(57)【要約】【課題】内燃機関におけるエネルギ消費を抑制しつつ、排気通路に堆積したデポジットを適正に除去できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】内燃機関の制御装置（７０）は、内燃機関（３０）の排気通路（３１ａ）に設けられ、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒に液状の還元剤を添加供給する添加弁（５０）を備える排気浄化システム（１０）に適用され、前記排気通路における前記還元剤のデポジットの量であるデポジット堆積量（Ｑａ）を取得する取得部（Ｓ１４）と、前記デポジット堆積量が第１閾値（Ｑａｋ１）よりも大きい場合に、前記排気通路における前記デポジットの増加を抑制する抑制処理を実施する抑制部（Ｓ２２）と、前記デポジット堆積量が前記第１閾値よりも大きい第２閾値（Ｑａｋ２）よりも大きい場合に、前記デポジットを除去する除去処理を実施する除去部（Ｓ２４）と、を備える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（３０）の排気通路（３１ａ）に設けられ、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒に液状の還元剤を添加供給する添加弁（５０）を備える排気浄化システム（１０）に適用され、
前記排気通路における前記還元剤のデポジットの量であるデポジット堆積量（Ｑａ）を取得する取得部（Ｓ１４）と、
前記デポジット堆積量が第１閾値（Ｑａｋ１）よりも大きい場合に、前記排気通路における前記デポジットの増加を抑制する抑制処理を実施する抑制部（Ｓ２２）と、
前記デポジット堆積量が前記第１閾値よりも大きい第２閾値（Ｑａｋ２）よりも大きい場合に、前記デポジットを除去する除去処理を実施する除去部（Ｓ２４）と、
を備える内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記添加弁は、前記ＮＯｘ浄化触媒に前記還元剤を噴射供給する噴射弁であり、
前記抑制処理は、前記噴射弁から噴射供給される前記還元剤を微粒化することによって前記排気通路における前記デポジットの増加を抑制する処理である請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記排気浄化システムは、還元剤通路を介して前記噴射弁に対して前記還元剤を加圧供給するポンプ（４４）を備えており、
前記抑制処理では、前記噴射弁に加圧供給する前記還元剤の供給圧力を上昇させることによって前記還元剤を微粒化する請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記抑制処理では、前記デポジット堆積量が多いほど、前記供給圧力の上昇幅を大きくする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記排気浄化システムは、前記排気通路における前記添加弁よりも上流側に設けられ、前記排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するフィルタ（３３）を備えており、
前記フィルタに捕集された前記ＰＭを燃焼除去するフィルタ再生処理を実施するフィルタ再生部（Ｓ３２）と、
前記フィルタ再生処理が次に実施されるまでの残り期間を予測する予測部（Ｓ３４）と、
を備え、
前記除去部は、前記予測部により予測された前記残り期間が所定期間よりも短い場合に、前記デポジット堆積量が前記第２閾値よりも大きくても、前記除去処理を実施しない請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記抑制部は、前記残り期間が前記所定期間よりも短く、かつ、前記デポジット堆積量が前記第２閾値よりも大きくても、前記除去部により前記除去処理が実施されない場合に、前記抑制処理を継続する請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
内燃機関（３０）の排気通路（３１ａ）に設けられ、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒に液状の還元剤を添加供給する添加弁（５０）と、前記排気通路における前記添加弁よりも上流側に設けられ、前記排気中のＰＭ（粒子状物質）を捕集するフィルタ（３３）と、を備える排気浄化システム（１０）に適用され、
前記排気通路における前記還元剤のデポジットの量であるデポジット堆積量（Ｑａ）を取得する取得部（Ｓ１４）と、
前記デポジット堆積量が所定の閾値（Ｑａｋ）よりも大きい場合に、前記デポジットを除去する除去処理を実施する除去部（Ｓ２４）と、
前記フィルタに捕集された前記ＰＭを燃焼除去するフィルタ再生処理を実施するフィルタ再生部（Ｓ３２）と、
前記フィルタ再生処理が次に実施されるまでの期間を予測する予測部（Ｓ３４）と、
を備え、
前記除去部は、前記予測部により予測された前記期間が所定期間よりも短い場合に、前記デポジット堆積量が前記閾値よりも大きくても、前記除去処理を実施しない内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に液状の還元剤を添加する添加弁を備える排気浄化システムにおいて、排気通路における還元剤のデポジットの増加を抑制可能な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両等に適用されるエンジン（特にディーゼルエンジン）において、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を高い浄化率で浄化する排気浄化システムとして、尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムが、開発・量産されている。
【０００３】
尿素ＳＣＲシステムは、タンクに貯蔵された還元剤としての尿素水（尿素水溶液）を、エンジンの排気通路内へ添加する添加弁を備えている。
【０００４】
尿素ＳＣＲシステムでは、排気通路内のＮＯｘ浄化触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）上でＮＯｘの還元反応によって排気ガスが浄化される。このＮＯｘの還元に際しては、まず噴射弁から排気通路内へ噴射された尿素水が、排気熱で加水分解されることによりアンモニア（ＮＨ3）が生成され、ＳＣＲ触媒にて吸着される。排気ガス中のＮＯｘに対してＳＣＲ触媒上で、アンモニアによる還元反応が行われることによってＮＯｘが還元、浄化されることになる。
【０００５】
このような尿素ＳＣＲシステムにおいて、排気熱で加水分解されずに残った尿素水による析出物（デポジット）が、排気通路に堆積することがある。このデポジットの量であるデポジット堆積量が増加すれば、排気通路の排気抵抗が増加して、内燃機関の出力性能が低下する。特許文献１の排気浄化装置では、デポジット堆積量が所定値以上となった場合に、排気ガスの温度を上昇させることにより、排気通路に析出したデポジットを除去する除去処理を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
排気通路に析出したデポジットは、例えば高速運転など、内燃機関の運転状況によって除去可能である。そのため、デポジット堆積量が比較的少ない場合には、除去処理を実施する必要がない。また、デポジット堆積量が比較的少ない場合に除去処理が実施されると、排気ガスの温度を上昇させる際に、内燃機関の駆動のためのメイン噴射とは別に、排気ガスの温度上昇のためのポスト噴射が実施されるために、内燃機関におけるエネルギ消費が増大する問題が生じる。内燃機関におけるエネルギ消費を抑制しつつ、排気通路に堆積したデポジットを適正に除去できる技術が望まれている。なお、このような課題は、尿素水に限られず、還元剤として他の液体が用いられる場合にも共通の課題である。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑み、内燃機関におけるエネルギ消費を抑制しつつ、排気通路に堆積したデポジットを適正に除去できる内燃機関の制御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】
【０００９】
本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化触媒に液状の還元剤を添加供給する添加弁を備える排気浄化システムに適用され、前記排気通路における前記還元剤のデポジットの量であるデポジット堆積量を取得する取得部と、前記デポジット堆積量が第１閾値よりも大きい場合に、前記排気通路における前記デポジットの増加を抑制する抑制処理を実施する抑制部と、前記デポジット堆積量が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合に、前記デポジットを除去する除去処理を実施する除去部と、を備える。
【００１０】
排気通路におけるデポジットを除去するには、排気通路内で燃料を燃焼させてガス温度を上昇させたり、ヒータ加熱を行ったりして、排気通路の温度を上昇させる必要がある。他方で、例えば、内燃機関が高負荷運転されると排気温度が上昇するので、その高温の排気によりデポジットが除去されることが考えられる。
【００１１】
この点、デポジット堆積量が第１閾値まで増加した後にデポジット増加を抑制する処理が実施されるため、デポジット堆積量がある程度まで増加した後は、デポジット除去の前、すなわちデポジット堆積量が第２閾値まで増加するまでに時間がかかる。この場合、デポジット堆積量が第２閾値になるまでに時間をかけさせることにより、例えば内燃機関から高温の排気が供給される機会を増やすことができ、意図的にガス温度の上昇やヒータ加熱を行わなくても、デポジットを除去できる。これにより、内燃機関におけるエネルギ消費を抑制しつつ、排気通路に堆積したデポジットを適正に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】エンジンの排気浄化システムの概略を示す構成図。
【図２】第１実施形態に係る制御処理を示すフローチャート。
【図３】供給量と供給圧力との関係を示すグラフ。
【図４】低速走行時における堆積量の推移を示す図。
【図５】デポジットが堆積するミキサ温度及びＳＣＲ温度の温度範囲を示す図。
【図６】高速走行時における堆積量の推移を示す図。
【図７】第２実施形態に係る制御処理を示すフローチャート。
【図８】第２実施形態に係る堆積量の推移を示す図。
【図９】第３実施形態に係る制御処理を示すフローチャート。
【図１０】第３実施形態に係る堆積量の推移を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態の内燃機関の制御装置に係るポンプ制御部７０が適用される排気浄化システム１０について、図面を参照しつつ説明する。排気浄化システム１０は、選択還元型触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）を用いて排気ガス中のＮＯｘを浄化するものであり、尿素ＳＣＲシステムとして構築されている。排気浄化システム１０は、内燃機関であるディーゼルエンジン（以下、エンジンという）３０が搭載された各種車両に適用できる。排気浄化システム１０は、またクレーン車等の建設機械、トラクター等の農業機械等にも適用可能である。
【００１４】
図１に示すように、排気浄化システム１０では、エンジン排気系において、エンジン３０には排気通路３１ａを形成する排気管３１が接続されており、その排気管３１に、排気上流側から順に酸化触媒３２、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）３３、ＳＣＲ触媒３４が配設されている。また、排気管３１においてＤＰＦ３３とＳＣＲ触媒３４との間には、液状の還元剤としての尿素水（尿素水溶液）を排気通路３１ａに噴射により添加供給（以下、噴射供給という）する尿素水噴射弁（以下、噴射弁という）５０が設けられている。噴射弁５０は、高温の排気ガス（例えば６００℃）から加えられる熱の影響をできるだけ避けるために、先端側のみが排気管３１内に位置されるように取り付けられている。なお、本実施形態において、ＳＣＲ触媒３４が「ＮＯｘ浄化触媒」に相当し、噴射弁５０が「添加弁」に相当する。
【００１５】
酸化触媒３２は、供給される燃料の酸化燃焼により排気温度を上昇させるものである。
酸化触媒３２は、例えばコーディエライト等のセラミックスハニカム構造体よりなる担体表面に、酸化触媒を担持している。この酸化触媒３２により、燃料中のＮＯが酸化され、生成されたＮＯ2が、後段のＤＰＦ３３に捕集されたＰＭ（粒子状物質）の酸化剤として使用される。
【００１６】
ＤＰＦ３３は、排気ガス中のＰＭを捕集するＰＭ除去用フィルタである。ＤＰＦ３３は白金系の酸化触媒を担持しており、ＰＭ成分の１つである可溶性有機成分（ＳＯＦ）とともにＨＣやＣＯを除去する。このＤＰＦ３３に捕集されたＰＭは、エンジン３０におけるメイン噴射後のポスト噴射等により燃焼除去でき、これによりＤＰＦ３３の継続使用が可能となっている。
【００１７】
ＳＣＲ触媒３４は、ＮＯｘの還元反応（排気浄化反応）を促進するものであり、例えば、
４ＮＯ＋４ＮＨ3＋Ｏ2→４Ｎ2＋６Ｈ2Ｏ    …（式１）
６ＮＯ2＋８ＮＨ3→７Ｎ2＋１２Ｈ2Ｏ      …（式２）
ＮＯ＋ＮＯ2＋２ＮＨ3→２Ｎ2＋３Ｈ2Ｏ    …（式３）
といった反応を促進して排気ガス中のＮＯｘを浄化する。そして、これらの反応において、ＮＯｘの還元剤となるアンモニア（ＮＨ3）を生成するための尿素水を噴射供給するものが、同ＳＣＲ触媒３４の上流側に設けられた噴射弁５０である。
【００１８】
排気管３１において噴射弁５０とＳＣＲ触媒３４との間には、ミキサ３５が設けられている。ミキサ３５は、噴射弁５０から噴射された尿素水と排気ガスとを混合させて、均一にするためのプレートである。具体的には、ミキサ３５は、排気通路３１ａの流れ方向に対して傾斜する複数の静止翼３５ａが設けられている。そのため、排気通路３１ａのうち、ミキサ３５が設けられた部分では、排気通路３１ａの開口面積が小さくされている。
【００１９】
また、排気管３１には、温度センサ６１、６２と、ＮＯｘセンサ６３、６４と、アンモニアセンサ６５と、が設けられている。温度センサ６１は、ミキサ３５の温度（以下、ミキサ温度という）Ｔｍを検出し、温度センサ６２は、ＳＣＲ触媒３４の温度（以下、ＳＣＲ温度という）Ｔｓを検出する。ＮＯｘセンサ６３は、ＳＣＲ触媒３４に流入する排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度を検出するためのもので、ＳＣＲ触媒３４の上流側に設けられている。ＮＯｘセンサ６４は、ＳＣＲ触媒３４から排出された排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度を検出するためのもので、ＳＣＲ触媒３４の下流側に設けられている。アンモニアセンサ６５は、ＳＣＲ触媒３４から排出された排気ガスに含まれるアンモニアの濃度を検出するためのもので、ＳＣＲ触媒３４の下流側に設けられている。
【００２０】
なお排気管３１においてＳＣＲ触媒３４の下流側には、アンモニア除去装置としての酸化触媒が設けられていてもよい。この酸化触媒により、ＳＣＲ触媒３４から排出されるアンモニア（ＮＨ3）、すなわち余剰のアンモニアが除去される。
【００２１】
次に、排気浄化システム１０のうち、噴射弁５０の噴射により尿素水を噴射する還元剤噴射システム２０の各構成についてそれぞれ説明する。なお、以下の説明では便宜上、尿素水タンク（以下、タンクという）４０から噴射弁５０に対して尿素水が供給される場合を基準にして、タンク４０側を上流側、噴射弁５０側を下流側として記載する。
【００２２】
タンク４０は、給液キャップ付きの密閉容器にて構成されており、その内部に所定の規定濃度の尿素水が貯蔵されている。本実施形態では、尿素濃度が、凍結温度（凝固点）が最も低い濃度である３２．５％になっている。なお、尿素濃度が３２．５％の場合、マイナス１１℃以下で凍結する。
【００２３】
タンク４０と噴射弁５０とは、供給配管４２により接続されている。供給配管４２のうちタンク４０側の先端部には、尿素水を吸い込むための吸込口４２ａが形成されており、タンク４０内に尿素水が貯留された状態において、吸込口４２ａが尿素水に浸漬した状態になっている。
【００２４】
供給配管４２の途中には、尿素水ポンプ（以下、ポンプという）４４が設けられている。ポンプ４４は、ポンプ制御部７０から供給される電流により回転駆動される電動ポンプであり、供給配管４２を介して噴射弁５０に対して尿素水を加圧供給する。
【００２５】
ポンプ４４は、正逆いずれの方向にも回転可能となっている。ポンプ４４の正回転によりタンク４０内の尿素水の吸い出しが行われ、ポンプ４４の逆回転によりタンク４０への尿素水の吸い戻しが行われる。
【００２６】
ポンプ４４には、回転検出部４６が設けられている。回転検出部４６は、ポンプ４４の単位時間当たりの回転数である回転速度Ｎを検出し、例えば、ポンプ４４による尿素水の吐出（圧送）速度を検出する。
【００２７】
供給配管４２には、ポンプ４４の下流側に圧力検出部４８が設けられている。圧力検出部４８は、供給配管４２内の圧力（以下、配管圧力という）Ｐを検出し、例えば、ポンプ４４による尿素水の吐出圧力を検出する。
【００２８】
噴射弁５０は、供給配管４２の下流側端部に接続されている。噴射弁５０は、既存の燃料噴射弁（インジェクタ）とほぼ同様の構成を有するものであり、公知の構成が採用できるため、ここでは構成を簡単に説明する。噴射弁５０は、電磁ソレノイド等からなる駆動部と、先端噴射口を開閉するためのニードル５２を有する弁体部とを備えた電磁式開閉弁として構成されており、ポンプ制御部７０からの駆動信号Ｓｍに基づき尿素水の噴射を許可又は禁止する。すなわち、駆動信号Ｓｍに基づき電磁ソレノイドが通電されると、該通電に伴いニードル５２が開放方向に移動し、そのニードル５２の移動によって先端噴射口が開放されて尿素水の噴射が許可される。
【００２９】
タンク４０内には、発熱体４９が設けられている。例えば発熱体４９は電気式のヒータであり、ポンプ制御部７０からの指令信号に基づく通電によってタンク４０内で凍結している尿素水を解凍する。なお発熱体４９は凍結した尿素水を解凍可能な位置に設けられていればよく、供給配管４２の吸込口４２ａ付近に設けられていてもよい。
【００３０】
ポンプ制御部７０は、排気浄化に係る制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイコンにより構成されている。ポンプ制御部７０は、回転検出部４６から回転速度Ｎを取得し、圧力検出部４８から配管圧力Ｐを取得し、各種センサ６１〜６５からその検出値を取得する。ポンプ制御部７０は、取得したこれらの値により還元剤噴射システム２０の各部を制御する。
【００３１】
具体的には、噴射弁５０側への尿素水圧送時には、ポンプ４４に通電されることでポンプ４４が正回転方向に回転駆動される。これにより、タンク４０内の尿素水が吸い出されて下流側に流れる。そして、ポンプ４４から尿素水が圧送され、その尿素水は噴射弁５０に供給される。
【００３２】
また、タンク４０への尿素水の吸い戻し時には、ポンプ４４が逆回転方向に回転駆動される。これにより、供給配管４２内の尿素水がタンク４０内に吸引される。これによりエンジン３０停止後の車両放置中に尿素水が供給配管４２内に残存したままになるのを回避し、尿素水の凍結・膨張による供給配管４２の破損を抑制する。
【００３３】
噴射弁５０側への尿素水圧送時には、噴射弁５０により排気管３１内に尿素水が噴射供給される。すると、排気管３１内において排気ガスと共に尿素水がＳＣＲ触媒３４に供給され、ＳＣＲ触媒３４においてＮＯｘの還元反応によりその排気ガスが浄化される。ＮＯｘの還元に際しては、例えば、
（ＮＨ2）2ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→２ＮＨ3＋ＣＯ2    …（式４）
といった反応により、排気熱による高温下で尿素水が加水分解される。これにより、アンモニア（ＮＨ3）が生成され、そのアンモニアがＳＣＲ触媒３４に吸着するとともに、そのＳＣＲ触媒３４において排気ガス中のＮＯｘがアンモニアにより選択的に還元除去される。すなわち、同ＳＣＲ触媒３４上でアンモニアに基づく還元反応（上記の反応式（式１）〜（式３））が行われることにより、ＮＯｘが還元、浄化されることとなる。
【００３４】
ところで、排気熱で加水分解されずに残った尿素水による析出物（デポジット）が、排気通路３１ａに堆積することがある。排気通路３１ａにおけるデポジットの量であるデポジット堆積量（以下、単に堆積量という）Ｑａが増加すれば、排気通路３１ａの排気抵抗が増加して、エンジン３０の出力性能が低下する。特に、ミキサ３５にデポジットが堆積した場合、ミキサ３５の静止翼３５ａの間に設けられた開口が閉塞されて排気通路３１ａの開口面積がさらに小さくなり、エンジン３０の出力性能の低下が増長される。
【００３５】
この場合に、エンジン３０においてメイン噴射の後の例えば排気行程で燃料をポスト噴射し、このポスト噴射した燃料を酸化触媒３２で酸化燃焼させることにより、排気ガスの温度が上昇し、ミキサ３５に堆積したデポジットを溶融させることで除去することができる。
【００３６】
しかしながら、デポジットは、例えば高速運転など、エンジン３０の運転状況によって除去可能である。そのため、堆積量Ｑａが比較的少ない場合には、ポスト噴射を実施する必要がない。また、堆積量Ｑａが比較的少ない場合にポスト噴射が実施されると、ポスト噴射により燃料が消費されるため、エンジン３０におけるエネルギ消費が増大する問題が生じる。
【００３７】
本実施形態のポンプ制御部７０は、上記問題を解決するために制御処理を実施する。制御処理は、排気通路３１ａにおける堆積量Ｑａを取得し、取得された堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１よりも大きい場合に、排気通路３１ａにおけるデポジットの増加を抑制する抑制処理を実施し、堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１よりも大きい第２閾値Ｑａｋ２よりも大きい場合に、デポジットを除去する除去処理を実施する。これにより、エンジン３０におけるエネルギ消費を抑制しつつ、排気通路３１ａに堆積したデポジットを適正に除去することができる。
【００３８】
図２に本実施形態の制御処理のフローチャートを示す。ポンプ制御部７０は、エンジン３０の駆動中、所定時間毎に制御処理を繰り返し実施する。
【００３９】
制御処理を開始すると、まずステップＳ１０において、前回の制御処理において記憶された堆積量Ｑａである堆積量Ｑｐｒを内部の記憶部から読み出す。ここで、堆積量Ｑｐｒは、記憶部（ＲＡＭ）に記憶されて逐次更新されるとともに、ＩＧスイッチのオフ後には、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等のバックアップ用メモリに記憶されて堆積量Ｑｐｒが保持される。続くステップＳ１２において、前回の制御処理から今回の制御処理までの間における堆積量Ｑａの変動量ΔＱを算出する。
【００４０】
変動量ΔＱの算出に際しては、例えば
ΔＱ＝Ｑｊ−Ｑｒ−Ｑｄ    …（式５）
といった式により算出することができる。変動量ΔＱは、前回の制御処理から今回の制御処理までの間におけるＱｊ、Ｑｒ、及びＱｄの変動量に基づいて算出される。ここで、Ｑｊは、噴射弁５０から噴射される尿素水から生成されるアンモニアの総量である。総量Ｑｊは、現状のエンジン３０の負荷及び回転速度などの運転状態に応じて設定された噴射弁５０の噴射量Ｊｅに基づいて算出される。Ｑｒは、ＳＣＲ触媒３４においてＮＯｘの還元反応に用いられたアンモニアの消費量である。消費量Ｑｒは、ＮＯｘセンサ６３で検出されたＮＯｘの濃度と、ＮＯｘセンサ６４で検出されたＮＯｘの濃度との差分に基づいて算出される。Ｑｄは、ＳＣＲ触媒３４を通過したアンモニアの通過量である。通過量Ｑｄは、アンモニアセンサ６５で検出されたアンモニアの濃度に基づいて算出される。
【００４１】
続くステップＳ１４において、ステップＳ１０で読み出した堆積量Ｑｐｒと、ステップＳ１２で算出された変動量ΔＱを加算して、今回の制御処理における堆積量Ｑａを取得し、内部の記憶部に記憶する。なお、本実施形態において、ステップＳ１４の処理が「取得部」に相当する。
【００４２】
ステップＳ１６において、ステップＳ１４で取得された堆積量Ｑａが所定の第１閾値Ｑａｋ１よりも小さいかを判定する。所定の第１閾値Ｑａｋ１は、デポジットの堆積により、以下の（１）、（２）のいずれかに影響がある最小の堆積量である。
（１）排気通路３１ａにおいて尿素水が蒸発した尿素噴霧や排気ガスの流れが偏ることによるＤＰＦ３３の排気浄化性能の低下。
（２）排気通路３１ａの閉塞によりエンジン３０の背圧が増加することによるエンジン３０出力の低下。
【００４３】
ステップＳ１６で肯定判定すると、制御モードを通常モードに維持し、制御処理を終了する。ここで、制御モードは、デポジットに対する処理モードを示しており、通常モードは、意図的なデポジットの除去を実施しない通常処理を実施するモードである。なお、意図的なデポジットの除去には、後述する除去処理によるデポジットの除去が含まれ、エンジン３０の運転状態によるデポジットの除去や、ＰＭの燃焼除去によるデポジットの除去等が含まれない。
【００４４】
一方、ステップＳ１６で否定判定すると、ステップＳ１８に進み、取得された堆積量Ｑａが所定の第２閾値Ｑａｋ２よりも小さいかを判定する。所定の第２閾値Ｑａｋ２は、エンジン３０の運転状況により処理モードを通常モードに切り替えることができる最大の堆積量であり、第１閾値Ｑａｋ１よりも大きい。ステップＳ１８で肯定判定すると、制御モードを抑制モードに切り替える。ここで、抑制モードは、意図的なデポジットの除去を実施せず、かつ、デポジットの増加を抑制する抑制処理（ステップＳ２２）を実施するモードである。
【００４５】
抑制処理では、噴射弁５０から噴射される尿素水を微粒化する。噴射弁５０から噴射される尿素水を微粒化すると、エンジン３０からの排気熱により尿素水が蒸発しやすくなる。そのため、尿素水が排気通路３１ａに付着しにくくなり、排気通路３１ａにおけるデポジットの増加が抑制される。また、噴射弁５０から噴射供給される尿素水を微粒化すると、噴射弁５０における尿素水の噴射角度が広がるため、排気通路３１ａに尿素水が付着する部分の面積が広がる。そのため、当該部分の単位面積当たりに尿素水が付着する量が減少し、排気通路３１ａにおけるデポジットの増加が抑制される。
【００４６】
具体的には、ポンプ４４が噴射弁５０に加圧供給する尿素水の供給圧力を上昇させる。噴射弁５０に加圧供給する尿素水の供給圧力を上昇させると、噴射弁５０の噴射孔を通過する尿素水の速度が上昇するため、噴射弁５０から噴射される尿素水が微粒化される。なお、抑制処理は、ポンプ４４の供給圧力の上昇分だけ、通常処理よりもエンジン３０におけるエネルギ消費が増大するが、その上昇分は、後述する除去処理に比べてはるかに小さい。本実施形態では、ポンプ４４の供給圧力が配管圧力Ｐに等しいことから、以下ではポンプ４４の供給圧力及び配管圧力Ｐを供給圧力Ｐという。
【００４７】
抑制モードにおいて、まずステップＳ２０において、ステップＳ１４で取得された堆積量Ｑａに基づいて供給圧力Ｐを設定する。図３に示すように、ポンプ制御部７０には、堆積量Ｑａと供給圧力Ｐとの関係を示す換算テーブルが記憶されている。換算テーブルは、堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１よりも小さい領域において、供給圧力Ｐが所定の基準圧力Ｐｏに設定される。また、換算テーブルは、堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１よりも大きい領域において、基準圧力Ｐｏよりも大きい所定の目標圧力Ｐｔｇに設定され、かつ、堆積量Ｑａが多いほど供給圧力Ｐが高くなる、つまり、供給圧力Ｐの上昇幅が大きくなる関係を有する。ポンプ制御部７０は、ステップＳ１４で取得された堆積量Ｑａを、換算テーブルを用いて供給圧力Ｐに換算することにより、供給圧力Ｐを設定する。
【００４８】
続くステップＳ２２において、ポンプ制御部７０は、抑制処理として、ステップＳ２０で設定した供給圧力Ｐとなるようにポンプ４４の供給量を増加させ、制御処理を終了する。なお、本実施形態において、ステップＳ２２の処理が「抑制部」に相当する。
【００４９】
一方、ポンプ制御部７０は、ステップＳ１８で否定判定すると、制御モードを除去モードに切り替え、ステップＳ２４において、デポジットを除去する除去処理を実施し、制御処理を終了する。除去処理では、ポンプ制御部７０は、例えばポスト噴射等により意図的にデポジットを除去する。そのため、除去処理は、ポスト噴射分だけ、通常処理や抑制処理よりも燃料の消費が多く、エンジン３０におけるエネルギ消費が増大する。なお、本実施形態において、ステップＳ２４の処理が「除去部」に相当する。
【００５０】
続いて、図４及び図６に、制御処理の一例を示す。詳しくは、図４は、車両の走行時において所定の高速走行状態とならない場合（以下、高速走行不可状態という）における堆積量Ｑａの推移を示し、図６は、車両の走行時において所定の高速走行状態となる状態（以下、高速走行可能状態という）における堆積量Ｑａの推移を示す。なお、所定の高速走行状態は、エンジン３０が高負荷運転されることにより車速が所定速度（例えば８０ｋｍ／ｈ）以上となる状態を意味する。ここで、図４及び図６において、（ａ）は、駆動信号Ｓｍの推移を示し、（ｂ）は、堆積量Ｑａの推移を示し、（ｃ）は、供給圧力Ｐの推移を示し、（ｄ）は、制御モードの推移を示し、（ｅ）は、ミキサ温度Ｔｍの推移を示す。なお、図４及び図６の（ｂ）〜（ｅ）において、グラフＦ１（実線）は、抑制処理を実施する本実施形態における各種値の推移を示し、グラフＦ２（破線）は、抑制処理を実施しない従来技術における各種値の推移を示す。
【００５１】
図４（ａ）に示すように、時刻ｔ１に車両の走行が開始され、駆動信号Ｓｍの出力が開始されると、通常モードにおいて噴射弁５０から尿素水の噴射が開始される。これにより、堆積量Ｑａが増加し、ミキサ温度Ｔｍがエンジン３０の停止状態における温度Ｔｏから上昇する。なお、本実施形態では、時刻ｔ１で、堆積量Ｑａが所定の初期堆積量Ｑａｓであり、傾きθａで堆積量Ｑａが増加する。
【００５２】
図４（ｅ）に示すように、高速走行不可状態では、後述する時刻ｔ８を経過するまでは、ミキサ温度Ｔｍはデポジットを除去可能な基準温度Ｔｍｋに到達しない。一方、図５に斜線で示すように、ＳＣＲ温度Ｔｓはデポジットを堆積可能な基準温度Ｔｓｋを超えて上昇する。そのため、高速走行不可状態では、エンジン３０の運転状態によるデポジットの除去が行われずに、デポジットが堆積される。
【００５３】
その後時刻ｔ２で堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１に達すると、図４（ｄ）に実線で示すように、制御モードが抑制モードに切り替えられ、抑制処理が実施される。具体的には、図４（ｃ）に実線で示すように、供給圧力Ｐが、通常モードにおける基準圧力Ｐｏよりも大きい所定の目標圧力Ｐｔｇに上昇される。これにより、図４（ｂ）に実線で示すように、デポジットの増加が抑制され、堆積量Ｑａの傾きが、通常モードにおける傾きθａよりも小さい傾きθｂとなる。
【００５４】
抑制処理では、堆積量Ｑａが多いほど、供給圧力Ｐが大きい値に設定される。そのため、図４（ｃ）に実線で示すように、供給圧力Ｐは、堆積量Ｑａの増加に伴って上昇し、これに伴って、堆積量Ｑａの傾きθｂが減少する。
【００５５】
その後時刻ｔ６で堆積量Ｑａが第２閾値Ｑａｋ２に達すると、制御モードが除去モードに切り替えられ、除去処理が実施される。これにより、ミキサ温度Ｔｍが基準温度Ｔｍｋを超えて上昇し、その後の時刻ｔ８までに亘ってデポジットがゼロまで減少する。また、供給圧力Ｐが基準圧力Ｐｏまで下降される。時刻ｔ８でデポジットがゼロまで減少すると、制御モードが通常モードに切り替えられる。つまり、本実施形態では、時刻ｔ１から時刻ｔ８までに除去処理が１回のみ実施される。
【００５６】
一方、従来技術では、図４（ｂ）〜（ｅ）に破線で示すように、時刻ｔ２で堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１に達すると、制御モードが除去モードに切り替えられ、供給圧力Ｐが基準圧力Ｐｏに維持された状態で、除去処理が実施される。これにより、その後の時刻ｔ３までに亘ってデポジットがゼロまで減少する。なお、従来技術において除去処理が実施される際の堆積量Ｑａは、本実施形態において除去処理が実施される際の堆積量Ｑａよりも小さい。そのため、従来技術における除去処理の処理時間、つまり時刻ｔ２から時刻ｔ３までの経過期間は、本実施形態における除去処理の処理時間、つまり時刻ｔ６から時刻ｔ８までの経過期間に比べて短くなっている。
【００５７】
従来技術では、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの経過期間よりも長い規定周期で、除去処理が実施され、具体的には、時刻ｔ３後の時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間に２回目の除去処理が実施され、時刻ｔ５後の時刻ｔ６から時刻ｔ７までの期間に３回目の除去処理が実施される。つまり、従来技術では、時刻ｔ１から時刻ｔ８までに除去処理が３回実施される。したがって、本実施形態では、高速走行不可状態において、従来技術よりも除去処理が実施される回数が抑制される。
【００５８】
次に図６を用いて、高速走行可能状態における堆積量Ｑａの推移を示す。図６（ｅ）に示すように、高速走行可能状態では、排気温度が上昇するので、後述する時刻ｔ１１で、ミキサ温度Ｔｍが基準温度Ｔｍｋに到達する。そのため、高速走行可能状態では、デポジットが堆積されるとともに、エンジン３０の運転状態によるデポジットの除去が行われる。具体的には、図４と同様に、時刻ｔ２で堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１に達すると図６（ｂ）に実線で示すように、制御モードが抑制モードに切り替えられ、抑制処理が実施される。
【００５９】
図６（ｅ）に示すように、その後、堆積量Ｑａが第２閾値Ｑａｋ２に達する前に、時刻ｔ１１でミキサ温度Ｔｍが基準温度Ｔｍｋに到達すると、図６（ｂ）に実線で示すように、堆積量Ｑａが減少に転じる。そのため、図６（ｃ）に実線で示すように、高速走行可能状態では、基準圧力Ｐｏからの供給圧力Ｐの上昇が抑制される。
【００６０】
図６（ｂ）に示すように、その後時刻ｔ１２で堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１よりも低下すると、制御モードが通常モードに切り替えられる。つまり、本実施形態では、時刻ｔ１から時刻ｔ１２までに除去処理が実施されない。
【００６１】
一方、従来技術では、図６（ｂ）〜（ｅ）に破線で示すように、時刻ｔ２で堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１に達すると、制御モードが除去モードに切り替えられ、除去処理が実施される。これにより、その後の時刻ｔ３までに亘ってデポジットがゼロまで減少する。
【００６２】
従来技術では、その後の時刻ｔ１１まで堆積量Ｑａが増加し、時刻ｔ１１でミキサ温度Ｔｍが基準温度Ｔｍｋに到達すると、堆積量Ｑａの増加量と、ミキサ温度Ｔｍの上昇による堆積量Ｑａの減少量とが略等しくなり、堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１よりも小さい値で略一定となる。つまり、従来技術では、時刻ｔ１１からその後の時刻ｔ１２までに除去処理が実施されず、時刻ｔ１から時刻ｔ１２までに除去処理が１回実施される。したがって、本実施形態では、高速走行可能状態においても、従来技術よりも除去処理が実施される回数が抑制される。
【００６３】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００６４】
除去処理では、排気通路３１ａ内で燃料を燃焼させて、ミキサ温度Ｔｍを上昇させる必要があり、エンジン３０におけるエネルギ消費が悪化する。他方で、例えば、エンジン３０の高速走行時には、排気温度が上昇するので、その高温の排気によりデポジットを除去することができる。
【００６５】
本実施形態では、堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１まで増加した後にデポジット増加を抑制する抑制処理が実施されるため、堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１まで増加した後、除去処理の前、すなわち堆積量Ｑａが第２閾値Ｑａｋ２まで増加するまでに時間がかかる。この場合、堆積量Ｑａが第２閾値Ｑａｋ２になるまでに時間をかけさせることにより、例えばエンジン３０から高温の排気が供給される機会を増やすことができ、意図的に除去処理を行わなくても、デポジットを除去できる。つまり、除去処理が実施される回数を抑制することができる。これにより、エンジン３０におけるエネルギ消費を抑制しつつ、排気通路３１ａに堆積したデポジットを適正に除去することができる。
【００６６】
本実施形態では、噴射弁５０から噴射される尿素水の粒化径と、排気通路３１ａにおけるデポジットの増加とには相関があるため、噴射弁５０から噴射供給される尿素水を微粒化する。これにより、排気通路３１ａにおけるデポジットの増加を好適に抑制することができる。
【００６７】
特に本実施形態では、噴射弁５０への尿素水の供給圧力Ｐと、尿素水の粒化径とには相関があることに着目し、噴射弁５０に加圧供給する尿素水の供給圧力Ｐを上昇させる。これにより、噴射弁５０から噴射される尿素水を微粒化することができる。
【００６８】
具体的には、堆積量Ｑａが多いほど、噴射弁５０へ供給される尿素水の供給圧力Ｐを高くすることによって、基準圧力Ｐｏからの供給圧力Ｐの上昇幅を大きくする。これにより、排気通路３１ａにおけるデポジットの増加を適正に抑制することができる。
【００６９】
（第２実施形態）
次に第２実施形態に係るポンプ制御部７０について図７、８を用いて説明する。第２実施形態に係るポンプ制御部７０は、第１実施形態に係るポンプ制御部７０と比べて、制御処理が異なる。以下では、第２実施形態に係る制御処理について説明する。
【００７０】
図７に示すように、第２実施形態の制御処理が、第１実施形態の制御処理と異なる点は、ＤＰＦ３３に捕集されたＰＭをポスト噴射により燃焼除去するフィルタ再生処理（以下、再生処理という）を実施する点である。なお、図７において、先の図２で説明した内容と同一の内容については、説明を省略する。
【００７１】
制御処理を開始すると、まずステップＳ３０において、再生処理を実施するかを判定する。再生処理は、ＤＰＦ３３に捕集されたＰＭの捕集量Ｒｅが、所定の基準捕集量Ｒｅｋよりも大きくなった場合、又は、前回の再生処理から所定周期Ｘｎが経過した場合に実施される。なお、所定の基準捕集量Ｒｅｋは、ＤＰＦ３３におけるＰＭの限界捕集量に基づいて定められており、所定周期Ｘｎは、例えば、車両が１０００ｋｍ走行するのに必要な走行期間である。ステップＳ１６で肯定判定すると、ステップＳ１０に進む。
【００７２】
一方、ステップＳ３０で否定判定すると、制御モードを再生モードに切り替え、ステップＳ３２において再生処理を実施し、制御処理を終了する。再生処理では、除去処理よりも排気ガスの温度が上昇するため、再生処理で生じた熱によりデポジットが除去される。なお、本実施形態において、ステップＳ３２の処理が「フィルタ再生部」に相当する。
【００７３】
したがって、再生処理が次に実施されるまでの残り期間Ｘｒを予想し、予想された残り期間Ｘｒが、除去処理が次に実施されるまでの基準期間Ｘｒｋよりも小さければ、再生処理が実施されるまで除去処理を実施する必要がない。
【００７４】
本実施形態の制御処理では、ステップＳ１８で否定判定すると、ステップＳ３４に進み、残り期間Ｘｒを予測する。残り期間Ｘｒは、例えば、前回の再生処理からの経過期間Ｘｐを再生処理の所定周期Ｘｎから差し引くことによって算出することができる。なお、本実施形態において、ステップＳ３４の処理が「予測部」に相当する。
【００７５】
続くステップＳ３６において、ステップＳ３４で予測された残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短いかを判定する。ここで、基準期間Ｘｒｋは、堆積量Ｑａが第２閾値Ｑａｋ２から所定の第３閾値Ｑａｋ３（図８参照）まで増加するまでの所要期間を示す。なお、基準期間Ｘｒｋは、例えば２０分であり、再生処理の所定周期Ｘｎに比べてはるかに短い。所定の第３閾値Ｑａｋ３は、エンジン３０の正常燃焼が可能な最大堆積量に基づいて定められており、第２閾値Ｑａｋ２よりも大きい。第３閾値Ｑａｋ３は、現状の噴射状態、すなわち抑制処理の状況に応じて設定されるとよい。なお、基準期間Ｘｒｋは、除去処理が次に実施されるまでの経過期間に相当する。本実施形態において、基準期間Ｘｒｋが「所定期間」に相当する。
【００７６】
ステップＳ３６で否定判定すると、制御モードを除去モードに切り替え、除去処理を実施する（Ｓ２４）。一方、ステップＳ３６で肯定判定すると、制御モードを抑制モードに切り替え、抑制処理等を実施する（Ｓ２０、Ｓ２２）。つまり、残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短い場合に、堆積量Ｑａが第２閾値Ｑａｋ２より大きくても、除去処理（Ｓ２４）を実施しない。そのため、除去処理が実施される回数が抑制される。
【００７７】
続いて、図８に、本実施形態の制御処理の一例を示す。詳しくは、図８は、高速走行不可状態における堆積量Ｑａの推移を示す。ここで、図８（ａ）は、駆動信号Ｓｍの推移を示し、図８（ｂ）は、堆積量Ｑａの推移を示し、図８（ｃ）は、供給圧力Ｐの推移を示し、図８（ｄ）は、ＤＰＦ３３に捕集されたＰＭの捕集量Ｒｅの推移を示し、図８（ｅ）は、制御モードの推移を示し、図８（ｆ）は、ミキサ温度Ｔｍの推移を示す。なお、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）において、グラフＦ１（実線）は、再生処理を考慮して除去処理を実施する本実施形態における各種値の推移を示し、グラフＦ２（破線）は、再生処理を考慮せずに除去処理を実施する比較技術における各種値の推移を示す。
【００７８】
図８（ａ）に示すように、時刻ｔ１で車両の走行が開始され、駆動信号Ｓｍの出力が開始されると、通常モードにおいて噴射弁５０から尿素水の噴射が開始される。これにより、堆積量Ｑａ及び捕集量Ｒｅが増加し、ミキサ温度Ｔｍが温度Ｔｏから上昇する。なお、本実施形態では、時刻ｔ１で、堆積量Ｑａが初期堆積量Ｑａｓであり、捕集量Ｒｅが所定の初期集積量Ｒｅｓである。
【００７９】
図８（ｆ）に示すように、高速走行不可状態では、後述する時刻ｔ２８を経過するまでは、ミキサ温度Ｔｍが基準温度Ｔｍｋに到達しない。そのため、高速走行不可状態では、エンジン３０の運転状態によるデポジットの除去が行われずに、デポジットが堆積される。
【００８０】
その後時刻ｔ２で堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１に達すると、図８（ｄ）に実線で示すように、制御モードが抑制モードに切り替えられ、抑制処理が実施される。
【００８１】
その後時刻ｔ２１で堆積量Ｑａが第２閾値Ｑａｋ２に達すると、残り期間Ｘｒが予測され、予測された残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短いかが判定される。図８（ｄ）に示すように、時刻ｔ２１では、捕集量Ｒｅが基準捕集量Ｒｅｋよりも小さく、残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短い。そのため、制御モードが除去モードに切り替えられ、除去処理が実施される。
【００８２】
その後、時刻ｔ２１からその後の時刻ｔ２２までに除去処理が実施され、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までの期間に２回目の通常処理が実施され、時刻ｔ２３から２回目の抑制処理が実施される。その後時刻ｔ２５で堆積量Ｑａが再び第２閾値Ｑａｋ２に達すると、残り期間Ｘｒが予測され、予測された残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短いかが判定される。
【００８３】
図８（ｄ）に示すように、時刻ｔ２５では、捕集量Ｒｅが基準捕集量Ｒｅｋ近くまで増加しており、残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも長い。そのため、制御モードが抑制モードに維持され、抑制処理が継続される。この場合、堆積量Ｑａは第２閾値Ｑａｋ２を超えて上昇し、目標圧力Ｐｔｇも上昇を続ける。しかし、抑制処理が継続されるため、図８（ｂ）に実線で示すように、通常処理に比べてデポジットの増加が抑制される。
【００８４】
その後時刻ｔ２７で捕集量Ｒｅが基準捕集量Ｒｅｋに達すると、制御モードが再生モードに切り替えられ、再生処理が実施される。これにより、その後の時刻ｔ２８までに亘って捕集量Ｒｅがゼロまで減少する。また、ミキサ温度Ｔｍが基準温度Ｔｍｋを超えて上昇し、その後の時刻ｔ２８までに亘ってデポジットがゼロまで減少する。なお、再生処理によりミキサ３５が到達する温度（例えば６００℃）は、除去処理によりミキサ３５が到達する温度（例えば４００℃）よりも高い。時刻ｔ２８で捕集量Ｒｅがゼロまで減少すると、制御モードが通常モードに切り替えられる。つまり、本実施形態では、時刻ｔ１から時刻ｔ２８までに除去処理が１回のみ実施される。
【００８５】
一方、比較技術では、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）に破線で示すように、時刻ｔ２５で堆積量Ｑａが第２閾値Ｑａｋ２に達すると、制御モードが除去モードに切り替えられ、除去処理が実施される。これにより、その後の時刻ｔ２６までに亘ってデポジットがゼロまで減少する。時刻ｔ２６でデポジットがゼロまで減少すると、制御モードが通常モードに切り替えられる。
【００８６】
その後時刻ｔ２７で捕集量Ｒｅが基準捕集量Ｒｅｋに達すると、本実施形態と同様に、制御モードが再生モードに切り替えられ、再生処理が実施される。つまり、比較技術では、時刻ｔ１から時刻ｔ２８までに除去処理が２回実施される。したがって、本実施形態では、比較技術よりも除去処理が実施される回数が抑制される。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態では、再生処理が次に実施されるまでの残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短く、基準期間Ｘｒｋ内に再生処理が実施される場合には、除去処理を実施しない。これにより、残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短い場合にも除去処理を実施する場合に比べて、除去処理が実施される回数を抑制することができる。これにより、エンジン３０におけるエネルギ消費を抑制しつつ、排気通路３１ａに堆積したデポジットを適正に除去することができる。
【００８８】
特に本実施形態では、残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短い場合に、抑制処理を実施し、排気通路３１ａにおけるデポジットの増加を抑制する。これにより、再生処理が実施される前に、堆積量Ｑａが第３閾値Ｑａｋ３に達することが抑制され、エンジン３０の正常燃焼を維持することができる。
【００８９】
（第３実施形態）
次に第３実施形態に係るポンプ制御部７０について図９、１０を用いて説明する。第３実施形態に係るポンプ制御部７０は、第２実施形態に係るポンプ制御部７０と比べて、制御処理が異なる。以下では、第３実施形態に係る制御処理について説明する。
【００９０】
図９に示すように、第３実施形態の制御処理が、第２実施形態の制御処理と異なる点は、抑制処理を実施しない点である。なお、図９において、先の図２、図７で説明した内容と同一の内容については、説明を省略する。
【００９１】
制御処理において、ステップＳ１４で堆積量Ｑａを取得すると、ステップＳ４０において、ステップＳ１４で取得された堆積量Ｑａが所定の閾値Ｑａｋよりも小さいかを判定する。所定の閾値Ｑａｋは、第２実施形態における第２閾値Ｑａｋ２に相当する。ステップＳ４０で肯定判定すると、制御モードを通常モードに維持し、制御処理を終了する。
【００９２】
ステップＳ４０で否定判定すると、ステップＳ３４に進み、残り期間Ｘｒを予測する。続くステップＳ３６において、ステップＳ３４で予測された残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短いかを判定する。ステップＳ３６で否定判定すると、制御モードを除去モードに切り替え、除去処理を実施する（Ｓ２４）。
【００９３】
一方、ステップＳ３６で肯定判定すると、制御モードを通常モードに維持し、制御処理を終了する。つまり、残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短い場合に、堆積量Ｑａが第２閾値Ｑａｋ２より大きくても、除去処理（Ｓ２４）を実施しない。そのため、除去処理が実施される回数が抑制される。
【００９４】
続いて、図１０に、本実施形態の制御処理の一例を示す。詳しくは、図１０は、高速走行不可状態における堆積量Ｑａの推移を示す。ここで、図１０（ａ）は、駆動信号Ｓｍの推移を示し、図１０（ｂ）は、堆積量Ｑａの推移を示し、図８（ｃ）は、ＤＰＦ３３に捕集されたＰＭの捕集量Ｒｅの推移を示し、図１０（ｄ）は、制御モードの推移を示し、図１０（ｆ）は、ミキサ温度Ｔｍの推移を示す。なお、図１０（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）において、グラフＦ１（実線）は、再生処理を考慮して除去処理を実施する本実施形態における各種値の推移を示し、グラフＦ２（破線）は、再生処理を考慮せずに除去処理を実施する比較技術における各種値の推移を示す。
【００９５】
図１０（ａ）に示すように、時刻ｔ１で車両の走行が開始され、駆動信号Ｓｍの出力が開始されると、通常モードにおいて噴射弁５０から尿素水の噴射が開始される。これにより、堆積量Ｑａ及び捕集量Ｒｅが増加し、ミキサ温度Ｔｍが温度Ｔｏから上昇する。なお、本実施形態では、時刻ｔ１で、堆積量Ｑａが初期堆積量Ｑａｓであり、及び捕集量Ｒｅが初期集積量Ｒｅｓである。
【００９６】
図１０（ｅ）に示すように、高速走行不可状態では、後述する時刻ｔ３６を経過するまでは、ミキサ温度Ｔｍが基準温度Ｔｍｋに到達しない。一方、図５に斜線で示すように、ＳＣＲ温度Ｔｓはデポジットを堆積可能な基準温度Ｔｓｋを超えて上昇する。そのため、高速走行不可状態では、エンジン３０の運転状態によるデポジットの除去が行われずに、デポジットが堆積される。
【００９７】
その後時刻ｔ３１で堆積量Ｑａが閾値Ｑａｋに達すると残り期間Ｘｒが予測され、予測された残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短いかが判定される。図１０（ｃ）に示すように、時刻ｔ３１では、捕集量Ｒｅが基準捕集量Ｒｅｋよりも小さく、残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短い。そのため、制御モードが除去モードに切り替えられ、除去処理が実施される。
【００９８】
その後、時刻ｔ３１からその後の時刻ｔ３２までに除去処理が実施され、時刻ｔ３２から２回目の通常処理が実施される。その後時刻ｔ３３で堆積量Ｑａが再び閾値Ｑａｋに達すると、残り期間Ｘｒが予測され、予測された残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短いかが判定される。
【００９９】
図１０（ｃ）に示すように、時刻ｔ３３では、捕集量Ｒｅが基準捕集量Ｒｅｋ近くまで増加しており、残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも長い。そのため、制御モードが通常モードに維持される。
【０１００】
その後時刻ｔ３５で捕集量Ｒｅが基準捕集量Ｒｅｋに達すると、制御モードが再生モードに切り替えられ、再生処理が実施される。これにより、その後の時刻ｔ３６までに亘って捕集量Ｒｅがゼロまで減少する。また、ミキサ温度Ｔｍが基準温度Ｔｍｋを超えて上昇し、その後の時刻ｔ３６までに亘ってデポジットがゼロまで減少する。時刻ｔ３６で捕集量Ｒｅがゼロまで減少すると、制御モードが通常モードに切り替えられる。つまり、本実施形態では、時刻ｔ１から時刻ｔ２８までに除去処理が１回のみ実施される。
【０１０１】
一方、比較技術では、図８（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）に破線で示すように、時刻ｔ３３で堆積量Ｑａが閾値Ｑａｋに達すると、制御モードが除去モードに切り替えられ、除去処理が実施される。これにより、その後の時刻ｔ３４までに亘ってデポジットがゼロまで減少する。時刻ｔ３４でデポジットがゼロまで減少すると、制御モードが通常モードに切り替えられる。
【０１０２】
その後時刻ｔ２７で捕集量Ｒｅが基準捕集量Ｒｅｋに達すると、本実施形態と同様に、制御モードが再生モードに切り替えられ、再生処理が実施される。つまり、比較技術では、時刻ｔ１から時刻ｔ３６までに除去処理が２回実施される。したがって、本実施形態では、比較技術よりも除去処理が実施される回数が抑制される。
【０１０３】
以上説明したように、本実施形態では、再生処理が次に実施されるまでの残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短く、基準期間Ｘｒｋ内に再生処理が実施される場合には、除去処理を実施しない。これにより、残り期間Ｘｒが基準期間Ｘｒｋよりも短い場合にも除去処理を実施する場合に比べて、除去処理が実施される回数を抑制することができる。これにより、エンジン３０におけるエネルギ消費を抑制しつつ、排気通路３１ａに堆積したデポジットを適正に除去することができる。
【０１０４】
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。
【０１０５】
液状の還元剤は、尿素水に限定されず、例えば、尿素水以外のアンモニア由来化合物を噴射するものであってもよい。
【０１０６】
尿素水が噴射により排気通路３１ａに供給される形態を例示したが、これに限定されず、例えば、水滴状の尿素水を排気通路３１ａに供給してもよい。
【０１０７】
除去処理として、ポスト噴射による排気ガスの温度上昇によりデポジットを除去する例を示したが、これに限定されず、例えば、排気管３１周りに、電気式のヒータが設けられており、ヒータ加熱によりデポジットを除去してもよい。この場合、除去処理は、ヒータ加熱分だけ、抑制処理よりもポンプ制御部７０の電力消費が多く、抑制処理よりもエンジン３０におけるエネルギ消費が増大する。
【０１０８】
堆積量Ｑａと供給圧力Ｐとの関係を示す換算テーブルとして、堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１よりも大きい領域において、堆積量Ｑａが多いほど供給圧力Ｐが高くなるものを例示したが、これに限定されない。例えば、堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１よりも大きい領域において、供給圧力Ｐが一定の目標圧力Ｐｔｇに設定されてもよい。
【０１０９】
また、堆積量Ｑａと供給圧力Ｐとの関係を示す換算テーブルとして、堆積量Ｑａが第１閾値Ｑａｋ１よりも大きい領域において、供給圧力Ｐが、堆積量Ｑａの増加に対応して線形的に増加する例を示したが、これに限定されない。例えば、二次関数や指数関数など、供給圧力Ｐが、堆積量Ｑａの増加に対応して単純増加するものであれば、その関数や形状を問わない。
【０１１０】
再生処理の所定周期Ｘｎとして、走行期間を例示したが、これに限定されず、例えば、走行距離であってもよければ、噴射弁５０の噴射回数であってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１０…排気浄化システム、３０…エンジン、３１ａ…排気通路、５０…噴射弁、Ｑａ…堆積量、Ｑａｋ１…第１閾値、Ｑａｋ２…第２閾値。
【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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