(57)【要約】【課題】フィルタの再生と、少なくともフィルタを有して構成される排気浄化装置の入口側触媒端部のＰＭ除去とを燃料消費の抑制とともに可能にする内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ１Ａは、ＤＰＦ２３ｂのＰＭ堆積量であるフィルタ堆積量を指示するフィルタ堆積カウンタと、排気浄化装置２３の入口端部２３ａａのＰＭ堆積量である端部堆積量を指示する端部堆積カウンタと、ＤＰＦ２３ｂを再生する第１の制御を開始した後、排気浄化装置２３に流入するガスを昇温する第２の制御が第１の制御と同時に終了するように、フィルタ堆積量および端部堆積量に基づき第２の制御を開始するタイミングを決定する制御部とを有する。ＥＣＵ１Ａは、少なくともＤＰＦ２３ｂの再生中に端部堆積カウンタの値を更新する。【選択図】図３
2015132184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気に含まれる粒子状物質であるＰＭを捕集するとともに、捕集したＰＭを燃焼させることで再生されるフィルタのＰＭ堆積量であるフィルタ堆積量を指示するフィルタ堆積カウンタと、
少なくとも前記フィルタを有して構成される排気浄化装置の入口側触媒端部のＰＭ堆積量である端部堆積量を指示する端部堆積カウンタと、
前記フィルタを再生する第１の制御を開始した後、前記排気浄化装置に流入するガスを昇温する第２の制御が前記第１の制御と同時に終了するように、前記フィルタ堆積量および前記端部堆積量に基づき前記第２の制御を開始するタイミングを決定する制御部とを有する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、
少なくとも前記フィルタの再生中に前記端部堆積カウンタの値を更新する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制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気に含まれる粒子状物質であるＰＭ（パティキュレートマター）を捕集するとともに、捕集したＰＭを燃焼させることで再生されるフィルタを有して構成される排気浄化装置が知られている。このような排気浄化装置に関する技術は、特許文献１や特許文献２で開示されている。
【０００３】
特許文献１では、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を再生する機会を利用してＮＯｘ触媒装置を再生するディーゼルエンジンの排気浄化装置が開示されている。特許文献１では、再生タイマの値が所定値を超えるまでの間、ポストインジェクションと還元剤の供給とを行うことで、フィルタ再生とＳＯｘ被毒再生とを行う例が開示されている。
【０００４】
特許文献２では、ＰＭによる触媒前端部の閉塞を解消する技術が開示されている。特許文献２には、排気ガス中に還元剤を添加することで、フィルタ再生が行われる場合に、次のようにして触媒のセル通路が閉塞することが記載されている。すなわち、添加された還元剤が触媒の上流側端面に付着し、その付着した還元剤にＰＭが付着して、触媒のセル通路が閉塞することが記載されている。
【０００５】
このほか本発明と関連性があると考えられる技術は、例えば特許文献３で開示されている。特許文献３では、ＮＯｘ吸蔵触媒の上流側に付着したＰＭの量を精度高く算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３４４６１７号公報
【特許文献２】特開２００８−４５４６１号公報
【特許文献３】特開２００７−３２５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
少なくともフィルタを有して構成される排気浄化装置の入口側触媒端部には、例えば特許文献２に記載されているようにしてＰＭが堆積する。入口側触媒端部に堆積したＰＭは、排気浄化装置に流入するガスを昇温する昇温制御を行うことで、燃焼除去できる。このような昇温制御と、フィルタの再生とは、例えばポスト噴射と還元剤の供給とによって行うことができる。このポスト噴射では、噴射した燃料が筒内で燃焼するように燃料噴射を行うことで、排気浄化装置に流入するガスを昇温する。
【０００８】
特許文献１が開示する例では、ポストインジェクションと還元剤の供給とによって、フィルタ再生とＳＯｘ被毒再生とが行われる。ところが、特許文献１が開示する例によれば、一方の再生が完了しても、他方の再生を完了させるために、再生処理が継続される虞がある。結果、同様にして昇温制御とフィルタの再生とを行う場合には、無駄な燃料消費や昇温が行われる虞がある。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑み、フィルタの再生と、少なくともフィルタを有して構成される排気浄化装置の入口側触媒端部のＰＭ除去とを燃料消費の抑制とともに可能にす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】
【００１０】
本発明は、内燃機関の排気に含まれる粒子状物質であるＰＭを捕集するとともに、捕集したＰＭを燃焼させることで再生されるフィルタのＰＭ堆積量であるフィルタ堆積量を指示するフィルタ堆積カウンタと、少なくとも前記フィルタを有して構成される排気浄化装置の入口側触媒端部のＰＭ堆積量である端部堆積量を指示する端部堆積カウンタと、前記フィルタを再生する第１の制御を開始した後、前記排気浄化装置に流入するガスを昇温する第２の制御が前記第１の制御と同時に終了するように、前記フィルタ堆積量および前記端部堆積量に基づき前記第２の制御を開始するタイミングを決定する制御部とを有する内燃機関の制御装置である。
【００１１】
本発明は、少なくとも前記フィルタの再生中に前記端部堆積カウンタの値を更新する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、フィルタの再生と、少なくともフィルタを有して構成される排気浄化装置の入口側触媒端部のＰＭ除去とを燃料消費の抑制とともに可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１のＥＣＵを関連する構成とともに示す図である。
【図２】ＤＰＦの再生と昇温制御の一例を説明する図である。
【図３】第１のＥＣＵが行う昇温制御の説明図である。
【図４】第１のＥＣＵが行う昇温制御の変形例の説明図である。
【図５】第２のＥＣＵが行う昇温制御の説明図である。
【図６】昇温要求期間の変更方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、第１のＥＣＵであるＥＣＵ１Ａを関連する構成とともに示す図である。図１に示す各構成は、車両に搭載されている。内燃機関５０は、圧縮着火式の内燃機関である。内燃機関５０は、火花点火式の内燃機関であってもよい。内燃機関５０は、多気筒の内燃機関である。内燃機関５０は、インジェクタ５１を備える。インジェクタ５１は、内燃機関５０の筒内に燃料を噴射する。インジェクタ５１は、内燃機関５０の気筒毎に設けられている。
【００１６】
内燃機関５０には、排気系２０が設けられている。排気系２０は、内燃機関５０の排気を流通させる。排気系２０は、エキゾーストマニホールド２１と、タービン２２と、排気浄化装置２３とを備える。エキゾーストマニホールド２１は、内燃機関５０に接続されている。エキゾーストマニホールド２１は、内燃機関５０の各気筒から排出される排気を集合させる。タービン２２は、エキゾーストマニホールド２１の下流に設けられている。タービン２２は、排気エネルギーを回収する。タービン２２は、例えば内燃機関５０に吸気を過給する過給機のタービンである。排気浄化装置２３は、タービン２２の下流に設けられている。排気浄化装置２３は、排気を浄化する。
【００１７】
排気浄化装置２３は、ディーゼル酸化触媒（以下、ＤＯＣと称す）２３ａと、ＤＰＦ２３ｂと、筐体２３ｃとを備える。ＤＯＣ２３ａは、ＨＣやＣＯなどの排気成分を酸化することで、排気を浄化する。ＤＰＦ２３ｂは、ＰＭを捕集することで、排気を浄化する。ＤＰＦ２３ｂは、捕集したＰＭを燃焼させることで、再生される。ＤＰＦ２３ｂは、フィルタの一例である。筐体２３ｃは、ＤＯＣ２３ａとＤＰＦ２３ｂとを収容する。筐体２３ｃは筒状の形状を有する。
【００１８】
ＤＯＣ２３ａは、ＤＰＦ２３ｂの上流に設けられている。この場合、ＤＯＣ２３ａでの酸化によって昇温した排気が、ＤＰＦ２３ｂに流入することで、ＤＰＦ２３ｂの昇温が図られる。ＤＯＣ２３ａの入口端部２３ａａは、入口側触媒端部の一例である。
【００１９】
排気系２０には、差圧検出通路２４が設けられている。差圧検出通路２４は、ＤＰＦ２３ｂをバイパスする。差圧検出通路２４には、差圧センサ２５が設けられている。差圧センサ２５は、ＤＰＦ２３ｂの前後差圧を検出する。排気系２０には、このほか排気浄化装置２３に流入するガスである入りガスの温度を検知する温度センサ２６が設けられている。
【００２０】
ＥＣＵ１Ａは電子制御装置であり、内燃機関の制御装置の一例である。ＥＣＵ１Ａには、インジェクタ５１が制御対象として電気的に接続されている。また、差圧センサ２５や温度センサ２６がセンサ・スイッチ類として電気的に接続されている。
【００２１】
ＥＣＵ１Ａは、フィルタ堆積カウンタを有する。フィルタ堆積カウンタは、ＤＰＦ２３ｂのＰＭ堆積量であるフィルタ堆積量を指示する。フィルタ堆積カウンタは、ＥＣＵ１Ａの記憶領域で実現される。
【００２２】
ＥＣＵ１Ａは、フィルタ堆積カウンタの値、すなわちフィルタ堆積量を更新する。具体的には、ＥＣＵ１Ａは、ＤＰＦ２３ｂの前後差圧に応じてフィルタ堆積カウンタの値を更新する。これは、ＤＰＦ２３ｂの前後差圧が、フィルタ堆積量に応じて変化するためである。このようにフィルタ堆積カウンタの値を更新するＥＣＵ１Ａは、ＤＰＦ２３ｂの再生に応じて、フィルタ堆積カウンタの値を減少させる。ＥＣＵ１Ａは、公知技術を含むその他の方法でフィルタ堆積カウンタの値を更新してもよい。
【００２３】
ＥＣＵ１Ａは、ＤＰＦ２３ｂの再生や昇温制御を行う。ＤＰＦ２３ｂの再生は、第１の制御の一例である。昇温制御は、第２の制御の一例である。ＤＰＦ２３ｂの再生や昇温制御は、次のように行われる。
【００２４】
図２はＤＰＦ２３ｂの再生および昇温制御の一例を説明する図である。図２では、入りガスの温度変化の一例を用いて、ＤＰＦ２３ｂの再生および昇温制御の一例を説明する。図２では、説明の都合上、ＤＰＦ２３ｂの再生が完了したと判断した場合に、昇温制御を開始するようにＥＣＵ１Ａを構成した場合について説明する。
【００２５】
フィルタ堆積カウンタの値は、内燃機関５０の運転中に常時更新される。そして、ＥＣＵ１Ａは、フィルタ堆積量が所定値αを上回った場合に、ＤＰＦ２３ｂの再生を開始する。所定値αは、ＤＰＦ２３ｂの再生が必要か否かを判定するための値である。フィルタ堆積量が所定値αを上回ったか否かは、ＥＣＵ１Ａによって判定できる。
【００２６】
ＤＰＦ２３ｂの再生を行うにあたり、ＥＣＵ１Ａは具体的には、内燃機関５０の筒内にレイトポスト噴射を行うようにインジェクタ５１を制御する。レイトポスト噴射は、第１の噴射であるメイン噴射の後に行われる燃料噴射であって、噴射した燃料が筒内で燃焼しないように燃料噴射タイミングが設定された燃料噴射である。この場合、ＤＰＦ２３ｂの再生は、次のように行われる。
【００２７】
すなわち、レイトポスト噴射では、筒内ガスにＨＣを供給する。そして、ＨＣが供給された筒内ガスは排気となって、ＤＯＣ２３ａに到達する。ＤＯＣ２３ａでは、レイトポスト噴射で供給されたＨＣが、酸化される。そして、このときに発生した熱によって、ＤＰＦ２３ｂに堆積したＰＭが燃焼される。結果、ＤＰＦ２３ｂが再生される。図２に示すように、ＤＰＦ２３ｂの再生では、入りガスの温度はほとんど変化しない。このときの入りガスの温度は、例えば３００℃である。
【００２８】
フィルタ堆積量がゼロになった場合には、ＤＰＦ２３ｂの再生が完了したと判断できる。このため、ＥＣＵ１Ａはフィルタ堆積量がゼロか否かを判定することで、ＤＰＦ２３ｂの再生が完了したか否かを判断する。そして、ＤＰＦ２３ｂの再生が完了したと判断した場合に、レイトポスト噴射を中止する。これにより、ＤＰＦ２３ｂの再生が終了する。フィルタ堆積量がゼロになった場合は、換言すれば、ＤＰＦ２３ｂの前後差圧の大きさが、所定値Ｐよりも小さくなった場合である。所定値Ｐは、ＤＰＦ２３ｂの再生が終了したか否かを判定するための判定値である。
【００２９】
ＥＣＵ１Ａは、入りガスを昇温する昇温制御を行う。この例で、ＥＣＵ１Ａは、ＤＰＦ２３ｂの再生が完了したと判断した場合に、昇温制御を開始する。昇温制御の実行開始タイミングは、ＤＰＦ２３ｂの再生が完了したと判断した場合でなくてもよい。ＥＣＵ１Ａは実際には、後述するようにＤＰＦ２３ｂの再生開始後に、ＤＰＦ２３ｂの再生と同時に昇温制御を行う。
【００３０】
昇温制御を行うにあたり、ＥＣＵ１Ａは具体的には、内燃機関５０の筒内にポスト噴射を行うようにインジェクタ５１を制御する。ポスト噴射は、メイン噴射の後に行われる燃料噴射であって、噴射した燃料が筒内で燃焼するように燃料噴射タイミングが設定された燃料噴射である。この場合、ポスト噴射で噴射した燃料が筒内で燃焼することで、入りガスが昇温する。
【００３１】
ＥＣＵ１Ａはさらに具体的には、所定値Ｔ１を上回るまで入りガスを昇温する昇温制御を行う。所定値Ｔ１は第１の目標温度であり、入口端部２３ａａのＰＭの燃焼除去を可能にする温度である。所定値Ｔ１は、例えば４６０℃である。入口端部２３ａａのＰＭは例えば、カーボンである。このような昇温制御は、例えばポスト噴射の燃料噴射量を調整することで、行うことができる。昇温制御が開始されると、入りガスは所定値Ｔ１を上回るまで昇温される。そして、昇温制御の終了により、入りガスの温度は低下する。
【００３２】
ところで、ＥＣＵ１Ａは、さらに端部堆積カウンタを有する。端部堆積カウンタは、入口端部２３ａａのＰＭ堆積量である端部堆積量を指示する。端部堆積カウンタは、ＥＣＵ１Ａの記憶領域で実現される。ＥＣＵ１Ａは、端部堆積カウンタの値、すなわち端部堆積量を更新する。ＥＣＵ１Ａは、少なくともＤＰＦ２３ｂの再生中に端部堆積カウンタの値を更新する。
【００３３】
ＥＣＵ１Ａは、少なくともＤＰＦ２３ｂの再生および昇温制御に応じて、端部堆積カウンタの値を更新する。具体的には、ＥＣＵ１ＡはＤＰＦ２３ｂの再生に応じて、端部堆積カウンタの値を増加させる。また、昇温制御に応じて、端部堆積カウンタの値を減少させる。ＤＰＦ２３ｂの再生に応じた端部堆積カウンタの値の増加度合いは、例えば予め設定しておくことができる。当該増加度合いは、可変値であってもよい。昇温制御に応じた端部堆積カウンタの値の減少度合いについても同様である。
【００３４】
ＥＣＵ１Ａは、さらに再生要求カウンタを有する。再生要求カウンタは、ＤＰＦ２３ｂの再生要求期間を指示する。再生要求カウンタは、ＥＣＵ１Ａの記憶領域で実現される。ＥＣＵ１Ａは、再生要求カウンタの値を更新する。この更新については後述する。
【００３５】
ＥＣＵ１Ａは、さらに昇温要求カウンタを有する。昇温要求カウンタは、昇温制御の昇温要求期間を指示する。昇温要求カウンタは、ＥＣＵ１Ａの記憶領域で実現される。ＥＣＵ１Ａは、昇温要求カウンタの値を更新する。この更新については後述する。
【００３６】
図３は、ＥＣＵ１Ａが行う昇温制御の説明図である。縦軸は、再生要求期間、または昇温要求期間を示す。横軸は、フィルタ堆積量、または端部堆積量を示す。変化Ｃ１は、フィルタ堆積量および再生要求期間の変化の一例を示す。変化Ｃ２は、端部堆積量および昇温要求期間の変化の一例を示す。変化Ｃ１、変化Ｃ２それぞれにおいて、矢印Ａが示す過程は、ＤＰＦ２３ｂの再生開始から、再生要求期間と昇温要求期間とが一致するまでの変化の過程を示す。変化Ｃ１、変化Ｃ２それぞれにおいて、矢印Ｂが示す過程は、再生要求期間と昇温要求期間とが一致してから、フィルタ堆積量および端部堆積量がゼロになるまでの過程を示す。
【００３７】
ＥＣＵ１Ａは、フィルタ堆積量に応じて、再生要求カウンタの値、すなわち再生要求期間を更新する。ＥＣＵ１Ａは具体的には、フィルタ堆積量が大きい場合ほど、再生要求期間を長くする。結果、再生要求期間は、ＤＰＦ２３ｂの再生開始後、フィルタ堆積量が小さくなるほど短くなる。
【００３８】
ＥＣＵ１Ａは、端部堆積量に応じて、昇温要求カウンタの値、すなわち昇温要求期間を更新する。ＥＣＵ１Ａは具体的には、少なくともＤＰＦ２３ｂの再生開始後、昇温制御が開始されるまでの間、端部堆積量に応じて、昇温要求期間を更新する。このとき、ＥＣＵ１Ａは具体的には、端部堆積量が大きくなるほど、昇温要求期間を長くする。ここで、端部堆積量は、ＤＰＦ２３ｂの再生開始後、昇温制御が開始されるまでの間、大きくなる。結果、昇温要求期間も、ＤＰＦ２３ｂの再生開始後、昇温制御が開始されるまでの間、長くなる。
【００３９】
ＥＣＵ１Ａは、昇温制御が開始された後、入りガスの温度が所定値Ｔ１を上回っている状態の経過時間に応じて、昇温要求カウンタの値を更新する。具体的には、当該経過時間が長くなるほど、昇温要求期間を短くする。ＥＣＵ１Ａは、昇温制御が開始された後、端部堆積量に応じて昇温要求期間を更新することで、昇温要求期間を短くしてもよい。
【００４０】
ＥＣＵ１Ａは、次に説明するように昇温制御を行う。すなわち、ＥＣＵ１Ａは、ＤＰＦ２３ｂの再生開始後に、ＤＰＦ２３ｂの再生と同時に、昇温制御を行う。このように昇温制御を行うにあたり、ＥＣＵ１Ａは具体的には、再生要求期間と昇温要求期間とが一致した場合に、昇温制御を開始する。
【００４１】
ＥＣＵ１Ａは、上述のように昇温制御を行うことで、ＤＰＦ２３ｂの再生完了に応じて、フィルタ堆積量および端部堆積量をゼロにする。ＤＰＦ２３ｂの再生完了は、ＤＰＦ２３ｂの前後差圧の大きさが、所定値Ｐよりも小さくなったことで判断できる。端部堆積量は、ＤＰＦ２３ｂの再生および昇温制御が行われている間に減少させることができる。但し、これに限られず、端部堆積量は例えば、ＤＰＦ２３ｂの再生完了時にゼロにされてもよい。
【００４２】
このように昇温制御を行うＥＣＵ１Ａは、昇温制御がＤＰＦ２３ｂの再生と同時に終了するように、フィルタ堆積量および端部堆積量に基づき昇温制御を開始するタイミングを決定する。そして、決定したタイミングで昇温制御を開始する。フィルタ堆積量に基づくことは、フィルタ堆積量に応じて更新される再生要求期間に基づくことを含む。端部堆積量に基づくことは、端部堆積量に応じて更新される昇温要求期間に基づくことを含む。
【００４３】
ところで、前述した特許文献２に記載のように、入口端部２３ａａには、ＤＰＦ２３ｂの再生中にＰＭが堆積し易い。このようなＰＭの堆積態様に照らし、入口端部２３ａａからＰＭを除去するには、ＤＰＦ２３ｂの再生期間全般で昇温制御を行うことが好ましいといえる。ところがこの場合には、昇温制御による燃料消費が大きくなる。
【００４４】
入口端部２３ａａに堆積したＰＭは、低負荷、低吸入空気量の機関運転状態が長引くと、固着していく。そして、ＰＭの固着が進行した場合には、入口端部２３ａａに堆積したＰＭを除去する方法が限られてくる。具体的には例えば、入りガスの温度を５００℃以上の温度に長時間維持することが必要となる。或いは、内燃機関５０の吸入空気量を９０ｇ／ｓ程度までに大きくすることで、入口端部２３ａａに堆積したＰＭを吹き飛ばすことが必要になる。
【００４５】
このような事情に鑑み、ＥＣＵ１Ａは上述のようにタイミングを決定することで、ＤＰＦ２３ｂの再生開始後に、ＤＰＦ２３ｂの再生と同時に昇温制御を行うことを可能にする。結果、ＤＰＦ２３ｂ再生期間全般で昇温制御を行う場合と比較して、燃料消費の抑制を可能にする。ＥＣＵ１Ａは、ＤＰＦ２３ｂの再生開始後であっても、ＤＰＦ２３ｂの再生と同時に昇温制御を行うことで、入口端部２３ａａに堆積したＰＭを堆積初期段階で除去可能にする。結果、入口端部２３ａａのＰＭ除去の容易化を可能にする。入口端部２３ａａのＰＭ除去を行うにあたり、ＥＣＵ１Ａは、ＤＰＦ２３ｂの再生に応じて、ある程度高温になるＤＯＣ２３ａの温度状態を有効に利用することもできる。結果、これによっても、燃料消費の抑制を可能にする。
【００４６】
ＥＣＵ１Ａは、昇温制御がＤＰＦ２３ｂの再生と同時に終了するように、フィルタ堆積量および端部堆積量に基づき昇温制御を開始するタイミングを決定する。結果、ＤＰＦ２３ｂの再生と昇温制御とを同時に完了させることも可能にする。
【００４７】
ＥＣＵ１Ａは、昇温制御が開始された後、上述したように昇温要求期間を短くする。そして、昇温要求期間がゼロになった場合に、昇温制御を終了する。このため、ＥＣＵ１Ａは、入りガスの温度を昇温制御によって所定値Ｔ１を上回る温度に十分に維持できない場合には、ＤＰＦ２３ｂの再生完了後に、昇温制御を継続して行うこともできる。
【００４８】
ＥＣＵ１Ａは、ＤＰＦ２３ｂの再生開始後に、所定値Ｔ１を上回るまで入りガスを昇温する昇温制御を行うことで、入口端部２３ａａのＰＭ除去を可能にする。
【００４９】
図４は、ＥＣＵ１Ａが行う昇温制御の変形例の説明図である。この例において、ＥＣＵ１Ａは、ＤＰＦ２３ｂの再生開始後に、フィルタ堆積量が所定値βを下回った場合に、昇温制御を開始する。所定値βは、所定の運転条件で内燃機関５０を運転した場合において、昇温制御がＤＰＦ２３ｂの再生と同時に終了するように設定されている。所定の運転条件は、予め設定された運転条件である。所定値βは実験で定めることができる。このように設定される所定値βは、フィルタ堆積量および端部堆積量に基づき設定されている。
【００５０】
この例で、ＥＣＵ１Ａは端部堆積量が大きくなるほど、昇温要求期間を長くする代わりに、昇温要求期間の初期値Ｉを設定する。そして、昇温要求カウンタの値がゼロになった場合に、昇温要求カウンタの値をリセットする。すなわち、初期値Ｉに戻す。初期値Ｉは、所定の運転条件で内燃機関５０を運転した場合において、フィルタ堆積量が所定値βを下回ったときの端部堆積量に応じた昇温要求期間である。
【００５１】
この例でも、ＥＣＵ１Ａは、所定値βに基づき昇温制御を開始するタイミングを決定することで、昇温制御がＤＰＦ２３ｂの再生と同時に終了するように、フィルタ堆積量および端部堆積量に基づき昇温制御を開始するタイミングを決定する。そして、決定したタイミングで昇温制御を開始する。フィルタ堆積量および端部堆積量に基づくことは、フィルタ堆積量および端部堆積量に基づき設定された所定値βに基づくことを含む。
【００５２】
ＥＣＵ１Ａは、昇温要求カウンタの値がゼロになった場合に、昇温制御を終了する。この例では、上述したように所定値βを設定したことで、ＤＰＦ２３ｂの再生と昇温制御とを同時に完了させることを可能にする。この例でも、入りガスの温度を昇温制御によって、所定値Ｔ１を上回る温度に十分に維持できない場合に、ＤＰＦ２３ｂの再生完了後、昇温制御を継続して行うことができる。
【実施例２】
【００５３】
本実施例にかかる第２のＥＣＵは、次に説明するようにＥＣＵ１Ａを変更したものである。以下、第２のＥＣＵをＥＣＵ１Ｂと称す。
【００５４】
図５は、ＥＣＵ１Ｂが行う昇温制御の説明図である。期間Ｘは、機関運転上、昇温制御によって、入りガスの温度が所定値Ｔ２を上回らない期間を示す。所定値Ｔ２については後述する。ＥＣＵ１Ｂは、ＤＰＦ２３ｂの再生開始後、ＤＰＦ２３ｂの再生が完了するまでの間に、昇温制御によって、入りガスの温度が所定値Ｔ２を上回るか否かを判断する。そして、入りガスの温度が所定値Ｔ２を上回らないと判断した場合には、ＤＰＦ２３ｂの再生が完了したときに、昇温制御を行う。
【００５５】
所定値Ｔ２は第２の目標温度である。所定値Ｔ２は、ＨＣの蒸発速度が、入口端部２３ａａのＰＭ堆積速度を上回る温度に設定できる。これは、入口端部２３ａａにＰＭが堆積するのは、ＤＰＦ２３ｂの再生時に重質なＨＣが入口端部２３ａａに付着し、蒸発し切らない結果、ＰＭのバインダーになると考えられるためである。所定値Ｔ２は、所定値Ｔ１よりも高い温度に設定される。
【００５６】
昇温制御によって、入りガスの温度が所定値Ｔ２を上回らない場合、ＤＰＦ２３ｂの再生開始後、ＤＰＦ２３ｂの再生と同時に昇温制御を行っても、ＨＣの蒸発速度は、入口端部２３ａａのＰＭ堆積速度を上回らない。結果、昇温制御を行っても、端部堆積量は増加する。このような事態は例えば、内燃機関５０が低負荷で運転されている場合に発生する。
【００５７】
このような事情に鑑み、ＥＣＵ１Ｂは、上述のように昇温制御を行う。この場合には、昇温制御の実行中に重質なＨＣが供給されなくなる。結果、この場合には、入りガスの温度が所定値Ｔ２を上回らなくても、所定値Ｔ１を上回れば、入口端部２３ａａに堆積したＰＭを除去できる。このため、ＥＣＵ１Ｂは、ＥＣＵ１Ａと比較して、昇温制御によって、入りガスの温度が所定値Ｔ２を上回らない場合における入口端部２３ａａのＰＭ除去をさらに可能にする。
【実施例３】
【００５８】
本実施例にかかる第３のＥＣＵは、次に説明するようにＥＣＵ１Ａを変更したものである。同様の変更は、ＥＣＵ１Ｂに対して行われてもよい。以下、第３のＥＣＵをＥＣＵ１Ｃと称す。
【００５９】
ＥＣＵ１Ｃは、入口端部２３ａａの堆積成分を推定し、推定した堆積成分に応じて、昇温要求期間を変更する。これは、次の理由による。すなわち、ＤＰＦ２３ｂの再生に応じたＨＣの供給量である供給量Ｓが多い場合や、ＤＰＦ２３ｂ再生中の入りガスの温度である温度Ｔｉｎが低い場合には、ＨＣとカーボンの重合が進む。結果、これらの場合には、入口端部２３ａａの堆積成分が、より燃焼し難い堆積成分によって構成される。
【００６０】
昇温要求期間を変更するにあたり、ＥＣＵ１Ｃは具体的には例えば、供給量Ｓが所定値よりも多い状態の継続時間である継続時間Ｔｃ１に応じて、昇温要求期間を変更することができる。当該所定値は、入口端部２３ａａの堆積成分が、燃焼し難い堆積成分によって構成されるか否かを判定するための判定値である。
【００６１】
供給量Ｓが所定値よりも多い場合、供給量Ｓが所定値よりも低い場合（ここでは所定値以下の場合）よりも、入口端部２３ａａの堆積成分が、燃焼し難い堆積成分によって構成されると推定できる。そして、継続時間Ｔｃ１に応じて、昇温要求期間を変更することで、推定した堆積成分に応じて、昇温要求期間を変更できる。この場合、継続時間Ｔｃ１が長い場合ほど、昇温要求期間を長くすることができる。
【００６２】
昇温要求期間を変更するにあたり、ＥＣＵ１Ｃは例えば、温度Ｔｉｎが所定値よりも低い状態の継続時間である継続時間Ｔｃ２に応じて、昇温要求期間を変更することもできる。当該所定値は、入口端部２３ａａの堆積成分が、燃焼し難い堆積成分によって構成されるか否かを判定するための判定値である。
【００６３】
温度Ｔｉｎが所定値よりも低い場合、温度Ｔｉｎが所定値よりも高い場合（ここでは所定値以上の場合）よりも、入口端部２３ａａの堆積成分が、燃焼し難い堆積成分によって構成されると推定できる。そして、継続時間Ｔｃ２に応じて、昇温要求期間を変更することで、推定した堆積成分に応じて、昇温要求期間を変更できる。この場合、継続時間Ｔｃ２が長い場合ほど、昇温要求期間を長くすることができる。ＥＣＵ１Ｃは、温度Ｔｉｎの代わりに例えば車速や、内燃機関５０の負荷を適用してもよい。
【００６４】
上述したように昇温要求期間を変更するにあたり、ＥＣＵ１Ｃは、昇温要求期間に係数Ｋを乗じることで、昇温要求期間を変更できる。係数Ｋは、昇温要求期間を延長するための補正係数である。係数Ｋは、供給量Ｓが多い場合ほど大きくなるように設定できる。また、温度Ｔｉｎが低い場合ほど大きくなるように設定できる。係数Ｋは、供給量Ｓおよび温度Ｔｉｎのうち少なくともいずれかに応じて、設定することができる。ＥＣＵ１Ｃは、次のようにして昇温要求期間を変更することもできる。
【００６５】
図６は、堆積成分に応じた昇温要求期間の変更方法の一例を説明する図である。図６では、供給量Ｓおよび温度Ｔｉｎに応じて設定された増加度合いＤのマップデータを示す。増加度合いＤは、ＤＰＦ２３ｂの再生に応じた端部堆積カウンタの値の増加度合いを示す。増加度合いＤは、供給量Ｓが多い場合ほど大きくなるように設定されている。また、温度Ｔｉｎが低い場合ほど大きくなるように設定されている。増加度合いＤは、供給量Ｓおよび温度Ｔｉｎのうち少なくともいずれかに応じて、設定されてよい。ＥＣＵ１Ｃは、供給量Ｓおよび温度Ｔｉに応じて増加度合いＤを変更することで、更新される端部堆積量を変更できる。そして、このように端部堆積量を変更することで、堆積成分に応じて、昇温要求期間を変更できる。
【００６６】
ＥＣＵ１Ｃは、入口端部２３ａａの堆積成分を推定し、推定した堆積成分に応じて、昇温要求期間を変更する。結果、ＥＣＵ１Ａと比較して、入口端部２３ａａのＰＭ除去をより適切に行える。
【００６７】
ところで、上述してきた各実施例において、ＤＰＦ２３ｂの再生は、例えば還元剤を排気に供給する還元剤供給装置（例えば排気系２０に燃料を噴射する排気用インジェクタ）を制御し、還元剤を供給することで行われてもよい。上述してきた各実施例において、昇温制御は、例えばインジェクタ５１の燃料噴射タイミングを遅らせることや、吸気や排気を絞ることで行われてもよい。また、タービン２２を迂回するように排気の流通を変更することで行われてもよい。
【００６８】
上述してきた各実施例において、ＤＰＦ２３ｂは、金属触媒を担持した酸化能力を有する排気浄化触媒として構成されてもよい。この場合、ＤＰＦ２３ｂの再生は次のようにも行われる。すなわち、レイトポスト噴射で供給されたＨＣは、ＤＰＦ２３ｂでも酸化される。そして、このときに発生した熱によっても、ＤＰＦ２３ｂに堆積したＰＭが燃焼される。結果、ＤＰＦ２３ｂの再生が行われる。
【００６９】
上述してきた各実施例において、排気浄化装置２３は、次のように構成されてもよい。排気浄化装置２３は、ＤＯＣ２３ａおよびＤＰＦ２３ｂが互いに異なる筐体に収容された状態で、離間して設けられた構成であってもよい。排気浄化装置２３は、ＤＰＦ２３ｂがＤＯＣ２３ａの上流に設けられ、ＤＰＦ２３ｂが金属触媒を担持した酸化能力を有する排気浄化触媒として構成されるものであってもよい。この場合、ＤＰＦ２３ｂの入口端部が、入口側触媒端部を構成する。この場合、排気浄化装置２３は、ＤＯＣ２３ａおよびＤＰＦ２３ｂのうちＤＰＦ２３ｂを有して構成されていると把握することができる。
【００７０】
上述してきた各実施例において、排気浄化装置２３には、ＤＯＣ２３ａの代わりに、例えば吸蔵還元型ＮＯｘ触媒や三元触媒など、ＤＯＣ２３ａ以外の形態の排気浄化触媒が適用されてもよい。排気浄化触媒には、酸化能力を有する排気浄化触媒を適用できる。
【００７１】
上述してきた各実施例では、ＥＣＵ１ＡからＥＣＵ１Ｃそれぞれにおいて、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、各種の機能部が実現される。各種の機能部は、例えば各種の制御を行う制御部や、各種の判定を行う判定部や、各種の判断を行う判断部や、各種の変更を行う変更部や、各種の推定を行う推定部を含む。
【００７２】
各種の制御は、ＤＰＦ２３ｂの再生や昇温制御のほか、フィルタ堆積カウンタや、端部堆積カウンタや、昇温要求カウンタや、再生要求カウンタの値の更新や、昇温要求期間の変更を含む。各種の制御を行う制御部は、例えば第１の制御部や第２の制御部といったかたちで、制御内容等に応じて個別に観念されてもよい。制御部以外の他の機能部についても同様である。
【００７３】
本発明における制御部の一例は、ＥＣＵ１ＡからＥＣＵ１Ｃそれぞれで実現される。ＥＣＵ１ＡからＥＣＵ１Ｃそれぞれは、各種の機能部を実現することで、各種の機能部を有する。ＥＣＵ１ＡからＥＣＵ１Ｃそれぞれにおいて実現される各種の機能部は、例えば複数の電子制御装置において実現されてもよい。フィルタ堆積カウンタや、端部堆積カウンタや、昇温要求カウンタや、再生要求カウンタについても同様である。
【００７４】
上記実施形態は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００７５】
ＥＣＵ              １Ａ、１Ｂ、１Ｃ
排気系              ２０
排気浄化装置        ２３
ＤＯＣ              ２３ａ
入口端部            ２３ａａ
ＤＰＦ              ２３ｂ
内燃機関            ５０
インジェクタ        ５１
【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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