２と同様にセラミックスで構成された多孔質の隔壁により複数の通気孔が形成されている。捕集フィルタ２３は、酸化触媒装置２２とは異なり、その通気孔が、目封じ部材により入口又は出口のどちらか一方が塞がれており、捕集フィルタ２３の入口及び出口では、隣り合う通気孔が交互に塞がれている。
【００１９】
還元剤噴射弁２４は、捕集フィルタ２３と選択的還元触媒装置２５との間に介在する排気通路１４の中途位置に、噴射口が排気ガスＧ１の流方向に向けられて挿入されている。還元剤噴射弁２４は、尿素水タンク２８ａ、尿素水ポンプ２８ｂからなる尿素水供給システムから尿素水が供給されて、排気ガスＧ１に還元剤として尿素水を添加している。尿素水供給システムは、エンジン１０を冷却した後の冷却水が流れる冷却水配管２９が設けられていて、その冷却水により尿素水タンク２８ａ、及び尿素水が流れる配管などを温める構成になっている。
【００２０】
選択的還元触媒装置２５は、円筒状の多孔質構造体であり、酸化触媒装置２２と同様にセラミックスで構成された多孔質の隔壁により複数の通気孔が形成されている。選択的還元触媒装置２５は、酸化触媒装置２２とは異なり、その多孔質の隔壁に排気ガスＧ１に含
有する窒素酸化物を還元する選択的還元触媒を担持している。選択的還元触媒としては、バナジウムやゼオライトなどが例示される。
【００２１】
アンモニア用触媒装置２６は、選択的還元触媒装置２５を通過後の排気ガスＧ１に含まれるアンモニアを除去する装置であり、アンモニアを酸化分解する機能、あるいはアンモニアを吸着する機能を有している。
【００２２】
制御装置３０は、各種情報処理を行うＣＰＵ、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。制御装置３０は、気筒用噴射弁１２、配管用噴射弁２１、還元剤噴射弁２４、及び各種取得装置３１〜３３に一点鎖線で示す信号線を介して電気的に接続されている。
【００２３】
上流側温度取得装置３１は、排気通路１４の酸化触媒装置２２よりも排気ガスＧ１の流れに関して上流側に配置されていて、上流側の排気ガス温度Ｔｘを取得する温度センサで構成されている。上流側温度取得装置３１は、酸化触媒装置２２の入口に配置されることが好ましい。上流側温度取得装置３１としては、温度センサの代わりに、エンジン１０の回転速度及び気筒用噴射弁１２から噴射されて気筒１１の内部で燃焼する燃料の量などに基づいて上流側の排気ガス温度Ｔｘをモデリングして予測する装置を用いてもよい。
【００２４】
通過後温度取得装置３２は、排気通路１４の酸化触媒装置２２よりも排気ガスＧ１の流れに関して下流側に配置されていて、酸化触媒装置２２を通過後で、且つ捕集フィルタ２３よりも上流側の排気ガス温度Ｔｙを取得する温度センサで構成されている。通過後温度取得装置３２は、酸化触媒装置２２の出口に配置されることが好ましい。通過後温度取得装置３２としては、温度センサの代わりに、上流側の排気ガス温度Ｔｘ及び酸化触媒装置２２における酸化反応などに基づいて、通過後の排気ガス温度Ｔｙをモデリングして予測する装置を用いてもよい。
【００２５】
捕集状況取得装置３３は、捕集フィルタ２３における粒子状物質の捕集状況を取得する装置であり、捕集フィルタ２３の前後に配置されて、捕集フィルタ２３の前後の差圧Ｐｘを取得する差圧センサで構成されている。捕集状況取得装置３３としては、捕集フィルタ２３の再生が必要か否かを判定可能な数値（例えば、粒子状物質の堆積量）を判定できればよい。捕集状況取得装置３３としては、差圧センサの代わりに、例えば、排気ガスＧ１に含まれる粒子状物質を測定するＰＭセンサを用いてもよい。また、捕集状況取得装置３３としては、エンジン１０の回転速度や燃料噴射量などから粒子状物質の堆積量をモデリングして予測する装置を用いてもよい。
【００２６】
上記のエンジン１０においては、気筒用噴射弁１２から噴射された燃料が気筒１１の内部で燃焼して生じた排気ガスＧ１に含まれる浄化対象成分が排気ガス浄化システム２０の各装置を通過することで浄化される。具体的に、酸化触媒装置２２により、排気ガスＧ１に含まれる炭化水素、炭素酸化物、及び窒素酸化物が酸化される。次いで、捕集フィルタ２３により、排気ガスＧ１に含まれる粒子状物質（可溶有機分（ＳＯＦ）及び煤（Ｓｏｏｔ））が捕集される。次いで、選択的還元触媒装置２５により、還元剤噴射弁２４から噴射された尿素水の加水分解により生じたアンモニアによる還元反応によって、排気ガスＧ１に含まれる窒素酸化物が還元される。次いで、アンモニア用触媒装置２６により、排気ガスＧ１に含まれるアンモニアが除去される。
【００２７】
また、エンジン１０においては、酸化触媒装置２２を通過後の排気ガス温度Ｔｘを、捕集フィルタ２３を強制的に再生可能な温度Ｔａ（以下、強制再生温度Ｔａという）以上に昇温して、捕集フィルタ２３に捕集された粒子状物質を酸化により燃焼除去する。強制再
生温度Ｔａとしては、例えば、５００度以上の高い温度が例示される。この実施形態では、通過後の排気ガス温度Ｔｘが強制再生温度Ｔａを下回る場合に、配管用噴射弁２１から未燃燃料Ｆ１を噴射して、酸化触媒装置２２で未燃燃料Ｆ１を酸化して、その酸化により生じた酸化反応熱を利用することで排気ガスＧ１の温度を昇温している。
【００２８】
なお、捕集フィルタ２３の強制的な再生は、エンジン１０の運転状態により自然発生的に生じる場合がある。例えば、エンジン１０が高回転、高負荷の場合に通過後の排気ガス温度Ｔｘが強制再生温度Ｔａに達した場合に、捕集フィルタ２３の再生は自然発生的に生じる。
【００２９】
図２に例示するように、制御装置３０は、各機能要素として、温め判定部３４、温め調節部３５、供給判定部３６、供給調節部３７、及びタイマー３８を有している。各機能要素は、プログラムとして内部記憶装置に記憶されていて、適時、ＣＰＵにより実行されている。なお、各機能要素としては、プログラムの他にそれぞれが独立して機能する装置としてもよい。
【００３０】
温め判定部３４は、捕集フィルタ２３を強制的に再生する前に酸化触媒装置２２を温める制御を行うか否かを判定する機能要素である。温め調節部３５は、温める制御における気筒用噴射弁１２から噴射される燃料の噴射タイミング及び噴射量を調節する機能要素である。供給判定部３６は、捕集フィルタ２３を強制的に再生するために配管用噴射弁２１から噴射した未燃燃料Ｆ１を酸化触媒装置２２に供給する制御を行うか否かを判定する機能要素である。供給調節部３７は、供給する制御における配管用噴射弁２１から噴射される未燃燃料Ｆ１の噴射量を調節する機能要素である。タイマー３８は、時間の経過をカウントする機能要素である。
【００３１】
図３に例示するように、エンジン１０の制御方法は、周期的に供給する制御を行うか否かを判定する。
【００３２】
捕集状況取得装置３３が捕集フィルタ２３の前後の差圧Ｐｘを取得する（Ｓ１１０）。次いで、供給判定部３６が差圧Ｐｘに基づいて、差圧Ｐｘが所定の再生開始差圧Ｐａ超になるか否かを判定する（Ｓ１２０）。
【００３３】
再生開始差圧Ｐａは、捕集フィルタ２３の再生が必要か否かを判定可能な値に設定されている。具体的に、再生開始差圧Ｐａは、捕集フィルタ２３に粒子状物質が堆積することで増加する捕集フィルタ２３における圧損により、燃費が悪化することを判定可能な値に設定されている。
【００３４】
前述のステップで、差圧Ｐｘが再生開始差圧Ｐａ以下と判定した場合（Ｓ１２０：ＮＯ）に、捕集フィルタ２３の強制的な再生を行う必要がないためにスタートへ戻る。一方、差圧Ｐｘが再生開始差圧Ｐａ超になったと判定した場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）に、供給判定部３６が、捕集フィルタ２３の強制的な再生が必要なために供給する制御を行うことを決定して（フラグを立てる）（Ｓ１３０）、スタートへ戻る。
【００３５】
図４に例示するように、エンジン１０の制御方法は、図３のフローと並列して、周期的に温める制御を行うか否かを判定する。
【００３６】
上流側温度取得装置３１が酸化触媒装置２２よりも上流側の排気ガス温度Ｔｙを取得する（Ｓ２１０）。次いで、温め判定部３４が、上流側の排気ガス温度Ｔｙが所定の低温度Ｔｂ未満になるか否かを判定する（Ｓ２２０）。
【００３７】
低温度Ｔｂは、酸化触媒装置２２の入口側端面に付着した粒子状物質が燃焼し難い、あるいは配管用噴射弁２１から噴射した未燃燃料Ｆ１が気化し難い状態を判定可能な値に設定されている。換言すると、低温度Ｔｂは、エンジン１０を低速低負荷運転しているときの排気ガスＧ１の温度に設定されている。低温度Ｔｂとしては、１８０℃以下の温度（１８０℃を含む）が例示される。
【００３８】
前述のステップで、上流側の排気ガス温度Ｔｙが低温度Ｔｂ未満になったと判定した場合（Ｓ２２０：ＹＥＳ）に、タイマー３８が、上流側の排気ガス温度Ｔｙが低温度Ｔｂ未満になってから経過した時間ｔｘをカウントする（Ｓ２３０）。次いで、温め判定部３４が、カウントした時間ｔｘが予め設定された判定時間ｔａを経過したか否かを判定する（Ｓ２４０）。
【００３９】
判定時間ｔａは、酸化触媒装置２２の入口側端面に付着した粒子状物質が燃焼し難い、あるいは配管用噴射弁２１から噴射した未燃燃料Ｆ１が気化し難い状態が連続して継続されたことを判定可能な時間に設定されている。換言すると、判定時間ｔａは、エンジン１０を低速低負荷運転し続けることで、酸化触媒装置２２の入口側端面に詰まりが生じるおそれがある状態を判定可能な時間に設定されている。
【００４０】
前述のステップで、カウントした時間ｔｘが判定時間ｔａを経過していないと判定した場合（Ｓ２４０：ＮＯ）に、酸化触媒装置２２の上流側端面が詰まり易い、あるいは詰まりが生じている状態ではないため、スタートへ戻る。一方、カウントした時間ｔｘが判定時間ｔａを経過したと判定した場合（Ｓ２４０：ＹＥＳ）に、酸化触媒装置２２の上流側端面が詰まり易い、あるいは詰まりが生じている状態のため、温め判定部３４が、温める制御を行うことを決定して（フラグを立てる）（Ｓ２５０）、スタートへ戻る。
【００４１】
上述のステップで、上流側の排気ガス温度Ｔｙが低温度Ｔｂ超と判定した場合（Ｓ２２０：ＮＯ）に、タイマー３８が、上流側の排気ガス温度Ｔｙが低温度Ｔｂ超になってから経過した時間ｔｙをカウントする（Ｓ２６０）。次いで、温め判定部３４が、カウントした時間ｔｙが所定の解除時間ｔｂを経過したか否かを判定する（Ｓ２７０）。
【００４２】
解除時間ｔｂは、酸化触媒装置２２の入口側端面に付着した粒子状物質が燃焼し難い、あるいは配管用噴射弁２１から噴射した未燃燃料Ｆ１が気化し難い状態が解除されたことを判定可能な時間に設定されている。換言すると、解除時間ｔｂは、エンジン１０の低速低負荷運転が一旦、解除されたことを判定可能な時間に設定されている。
【００４３】
前述のステップで、カウントした時間ｔｙが解除時間ｔｂを経過していないと判定した場合（Ｓ２７０：ＮＯ）に、スタートへ戻る。一方、カウントした時間ｔｙが解除時間ｔｂを経過したと判定した場合（Ｓ２７０：ＹＥＳ）に、温め判定部３４が、温める制御を行わないことを決定して（フラグを降ろす）（Ｓ２８０）、スタートへ戻る。
【００４４】
図５に例示するように、図３及び図４に例示するフローで供給する制御を行うことを決定すると共に、温める制御を行うことを決定した場合に、Ａから開始する。一方、供給する制御を行うことを決定すると共に、温める制御を行わないことを決定した場合に、Ｂから開始する。
【００４５】
温め調節部３５が、温める制御を開始する（Ｓ３１０）。温め調節部３５は、気筒用噴射弁１２から噴射される燃料の噴射タイミング及び噴射量を調節して、排気弁１３から排出される未燃燃料を略含まない排気ガスＧ１の温度を低温度Ｔｂよりも高めて酸化触媒装置２２を温める。
【００４６】
図６に例示するように、温め調節部３５は、通過後温度取得装置３２が取得した酸化触媒装置２２を通過後の排気ガス温度Ｔｙに基づいて、気筒用噴射弁１２にマルチ噴射をさせて、排気ガス温度Ｔｙを所定の詰まり防止温度Ｔｃ以上にする調節をする。
【００４７】
マルチ噴射は、排気弁１３から未燃燃料を略含まない排気ガスＧ１を排出させると共に、通過後の排気ガス温度Ｔｙを低温度Ｔｂよりも高い詰まり防止温度Ｔｃまで高める噴射である。具体的に、マルチ噴射は、気筒１１における圧縮行程の主噴射Ｆ２の後にアフター噴射Ｆ３を行う噴射である。このアフター噴射Ｆ３により主噴射Ｆ２の燃え残りを気筒１１の内部で燃焼させることで、排気弁１３から未燃燃料を略含まない排気ガスＧ１を排出し、その燃焼により上流側の排気ガス温度Ｔｘを高めている。
【００４８】
なお、この実施形態では、気筒用噴射弁１２の噴射時期を調節したマルチ噴射を用いたが、マルチ噴射に合わせて排気弁１３の開弁する時期を排気行程よりも早める調節をしてもよい。また、アフター噴射Ｆ３では無く、主噴射Ｆ２を行うタイミングを遅角してもよい。
【００４９】
詰まり防止温度Ｔｃは、低温度Ｔｂよりも高く、且つ、強制再生温度Ｔａよりも低い温度に設定されている。具体的に、詰まり防止温度Ｔｃは、酸化触媒装置２２の入口側端面に付着した粘着性の高い粒子状物質をドライな状態にすることが可能な温度が好ましく、その粒子状物質を燃焼除去可能な温度がより好ましい。
【００５０】
次いで、タイマー３８が、温める制御が開始されてから経過した時間ｔｚをカウントする（Ｓ３２０）。次いで、温め調節部３５が、カウントした時間ｔｚが予め設定された温め期間ｔｃを経過したか否かを判定する（Ｓ３３０）。
【００５１】
温め期間ｔｃは、通過後の排気ガス温度Ｔｙを詰まり防止温度Ｔｃに維持する期間であり、酸化触媒装置２２の入口側端面に付着した粘着性の高い粒子状物質をドライな状態にするあるいは燃焼除去するに要する期間に設定されている。
【００５２】
前述のステップで、カウントした時間ｔｚが温め期間ｔｃを経過していないと判定した場合（Ｓ３３０：ＮＯ）に、温め制御を継続して再度、時間ｔｚをカウントする。一方、カウントした時間ｔｚが温め期間ｔｃを経過したと判定した場合（Ｓ３３０：ＹＥＳ）に、温め調節部３５が、温める制御を終了する（Ｓ３４０）。
【００５３】
次いで、供給調節部３７が、供給する制御を開始する（Ｓ３５０）。供給する制御は、上述したとおり、配管用噴射弁２１から未燃燃料Ｆ１を噴射して、酸化触媒装置２２で未燃燃料Ｆ１を酸化する。そして、その酸化により生じた酸化反応熱を利用して、酸化触媒装置２２を通過後の排気ガス温度Ｔｘを強制再生温度Ｔａ以上に昇温して、捕集フィルタ２３に捕集された粒子状物質を酸化により燃焼除去する。
【００５４】
次いで、捕集状況取得装置３３が捕集フィルタ２３の前後の差圧Ｐｘを取得する（Ｓ３６０）。次いで、供給判定部３６が差圧Ｐｘに基づいて、差圧Ｐｘが所定の再生終了差圧Ｐｂ未満になるか否かを判定する（Ｓ３７０）。
【００５５】
再生終了差圧Ｐｂは、捕集フィルタ２３に捕集された粒子状物質が燃焼除去されたことを判定可能な値に設定されている。
【００５６】
前述のステップで、差圧Ｐｘが再生終了差圧Ｐｂ以上と判定した場合（Ｓ３７０：ＮＯ）に、供給する制御を継続して再度、差圧Ｐｘを取得する。一方、差圧Ｐｘが再生終了差圧Ｐｂ未満になったと判定した場合（Ｓ３７０：ＹＥＳ）に、供給判定部３６が、供給する制御を終了して（Ｓ３８０）、スタートへ戻る。供給する制御を終了する場合に、タイマー３８や制御のフラグは全てリセットされる。
【００５７】
図７に例示するように、時間ｔ１になるまでに、上流側の排気ガス温度Ｔｙが所定の低温度Ｔｂ未満になって（Ｓ２２０：ＹＥＳ）から経過した時間ｔｘが所定の判定時間ｔａを超えて（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、温める制御を行うことが決定されている（Ｓ２５０）。時間ｔ１になった時に、通過後の排気ガス温度Ｔｘが強制再生温度Ｔａ未満で、且つ差圧Ｐｘが再生開始差圧Ｐａ超（Ｓ１２０：ＹＥＳ）になり、供給する制御を行うことが決定される（Ｓ１３０）。
【００５８】
時間ｔ１から時間ｔ２までの間に、酸化触媒装置２２を温める制御が行われる（Ｓ３１０〜Ｓ３４０）。このとき、酸化触媒装置２２の通過後の排気ガス温度Ｔｘは、詰まり防止温度Ｔｃに維持される。この温める制御は、一定の温め期間ｔｃが経過するまで行われる。なお、この実施形態では、温める制御が開始されてから時間ｔｚをカウントしたが、通過後の排気ガス温度Ｔｘが詰まり防止温度Ｔｃになってからカウントしてもよい。
【００５９】
温め期間ｔｃが経過した時間ｔ２から、供給する制御が行われる（Ｓ３６０〜Ｓ３８０）。供給する制御は、差圧Ｐｘが再生終了差圧Ｐｂ未満になる時間ｔ３まで行われる。
【００６０】
以上のように、エンジン１０によれば、酸化触媒装置２２よりも上流側の排気ガス温度Ｔｙが低く、酸化触媒装置２２の入口側端面に詰まりが生じる状況では、供給する制御を行う前に酸化触媒装置２２を温め期間ｔｃが経過するまで詰まり防止温度Ｔｃに温める温め制御を行う。
【００６１】
このように供給する制御の前に酸化触媒装置２２を温めることで、酸化触媒装置２２に未燃燃料Ｆ１を供給する前に酸化触媒装置２２の入口側端面に付着した可溶有機分や煤を乾いた状態にしたり、燃焼除去したりできる。これにより、供給する制御により未燃燃料Ｆ１を酸化触媒装置２２に供給しても、酸化触媒装置２２の入口側端面への可溶有機分及び煤の付着を抑制するには有利になり、酸化触媒装置２２の入口側端面の詰まりを防止することができる。
【００６２】
上記のエンジン１０は、温める制御を、エンジン１０を低速低負荷運転し続けることで酸化触媒装置２２の入口側端面に詰まりが生じるおそれがある状態のときに限定して行うことで、温める制御におけるマルチ噴射で増加する燃費の悪化を抑制することができる。
【００６３】
上記のエンジン１０は、温める制御における詰まり防止温度Ｔｃを、低温度Ｔｂよりも高く、且つ、強制再生温度Ｔａよりも低い温度に設定している。温める制御で酸化触媒装置２２の通過後の排気ガス温度Ｔｙをその温度帯に維持するには、供給する制御における配管用噴射弁２１から噴射される未燃燃料Ｆ１よりも少ない燃料の噴射でよい。それ故、燃費の悪化を抑制しつつ、酸化触媒装置２２の入口側端面に付着した粘着性の高い粒子状物質をドライな状態にしたり、その粒子状物質を燃焼除去したりするには有利なる。
【００６４】
従来、捕集フィルタ２３を強制的に再生する場合に、通過後の排気ガス温度Ｔｙが上昇して酸化触媒装置２２が一次的に詰まり防止温度Ｔｃになるが、酸化触媒装置２２の上流側端面の詰まりの状態が変化する前に、未燃燃料Ｆ１の供給が開始されていた。一方、上記のエンジン１０は、温める制御で、酸化触媒装置２２を温め期間ｔｃが経過するまで温めている。つまり、酸化触媒装置２２の上流側端面の詰まりの状態が改善するまで酸化触媒装置２２を温めることで、新たに未燃燃料Ｆ１が供給されても、その未燃燃料Ｆ１が既に付着した粒子状物質を要因として堆積することが回避するには有利になる。
【００６５】
上記のエンジン１０は、捕集フィルタ２３を強制的に再生する供給する制御の前に温める制御を行っている。それ故、前回の強制的な再生から今回の強制的な再生までの間に、エンジン１０の低速低負荷運転により酸化触媒装置２２の上流側端面に堆積していた粒子状物質に新たな粒子状物質が堆積することを防ぐには有利になる。
【００６６】
図８及び図９に例示するように、第二実施形態のエンジン１０は、第一実施形態に対して配管用噴射弁２１の代わりに気筒用噴射弁１２のポスト噴射Ｆ４を用いる点が異なっている。
【００６７】
ポスト噴射Ｆ４は、排気弁１３が開弁したタイミングで気筒用噴射弁１２から燃料を噴射して、排気弁１３から未燃燃料を含んだ排気ガスＧ１を排出させる噴射である。具体的に、ポスト噴射Ｆ４は、排気行程における排気弁１３が開弁したタイミングで行われる。
【００６８】
以上のように、供給する制御は、捕集フィルタ２３を強制的に再生するための未燃燃料Ｆ１を酸化触媒装置２２に供給可能であればよく、第一実施形態の配管用噴射弁２１を用いた制御や、第二実施形態の気筒用噴射弁１２を用いた制御が例示される。
【００６９】
図１０及び図１１に例示するように、第二実施形態のエンジン１０は、第一実施形態に対して温める制御を供給する制御の直後に行う点が異なっている。
【００７０】
上流側の排気ガス温度Ｔｙが所定の低温度Ｔｂ未満になって（Ｓ２２０：ＹＥＳ）から経過した時間ｔｘが所定の判定時間ｔａを超えて（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、温める制御を行うことが決定されている（Ｓ２５０）。時間ｔ３までに供給する制御が行われて（Ｓ３６０〜Ｓ３８０）、時間ｔ３で完了する。時間ｔ３になった時に、酸化触媒装置２２を温める制御が行われる（Ｓ３１０〜Ｓ３４０）。このとき、酸化触媒装置２２の通過後の排気ガス温度Ｔｘは、詰まり防止温度Ｔｃに維持される。この温める制御は、一定の温め期間ｔｃが経過するまで行われる。なお、この実施形態では、温める制御が開始されてから時間ｔｚをカウントしたが、通過後の排気ガス温度Ｔｘが詰まり防止温度Ｔｃになってからカウントしてもよい。
【００７１】
このように、第二実施形態のエンジン１０は、捕集フィルタ２３を強制的に再生する供給する制御の後に温める制御を行っている。それ故、強制的な再生により酸化触媒装置２２に供給された未燃燃料Ｆ１の残存量を減らすには有利になり、未燃燃料Ｆ１の未酸化による堆積を回避して、酸化触媒装置２２の上流側端面の詰まりを防止することができる。
【００７２】
既述した実施形態は、酸化触媒装置２２を温める制御を、捕集フィルタ２３を強制的に再生する供給する制御の直前直後に行っているが、この供給する制御をエンジン１０の低速低負荷運転時（Ｓ２２０：ＹＥＳ、Ｓ２４０：ＹＥＳ）に、定期的に行ってもよい。但し、定期的に行うことで燃費の悪化の要因となり得るので、この実施形態のように、捕集フィルタ２３を強制的に再生する供給する制御の直前直後に温める制御を行うことで、燃費の悪化を抑制しつつ、酸化触媒装置２２の上流側端面の詰まりを防止するには有利になる。また、捕集フィルタ２３を強制的に再生する供給する制御の直後に温める制御を行うことで、未燃燃料Ｆ１の未酸化を確実に回避するには有利になる。なお、本明細の直前直後は、温める制御と供給する制御との間に短時間、例えば、十分程度の隙間が存在する状態も含むものとする。
【００７３】
既述した実施形態は、酸化触媒装置２２を温める制御を、捕集フィルタ２３を強制的に再生する供給する制御の直前直後のどちらか一方に行っているが、供給する制御の前後の両方に行ってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０  エンジン
１１  気筒
１２  気筒用噴射弁
１３  排気弁
１４  排気通路
２０  排気ガス浄化システム
２２  酸化触媒装置
２３  捕集フィルタ
３０  制御装置
３１  上流側温度取得装置
Ｇ１  排気ガス
Ｆ１  未燃燃料
Ｔｙ  上流側の排気ガス温度
Ｔｂ  低温度
ｔｃ  温め期間
【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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