(57)【要約】【課題】低吸入空気量の運転条件下で、燃料消費量および製造コストを増加させることなく、ＰＭ除去フィルタの再生中に温度の急上昇を抑制する。【解決手段】制御装置は、ＰＭ除去フィルタの再生中に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジンの運転領域がＢ’領域内になる場合に（Ｓ１０２）、バイパスバルブをベース開度で開くステップ（Ｓ１０４）と、吸入空気量が下限吸入空気量よりも小さい場合に（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、Ｃ点の圧力を算出するステップ（Ｓ１０８）と、Ｄ点の圧力を算出するステップ（Ｓ１１０）と、Ｅ点の圧力を算出するステップ（Ｓ１１２）と、Ｃ−Ｅ点の差圧とＤ−Ｅ点の差圧とからバイパス通路を流通する空気の流量を算出するステップ（Ｓ１１４）と、目標開度となるようにバイパスバルブの開度を調整するステップ（Ｓ１１６）とを含む、制御処理を実行する。【選択図】図３
2019052562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに接続され、排気が流通する排気通路と、
前記排気通路に設けられ、前記排気通路を流通する前記排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記エンジンに接続され、吸気が流通する吸気通路と、
前記排気通路を流通する排気のエネルギーを用いて前記吸気通路を流通する吸気を過給する過給機と、
前記吸気通路のうちの前記過給機によって過給された吸気が流通する部分と、前記排気通路のうちの前記過給機と前記フィルタとの間の部分とを接続するバイパス通路と、
前記バイパス通路内を流通する空気の流量の調整が可能な開閉弁と、
前記開閉弁の開度を調整するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記フィルタに堆積した前記粒子状物質を燃焼させる再生中に、前記エンジンの運転状態が低負荷かつ低回転数の予め定められた運転状態に移行する場合に、前記バイパス通路内の第１圧力と、前記吸気通路と前記バイパス通路との接続位置よりも前記過給機側の前記吸気通路内の第２圧力との差圧と、前記接続位置よりも前記エンジン側の前記吸気通路内の第３圧力と前記第２圧力との差圧とを用いて前記バイパス通路内を流通する空気の流量を推定し、前記フィルタを流通するガスの流量が前記フィルタの過熱を抑制する流量になるように前記開閉弁の開度を調整する、排気処理装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記エンジンの運転状態が前記予め定められた運転状態に移行する場合に、前記開閉弁の開度を予め定められたベース開度にした後に、前記開閉弁の開度を調整する、請求項１に記載の排気処理装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記排気通路から前記フィルタに流通するガスの流量と前記バイパス通路内を流通する空気の流量との和が前記フィルタの過熱を抑制する流量になるように前記開閉弁の開度を調整する、請求項１または２に記載の排気処理装置。
【請求項４】
前記排気処理装置は、前記フィルタよりも前記過給機側の前記排気通路内の圧力を検出する排気圧力検出部をさらに備え、
前記制御装置は、前記排気圧力検出部によって検出される圧力と前記開閉弁の開度とに基づいて前記第１圧力を推定する、請求項１〜３のいずれかに記載の排気処理装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記エンジンの回転数と、前記エンジンに供給される燃料量とに基づいて前記第２圧力を推定する、請求項１〜４のいずれかに記載の排気処理装置。
【請求項６】
前記排気処理装置は、
前記接続位置よりも前記エンジン側の前記吸気通路内の圧力を検出する吸気圧力検出部と、
前記接続位置と前記吸気圧力検出部との間の前記吸気通路内に設けられる吸気絞り弁とをさらに備え、
前記制御装置は、前記吸気圧力検出部によって検出される圧力と前記吸気絞り弁の開度とに基づいて前記第３圧力を推定する、請求項１〜５のいずれかに記載の排気処理装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記開閉弁を開いた後に、前記フィルタの再生中に前記エンジンの運転状態が前記予め定められた運転状態に移行してから予め定められた時間が経過する場合、前記エンジンの運転状態が前記予め定められた運転状態と異なる運転状態となる場合、および、前記フィルタの再生が完了した場合のうちの少なくともいずれかの場合に前記開閉弁を閉じる、請求項１〜６のいずれかに記載の排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気を浄化する排気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の排気中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate  Matter）を浄化するために、エンジンの排気管には排気処理装置が設けられる。この排気処理装置は、たとえば、粒子状物質を捕集するＰＭ除去フィルタと、ＰＭ除去フィルタよりも排気の流れの上流側に配置された酸化触媒(ＤＯＣ：Diesel  Oxidation  Catalyst)とを含む。ＰＭ除去フィルタにおける粒子状物質の堆積量が多くなると、フィルタが目詰まりを起こして排気の浄化機能が低下するため、ＰＭ除去フィルタを昇温させることによって捕集した粒子状物質を燃焼させてフィルタから除去する、所謂、ＰＭ除去フィルタの再生が行なわれる。
【０００３】
ＰＭ除去フィルタの再生では、排気に燃料を添加して、添加した燃料を酸化触媒で反応させ、その反応熱によって排気をＰＭ除去フィルタの再生が可能な温度範囲（約６００℃〜７００℃）まで昇温させる。そして、高温となった排気がＰＭ除去フィルタを流通することによって、ＰＭ除去フィルタ内のＰＭが燃焼する。
【０００４】
このようなＰＭ除去フィルタの再生中にエンジンの運転条件が変化して排気の流量が減少するとＰＭ除去フィルタの温度が急上昇する可能性がある。
【０００５】
そのため、たとえば、特開２００３−２０６７２６号公報（特許文献１）は、過給後の空気をヒータで加熱して排気マニホールドに合流させることで排気の流量の減少を抑制する技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０６７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１においては、過給後の空気が流通する吸気管と排気マニホールドとを接続する配管に空気を加熱するためのヒータを別途設けることになり、製造コストが増加するという問題が発生する。また、エンジンの運転条件を排気の流量の減少を抑制するように変化させることも考えられるが、その結果として、エンジン回転数が上昇する場合には、燃料消費量が増加するため燃費が悪化するという問題が発生する。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、燃料消費量および製造コストを増加させることなく、ＰＭ除去フィルタの再生中におけるＰＭ除去フィルタの温度の急上昇を抑制する排気処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面に係る排気処理装置は、エンジンに接続され、排気が流通する排気通路と、排気通路に設けられ、排気通路を流通する排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、エンジンに接続され、吸気が流通する吸気通路と、排気通路を流通する排気のエネルギーを用いて吸気通路を流通する吸気を過給する過給機と、吸気通路のうちの過給機によって過給された吸気が流通する部分と、排気通路のうちの過給機とフィルタとの間の部分とを接続するバイパス通路と、バイパス通路内を流通する空気の流量の調整が可能な開閉弁と、開閉弁の開度を調整するための制御装置とを備える。制御装置は、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる再生中に、エンジンの運転状態が低負荷かつ低回転数の予め定められた運転状態に移行する場合に、バイパス通路内の第１圧力と、吸気通路とバイパス通路との接続位置よりも過給機側の吸気通路内の第２圧力との差圧と、接続位置よりもエンジン側の吸気通路内の第３圧力と第２圧力との差圧とを用いてバイパス通路内を流通する空気の流量を推定し、フィルタを流通するガスの流量がフィルタの過熱を抑制する流量になるように開閉弁の開度を調整する。
【００１０】
このようにすると、フィルタの再生中にエンジンの運転状態が予め定められた運転状態に移行する場合、開閉弁が開かれることによって、予め定められた運転状態に移行する前の排気エネルギーにより作動する過給機によって過給された空気が吸気通路からバイパス通路を経由してフィルタよりも上流の排気通路に流通する。その結果、フィルタに流通するガスの流量を増加させることができる。特に、第１圧力、第２圧力および第３圧力を用いてバイパス通路内の空気量を精度高く推定することができるため、フィルタを流通するガス流量がフィルタの過熱を抑制する流量になるように開閉弁の開度を精度高く調整することができる。これにより、フィルタの温度の急上昇を抑制することができる。また、エンジンの運転状態を燃費が悪化するように変化させたり、ヒータ等の部品を別途設けたりすることもないため、燃料消費量および製造コストの増加を抑制することができる。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、エンジンの運転状態が予め定められた運転状態に移行する場合に、開閉弁の開度を予め定められたベース開度にした後に、開閉弁の開度を調整する。
【００１２】
このようにすると、開閉弁の開度を予め定められたベース開度になるまで開くことによって、バイパス通路内に空気を速やかに流通させることができるため、フィルタの温度の急上昇を抑制することができる。
【００１３】
さらに好ましくは、制御装置は、排気通路からフィルタに流通するガスの流量とバイパス通路内を流通する空気の流量との和がフィルタの過熱を抑制する流量になるように開閉弁の開度を調整する。
【００１４】
このようにすると、フィルタの再生中においてエンジンの運転状態が予め定められた運転状態に移行する場合にフィルタに流通するガスの流量を増加させて、フィルタの温度の急上昇を抑制することができる。
【００１５】
さらに好ましくは、排気処理装置は、フィルタよりも過給機側の排気通路内の圧力を検出する排気圧力検出部をさらに備える。制御装置は、排気圧力検出部によって検出される圧力と開閉弁の開度とに基づいて第１圧力を推定する。
【００１６】
このようにすると、開閉弁の開度に基づく圧力損失を考慮して第１圧力を精度高く推定することができる。
【００１７】
さらに好ましくは、制御装置は、エンジンの回転数と、エンジンに供給される燃料量とに基づいて第２圧力を推定する。
【００１８】
このようにすると、エンジンの回転数とエンジンに供給される燃料量とから第２圧力を精度高く推定することができる。
【００１９】
さらに好ましくは、排気処理装置は、接続位置よりもエンジン側の吸気通路内の圧力を検出する吸気圧力検出部と、接続位置と吸気圧力検出部との間の吸気通路内に設けられる吸気絞り弁とをさらに備える。制御装置は、吸気圧力検出部によって検出される圧力と吸気絞り弁の開度とに基づいて第３圧力を推定する。
【００２０】
このようにすると、吸気絞り弁の開度に基づく圧力損失を考慮して第３圧力を精度高く推定することができる。
【００２１】
さらに好ましくは、制御装置は、開閉弁を開いた後に、フィルタの再生中にエンジンの運転状態が予め定められた運転状態に移行してから予め定められた時間が経過する場合、エンジンの運転状態が予め定められた運転状態と異なる運転状態となる場合、および、フィルタの再生が完了した場合のうちの少なくともいずれかの場合に開閉弁を閉じる。
【００２２】
このようにすると、開閉弁の開状態が不必要に継続されることを抑制することができるため、過給圧の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によると、燃料消費量および製造コストを増加させることなく、ＰＭ除去フィルタの再生中におけるＰＭ除去フィルタの温度の急上昇を抑制する排気処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施の形態におけるエンジンの概略構成を示す図である。
【図２】エンジン回転数と負荷との関係を示す図である。
【図３】制御装置で実行される制御処理を示すフローチャートである。
【図４】制御装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２６】
図１は、本実施の形態におけるエンジン１の概略構成を示す図である。本実施の形態において、エンジン１は、ディーゼルエンジンであればよく、以下において、たとえば、コモンレール式のディーゼルエンジンを一例として説明する。
【００２７】
エンジン１は、エンジンブロック２と、吸気マニホールド２８と、過給機３０と、排気マニホールド５０と、排気処理装置５６と、排気再循環装置（以下、ＥＧＲ（Exhaust  Gas  Recirculation）装置と記載する）６０と、制御装置２００と、エンジン回転数センサ２０２と、大気圧センサ２０４と、エアフローメータ２０８とを備える。
【００２８】
エンジンブロック２には、複数の気筒４が形成され、複数の気筒４の各々には複数のインジェクタ（図示せず）がそれぞれ設けられる。本実施の形態においては、エンジン１は、直列４気筒エンジンを一例として説明するが、その他の気筒レイアウト（たとえば、Ｖ型あるいは水平型）のエンジンであってもよい。
【００２９】
複数のインジェクタの各々は、コモンレールに接続されている。燃料タンクに貯留された燃料は、燃料フィルタを経由して燃料ポンプ（いずれも図示せず）によって所定圧まで加圧されてコモンレールへ供給される。コモンレールに供給された燃料は複数のインジェクタの各々から所定のタイミングで噴射される。複数のインジェクタ１６は、制御装置２００からの制御信号に基づいて動作する。
【００３０】
エアクリーナ（図示せず）は、エンジン１の外部から吸入される空気から異物を除去する。エアクリーナには、第１吸気管２２の一方端が接続される。
【００３１】
第１吸気管２２の他方端には、過給機３０のコンプレッサ３２の入口に接続される。コンプレッサ３２の出口には、第２吸気管２４の一方端が接続される。コンプレッサ３２は、後述する第１排気管５２を流通する排気のエネルギーを用いて第１吸気管２２から流通する空気を過給して第２吸気管２４に供給する。
【００３２】
第２吸気管２４の他方端には、第３吸気管２７の一方端が接続される。なお、第３吸気管２７には、たとえば、第３吸気管２７を流通する空気を冷却する空冷式あるいは水冷式の熱交換器であるインタークーラが設けられてもよい。
【００３３】
第３吸気管２７の他方端には、吸気マニホールド２８が接続される。吸気マニホールド２８は、エンジンブロック２に形成される複数の気筒４の各々の吸気ポートに連結される。なお、吸気マニホールド２８の上流である第３吸気管２７には、吸気絞り弁１０が設けられる。さらに、吸気マニホールド２８には、吸気圧センサ１８が設けられる。
【００３４】
排気マニホールド５０は、エンジンブロック２に形成される複数の気筒４の各々の排気ポートに連結される。排気マニホールド５０には、第１排気管５２の一方端が接続される。第１排気管５２の他方端は、過給機３０のタービン３６の入口に接続される。そのため、各気筒の排気ポートから排出される排気は、排気マニホールド５０に集められた後、第１排気管５２を経由してタービン３６に供給される。
【００３５】
タービン３６の出口には、第２排気管５４の一方端が接続される。第２排気管５４の他方端は、排気処理装置５６の入口部分に接続される。排気処理装置５６は、酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel  Oxidation  Catalyst）５６ａと、ＰＭ除去フィルタ５６ｂと、差圧センサ５６ｃとを含む。
【００３６】
ＰＭ除去フィルタ５６ｂは、酸化触媒５６ａよりも排気の流路（排気通路）における下流側に設けられる。差圧センサ５６ｃの第１検出素子は、酸化触媒５６ａとＰＭ除去フィルタ５６ｂとの間の排気管内に設けられる。差圧センサ５６ｃの第２検出素子は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂと第３排気管５８との間の排気管内に設けられる。差圧センサ５６ｃは、酸化触媒５６ａとＰＭ除去フィルタ５６ｂとの間の排気管内の圧力と、ＰＭ除去フィルタ５６ｂと第３排気管５８との間の排気管内の圧力との差圧（相対圧）を検出する。
【００３７】
ＰＭ除去フィルタ５６ｂは、排気処理装置５６内を流通する排気に含まれる粒子状物質（以下、ＰＭ（Particulate  Matter）と記載する。）を捕集する。ＰＭ除去フィルタ５６ｂは、たとえば、セラミックやステンレス等によって形成される。捕集されたＰＭは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂ内に堆積する。
【００３８】
酸化触媒５６ａは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに堆積したＰＭを燃焼させ、除去する（再生する）再生機構として機能する。酸化触媒５６ａは、排気が流通する場合に、流通する排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）および炭素酸化物（ＣＯｘ）などを酸化するとともに、酸化触媒５６ａよりも上流側の排気中に燃料添加装置から添加された燃料が含まれる場合には燃料を酸化する。燃料添加装置として各気筒に設けられたインジェクタを用いてもよい。各気筒の燃焼行程でポスト噴射を実施することで、インジェクタより排気に燃料が添加される。燃料の酸化によって生じる反応熱により酸化触媒５６ａを通過する排気の温度が上昇する。高温の排気がＰＭ除去フィルタ５６ｂを通過することによってＰＭ除去フィルタ５６ｂの温度が上昇し、ＰＭ除去フィルタ５６ｂ内に堆積したＰＭが酸化除去される（燃焼させられる）。これにより、ＰＭ除去フィルタ５６ｂが再生される。なお、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生の詳細については後述する。
【００３９】
排気処理装置５６の出口部分には、第３排気管５８の一方端が接続される。第３排気管５８の他方端には、触媒などの排気から特定の成分を除去する追加の排気処理装置やマフラー等が接続される。そのため、タービン３６から排出された排気は、第２排気管５４、排気処理装置５６、第３排気管５８、各種触媒およびマフラー等を経由して車外に排出される。なお、第３排気管５８の他方端は、大気開放されているものとする。
【００４０】
吸気マニホールド２８と排気マニホールド５０とは、エンジンブロック２を経由せずにＥＧＲ装置６０によって接続される。ＥＧＲ装置６０は、ＥＧＲバルブ６２と、ＥＧＲ通路６６とを含む。ＥＧＲ通路６６の一方端は、吸気マニホールド２８に接続され、ＥＧＲ通路６６の他方端は、排気マニホールド５０に接続される。ＥＧＲバルブ６２は、ＥＧＲ通路６６の途中に設けられる。なお、ＥＧＲ通路６６には、ＥＧＲ通路６６を流通するＥＧＲガスを冷却する水冷式あるいは空冷式の熱交換器であるＥＧＲクーラーが設けられてもよい。
【００４１】
ＥＧＲバルブ６２は、制御装置２００からの制御信号に応じて、ＥＧＲ通路６６を流通するＥＧＲガスの流量を調整する。排気マニホールド５０内の排気がＥＧＲ装置６０を経由してＥＧＲガスとして吸気側に戻されることによって気筒内の燃焼温度が低下され、ＮＯｘの生成量が低減される。
【００４２】
第２吸気管２４と第３吸気管２７との接続位置には、バイパス通路１４の一方端が接続される。バイパス通路１４の他方端は、第２排気管５４に接続される。バイパス通路１４の途中には、バイパスバルブ１２が設けられる。
【００４３】
バイパスバルブ１２は、制御装置２００からの制御信号に応じて、開度が調整される開閉弁である。バイパスバルブ１２の開度が調整されることによってバイパス通路１４を流通する空気の流量が調整される。
【００４４】
過給機３０は、コンプレッサ３２と、タービン３６とを含む。コンプレッサ３２のハウジング内にはコンプレッサホイールが収納され、タービン３６のハウジング内にはタービンホイール（いずれも図示せず）が収納される。コンプレッサホイールとタービンホイールとは、連結軸（図示せず）によって連結され、一体的に回転する。そのため、コンプレッサホイールは、タービンホイールに供給される排気のエネルギーによって回転駆動される。
【００４５】
エンジン１の動作は、制御装置２００によって制御される。制御装置２００は、各種処理を行なうＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、プログラムおよびデータを記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＣＰＵの処理結果等を記憶するＲＡＭ（Random  Access  Memory）等を含むメモリと、外部との情報のやり取りを行なうための入・出力ポート（いずれも図示せず）とを含む。入力ポートには、上述したセンサ類（たとえば、吸気圧センサ１８、差圧センサ５６ｃ、エンジン回転数センサ２０２、エアフローメータ２０８等）が接続される。出力ポートには、制御対象となる機器（たとえば、複数のインジェクタ１６、吸気絞り弁１０、バイパスバルブ１２等）が接続される。
【００４６】
制御装置２００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン１が所望の運転状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。また、制御装置２００には、時間の計測を行うためのタイマー回路（図示せず）が内蔵されている。
【００４７】
吸気圧センサ１８は、吸気マニホールド２８内の圧力を検出する。吸気圧センサ１８は、検出した圧力を示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４８】
差圧センサ５６ｃは、酸化触媒５６ａとＰＭ除去フィルタ５６ｂとの間の排気管内の圧力と、ＰＭ除去フィルタ５６ｂと第３排気管５８との間の排気管内の圧力との差圧（相対圧）を示す信号を制御装置２００に送信する。
【００４９】
エンジン回転数センサ２０２は、エンジン１のクランクシャフトの回転数をエンジン回転数ＮＥとして検出する。エンジン回転数センサ２０２は、検出したエンジン回転数ＮＥを示す信号を制御装置２００に送信する。
【００５０】
大気圧センサ２０４は、大気圧を検出する。大気圧センサ２０４は、検出した大気圧を示す信号を制御装置２００に送信する。
【００５１】
エアフローメータ２０８は、第１吸気管２２に導入される新気の流量（吸入空気量）Ｑｉｎを検出する。エアフローメータ２０８は、検出した吸入空気量Ｑｉｎを示す信号を制御装置２００に送信する。
【００５２】
以上のような構成を有するエンジン１の排気処理装置５６においては、ＰＭ除去フィルタ５６ｂにおけるＰＭの堆積量が多くなると、ＰＭ除去フィルタ５６ｂのフィルタ部分が目詰まりを起こして機能が低下する場合がある。そのため、制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂを再生するための再生制御を実行する。
【００５３】
より具体的には、制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂ内のＰＭの堆積量を取得する。制御装置２００は、たとえば、差圧センサ５６ｃによって検出される差圧（ＰＭによるＰＭ除去フィルタ５６ｂの閉塞状態）に基づいてＰＭの堆積量を推定する。制御装置２００は、推定されたＰＭの堆積量が再生判定値を超えると再生制御を実行する。このとき、制御装置２００は、たとえば、再生制御が実行中であることを示すフラグをオン状態に設定する。
【００５４】
制御装置２００は、再生制御が実行されると、燃料添加装置からの燃料添加を開始する。排気処理装置５６では、燃料添加装置から排気に燃料が添加されると、添加された燃料が酸化触媒５６ａで反応し、その反応熱によって排気が昇温する。そして、高温となった排気がＰＭ除去フィルタ５６ｂに流れることによって、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの温度が、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生が可能な温度範囲（約６００℃〜７００℃）内の温度まで昇温し、ＰＭ除去フィルタ５６内のＰＭが燃焼される。制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの温度がＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生が可能な温度範囲内の温度になった状態での経過時間をカウントし、カウントした経過時間の合計が所定の再生終了時間を超えた場合に、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生が完了したと判定する。このとき、制御装置２００は、たとえば、再生制御が実行中であることを示すフラグをオフ状態に設定する。
【００５５】
ところで、このようなＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生中において、エンジン１の運転条件はアイドル運転のような低吸入空気量の運転条件に変化する場合がある。
【００５６】
図２は、エンジン回転数と負荷との関係を示す図である。図２の縦軸は、エンジン１の負荷を示し、図２の横軸は、エンジン回転数ＮＥを示す。図２の斜めの複数の細破線の各々は、等空気量ラインを示す。図２の複数の等空気量ラインは、図２の右上に進むほど高い吸入空気量Ｑｉｎの等空気量ラインが配置されることを示している。
【００５７】
たとえば、ユーザがアクセルペダルの踏み込みを解除するなどすると、エンジン１の負荷およびエンジン回転数ＮＥが低下し、エンジン１の負荷とエンジン回転数ＮＥとによって特定される図２のグラフ上の位置（すなわち、エンジン１の運転領域）が図２の斜線領域で示されるＢ’領域内に移行する場合がある。
【００５８】
このＢ’領域は、下限吸入空気量Ｑｉｎ（０）の等空気量ライン（図２の太破線）と、図２の横軸と、エンジン回転数ＮＥ＝下限値ＮＥ（０）となるライン（図２の太実線）とで囲まれる領域であって、低負荷かつ低回転数となる予め定められた運転領域である。この運転領域においては、吸入空気量Ｑｉｎが下限吸入空気量Ｑｉｎ（０）よりも低くなる低吸入空気量の運転条件となる。エンジン１の運転領域がＢ’領域に移行する場合には、吸入空気量Ｑｉｎが減少するため、ＰＭ除去フィルタ５６ｂを流通するガスの流量も減少することとなる。特に吸入空気量Ｑｉｎが図２の太破線に示される下限吸入空気量Ｑｉｎ（０）を下回る場合には、ＰＭ除去フィルタ５６ｂを流通するガスの流量の減少によってＰＭ除去フィルタ５６ｂ内において熱がこもり、放熱量が不足することによってＰＭ除去フィルタ５６ｂの温度が急上昇する場合がある。
【００５９】
そのため、たとえば、エンジン回転数ＮＥの下限値をＮＥ（０）よりも高いＮＥ（１）に上昇させることによって、エンジン１の運転領域がＢ’領域に移行しないようにすることが考えられるが、エンジン回転数ＮＥの下限値の上昇によって燃料消費量が増加するという問題が発生する。また、吸気を排気側に送ることも考えられるが、温度調整や流量調整のためのヒータやポンプ等の部品を別途設ける場合には、製造コストが増加するという問題が発生する。
【００６０】
そこで、本実施の形態においては、制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生中に、エンジン１の運転状態が低負荷かつ低回転数の予め定められた運転状態（すなわち、Ｂ’領域）に移行する場合に、バイパス通路１４内の第１圧力と、第２吸気管２４とバイパス通路１４との接続位置よりも過給機３０側の第２吸気管２４内の第２圧力との差圧と、接続位置よりもエンジン１側の第３吸気管２７内の第３圧力と第２圧力との差圧とを用いてバイパス通路１４内を流通する空気の流量を推定し、ＰＭ除去フィルタ５６ｂを流通するガスの流量がＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量になるようにバイパスバルブ１２の開度を調整するものとする。
【００６１】
このようにすると、エンジン１の運転領域がＢ’領域に移行する前の排気エネルギーにより作動する過給機３０によって過給された空気が第２吸気管２４からバイパス通路１４を経由してＰＭ除去フィルタ５６ｂよりも上流の第２排気管５４に流通する。その結果、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに流通するガスの流量を増加させることができる。特に、第１圧力、第２圧力および第３圧力を用いてバイパス通路１４内の空気量を精度高く推定することができるため、ＰＭ除去フィルタ５６ｂを流通するガス流量がＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量になるようにバイパスバルブ１２の開度を精度高く調整することができる。これにより、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの温度の急上昇を抑制することができる。
【００６２】
以下に、図３を参照して、本実施の形態における制御装置２００で実行される制御処理について説明する。図３は、制御装置２００で実行される制御処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、所定の制御周期毎にメインルーチン（図示せず）から呼び出されて実行される。
【００６３】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生中であるか否かを判定する。制御装置２００は、たとえば、再生制御が実行中であることを示すフラグがオン状態である場合には、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生中であると判定する。ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。
【００６４】
Ｓ１０２にて、制御装置２００は、エンジン１の運転領域がＢ’領域内であるか否かを判定する。Ｂ’領域については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。制御装置２００は、エンジン回転数ＮＥと負荷（たとえば、燃料噴射量の指令値から算出）とによって特定される図２のグラフ上の位置がＢ’領域内である場合に、エンジン１の運転領域がＢ’領域内であると判定する。エンジン１の運転領域がＢ’領域内であると判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。
【００６５】
Ｓ１０４にて、制御装置２００は、バイパスバルブ１２の開度がベース開度になるようにバイパスバルブ１２を制御する。ベース開度は、予め定められた開度である。たとえば、バイパスバルブ１２の開度の変化（弁体の角度変化）に対してバイパス通路１４内の空気の流量の変化が大きくなる開度（たとえば、４０％〜６０％）がベース開度として設定されてもよい。
【００６６】
Ｓ１０６にて、制御装置２００は、吸入空気量Ｑｉｎが下限吸入空気量Ｑｉｎ（０）よりも小さいか否かを判定する。吸入空気量Ｑｉｎが下限吸入空気量Ｑｉｎ（０）よりも小さいと判定される場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。
【００６７】
Ｓ１０８にて、制御装置２００は、Ｃ点の圧力（第１圧力）を算出する。Ｃ点は、図１に示すように、バイパス通路１４の一方端と第２吸気管２４の一方端とが接続する接続位置よりもバイパス通路１４側のバイパス通路１４内の所定の位置である。制御装置２００は、差圧センサ５６ｃによって検出される圧力と、大気圧センサ２０４によって検出される圧力と、バイパスバルブ１２の開度とに基づいてＣ点の圧力を算出する。
【００６８】
より具体的には、制御装置２００は、バイパスバルブ１２の開度からバイパス通路１４における圧力損失を推定する。制御装置２００は、たとえば、バイパスバルブ１２の開度と圧力損失との関係を示すマップを用いてバイパスバルブ１２の現在の開度から現在の開度に対応する圧力損失を推定する。制御装置２００は、たとえば、差圧センサ５６ｃによって検出される圧力に推定された圧力損失分と大気圧センサ２０４によって検出される大気圧とを加算してＣ点の圧力を推定する。
【００６９】
なお、制御装置２００は、たとえば、バイパスバルブ１２の制御値に基づいてバイパスバルブ１２の開度を推定してもよいし、あるいは、図示しない開度センサを用いてバイパスバルブ１２の開度を検出してもよい。
【００７０】
Ｓ１１０にて、制御装置２００は、Ｄ点の圧力（第３圧力）を算出する。Ｄ点は、図１に示すように、上述のバイパス通路１４と第２吸気管２４との接続位置よりもエンジン１側の第３吸気管２７内の所定の位置である。また、Ｄ点は、接続位置と吸気絞り弁１０との間の位置でもある。制御装置２００は、たとえば、吸気圧センサ１８によって検出される吸気マニホールド２８内の圧力と、吸気絞り弁１０の開度とに基づいてＤ点の圧力を算出する。
【００７１】
より具体的には、制御装置２００は、吸気絞り弁１０の開度から第３吸気管２７における圧力損失を推定する。制御装置２００は、たとえば、吸気絞り弁１０の開度と圧力損失との関係を示すマップを用いて吸気絞り弁１０の現在の開度から現在の開度に対応する圧力損失を推定する。制御装置２００は、たとえば、吸気圧センサ１８によって検出される圧力に推定された圧力損失分を加算してＤ点の圧力を推定する。
【００７２】
なお、制御装置２００は、たとえば、吸気絞り弁１０の制御値に基づいて吸気絞り弁１０の開度を推定してもよいし、あるいは、図示しない開度センサを用いて吸気絞り弁１０の開度を検出してもよい。
【００７３】
Ｓ１１２にて、制御装置２００は、Ｅ点の圧力（第２圧力）を算出する。Ｅ点は、上述のバイパス通路１４と第２吸気管２４との接続位置よりも過給機３０側の第２吸気管２４内の所定の位置である。制御装置２００は、たとえば、エンジン回転数ＮＥとエンジン１に供給される燃料量（燃料噴射量の指令値）とに基づいて過給機３０の回転数を推定する。制御装置２００は、推定された過給機３０の回転数に基づいて過給圧を推定し、Ｅ点の圧力として算出する。制御装置２００は、たとえば、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量と過給機３０の回転数との関係を示すマップを用いて現在のエンジン回転数ＮＥと燃料噴射量とから現在の過給機３０の回転数を推定する。同様に、制御装置２００は、過給機３０の回転数と過給圧との関係を示すマップを用いて推定された過給機３０の回転数から現在の過給圧を推定する。
【００７４】
Ｓ１１４にて、制御装置２００は、Ｃ点の圧力とＥ点の圧力との差圧と、Ｄ点の圧力とＥ点の圧力との差圧とからバイパス通路１４内を流通する空気の流量（以下、第１流量と記載する場合がある）を算出する。制御装置２００は、たとえば、Ｃ点の圧力とＥ点の圧力との差圧と、Ｄ点の圧力とＥ点の圧力との差圧とから第２吸気管２４を流通する空気がどのような割合で第３吸気管２７とバイパス通路１４とに分岐して流通するかを推定し、推定された割合と、第２吸気管２４を流通する空気の流量とから第１流量を算出する。
【００７５】
Ｓ１１６にて、制御装置２００は、バイパスバルブ１２の開度が目標開度になるようにバイパスバルブ１２の開度を調整する。
【００７６】
より具体的には、制御装置２００は、たとえば、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに流通する流量がＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量になるようにバイパスバルブ１２の目標開度を設定する。すなわち、制御装置２００は、第１流量と過給機３０のタービン３６からＰＭ除去フィルタ５６ｂに流通する流量（以下、第２流量と記載する）との和がＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量のうちの下限値になるようにバイパスバルブ１２の目標開度を設定する。なお、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量のうちの下限値は、実験等によって適合される予め定められた値である。
【００７７】
制御装置２００は、たとえば、上述の推定された割合と第２吸気管２４を流通する空気の流量とから第３吸気管２７を流通する空気の流量を算出する。制御装置２００は、算出された第３吸気管２７を流通する空気の流量とエンジン１の運転状態（たとえば、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量の指令値）とから予め適合されたマップ等を用いて第２流量を推定する。制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量のうちの下限値から第２流量を減算することによって第１流量の目標流量を設定する。制御装置２００は、第１流量が目標流量になる目標開度を予め適合されたマップ等を用いて設定する。制御装置２００は、バイパスバルブ１２の開度が設定された目標開度になるようにバイパスバルブ１２を制御する。
【００７８】
Ｓ１１８にて、制御装置２００は、エンジン１の運転領域がＢ’領域である状態が継続する時間（以下、継続時間と記載する）がしきい値Ｔよりも短いか否かを判定する。しきい値Ｔは、たとえば、バイパスバルブ１２の開状態が継続した場合に過給圧が所定量だけ低下するまでの時間に基づいて設定されてもよいし、バイパス通路１４を経由して必要な流量の空気をＰＭ除去フィルタ５６ｂに供給できなくなるまでの時間に基づいて設定されてもよい。しきい値Ｔは、予め定められた値であってもよい。継続時間がしきい値Ｔよりも短いと判定される場合（Ｓ１１８にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０に移される。
【００７９】
Ｓ１２０にて、制御装置２００は、バイパス通路１４内を流通する空気の流量がしきい値以上であるか否かを判定する。しきい値は、たとえば、上述の目標流量であってもよいし、目標流量に一定のマージンを加算した値であってもよい。バイパス通路１４を流通する空気の流量がしきい値以上であると判定される場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２２に移される。
【００８０】
Ｓ１２２にて、制御装置２００は、エンジン１の運転領域がＢ領域であるか、あるいは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生が終了しているかを判定する。Ｂ領域は、エンジン１の運転領域（図２においてエンジン回転数ＮＥがＮＥ（０）以上となる運転領域）のうちのＢ’領域（図２の斜線の領域）とは異なる領域である。制御装置２００は、たとえば、エンジン回転数ＮＥと負荷とに基づく図２のグラフ上の位置がＢ領域内である場合にエンジン１の運転領域がＢ領域であると判定する。また、制御装置２００は、たとえば、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生制御が実行中であることを示すフラグがオフ状態となっている場合、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生が終了していると判定する。エンジン１の運転領域がＢ領域であると判定される場合や、あるいは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生が終了していると判定される場合には（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、処理はＳ１２４に移される。
【００８１】
Ｓ１２４にて、制御装置２００は、バイパスバルブ１２が閉じ状態（開度ゼロ）になるようにバイパスバルブ１２を制御する。
【００８２】
なお、上記した処理において、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生中でないと判定される場合や（Ｓ１００にてＮＯ）、運転領域がＢ’領域でないと判定される場合には（Ｓ１０２にてＮＯ）、この処理は終了される。
【００８３】
また、継続時間がしきい値Ｔ以上となる場合には（Ｓ１１８にてＮＯ）、処理はＳ１２６に移される。Ｓ１２６にて、制御装置２００は、バイパスバルブ１２を閉じ状態（開度ゼロ）になるように制御する。
【００８４】
Ｓ１２８にて、制御装置２００は、アイドルアップ制御を実行する。具体的には、制御装置２００は、アイドル状態である場合におけるエンジン回転数ＮＥの下限値をＮＥ（０）からＮＥ（１）に引き上げる。
【００８５】
一方、エアフローメータ２０８によって検出される吸入空気量Ｑｉｎが下限吸入空気量Ｑｉｎ（０）以上であると判定される場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１３０に移される。Ｓ１３０にて、制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生が終了しているか否かを判定する。ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生が終了していると判定される場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２４に移される。もしそうでない場合（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１０６に戻される。
【００８６】
さらに、バイパス通路１４内を流通する空気の流量がしきい値よりも小さいと判定される場合や（Ｓ１２０）、エンジン１の運転領域がＢ’領域内であると判定される場合（Ｓ１２２にてＮＯ）、あるいは、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生が終了していないと判定される場合（Ｓ１２２にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００８７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく制御装置２００の動作について図４を参照しつつ説明する。図４は、制御装置２００の動作を説明するための図である。図４において図１と同じ構成には同じ参照符号が付与されている。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。なお、たとえば、バイパスバルブ１２は、閉じ状態である場合を想定する。
【００８８】
制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂにおけるＰＭの堆積量が再生判定値を超えると再生制御を実行するとともに再生制御が実行中であることを示すフラグがオン状態に設定される（Ｓ１００にてＹＥＳ）。
【００８９】
このとき、エンジン１の運転領域がＢ領域内である場合には（Ｓ１０２にてＮＯ）、バイパスバルブ１２は閉じたままとなる。そのため、第１吸気管２２から吸入された空気は、図４の実線矢印に示されるように、コンプレッサ３２から第２吸気管２４、第３吸気管２７を経由して吸気マニホールド２８に到達し、気筒４内において燃料とともに燃焼させられる。気筒４から排出される排気は、排気マニホールド５０、第１排気管５２を経由してタービン３６に流通し、過給機３０を作動させた後に第２排気管５４を経由して排気処理装置５６に流通し、第３排気管５８に排出される。
【００９０】
一方、たとえば、運転者がアクセルペダルの踏み込みを解除するなどしてエンジン１の運転領域がＢ’領域内に移行する場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、バイパスバルブ１２がベース開度で開かれる（Ｓ１０４）。
【００９１】
その結果、第１吸気管２２から吸入された空気は、第２吸気管２４から図４の実線矢印に示される第３吸気管２７への経路と、図４の破線矢印に示されるバイパス通路１４への経路とに分岐して流通する。
【００９２】
吸入空気量Ｑｉｎが下限吸入空気量Ｑｉｎ（０）よりも小さい場合には（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、Ｃ点の圧力が算出され（Ｓ１０８）、Ｄ点の圧力が算出され（Ｓ１１０）、Ｅ点の圧力が算出される（Ｓ１１２）。そして、Ｃ点の圧力とＥ点の圧力との差圧と、Ｄ点の圧力とＥ点の圧力との差圧とからバイパス通路１４内を流通する空気の流量が算出され（Ｓ１１４）、算出された空気の流量に基づいて設定される目標開度になるようにバイパスバルブ１２の開度が調整される（Ｓ１１６）。これにより、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに流通する流量がＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量になるため、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの温度の急上昇が抑制される。Ｂ’領域での継続時間がしきい値Ｔよりも短い場合において（Ｓ１１８にてＹＥＳ）、バイパス通路を流通する空気の流量がしきい値上であって（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、かつ、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生が終了する場合には（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、バイパスバルブ１２は閉じ状態に制御される（Ｓ１２４）。なお、Ｂ’領域での継続時間がしきい値Ｔ以上の時間になる場合には（Ｓ１１８にてＮＯ）、バイパスバルブ１２が閉じ状態に制御されるとともに（Ｓ１２６）、アイドルアップ制御が実行される（Ｓ１２８）。
【００９３】
以上のようにして、本実施の形態に係る排気処理装置によると、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生中にエンジン１の運転領域がＢ’領域に移行する場合、バイパスバルブ１２が開かれることによって、Ｂ’領域に移行する前の排気エネルギーにより作動する過給機３０によって過給された空気が第２吸気管２４からバイパス通路１４を経由して第２排気管５４に流通する。その結果、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに流通するガスの流量を増加させることができる。特に、第１圧力、第２圧力および第３圧力を用いてバイパス通路１４内の空気量を精度高く推定することができるため、ＰＭ除去フィルタ５６ｂを流通するガス流量がＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量になるようにバイパスバルブ１２の開度を精度高く調整することができる。これにより、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの温度の急上昇を抑制することができる。また、エンジン１の運転状態を燃費が悪化するように変化させたり、ヒータ等の部品を別途設けたりすることもないため、燃料消費量および製造コストの増加を抑制することができる。したがって、低吸入空気量の運転条件下で、燃料消費量および製造コストを増加させることなく、ＰＭ除去フィルタの再生中に温度の急上昇を抑制する排気処理装置を提供することができる。
【００９４】
また、エンジン１の運転領域がＢ’領域内である場合でもＰＭ除去フィルタの再生を継続させることができるため、ＰＭ除去フィルタの再生可能なエンジン１の運転領域を拡大させることができる。
【００９５】
さらに、エンジン１の運転領域がＢ’領域内に移行する場合に、バイパスバルブ１２の開度をベース開度にすることによって、バイパス通路１４内に空気を速やかに流通させることができるため、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの温度の急上昇を抑制することができる。
【００９６】
さらに、第１流量と第２流量との和がＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量になるようにバイパスバルブ１２の開度を調整することによって、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに流通するガスの流量の減少を抑制して、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの温度の急上昇を抑制することができる。
【００９７】
さらに、バイパスバルブ１２の開度に基づく圧力損失、エンジン１の運転状態（エンジン回転数ＮＥおよび燃料噴射量の指令値）および吸気絞り弁１０の開度に基づく圧力損失を考慮して、第１圧力、第２圧力および第３圧力をそれぞれ算出することにより第１圧力、第２圧力および第３圧力を精度高く推定することができる。
【００９８】
さらに、バイパスバルブ１２を開いた後に、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生中にエンジン１の運転状態がＢ’領域に移行してからの継続時間がしきい値Ｔ以上の時間となる場合、エンジン１の運転状態がＢ領域に移行する場合、および、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生が完了した場合のうちの少なくともいずれかの場合にバイパスバルブ１２を閉じることによって、バイパスバルブ１２の開状態が不必要に継続されることを抑制することができるため、過給圧の低下を抑制することができる。
【００９９】
以下、変形例について説明する。
上述の実施の形態において、タービン３６は、タービンブレードを有するものとして説明したが、タービンブレードに加えてタービンブレードに流通する排気の流速を変化させるベーンを含むものであってもよい。制御装置２００は、たとえば、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生中であって、かつ、エンジン１の運転領域がＢ’領域に移行する場合に、タービンブレードに流通する排気の流速が高くなるようにベーンをアクチュエータ等を用いて制御してもよい。
【０１００】
さらに上述の実施の形態においては、制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量のうちの下限値から第２流量を減算することによって第１流量の目標流量を設定するものとして説明したが、たとえば、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量のうちの下限値を第１流量の目標流量として設定してもよいし、あるいは、下限吸入空気量Ｑｉｎ（０）を目標流量として設定してもよい。このようにしても、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに流通するガスの流量をＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量にすることができる。
【０１０１】
さらに上述の実施の形態においては、制御装置２００は、ＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量のうちの下限値から第２流量を減算することによって第１流量の目標流量を設定するものとして説明したが、第１流量や第２流量が変化する場合におけるガスの流通経路の長さの違いに起因した遅れ時間等を考慮して目標流量を設定してもよい。
【０１０２】
さらに上述の実施の形態においては、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量の指令値とから過給機３０の回転数を算出し、算出された過給機３０の回転数からＥ点の圧力（第２圧力）を算出するものとして説明したが、たとえば、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量の指令値とからマップ等を用いて直接的にＥ点の圧力を算出してもよい。
【０１０３】
さらに上述の実施の形態においては、バイパスバルブ１２は、バイパス通路１４に設けられるものとして説明したが、たとえば、バイパス通路１４の一方端と第２吸気管２４の一方端との接続位置に設けられる三方弁であってもよい。この場合において、三方弁は、たとえば、エンジン１の運転領域がＢ領域である場合には、第２吸気管２４から流通する空気がバイパス通路１４に流通しないようにバイパス通路１４と第２吸気管２４および第３吸気管２７とが遮断するように制御装置２００によって制御される。また、三方弁は、たとえば、エンジン１の運転領域がＢ’領域に移行する場合に、ＰＭ除去フィルタ５６ｂに流通するガスの流量がＰＭ除去フィルタ５６ｂの過熱を抑制する流量になる割合で第２吸気管２４から流通する空気をバイパス通路１４と第３吸気管２７とに分岐させるように制御装置２００によって制御される。
【０１０４】
さらに上述の実施の形態においては、制御装置２００は、差圧センサ５６ｃにより検出される差圧に基づいてＰＭの堆積量を推定するものとして説明したが、たとえば、制御装置２００は、エンジン１の運転条件（たとえば、エンジン回転数ＮＥや燃料噴射量の指令値や吸入空気量Ｑｉｎ等）から複数の気筒４からのＰＭの排出量の推定値を算出し、算出された排出量の推定値を積算することによってＰＭの堆積量を取得してもよい。
【０１０５】
さらに上述の実施の形態においては、燃料添加装置から排気に燃料を添加することによってＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生を行なうものとして説明したが、たとえば、気筒４に設けられるインジェクタからのポスト噴射によって排気に燃料を添加することによってＰＭ除去フィルタ５６ｂの再生を行なうようにしてもよい。
【０１０６】
さらに上述の実施の形態においては、排気処理装置５６にＰＭ除去フィルタ５６ｂの前後の差圧を検出する差圧センサ５６ｃを含むものとして説明したが、たとえば、差圧センサ５６ｃの第１検出素子が設けられる位置および第２検出素子が設けられる位置のそれぞれに圧力センサを設ける構成としてもよい。
【０１０７】
なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０８】
１  エンジン、２  エンジンブロック、４  気筒、１２  バイパスバルブ、１４  バイパス通路、２２，２４，２７  吸気管、２８  吸気マニホールド、３０  過給機、３２  コンプレッサ、３６  タービン、５０  排気マニホールド、５２，５４，５８  排気管、５６  排気処理装置、５６ａ  酸化触媒、５６ｂ  ＰＭ除去フィルタ、５６ｃ  差圧センサ、６０  ＥＧＲ装置、６２  ＥＧＲバルブ、６６  ＥＧＲ通路、２００  制御装置、２０２  エンジン回転数センサ、２０４  大気圧センサ、２０８  エアフローメータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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