(57)【要約】【課題】ＰＭを捕集するフィルタと、フィルタに流入する排気を偏向させる偏向部と、が排気通路に設けられた内燃機関の排気浄化装置において、排気流量が比較的に変化しない状態が続いた場合に、ＰＭの偏堆積に起因する局所的な過昇温が生じないようにフィルタの再生処理を実行する。【解決手段】フィルタの再生処理を実行する制御部は、再生処理を実行していない間において、偏向部によって偏向された排気の流量の単位時間当たりの変化量が所定の閾変化量以下である時間を積算した積算時間が所定の閾時間以上となったときは、フィルタに堆積したＰＭの推定堆積量が所定の閾堆積量以上となる前に再生処理を実行する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた、排気内の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記排気通路における前記フィルタよりも上流側に設けられた、該フィルタに流入する排気を偏向させる偏向部と、
前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定部と、
前記堆積量推定部によって推定された推定堆積量が所定の閾堆積量以上のときに、前記フィルタに堆積した粒子状物質を酸化させる再生処理を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記偏向部によって偏向された排気の流量の単位時間当たりの変化量が所定の閾変化量以下である時間を積算した積算時間が所定の閾時間以上となったときは、前記推定堆積量が前記所定の閾堆積量以上となる前に前記再生処理を実行する、
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記積算時間が前記所定の閾時間以上となったときは、前記堆積量推定部によって推定された推定堆積量を増大させ、その後、該増大させた推定堆積量が前記閾堆積量以上となったときに前記再生処理を実行する、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記堆積量推定部によって推定された推定堆積量が多いほど、前記閾時間を減少させる、請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記内燃機関から排出される粒子状物質の排出量を推定する排出量推定部を更に備え、
前記制御部は、前記推定された排出量が多いほど、前記閾変化量を増大させる、請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記排気通路を流れる排気の一部を前記内燃機関の吸気に還流させるＥＧＲ装置を更に備え、
前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記積算時間が前記所定の閾時間以上となったときは、前記再生処理を実行する前に、前記ＥＧＲ装置によって還流される排気の量を減少させる、請求項１から４の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記フィルタは、その基材に、還元剤を用いて排気中の窒素酸化物を選択還元する選択還元型触媒が担持されたものであって、
前記排気通路における前記フィルタよりも上流側に設けられた、該フィルタに流入する排気に還元剤または還元剤の前駆体を添加する還元剤添加部を更に備え、
前記偏向部は、前記フィルタに流入する排気を偏向させることによって前記添加部から添加された前記還元剤または前記還元剤の前駆体を該排気内で拡散させるように形成される、請求項１から５の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気内の粒子状物質を捕集するフィルタを備える内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気通路に、排気内の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタが設けられた排気浄化装置が知られている。この種の排気浄化装置においては、ＰＭの堆積量が増大するとフィルタの機能が低下し得るため、堆積したＰＭを酸化によって除去する再生処理が実行される。ただし、堆積したＰＭが過度に多い場合は、再生処理の実行時にフィルタが過昇温に至る虞がある。そのため、再生処理は、フィルタの過昇温が生じ得る量のＰＭが堆積する前に実行される。
【０００３】
ところで、堆積したＰＭのフィルタ内における分布は、フィルタに流入する排気流量に応じて変化することが知られている。そのため、排気流量によっては、フィルタ内の特定の領域にＰＭが偏って堆積する偏堆積と呼ばれる事象が生じることがある。偏堆積が発生しているときに再生処理が実行されると、フィルタ内におけるＰＭが偏堆積している領域の温度が局所的に高くなり得る。ゆえに、偏堆積の程度によっては、フィルタ全体に堆積しているＰＭの量が過大でなくても、再生処理の実行中に偏堆積が発生している領域が局所的に過昇温されて、当該領域が損傷される虞がある。
【０００４】
ここで、特許文献１には、許容量を超える量のＰＭがフィルタに堆積したときに再生処理が実行される内燃機関の排気浄化装置において、排気流量とＰＭ排出量とに基づいて単位時間当たりのＰＭの偏堆積の程度を示す偏堆積指標を演算し、この偏堆積指標を前回の再生処理の実行後から積算した値に応じて当該許容量を減算する技術が開示されている。ここで、特許文献１には、排気流量が多いほど偏堆積指標が大きくなることが開示されている。つまり、特許文献１に開示された排気浄化装置においては、排気流量が多いほどＰＭ堆積の許容量が減算されるため、結果的に、より早期にフィルタの再生処理が実行されると言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２８０６３号公報
【特許文献２】特開２０１０−３１８５３号公報
【特許文献３】特開２００９−２２７６号公報
【特許文献４】特開２００７−１６２６３５号公報
【特許文献５】特許第４４６６１５８号公報
【特許文献６】特開２００９−２２８４９４号公報
【特許文献７】特開２００８−１８０１８９号公報
【特許文献８】特開２０１２−８７６４９号公報
【特許文献９】特開２０１０−１４４５１４号公報
【特許文献１０】特開２００４−１９０６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、自動車等に搭載される内燃機関の排気浄化装置においては、排気通路におけるフィルタよりも上流側に湾曲部分が設けられることがある。また、近年においては、還元剤を用いて排気内の窒素酸化物（ＮＯｘ）を選択還元する選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒
）が基材に担持されたフィルタが開発されているが、この種のフィルタが設けられた排気浄化装置においては、還元剤の添加装置から添加される還元剤をフィルタに流入する排気内で十分に分散させるために、排気を偏向させる分散板がフィルタよりも上流側に設置されることがある。ここで、これらの排気浄化装置においては、湾曲部分や分散板によってフィルタに流入する排気が偏向されるため、フィルタの特定の領域に排気が集中的に流入し得ることが判明した。そのため、排気流量が比較的に変化しない状態が続いた場合には、排気流量に関わらず、排気が集中的に流入する領域においてＰＭの偏堆積が生じ得ることが判明した。
【０００７】
ここで、上述の特許文献１に開示された排気浄化装置においては、偏堆積指標が演算される際に排気流量の変化は考慮されない。したがって、排気流量が比較的に変化しない状態が続いた場合には、偏堆積検出のための特段の措置が為されないままＰＭの偏堆積が看過される虞がある。その結果、フィルタ全体のＰＭの堆積量が許容量に達したことをもってフィルタの再生処理が実行されると、偏堆積が進行した領域において局所的な過昇温が発生し、結果的に当該領域が損傷する虞がある。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ＰＭを捕集するフィルタと、当該フィルタに流入する排気を偏向させる湾曲部分や分散板等の偏向部と、を備える内燃機関の排気浄化装置において、排気流量が比較的に変化しない状態が続いた場合に、ＰＭの偏堆積に起因する局所的な過昇温が生じないようにフィルタの再生処理を実行し得る排気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】
【０００９】
上記した課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられた、排気内の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記排気通路における前記フィルタよりも上流側に設けられた、該フィルタに流入する排気を偏向させる偏向部と、前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定部と、前記堆積量推定部によって推定された推定堆積量が所定の閾堆積量以上のときに、前記フィルタに堆積した粒子状物質を酸化させる再生処理を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記偏向部によって偏向された排気の流量の単位時間当たりの変化量が所定の閾変化量以下である時間を積算した積算時間が所定の閾時間以上となったときは、前記推定堆積量が前記所定の閾堆積量以上となる前に前記再生処理を実行するようにした。
【００１０】
上述の偏向部は、排気通路内に設置された部材や、排気通路に形成された湾曲部を含み、フィルタに流入する排気を偏向させることを意図して設けられたものと、意図せずに設けられたものとを含む。なお、ここでいう「偏向」とは、排気通路内を流通する排気が、全体として上流から下流へ流通する状態を保ちながら、その流速分布に偏りが生じることをいう。また、上述の堆積量推定部は、例えば、内燃機関の回転数、機関負荷、吸入空気量等から推定される単位時間当たりにフィルタに堆積するＰＭの量を積算することによってＰＭの堆積量を推定する。なお、所定の閾堆積量は、一般には、過昇温によるフィルタの損傷を回避するために、過昇温が生じ得るときのフィルタ全体のＰＭの堆積量より低く設定される量である。そして、上述の制御部は、再生処理を開始する際には、既知の方法によって、堆積したＰＭが酸化される温度までフィルタを加熱する。これにより、堆積したＰＭが除去されるため、フィルタのＰＭ捕集機能が回復される。
【００１１】
ところで、流速分布に偏りが生じた排気がフィルタに流入する際には、流速の高い排気が通過するフィルタ内の特定の領域にＰＭが集中して捕集され得る。ここで、偏向部によって偏向された排気の流速分布の偏りは、当該排気の流量に依存して変化すると考えられる。したがって、排気流量が比較的に大きく変化しながら推移する場合は、流速の高い排
気が通過するフィルタの領域も継時的に変化するため、フィルタに堆積するＰＭは概ね分散されると考えられる。これに対し、内燃機関が一定負荷で継続的に運転される場合等、排気流量が比較的に変化しない状態が継続する場合は、流速の高い排気がフィルタ内の特定の領域に局所的に流入する状態が維持されるため、当該領域においてＰＭの偏堆積が発生し得る。ここで、発生した偏堆積の程度（例えば、偏堆積の発生した領域におけるＰＭの量や密度）は、そのような状態が維持された時間の長さに依存すると考えられる。したがって、当該偏堆積の程度によっては、当該偏堆積が発生している領域に更にＰＭが堆積することによって、将来的にフィルタ全体の推定堆積量が閾堆積以上となったことをもって再生処理が実行されると、当該領域において局所的な過昇温が発生する虞がある。
【００１２】
そこで、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、再生処理が実行されていない間において、偏向部によって偏向された排気の流量（以下、単に「排気流量」ともいう。）の単位時間当たりの変化量が所定の閾変化量以下である時間を積算した積算時間が所定の閾時間以上となったときは、将来的にフィルタ全体の推定堆積量が閾堆積以上となる際には、局所的な過昇温を引き起こす程度まで進行（悪化）し得ると想定されるＰＭの偏堆積（以下、「特定偏堆積」ともいう。）が発生したと判断される。上述のように、排気流量が比較的に変化しない状態にあると偏堆積が生じ得ると考えられるため、排気流量の単位時間当たりの変化量に着目することで、偏堆積の発生の有無を判断することができる。なお、上述の所定の閾変化量は、例えば、フィルタ内の特定の領域にＰＭの偏堆積が生じ得ると判断されるときにおける、排気流量の単位時間当たりの変化量の上限値とすることができる。この閾変化量は、例えば、偏向部による排気の偏向の程度に応じて、予め実験等によって設定しておくことができる。また、上述の所定の閾時間は、例えば、排気流量の時間当たりの変化量が閾変化量以下であることによって、上述の特定偏堆積が発生するまでに要する時間とすることができる。この閾時間は、例えば、フィルタの耐熱性能やＰＭの捕集能力等に応じて、予め実験等によって設定しておくことができる。なお、再生処理が実行されるまでは堆積したＰＭが残存するため、排気流量の単位時間当たりの変化量が所定の閾変化量以下となる状態が断続的に継続した場合であっても、ＰＭの偏堆積は進行し得ると考えられる。したがって、当該変化量が所定の閾変化量以下である時間を積算した積算時間が所定の閾時間以上となったときに、特定偏堆積が発生したと判断してよい。
【００１３】
そして、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、再生処理が実行されていない間において、特定偏堆積が発生したと判断されたときは、推定堆積量が所定の閾堆積量以上となる前に再生処理が実行される。これにより、局所的な過昇温を引き起こす程度まで偏堆積が進行する前に、フィルタの再生処理を実行することが可能になる。その結果、将来的に再生処理が実行される際に、ＰＭの偏堆積に起因する局所的な過昇温が生じることを未然に抑制することが可能になる。
【００１４】
また、前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記積算時間が前記所定の閾時間以上となったときは、前記堆積量推定部によって推定された推定堆積量を増大させ、その後、該増大させた推定堆積量が前記閾堆積量以上となったときに前記再生処理を実行してもよい。ここで、該増大させた推定堆積量が前記閾堆積量以上となったときとは、例えば、前記積算時間が前記所定の閾時間以上となったときの推定堆積量を増大補正し、当該増大補正した堆積量に、増大補正後にフィルタに堆積したＰＭの量を更に積算した量が前記閾堆積量以上となったときである。このようなときに再生処理を行うことにより、局所的な過昇温を引き起こす程度まで偏堆積が進行する前に、より確実にフィルタの再生処理を実行することが可能になる。なお、前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記積算時間が前記所定の閾時間以上となったときは、閾堆積量を減少させ、その後、前記推定堆積量が該減少された閾堆積量以上となったときに前記再生処理を実行してもよい。このような構成によっても、同様の効果を得ることができる。
【００１５】
ここで、上述の堆積量推定部によって推定された推定堆積量が相対的に多い場合は、当該推定時の以前に内燃機関から排出されたＰＭの排出量が相対的に多かったと考えられるため、ＰＭの偏堆積がより進行している蓋然性が高い。そこで、上述の制御部は、前記堆積量推定部によって推定された推定堆積量が多いほど、前記閾時間を減少させてもよい。これにより、より偏堆積が進行している蓋然性が高い場合は、より早期に特定偏堆積が発生していると判断され得る。ゆえに、局所的な過昇温を引き起こす程度まで偏堆積が進行する前に、より確実にフィルタの再生処理を実行することが可能になる。
【００１６】
ところで、上述のように、排気流量の単位時間当たりの変化量が相対的に大きければ、フィルタ内においてＰＭが分散されながら堆積するため、ＰＭの偏堆積は相対的に発生しにくい。しかしながら、内燃機関から排出されるＰＭの量自体が増加すれば、排気流量の変化がＰＭの分散に与える影響が相対的に低下するため、結果的に、偏堆積が発生しやすくなる。そこで、本発明に係る排気浄化装置が、前記内燃機関から排出されるＰＭの排出量を推定する排出量推定部を更に備える場合には、前記制御部は、前記推定されたＰＭの排出量が多いほど、上述の所定の閾変化量を増大させてもよい。これにより、ＰＭの排出量が多いほど特定偏堆積が発生していると判断されやすくなるため、結果的に、局所的な過昇温を引き起こす程度まで偏堆積が進行する前に、より確実にフィルタの再生処理を実行することが可能になる。
【００１７】
また、本発明に係る排気浄化装置が、前記排気通路を流れる排気の一部を前記内燃機関の吸気に還流させるＥＧＲ装置を更に備える場合は、前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記積算時間が前記所定の閾時間以上となったときは、前記再生処理を実行する前に、前記ＥＧＲ装置によって還流される排気の量を減少させてもよい。ここで、上述の制御部によって、推定堆積量が所定の閾堆積量以上となる前に再生処理が実行されると、再生処理の実行間隔が短縮されるため、結果的に、再生処理の実行頻度が高くなることによって燃料消費の増大を招く虞がある。この構成によれば、再生処理が実行される前に、ＥＧＲ装置によって還流される排気の量を減少させることによって、内燃機関から排出されるＰＭの量自体を減少させることができる。これにより、ＰＭ堆積の進行を遅らせることができるため、結果的に、再生処理の実行頻度の上昇を抑制して燃料消費の増大を抑制することが可能になる。
【００１８】
なお、本発明に係る排気浄化装置においては、前記フィルタは、その基材に、還元剤を用いて排気中の窒素酸化物を選択還元する選択還元型触媒が担持されたものであって、前記排気通路における前記フィルタよりも上流側に設けられた、該フィルタに流入する排気に還元剤または還元剤の前駆体を添加する還元剤添加部を更に備え、前記偏向部は、前記フィルタに流入する排気を偏向させることによって前記添加部から添加された前記還元剤または前記還元剤の前駆体を該排気内で拡散させるように形成されてもよい。このような構成を備える排気浄化装置においては、フィルタに流入する排気が偏向部によってより偏向されるために、ＰＭの偏堆積が生じやすい傾向にある。本発明によれば、このような構成であっても、局所的な過昇温を引き起こす程度まで偏堆積が進行する前に、フィルタの再生処理を実行することが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＰＭを捕集するフィルタと、当該フィルタに流入する排気を偏向させる偏向部と、を備える内燃機関の排気浄化装置において、排気流量が比較的に変化しない状態が継続したことによってＰＭの偏堆積が懸念される場合は、推定堆積量が所定の閾堆積量以上となる前に再生処理が実行される。これにより、偏堆積が過度に進行する前にフィルタの再生処理を実行することができるため、偏堆積に起因するフィルタの局所的な過昇温を未然に抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示す図である。
【図２Ａ】実施例に係るフィルタにＰＭが一様に堆積しているときの分布状態を示す図である。
【図２Ｂ】実施例に係るフィルタにＰＭが偏堆積しているときの分布状態を示す図である。
【図３Ａ】実施例に係るフィルタにおけるＰＭの堆積分布を示す模式図であって、堆積量と閾堆積量との関係を示す図である。
【図３Ｂ】実施例に係るフィルタにおけるＰＭの堆積分布を示す模式図であって、局所的な過昇温が生じるときの状態を示す図である。
【図４】実施例に係る再生処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５Ａ】実施例に係るフィルタにおけるＰＭの堆積分布を示す模式図であって、増大補正された堆積量と閾堆積量との関係を示す図である。
【図５Ｂ】実施例に係るフィルタにおけるＰＭの堆積分布を示す模式図であって、局所的な過昇温が回避されるときの状態を示す図である。
【図６】実施例２に係る再生処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】実施例３に係る再生処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２２】
[実施例１]
本発明の実施例について図面を用いて説明する。図１は、本発明が適用される内燃機関とその排気浄化装置の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、複数の気筒を有する自動車用のディーゼルエンジンである。ただし、本発明に係る排気浄化装置が適用可能な内燃機関はディーゼルエンジンに限られず、ガソリンエンジンや他の種類の内燃機関であってもよい。
【００２３】
内燃機関１には排気通路２及び吸気通路２０が接続されている。排気通路２に設けられたケーシング３の内部には、上流側から順に、酸化触媒４、ミキサ５及びＳＣＲＦ６が設置されている。酸化触媒４は、流入する排気中の燃料や一酸化炭素等を酸化する。ＳＣＲＦ６は、排気中のＰＭを捕集するウォールフロー型のフィルタであって、その基材に、アンモニアを還元剤として用いて排気中のＮＯｘを選択還元する選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）が担持されたものである。ミキサ５内には、尿素水添加弁７、ＳＣＲＦ６に流入する排気中のＮＯｘ量を検出する第１ＮＯｘセンサ８及び分散板９が設置されている。尿素水添加弁７は、アンモニアの前駆体としての尿素が溶解した尿素水をＳＣＲＦ６に流入する排気に添加する。分散板９は、螺旋状に形成された部材から構成され、ＳＣＲＦ６に流入する排気を偏向させて渦状の流れに変化させる。排気がこのように変化することによって、尿素水添加弁７から添加される尿素水が、ＳＣＲＦ６に流入する排気中で好適に分散される。ここで、尿素水内の尿素は、ＳＣＲＦ６内において加水分解されることによってアンモニアを生成する。ＳＣＲＦ６は、このようにして生成されたアンモニアを吸着し、吸着したアンモニアを還元剤として用いた選択還元反応によって排気中のＮＯｘを浄化する。なお、本実施例においては、ＳＣＲＦ６及び尿素水添加弁７が、それぞれ本発明に係るフィルタ及び還元剤添加部に相当する。
【００２４】
排気通路２におけるケーシング３よりも上流側には、燃料添加弁１０が設けられている。この燃料添加弁１０は、ＳＣＲＦ６の再生処理（詳細は後述）の実行時に、酸化触媒４に流入する排気に燃料を添加する。本実施例においては、燃料添加弁１０が、本発明に係
る燃料添加部に相当する。また、ケーシング３よりも下流側には、ＳＣＲＦ６から流出する排気中のＮＯｘ量を検出する第２ＮＯｘセンサ１１が設けられている。なお、吸気通路２０には、内燃機関１の吸入空気量を検出するエアフローメータ２１と、この吸入空気量を調整するスロットル弁２２とが設けられている。
【００２５】
そして、内燃機関１には、内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１００が併設されている。尿素水添加弁７、燃料添加弁１０及びスロットル弁２２は、ＥＣＵ１００に電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によって制御される。また、第１ＮＯｘセンサ８等のセンサは、ＥＣＵ１００に電気的に接続されており、これらからの出力信号がＥＣＵ１００に入力される。ＥＣＵ１００は、第１ＮＯｘセンサ８の検出値に基づいて、尿素水添加弁７から添加する尿素水の量を制御する。また、ＥＣＵ１００には、内燃機関１のクランクシャフトの回転位置を検出するクランクポジションセンサ１３と、内燃機関１が搭載された車両が備えるアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ１４とが電気的に接続されており、これらからの出力信号がＥＣＵ１００に入力される。ＥＣＵ１００は、各センサからの出力信号に基づいて内燃機関１の運転状態（機関回転数や機関負荷）を把握し、内燃機関１の燃焼室内に設けられた燃料噴射弁１２から噴射される燃焼噴射量の制御等を実施する。なお、ＥＣＵ１００には、内燃機関１が搭載された車両の速度を検出する速度計や、内燃機関１の冷却水温度を検出する水温計（共に不図示）などが電気的に接続されている。
【００２６】
なお、排気通路２には、排気温度を検出する温度センサや、ＳＣＲＦ６の前後差圧を検出する差圧センサ、排気の空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ等を適宜設けてもよい。また、各種センサ類の設置位置や設置個数は適宜変更してもよい。また、ＳＣＲＦ６よりも下流側に、ＳＣＲＦ６から流出するアンモニアを酸化させるための酸化触媒を設けてもよい。
【００２７】
また、排気通路２における燃料添加弁１０よりも上流側には、内燃機関１から排出される排気の一部を吸気通路２０に還流させるＥＧＲ通路２３の一端が接続されている。ＥＧＲ通路２３の他端は、吸気通路２０におけるスロットル弁２２よりも下流側に接続されている。また、ＥＧＲ通路２３には、還流される排気（ＥＧＲガス）の流量を調整するためのＥＧＲ弁２４が設けられている。ＥＧＲ弁２４は、ＥＣＵ１００に電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によって制御される。還流されるＥＧＲガス量の調整によって、内燃機関１の燃焼温度等を制御することが可能になるため、内燃機関１から排出されるＮＯｘ量の抑制等を実施することができる。なお、ＥＧＲ通路２３及びＥＧＲ弁２４が、本発明に係るＥＧＲ装置を構成する。
【００２８】
以上のように構成される内燃機関１の排気浄化装置においては、ＳＣＲＦ６によって、排気中のＰＭが除去される。ここで、ＳＣＲＦ６に捕集されたＰＭは徐々に堆積していくが、その堆積量がある程度の量を超えると、ＳＣＲＦ６の圧力損失の増大によって内燃機関１の運転状態に支障を来たす虞がある。そこで、本実施例においては、ＳＣＲＦ６全体に堆積したＰＭの堆積量が推定され、推定された堆積量（推定堆積量）が所定の閾堆積量以上となったときに、堆積したＰＭを除去するための再生処理が実行される。推定堆積量は、例えば、単位時間当たりにＳＣＲＦ６に堆積するＰＭの量を積算することによって求められる。単位時間当たりにＳＣＲＦ６に堆積するＰＭの量としては、内燃機関１の回転数、機関負荷、燃料噴射量、吸入空気量等から求められる単位時間当たりのＰＭの排出量を用いればよい。また、閾堆積量は、再生処理の実行中にＳＣＲＦ６の温度が過度に上昇して損傷しないように、過昇温が生じ得るときのフィルタ全体の堆積量より十分に低い値として、予め実験等によって設定される。
【００２９】
再生処理が実行されると、ＥＣＵ１００は、燃料添加弁１０からの燃料添加を開始する。添加された燃料は、酸化触媒４内において酸化され、発生した酸化熱によってＳＣＲＦ
６に流入する排気が加熱される。このようにして加熱された排気によって、ＳＣＲＦ６の温度が、堆積したＰＭが酸化される温度まで上昇される。なお、ＥＣＵ１００によって燃料添加弁１０からの燃料添加量が制御されることで、ＳＣＲＦ６の温度が、ＰＭの酸化が促進され、かつ、過昇温による損傷が生じない所定のフィルタ再生温度（例えば、６００〜６５０℃）で維持される。ＳＣＲＦ６の温度がフィルタ再生温度で維持された状態が一定期間継続すると、ＳＣＲＦ６に堆積したＰＭが酸化除去されて、ＳＣＲＦ６のフィルタ機能が回復される。
【００３０】
ところで、本実施例においては、ＳＣＲＦ６に流入する排気が分散板９によって偏向されるため、偏向された排気がＳＣＲＦ６に流入する際にはその流速分布に偏りが生じ得る。なお、偏向された排気の流速分布は、排気流量に依存して変化する。ゆえに、排気流量の状態によっては、ＳＣＲＦ６内にＰＭの偏堆積が生じることがある。以下、このようにして生じるＰＭの偏堆積について図面を用いて説明する。
【００３１】
図２Ａ及び図２Ｂは、ＳＣＲＦ６内のＰＭの堆積分布をハッチングによって模式的に示す図であり、ハッチングが濃いほどＰＭの堆積量が多いことを示す。なお、両図は、ＳＣＲＦ６を上流側から見たときの図である。上述のように、偏向された排気の流速分布は、排気流量に依存して変化するため、ＳＣＲＦ６内に流入する排気（流入排気）の流量が比較的に大きく変化しながら推移した場合は、堆積するＰＭはＳＣＲＦ６内で概ね分散される。したがって、図２Ａに示されるように、この場合におけるＰＭの堆積分布は概ね一様になる。
【００３２】
これに対し、流入排気の流量が比較的に小さく変化する状態、すなわち、排気流量の単位時間当たりの変化量が比較的に小さい状態が継続した場合は、ＳＣＲＦ６の特定の領域に排気が局所的に流入する状態が維持される。具体的には、ＳＣＲＦ６に流入する排気は、螺旋状に形成された分散板９によって、図２Ｂに示される矢印Ａの方向に回転しながら進む渦状の流れに変化する。これにより、図中に破線で示される、ＳＣＲＦ６における分散板９の開口部に対向する領域の近傍にＰＭが偏って堆積し得る。なお、発生した偏堆積の程度（偏堆積の量または密度）は、偏向された排気の局所的な流入状態が維持された時間の長さに依存する。ここで、偏堆積の発生後において、内燃機関１の運転が継続する場合は、内燃機関１の運転状態が変化することによって排出されるＰＭがＳＣＲＦ６内で分散されて堆積したとしても、偏堆積が生じた領域に更にＰＭが堆積し得る。したがって、偏堆積の程度が比較的進行していた場合は、当該領域に更にＰＭが堆積することによって、ＳＣＲＦ６全体のＰＭの堆積量が上述の閾堆積量以上となったことをもって再生処理が実行されると、当該領域において局所的な過昇温が生じる虞がある。以下、このようにして生じ得る局所的な過昇温について説明する。
【００３３】
図３Ａ及び図３Ｂは、ＳＣＲＦ６内に堆積したＰＭの堆積分布を概念的に示す図である。両図においては、横軸がＳＣＲＦ６の端面の径方向（図２Ａ及び図２Ｂにおける矢印Ｂ方向）の位置を示し、縦軸が当該径方向の位置におけるＰＭの堆積密度を示している。つまり、両図においては、各グラフがＳＣＲＦ６内の堆積分布を示し、各グラフによって囲まれる領域の面積が、ＳＣＲＦ６に堆積しているＰＭの量を示している。また、閾値ｐは、ＳＣＲＦ６の再生処理が実行されると局所的な過昇温が発生すると想定されるＰＭの堆積密度の値である。
【００３４】
内燃機関１から排出されるＰＭがＳＣＲＦ６に捕集されると、各位置における堆積密度が徐々に上昇する。そして、堆積分布を示すグラフによって囲まれる領域の面積が閾堆積量Ｑｔｈ以上となると、ＥＣＵ１００によってＳＣＲＦ６の再生処理が実行される。ここで、図３ＡのグラフＬ１は、閾堆積量ＱｔｈのＰＭが、一様に分布して堆積した場合の堆積分布を概念的に示している（なお、ＳＣＲＦ６の断面は円形であるため、実際の堆積分
布は異なる）。この場合には、各位置におけるＰＭの堆積密度は閾値ｐ未満であるため、再生処理が実行されても局所的な過昇温は生じない。
【００３５】
ここで、グラフＬ２は、流入排気の流量が比較的に小さく変化する状態が継続したことによって、将来的にＳＣＲＦ６全体の推定堆積量が閾堆積Ｑｔｈ以上となる際には、局所的な過昇温を引き起こす程度まで進行し得ると想定されるＰＭの偏堆積（特定偏堆積）が生じたときのＰＭの堆積分布を示している。上述のように、グラフＬ２よりも下側の領域の面積が、この時点においてＳＣＲＦ６に堆積しているＰＭの推定堆積量Ｑｐｍに相当する。ゆえに、この時点以降に、ＳＣＲＦ６に更にＱｔｈ−Ｑｐｍの量のＰＭ（以下、「追加ＰＭ」ともいう。）が堆積すると再生処理が実行される。ここで、当該量の追加ＰＭが堆積したときに、ＳＣＲＦ６の各位置におけるＰＭの堆積密度が閾値ｐ未満であれば、ＳＣＲＦ６内において局所的な過昇温は生じないと考えられる。しかしながら、特定偏堆積が発生した場合は、図３ＢのグラフＬ３に示されるように、内燃機関１の運転状態が十分に変化しながら推移することによって、追加ＰＭが概ね分散して堆積したとしても、ＳＣＲＦ６全体の推定堆積量がＱｔｈに達した際には、閾値ｐ超える領域Ｒにおいて局所的な過昇温が生じ得る。
【００３６】
そこで、本実施例では、推定堆積量Ｑｐｍが閾堆積量Ｑｔｈ未満である間に、流入排気の排気流量の単位時間当たりの変化量が所定の閾変化量以下となる時間が所定の閾時間経過した場合は、特定偏堆積が発生したとして、ＥＣＵ１００によって、再生処理の実行間隔を短縮するための制御である早期再生制御が実行される。ここで、この閾変化量は、ＳＣＲＦ６内の特定の領域に、図２Ｂに示されるようなＰＭの偏堆積が生じ得ると判断されるときの排気流量の単位時間当たりの変化量である。この所定の変化量は、分散板９による排気の偏向の程度に応じて、予め実験等によって設定される。また、当該閾時間は、流入排気の流量の時間当たりの変化量が閾変化量以下であることによって、グラフＬ２に示されるような特定偏堆積が発生するまでに要する時間とすることができる。この閾時間は、ＳＣＲＦ６の耐熱性能やＰＭの捕集能力等を考慮して、予め実験等によって設定すればよい。なお、再生処理が実行されるまでは堆積したＰＭは残存するため、上述の変化量が所定の閾変化量以下となる状態が断続的に継続した場合であっても、ＰＭの偏堆積は進行し得ると考えられる。したがって、当該変化量が所定の閾変化量以下である時間を積算した積算時間が所定の閾時間以上となった場合に、所定の閾時間が経過したとして早期再生制御が実行される。
【００３７】
以下、図面を用いて早期再生制御について説明する。図４は、ＥＣＵ１００によって実行される制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、ＥＣＵ１００に記憶されており、時間Δｔ毎に周期的に実行される。なお、このΔｔは、排気流量の単位時間当たりの変化量を精度よく算出するために十分に短い時間として設定される。
【００３８】
まず、ステップＳ１０１において、ＥＣＵ１００は、本ルーチンの実行時にＳＣＲＦ６に堆積しているＰＭの堆積量を取得すべく、推定堆積量Ｑｐｍの値を更新する。具体的には、前回のルーチンの終了時の推定堆積量Ｑｐｍの値に、前回のルーチンの終了時から今回のルーチンの開始時までに堆積したＰＭの量が加算される。なお、当該加算量は、内燃機関１の回転数や燃料噴射量等から推定された単位時間当たりにフィルタに堆積したＰＭの量から求められる。
【００３９】
次に、ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１００は、分散板９によって偏向された排気（流入排気）の単位時間当たりの流量の変化量が閾値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する。この閾値Ｖｔｈは、上述の所定の閾変化量に相当する値であって、予め実験等によって設定される。なお、偏向された排気の流量は、内燃機関１から排出される排気の流量（単に、排気流量という。）で代替することができる。そこで、本ステップにおいては、前回
のルーチンの実行時における排気流量と今回のルーチンの実行時における排気流量との差分の絶対値をΔｔで除算した値が、閾値Ｖｔｈ以下であるか否かが判定される。なお、本実施例においては、各ルーチンの実行時における排気流量は、エアフローメータ２１によって検出される吸入空気量に基づいて求められる。
【００４０】
ステップＳ１０２において肯定判定が下された場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０３に進み、カウンタｉに１を加算する。このカウンタｉは、前ステップにおいて肯定判定が下される毎に積算されるカウンタであって、単位時間当たりの排気流量の変化量が閾値Ｖｔｈ以下である状態（以下、「排気流量の低変化量状態」ともいう。）の継続時間を表す指標として捉えることができる。
【００４１】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１００は、カウンタｉが閾値ｉｔｈ以上であるか否かを判定する。ここで、この閾値ｉｔｈは、上述の所定の閾時間を本ルーチンの実行周期Δｔで除算した値である。つまり、カウンタｉが閾値ｉｔｈに達したときに、所定の閾時間が経過したと判断される。本ステップにおいて肯定判定が下された場合は、ＳＣＲＦ６内に特定偏堆積が発生したことを意味するため、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０５に進み、ステップＳ１０１において更新された推定堆積量Ｑｐｍに補正量Ｑａｄを加算する。つまり、ステップＳ１０５において、推定堆積量Ｑｐｍが増大補正される。ここで、このようにして推定堆積量Ｑｐｍに補正量Ｑａｄが加算されたときの効果について図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。両図は、図３Ａ及び図３Ｂと同様に、ＳＣＲＦ６内に堆積したＰＭの堆積分布を概念的に示す図である。図５ＡのグラフＬ４に示されるように、推定堆積量Ｑｐｍに補正量Ｑａｄが加算された際には、ＰＭの堆積分布が仮想的に嵩上げされたと捉えることができる。本実施例においては、後述するように、増大補正された推定堆積量Ｑｐｍ＋Ｑａｄが閾堆積量Ｑｔｈ以上となったときに再生処理が実行される。つまり、グラフＬ１とグラフＬ４とで囲まれる領域の面積であるＱｔｈ−Ｑｐｍ−Ｑａｄの量のＰＭ（以下、「補正後追加ＰＭ」ともいう。）が更に堆積したときに、再生処理が実行される。ここで、補正後追加ＰＭの量は、図３Ａを用いて説明した追加ＰＭの量よりもＱａｄだけ少ない。ここで、補正量Ｑａｄが十分に大きく設定されている場合には、仮に、当該補正後追加ＰＭが、偏堆積が進行している領域Ｒの近傍に集中して堆積したとしても、図５ＢのグラフＬ５に示されるように、各位置におけるＰＭの堆積密度は閾値ｐ未満になる。ゆえに、このようにして、推定堆積量Ｑｐｍが増大補正されることによって、領域Ｒに過度にＰＭが堆積する前に、フィルタの再生処理を開始することが可能になる。その結果、将来的に再生処理が実行される際に、ＰＭの偏堆積に起因する局所的な過昇温が生じることを未然に抑制することが可能になる。
【００４２】
このようにして推定堆積量Ｑｐｍが増大補正されると、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０６において、カウンタｉ及び後述するカウンタｊをゼロにリセットする。そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０７において、増大補正された推定堆積量Ｑｐｍが閾堆積量Ｑｔｈ以上であるか否かを判定する。本ステップにおいて肯定判定が下された場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０８において、ＳＣＲＦ６の再生処理を実行する。つまり、ＥＣＵ１００は、増大補正された推定堆積量Ｑｐｍが閾堆積量Ｑｔｈ以上となったときにＳＣＲＦ６の再生処理を実行する。これにより、推定堆積量Ｑｐｍが実際に閾堆積量Ｑｔｈ以上となる前に、再生処理が実行されるため、局所的な過昇温が発生する程度まで偏堆積が進行する前に再生処理を実施することが可能になる。
【００４３】
なお、ステップＳ１０７において否定判定が下された場合、今回のルーチンは終了されるが、次回以降に実行されるルーチンのステップＳ１０１において推定堆積量Ｑｐｍが更新される際には、今回のルーチンのステップＳ１０５において補正量Ｑａｄが加算された推定堆積量Ｑｐｍに基づいて推定堆積量Ｑｐｍが更新される。これにより、将来に実行されるルーチンのステップＳ１０７においては、既に増大補正された推定堆積量Ｑｐｍが閾
堆積量Ｑｔｈ以上であるか否かが判定される。ゆえに、将来のルーチンにおいても、増大補正された推定堆積量Ｑｐｍが閾堆積量Ｑｔｈ以上となったときにＳＣＲＦ６の再生処理が実行される。その結果、推定堆積量Ｑｐｍが実際に閾堆積量Ｑｔｈ以上となる前に再生処理が実行されるため、局所的な過昇温が発生する程度まで偏堆積が進行する前に再生処理を実施することが可能になる。
【００４４】
なお、ステップＳ１０４において否定判定が下された場合、ＥＣＵ１００は、排気流量が低変化量状態となる時間が上述の閾時間経過していないとして、推定堆積量Ｑｐｍを増大補正することなくステップＳ１０７に進む。そして、ステップＳ１０７において、ＥＣＵ１００は、推定堆積量Ｑｐｍが閾堆積量Ｑｔｈ以上であるか否かを判定し、肯定判定が下された場合は、ステップＳ１０８において再生処理を実行する。
【００４５】
また、ステップＳ１０２において否定判定が下された場合は、排気流量が低変化量状態にないことを意味する。そこで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０９に進み、カウンタｊに１を加算する。このカウンタｊは、単位時間当たりの排気流量の変化量が十分に大きい状態（高変化量状態）の継続時間を表す指標として捉えることができる。なお、排気が当該状態にある場合は、堆積するＰＭはＳＣＲＦ６内で十分に分散されると考えられる。
【００４６】
次に、ステップＳ１１０において、ＥＣＵ１００は、カウンタｊが閾値ｊｔｈ以上であるか否かを判定する。ここで、この閾値ｊｔｈが意味する時間は、排気が高変化量状態となることによってＰＭが分散されながら堆積した結果、将来的に推定堆積量Ｑｐｍが閾堆積量Ｑｔｈ以上となったときに再生処理が実行されても局所的な過昇温は生じ得えないと判断される堆積分布が形成されるまでに要する時間と捉えることができる。つまり、本ステップにおいて肯定判定が下された場合は、今後、ＰＭの堆積が進行しても、推定堆積量Ｑｐｍが閾堆積量Ｑｔｈ以上となる前に、ＰＭの堆積密度が上述の閾値ｐ以上となる領域がＳＣＲＦ６内に生じ得ないことを意味する。ゆえに、この場合には、推定堆積量Ｑｐｍが閾堆積量Ｑｔｈ以上となる前に再生処理を実行することを目的に推定堆積量Ｑｐｍを増大補正する必要がないため、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０６において、カウンタｉ及びｊをゼロにリセットした後に、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７において、肯定判定が下された場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０８において再生処理を実行する。
【００４７】
なお、上述のように、再生処理が実行されるまでは堆積したＰＭはＳＣＲＦ６内に残存する。したがって、低変化量状態が断続して続いた場合であっても、すなわち、ステップＳ１０２において肯定判定が連続して下されない場合であっても、ステップＳ１０３においてカウンタｉをインクリメントしてよい。また、カウンタｊについても同様である。
【００４８】
以上より、上述のルーチンにおいては、特定偏堆積が発生したときは、推定堆積量Ｑｐｍが実際に閾堆積量Ｑｔｈ以上となる前に再生処理が実行される。つまり、上述のルーチンによれば、偏堆積に起因する局所的な過昇温が懸念される場合には、そのような懸念がない場合に比べて、より早期に再生処理が開始され得るため、再生処理の実行間隔が短縮され得る。これにより、ある程度の偏堆積が発生した場合であっても、ＰＭの偏堆積に起因する局所的な過昇温が生じないようにフィルタの再生処理を実行することが可能になる。
【００４９】
［実施例２］
次に、本発明に係る他の実施例としての実施例２について説明する。内燃機関１から排出されるＰＭの排出量は、内燃機関１の運転状態によって変化し得るが、当該排出量が相対的に多い場合には、ＳＣＲＦ６におけるＰＭの偏堆積もより早期に進行すると考えられる。そこで、本実施例では、ＰＭの排出量が多い場合は、局所的な過昇温を引き起こす程
度まで偏堆積が進行する前に、ＳＣＲＦ６の再生処理がより確実に実行されるように、内燃機関１から排出されるＰＭの排出量に応じて、上述の閾値ｉｔｈ及びＶｔｈが補正される。以下、本実施例における早期再生制御の実行手順について図６を用いて説明する。このルーチンは、ＥＣＵ１００に記憶されており、Δｔ毎に周期的に実行される。なお、このルーチンは、ステップＳ１０１とＳ１０２との間に、ステップＳ２０１からＳ２０４が実行される点で図４に示されるフローと異なる。ゆえに、図４に示されるフローと共通のステップについては説明を省略する。また、本実施例における内燃機関１の排気浄化装置の構成は、上述の実施例１と同様であるために説明は省略する。
【００５０】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０１が実行されると、ステップＳ２０１において、本ルーチンの実行時に内燃機関１から排出されているＰＭの排出量である排出量Ｑｅｘを推定する。この排出量は、内燃機関１の回転数や燃料噴射量等に基づいて推定される。次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０２に進み、取得された排出量Ｑｅｘが所定の閾値Ｑｅｘｔｈ以上であるか否かを判定する。当該閾値Ｑｅｘｔｈは、ＳＣＲＦ６に堆積する程度のＰＭが内燃機関１から排出されているか否かを判定するために設定された閾値である。本ステップにおいて否定判定が下された場合は、ＳＣＲＦ６に堆積する程度のＰＭが排出されておらず、それ故にＰＭの偏堆積も考慮する必要がないことを意味するため、ＥＣＵ１００は、直ちに本ルーチンを終了する。一方、本ステップにおいて肯定判定が下された場合は、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０３に進み、排出量Ｑｅｘが大きいほど、閾値Ｖｔｈを増大させる。これにより、排気流量の単位時間当たりの変化量がより大きい場合であっても、ステップＳ１０２において肯定判定が下されることになるため、結果的に、カウンタｉがより早期に閾値ｉｔｈ以上になり得る。これにより、排出量Ｑｅｘが相対的に大きいことによって、より偏堆積が生じやすいときに、局所的な過昇温を引き起こす程度まで偏堆積が進行する前に、より確実にフィルタの再生処理を実行することが可能になる。
【００５１】
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０４において、推定堆積量Ｑｐｍが大きいほど、閾値ｉｔｈを減少させる。ここで、ＳＣＲＦ６全体の推定堆積量である推定堆積量Ｑｐｍが相対的に多い場合は、過去のルーチンの実行時に内燃機関１から排出されたＰＭの排出量が相対的に多かったと考えられるため、ＰＭの偏堆積がより進行している蓋然性が高い。そこで、推定堆積量Ｑｐｍが多いほど、閾値ｉｔｈを減少させることにより、ステップＳ１０４において肯定判定がより下されやすくなるため、より早期に特定偏堆積が発生していると判断することができる。ゆえに、局所的な過昇温を引き起こす程度まで偏堆積が進行する前に、より確実にＳＣＲＦ６の再生処理を実行することが可能になる。
【００５２】
このように、本実施例によれば、より偏堆積が進行している蓋然性が高い場合には、局所的な過昇温を引き起こす程度まで偏堆積が進行する前に、より確実にＳＣＲＦ６の再生処理を実行することが可能になるため、ＰＭの偏堆積に起因する局所的な過昇温が生じることをより確実に抑制することができる。
【００５３】
［実施例３］
次に、本発明に係る他の実施例としての実施例３について説明する。上述の実施例における早期再生制御では、排気流量が低変化量状態となる時間が所定の閾時間経過したときには、ＳＣＲＦ６の再生処理の実行間隔が短縮されることによって、ＰＭの偏堆積に起因する局所的な過昇温が抑制された。しかしながら、この場合には、再生処理の実行頻度が高くなり得るため、結果的に、消費燃料の増大を招く虞がある。そこで、本実施例に係る早期再生制御においては、ＳＣＲＦ６の再生処理が実行される前に、ＥＣＵ１００によって、ＥＧＲ通路２３を介して吸気通路２０に還流されるＥＧＲガスの量が減少される。以下、本実施例における早期再生制御の実行手順について図９を用いて説明する。このルーチンは、ＥＣＵ１００に記憶されており、Δｔ毎に周期的に実行される。なお、このルーチンは、ステップＳ１０５の後に、ステップＳ３０５が実行される点で図４に示されるフ
ローと異なる。ゆえに、図４に示されるフローと共通のステップについては説明を省略する。また、本実施例における内燃機関１の排気浄化装置の構成は、上述の実施例１と同様であるために説明は省略する。
【００５４】
ステップＳ１０５が実行されると、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３０５において、ＥＧＲ弁２４の開度を調整することによってＥＧＲガスを減量させる。これにより、内燃機関１内の燃焼温度が低下するため、内燃機関１から排出されるＰＭの量自体が減少する。したがって、推定堆積量Ｑｐｍが増大補正されることによって再生処理の実行間隔が短縮された後であっても、ＰＭ堆積の進行を遅らせることができる。このようにして、再生処理を実行する前に、ＥＧＲ通路２３を介して還流されるＥＧＲガスの量を減少させることにより、偏堆積に起因する局所的な過昇温の発生を抑制しながら、再生処理の実行頻度の上昇を抑制して燃料消費の増大を抑制することが可能になる。
【００５５】
[変形例]
上述の実施例における早期再生制御では、排気流量が低変化量状態となる時間が所定の閾時間経過したときには、推定堆積量Ｑｐｍが増大補正されることによってＳＣＲＦ６の再生処理の実行間隔が短縮された。これに対し、当該実行間隔を短縮するためには、推定堆積量Ｑｐｍを増大補正する代わりに、閾堆積量Ｑｔｈを減少補正してもよい。つまり、本変形例においては、特定偏堆積が発生したと判断された場合は、閾堆積量Ｑｔｈから所定の補正量を減算し、その後、推定堆積量Ｑｐｍが該減算補正された閾堆積量以上となったときに再生処理が開始される。これにより、上述の実施例と同様に、特定偏堆積が発生したときは、推定堆積量Ｑｐｍが実際に閾堆積量Ｑｔｈ以上となる前に再生処理が実行されるため、ＰＭの偏堆積に起因する局所的な過昇温が生じないようにフィルタの再生処理を実行することが可能になる。
【００５６】
また、上述の実施例では、分散板９によって排気が偏向される場合を前提にしているが、ＳＣＲＦ６に流入する排気は他の要因によっても偏向され得る。例えば、図１に示されるような、排気通路２におけるＳＣＲＦ６よりも上流側に設けられた湾曲部Ｗによって偏向された排気がＳＣＲＦ６に流入する場合にも、ＰＭの偏堆積は発生し得る。そこで、上述の閾値Ｖｔｈ、ｉｔｈ、ｊｔｈや補正量Ｑａｄを、湾曲部Ｗの曲率等に応じて適宜設定すれば、上述のフローと同様の処理を行うことによって、ある程度の偏堆積が発生した場合であっても、局所的な過昇温を引き起こす程度まで偏堆積が進行する前に、より確実にフィルタの再生処理を実行することが可能になる。
【００５７】
また、上述の実施例では、制御ルーチンの実行時における排気流量は、エアフローメータ２１によって検出される内燃機関１の吸入空気量に基づいて求められているが、当該排気流量を他の方法によって求めてもよい。例えば、当該排気流量は、制御ルーチンの実行時における車両の車速に対して、スロットル弁２２の開度及び／またはＥＧＲ弁２４の開度に応じた補正を行った値に基づいて求めることができる。この場合には、スロットル弁２２が閉じているほど、また、ＥＧＲ弁２４が開いているほど、ＳＣＲＦ６に流入する排気流量が少なくなるように補正が行われる。このような方法を用いれば、上述の実施例において、排気流量が低変化量状態となる時間に替えて、排気流量を低変化量状態にする車速での走行時間が所定の閾時間経過したときに、早期再生制御が実施される構成を採用することができる。この場合には、排気流量の変化量に係る閾値Ｖｔｈに替えて、車速の変化量に係る閾値を適宜設定することで、上述の早期再生制御実施することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１        内燃機関
２        排気通路
６        ＳＣＲＦ
９        分散板
１０      燃料添加弁
１００    ＥＣＵ
【図１】
2015169137.tif 000003
【図２Ａ】
2015169137.tif 000004
【図２Ｂ】
2015169137.tif 000005
【図３Ａ】
2015169137.tif 000006
【図３Ｂ】
2015169137.tif 000007
【図４】
2015169137.tif 000008
【図５Ａ】
2015169137.tif 000009
【図５Ｂ】
2015169137.tif 000010
【図６】
2015169137.tif 000011
【図７】
2015169137.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月24日(2015.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた、排気内の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記排気通路における前記フィルタよりも上流側に設けられた、該フィルタに流入する排気を偏向させる偏向部と、
前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定部と、
前記堆積量推定部によって推定された推定堆積量が所定の閾堆積量以上のときに、前記フィルタに堆積した粒子状物質を酸化させる再生処理を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記偏向部によって偏向された排気の流量の単位時間当たりの変化量が所定の閾変化量以下である時間を積算した積算時間が所定の閾時間以上となったときは、前記推定堆積量が前記所定の閾堆積量以上となる前に前記再生処理を実行する、
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記積算時間が前記所定の閾時間以上となったときは、前記堆積量推定部によって推定された推定堆積量を増大させ、その後、該増大させた推定堆積量が前記閾堆積量以上となったときに前記再生処理を実行する、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記堆積量推定部によって推定された推定堆積量が多いほど、前記閾時間を減少させる、請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記内燃機関から排出される粒子状物質の排出量を推定する排出量推定部を更に備え、
前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記推定された排出量が多いほど、前記閾変化量を増大させる、請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記排気通路を流れる排気の一部を前記内燃機関の吸気に還流させるＥＧＲ装置を更に備え、
前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記積算時間が前記所定の閾時間以上となったときは、前記再生処理を実行する前に、前記ＥＧＲ装置によって還流
される排気の量を減少させる、請求項１から４の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記フィルタは、その基材に、還元剤を用いて排気中の窒素酸化物を選択還元する選択還元型触媒が担持されたものであって、
前記排気通路における前記フィルタよりも上流側に設けられた、該フィルタに流入する排気に還元剤または還元剤の前駆体を添加する還元剤添加部を更に備え、
前記偏向部は、前記フィルタに流入する排気を偏向させることによって前記添加部から添加された前記還元剤または前記還元剤の前駆体を該排気内で拡散させるように形成される、請求項１から５の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
ここで、上述の堆積量推定部によって推定された推定堆積量が相対的に多い場合は、当該推定時の以前に内燃機関から排出されたＰＭの排出量が相対的に多かったと考えられるため、ＰＭの偏堆積がより進行している蓋然性が高い。そこで、上述の制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記堆積量推定部によって推定された推定堆積量が多いほど、前記閾時間を減少させてもよい。これにより、より偏堆積が進行している蓋然性が高い場合は、より早期に特定偏堆積が発生していると判断され得る。ゆえに、局所的な過昇温を引き起こす程度まで偏堆積が進行する前に、より確実にフィルタの再生処理を実行することが可能になる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
ところで、上述のように、排気流量の単位時間当たりの変化量が相対的に大きければ、フィルタ内においてＰＭが分散されながら堆積するため、ＰＭの偏堆積は相対的に発生しにくい。しかしながら、内燃機関から排出されるＰＭの量自体が増加すれば、排気流量の変化がＰＭの分散に与える影響が相対的に低下するため、結果的に、偏堆積が発生しやすくなる。そこで、本発明に係る排気浄化装置が、前記内燃機関から排出されるＰＭの排出量を推定する排出量推定部を更に備える場合には、前記制御部は、前記再生処理を実行していない間において、前記推定されたＰＭの排出量が多いほど、上述の所定の閾変化量を増大させてもよい。これにより、ＰＭの排出量が多いほど特定偏堆積が発生していると判断されやすくなるため、結果的に、局所的な過昇温を引き起こす程度まで偏堆積が進行する前に、より確実にフィルタの再生処理を実行することが可能になる。