(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じ気筒数を有する複数の気筒群が排気ガスの流量が同等となる異なる排気通路にそれぞれ接続され、且つ前記複数の気筒群へ供給される空気の流量が同等となる吸気通路に接続されてなる内燃機関の排気ガス浄化装置において、
前記排気通路にそれぞれ設けられ、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する複数の粒子状物質捕集手段と、
前記各粒子状物質捕集手段を再生させるために前記各粒子状物質捕集手段の上流に燃料を供給する複数の燃料供給手段と、
前記各粒子状物質捕集手段の温度を検出する複数の温度検出手段と、
前記粒子状物質捕集手段のいずれかへの粒子状物質の堆積量が再生開始閾値に達したことが検出された場合に、前記各粒子状物質捕集手段に燃料を供給して、前記各粒子状物質捕集手段に堆積した粒子状物質を燃焼させることにより、前記各粒子状物質捕集手段を再生する再生時に、前記各温度検出手段が検出する温度が所定の目標温度となるように前記各燃料供給手段の燃料供給量を調節する燃料供給量調節手段と、
前記各粒子状物質捕集手段の同時の再生開始から前記各粒子状物質捕集手段の粒子状物質の堆積量が再生完了閾値に達した再生完了までの再生時間をそれぞれ測定する再生時間測定手段と、
前記再生時間測定手段によって測定された前記粒子状物質捕集手段の一つの前記再生時間を第一の再生時間とし、前記再生時間測定手段によって測定された前記粒子状物質捕集手段の他の一つの前記再生時間を第二の再生時間とし、前記第一の再生時間と前記第二の再生時間とを比較した前記再生時間の比較値を検出する再生時間比較手段と、
前記各粒子状物質捕集手段が前記目標温度である場合に前記各燃料供給手段が供給する目標燃料供給量に対して前記燃料供給量調節手段により増減された燃料供給量の補正量において、前記粒子状物質捕集手段の一つの粒子状物質の堆積量または前記粒子状物質捕集手段の他の一つの粒子状物質の堆積量が所定量となった時点で、前記粒子状物質捕集手段の一つに対応する前記燃料供給手段の第一の燃料補正量の換算値と前記粒子状物質捕集手段の他の一つに対応する前記燃料供給手段の第二の燃料補正量の換算値とを比較した燃料補正量の比較値を検出する燃料補正量比較手段と、
前記再生時間の前記比較値と前記燃料補正量の前記比較値とを用いて前記粒子状物質捕集手段の再生に異常があると判定する異常判定手段と
を備え、
前記第一の燃料補正量の換算値及び前記第二の燃料補正量の換算値はそれぞれ、前記第一の再生時間及び前記第二の再生時間に対し相関し且つ相反する動きをするように変化する関係を有する、排気ガス浄化装置。
【請求項２】
二つの前記粒子状物質捕集手段と、前記二つの粒子状物質捕集手段のそれぞれに対応して設けられる二つの前記燃料供給手段とを備え、
前記燃料補正量比較手段は、一方の前記燃料供給手段の前記燃料補正量を前記第一の燃料補正量とし、他方の前記燃料供給手段の前記燃料補正量を前記第二の燃料補正量とし、
前記再生時間比較手段は、前記一方の燃料供給手段に対応する前記粒子状物質捕集手段の前記再生時間を前記第一の再生時間とし、前記他方の燃料供給手段に対応する前記粒子状物質捕集手段の前記再生時間を前記第二の再生時間とし、
前記異常判定手段は、前記再生時間の前記比較値と前記燃料補正量の前記比較値とを同時に用いて前記粒子状物質捕集手段の再生に異常があると判定する請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記異常判定手段は、前記再生時間同士の差を前記再生時間の前記比較値とし、前記燃料補正量同士の差を前記燃料補正量の前記比較値とし、両比較値を変数とするマップを有し、前記マップは正常領域と異常領域とが予め設定され、
前記異常判定手段は、前記異常領域に前記両比較値を検出した場合に前記粒子状物質捕集手段の再生に異常があると判定し、
前記異常領域は、前記再生時間の前記比較値と前記燃料補正量の前記比較値の少なくとも一方を個々に用いて異常判定をする場合に設定される異常領域よりも広い領域を有する請求項２に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
前記燃料補正量は、前記目標燃料供給量に対する前記燃料供給量調節手段により調節された燃料供給量の割合を示す燃料補正係数である請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排気ガス浄化装置に係り、特にＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）のＰＭ再生における異常を検出可能な排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気系統には排気ガスを浄化するために排気ガス浄化装置が設けられているが、排気ガス浄化装置に関する様々な技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質（パティキュレートマター：ＰＭ）を捕集するＤＰＦにおいて、捕集されて堆積したＰＭを燃焼消失させてＤＰＦを再生する装置が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、排気ガス中の有害成分を除去する排気浄化触媒と内燃機関の始動時に排気浄化触媒を加熱する電気ヒータとを備えた触媒コンバータの異常検出装置が記載されている。排気浄化触媒は、排気浄化能力を発揮するためにはその温度が活性温度以上の温度に高められる必要があるため、内燃機関の始動後直ちに活性温度に到達するように電気ヒータで加熱される。特許文献２における触媒コンバータの異常検出装置では、２系統からなる内燃機関の排気経路のそれぞれに設けられた触媒コンバータの排気浄化触媒を加熱した際、加熱中での排気浄化触媒同士の温度差が所定値以上となった場合に触媒コンバータに異常が発生したと判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２６５３１号公報
【特許文献２】特開平７−７１２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のＤＰＦを再生する装置に対して異常の発生の有無を判定する場合、特許文献２のように２つの装置におけるパラメータの差とパラメータの差の閾値とを比較することによって判定する方が、１つの装置に対して１つのパラメータとその閾値と比較することによって判定するより、異常の検出精度が向上する。しかしながら、１つのパラメータを使用した異常の判定では、実際には異常でない場合も異常と判定される範疇に含まれることがあるため、異常の検出精度がなお低いという問題がある。
【０００６】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、ＤＰＦのＰＭ再生における異常の検出精度を向上する排気ガス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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明に係る排気ガス浄化装置は、同じ気筒数を有する複数の気筒群が排気ガスの流量が同等となる異なる排気通路にそれぞれ接続され、且つ複数の気筒群へ供給される空気の流量が同等となる吸気通路に接続されてなる内燃機関の排気ガス浄化装置において、排気通路にそれぞれ設けられ、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する複数の粒子状物質捕集手段と、各粒子状物質捕集手段を再生させるために各粒子状物質捕集手段の上流に燃料を供給する複数の燃料供給手段と、各粒子状物質捕集手段の温度を検出する複数の温度検出手段と、粒子状物質捕集手段のいずれかへの粒子状物質の堆積量が再生開始閾値に達したことが検出された場合に、各粒子状物質捕集手段に燃料を供給して、各粒子状物質捕集手段に堆積した粒子状物質を燃焼させることにより、各粒子状物質捕集手段を再生する再生時に、各温度検出手段が検出する温度が所定の目標温度となるように各燃料供給手段の燃料供給量を調節する燃料供給量調節手段と、各粒子状物質捕集手段の同時の再生開始から各粒子状物質捕集手段の粒子状物質の堆積量が再生完了閾値に達した再生完了までの再生時間をそれぞれ測定する再生時間測定手段と、再生時間測定手段によって測定された粒子状物質捕集手段の一つの再生時間を第一の再生時間とし、再生時間測定手段によって測定された粒子状物質捕集手段の他の一つの再生時間を第二の再生時間とし、第一の再生時間と第二の再生時間とを比較した再生時間の比較値を検出する再生時間比較手段と、各粒子状物質捕集手段が目標温度である場合に各燃料供給手段が供給する目標燃料供給量に対して燃料供給量調節手段により増減された燃料供給量の補正量において、粒子状物質捕集手段の一つの粒子状物質の堆積量または粒子状物質捕集手段の他の一つの粒子状物質の堆積量が所定量となった時点で、粒子状物質捕集手段の一つに対応する燃料供給手段の第一の燃料補正量の換算値と粒子状物質捕集手段の他の一つに対応する燃料供給手段の第二の燃料補正量の換算値とを比較した燃料補正量の比較値を検出する燃料補正量比較手段と、再生時間の比較値と燃料補正量の比較値とを用いて粒子状物質捕集手段の再生に異常があると判定する異常判定手段とを備え、第一の燃料補正量の換算値及び第二の燃料補正量の換算値はそれぞれ、第一の再生時間及び第二の再生時間に対し相関し且つ相反する動きをするように変化する関係を有する。
【０００８】
上記排気ガス浄化装置は、二つの粒子状物質捕集手段と、二つの粒子状物質捕集手段のそれぞれに対応して設けられる二つの燃料供給手段とを備え、燃料補正量比較手段は、一方の燃料供給手段の燃料補正量を第一の燃料補正量とし、他方の燃料供給手段の燃料補正量を第二の燃料補正量とし、再生時間比較手段は、一方の燃料供給手段に対応する粒子状物質捕集手段の再生時間を第一の再生時間とし、他方の燃料供給手段に対応する粒子状物質捕集手段の再生時間を第二の再生時間とし、異常判定手段は、再生時間の比較値と燃料補正量の比較値とを同時に用いて粒子状物質捕集手段の再生に異常があると判定してもよい。
【０００９】
異常判定手段は、再生時間同士の差を再生時間の比較値とし、燃料補正量同士の差を燃料補正量の比較値とし、両比較値を変数とするマップを有し、マップは正常領域と異常領域とが予め設定され、異常判定手段は、異常領域に両比較値を検出した場合に粒子状物質捕集手段の再生に異常があると判定し、異常領域は、再生時間の比較値と燃料補正量の比較値の少なくとも一方を個々に用いて異常判定をする場合に設定される異常領域よりも広い領域を有してもよい。
燃料補正量は、目標燃料供給量に対する燃料供給量調節手段により調節された燃料供給量の割合を示す燃料補正係数であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る排気ガス浄化装置によれば、２つのパラメータを使用して異常の有無を判定することによってＤＰＦのＰＭ再生における異常の検出精度を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る排気ガス浄化装置及びその周辺の構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態１に係る排気ガス浄化装置においてＰＭ再生の異常判定に用いるＰＭ再生異常判定マップを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る排気ガス浄化装置及びその周辺の構成を示す模式図である。
【図４】実施の形態２に係る排気ガス浄化装置においてＰＭ再生の異常判定に用いるＰＭ再生異常判定マップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１に係る排気ガス浄化装置１０１及びその周辺の構成を説明する。なお、以下の実施形態において、ディーゼルエンジンを搭載する車両に排気ガス浄化装置１０１を使用した場合の例について説明する。
【００１３】
図１を参照すると、ディーゼルエンジン本体１は、いわゆるＶ型エンジン構造を有しており、２つに分けられた第一気筒群１ａ及び第二気筒群１ｂを有している。第一気筒群１ａ及び第二気筒群１ｂはそれぞれ、複数の気筒１ａａ及び１ｂａを同じ数だけ含んでおり、気筒１ａａ及び１ｂａはそれぞれ、一列に配置されている。
【００１４】
第一気筒群１ａの気筒１ａａには、それぞれの図示しない吸入ポートを介して第一吸気マニフォールド（インテークマニフォールド）２ａが接続されており、第一吸気マニフォールド２ａは吸入された吸入空気を各気筒１ａａに分配するものである。さらに、気筒１ａａには、それぞれの図示しない排気ポートを介して第一排気マニフォールド（エキゾーストマニフォールド）３ａが接続されており、第一排気マニフォールド３ａは、各気筒１ａａの排気ポートから排出される排気ガスを１つに集約するものである。
また、第一気筒群１ａと同様にして、第二気筒群１ｂの気筒１ｂａには、それぞれの図示しない吸入ポートを介して第二吸気マニフォールド２ｂが接続されており、さらに、それぞれの図示しない排気ポートを介して第二排気マニフォールド３ｂが接続されている。
【００１５】
第一吸気マニフォールド２ａには、第一吸気管４ａが接続されている。第一吸気管４ａの上流側端部には図示しないエアクリーナが取り付けられ、さらに、第一吸気管４ａの途中には、第一吸気管４ａを流通する吸入空気の流量（吸入空気量）を測定するエアフロメータ５ａが設けられている。そして、エアフロメータ５ａは、車両の制御装置であるＥＣＵ５０に電気的に接続されており、測定した第一吸気管４ａを流通する吸入空気量を電気信号に変換してＥＣＵ５０に送る。
また、エアクリーナ、第一吸気管４ａ及び第一吸気マニフォールド２ａは、第一気筒群１ａの各気筒１ａａに吸入空気を供給するための第一吸気系統１０ａを構成している。
【００１６】
また、第二吸気マニフォールド２ｂには、第二吸気管４ｂが接続されている。第二吸気管４ｂの上流側端部には図示しないエアクリーナが取り付けられ、さらに、第二吸気管４ｂの途中には、第二吸気管４ｂを流通する吸入空気量を測定するエアフロメータ５ｂが設けられている。そして、エアフロメータ５ｂは、ＥＣＵ５０に電気的に接続されており、測定した第二吸気管４ｂを流通する吸入空気量を電気信号に変換してＥＣＵ５０に送る。
【００１７】
また、エアクリーナ、第二吸気管４ｂ及び第二吸気マニフォールド２ｂは、第二気筒群１ｂの各気筒１ｂａに吸入空気を供給するための第二吸気系統１０ｂを構成している。そして、第二吸気系統１０ｂは、第一吸気系統１０ａとは別個になった吸気系統を形成している。さらに、第一吸気系統１０ａ及び第二吸気系統１０ｂは、それぞれを流通可能な空気の流量が同等となるように構成されている。
【００１８】
また、第一排気マニフォールド３ａには、第一排気管６ａが接続されている。第一排気管６ａの下流側端部には第一消音器（マフラー）７ａが接続されている。また、第一排気管６ａは、第一排気マニフォールド３ａから第一消音器７ａに向かって順次並ぶ、第一管路部６ａ１、第二管路部６ａ２及び第三管路部６ａ３によって構成されている。
【００１９】
第一管路部６ａ１及び第二管路部６ａ２の間には、酸化触媒が担持された第一酸化触媒１３ａが設けられ、第二管路部６ａ２及び第三管路部６ａ３の間には、排気ガスに含まれる粒子状物質（パティキュレートマター：ＰＭ）を捕捉するための第一ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）１４ａが設けられている。これにより、第一管路部６ａ１によって第一排気マニフォールド３ａが第一酸化触媒１３ａに連通し、第二管路部６ａ２によって第一酸化触媒１３ａが第一ＤＰＦ１４ａに連通し、第三管路部６ａ３によって第一ＤＰＦ１４ａが第一消音器７ａに連通する。
ここで、第一ＤＰＦ１４ａは、粒子状物質捕集手段を構成している。
【００２０】
また、第一管路部６ａ１における第一酸化触媒１３ａの上流側近傍には、燃料（軽油）を第一管路部６ａ１内に噴射可能な第一燃料噴射弁１２ａが設けられている。第一燃料噴射弁１２ａは、燃料管１２ａ１を介して図示しない燃料供給ポンプと接続されており、開放されることによって燃料を噴射し、閉鎖されることによって燃料の噴射を停止することができる。第一燃料噴射弁１２ａは、ＥＣＵ５０と電気的に接続され、ＥＣＵ５０によってその開放及び閉鎖動作が制御される。
ここで、第一燃料噴射弁１２ａは、燃料供給手段を構成している。
【００２１】
さらに、第二管路部６ａ２における第一ＤＰＦ１４ａの上流側近傍には、第二管路部６ａ２の内部の温度を測定する第一上流温度センサ１５ａが設けられ、第三管路部６ａ３における第一ＤＰＦ１４ａの下流側近傍には、第三管路部６ａ３の内部の温度を測定する第一下流温度センサ１６ａが設けられている。第一上流温度センサ１５ａ及び第一下流温度センサ１６ａはそれぞれ、ＥＣＵ５０と電気的に接続され、測定した温度を電気信号に変換してＥＣＵ５０に送る。
また、第一排気マニフォールド３ａ、第一排気管６ａ、第一酸化触媒１３ａ、第一ＤＰＦ１４ａ及び第一消音器７ａは、第一気筒群１ａの各気筒１ａａの排気ガスを車両の外部に排出するための第一排気系統２０ａを構成している。
ここで、第一上流温度センサ１５ａ及び第一下流温度センサ１６ａは、温度検出手段を構成している。
【００２２】
また、第二気筒群１ｂには、第一気筒群１ａの第一排気系統２０ａと同様にして、第二排気系統２０ｂが接続されている。
第二排気系統２０ｂにおいて、第二排気マニフォールド３ｂには、第一管路部６ｂ１、第二管路部６ｂ２及び第三管路部６ｂ３によって構成される第二排気管６ｂが接続されている。そして、第二排気管６ｂの下流側端部には第二消音器７ｂが接続されている。
【００２３】
さらに、第一管路部６ｂ１及び第二管路部６ｂ２の間には、酸化触媒が担持された第二酸化触媒１３ｂが設けられ、第二管路部６ｂ２及び第三管路部６ｂ３の間には、第二ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）１４ｂが設けられている。これにより、第一管路部６ｂ１によって第二排気マニフォールド３ｂが第二酸化触媒１３ｂに連通し、第二管路部６ｂ２によって第二酸化触媒１３ｂが第二ＤＰＦ１４ｂに連通し、第三管路部６ｂ３によって第二ＤＰＦ１４ｂが第二消音器７ｂに連通する。
ここで、第二ＤＰＦ１４ｂは、粒子状物質捕集手段を構成している。
【００２４】
また、第一管路部６ｂ１における第二酸化触媒１３ｂの上流側近傍には、燃料を第一管路部６ｂ１内に噴射可能な第二燃料噴射弁１２ｂが設けられている。第二燃料噴射弁１２ｂは、燃料管１２ｂ１を介して図示しない燃料供給ポンプと接続されると共に、ＥＣＵ５０と電気的に接続されており、ＥＣＵ５０によってその開放及び閉鎖動作が制御されて、燃料の噴射及び噴射の停止を行う。
ここで、第二燃料噴射弁１２ｂは、燃料供給手段を構成している。
【００２５】
さらに、第二管路部６ｂ２における第二ＤＰＦ１４ｂの上流側近傍には、第二管路部６ｂ２の内部の温度を測定する第二上流温度センサ１５ｂが設けられ、第三管路部６ｂ３における第二ＤＰＦ１４ｂの下流側近傍には、第三管路部６ｂ３の内部の温度を測定する第二下流温度センサ１６ｂが設けられている。第二上流温度センサ１５ｂ及び第二下流温度センサ１６ｂはそれぞれ、ＥＣＵ５０と電気的に接続され、測定した温度を電気信号に変換してＥＣＵ５０に送る。
ここで、第二上流温度センサ１５ｂ及び第二下流温度センサ１６ｂは、温度検出手段を構成している。
【００２６】
よって、第二排気マニフォールド３ｂ、第二排気管６ｂ、第二酸化触媒１３ｂ、第二ＤＰＦ１４ｂ及び第二消音器７ｂから構成される第二排気系統２０ｂは、第一排気系統２０ａと別個に形成されている。さらに、第一排気系統２０ａ及び第二排気系統２０ｂは、それぞれを流通可能な排気ガスの流量が同等となるように構成されている。
【００２７】
そして、排気ガス浄化装置１０１は、第一酸化触媒１３ａ、第二酸化触媒１３ｂ、第一ＤＰＦ１４ａ、第二ＤＰＦ１４ｂ、第一上流温度センサ１５ａ及び第一下流温度センサ１６ａ、第二上流温度センサ１５ｂ及び第二下流温度センサ１６ｂ、第一燃料噴射弁１２ａ、第二燃料噴射弁１２ｂ、並びにＥＣＵ５０によって構成されている。
【００２８】
次に、この発明の実施の形態１に係る排気ガス浄化装置１０１及びその周辺の動作を説明する。
図１を参照すると、ディーゼルエンジン本体１が稼動することによって、図示しないエアクリーナ、第一吸気管４ａ及び第一吸気マニフォールド２ａを介して、第一気筒群１ａの各気筒１ａａに外気である吸入空気が吸入されると共に、図示しないエアクリーナ、第二吸気管４ｂ及び第二吸気マニフォールド２ｂを介して、第二気筒群１ｂの各気筒１ｂａに吸入空気が吸入される。そして、気筒１ａａの内部及び気筒１ｂａの内部の吸入空気は、同じく気筒１ａａの内部及び気筒１ｂａの内部に供給される燃料（軽油）と混合されて、自己着火により燃焼する。
【００２９】
気筒１ａａで燃焼した吸入空気及び燃料は、排気ガスとして図示しない排気ポートから第一排気マニフォールド３ａに排出され、さらに、第一排気マニフォールド３ａ内の流通過程で１つに集約されて、第一排気管６ａに流入する。流入した排気ガスは、第一排気管６ａを流通し、その流通過程で第一酸化触媒１３ａ及び第一ＤＰＦ１４ａを通過した後、第一消音器７ａを経由して、車両の外部に排出される。そして、排気ガスは、第一ＤＰＦ１４ａを通過する際、第一ＤＰＦ１４ａによって排気ガスに含まれるＰＭが捕集される。
【００３０】
同様に、気筒１ｂａで燃焼した吸入空気及び燃料は、排気ガスとして第二排気マニフォールド３ｂに排出された後、第二排気管６ｂ及び第二消音器７ｂを経由して車両の外部に排出され、第二排気管６ｂの流通過程で第二酸化触媒１３ｂ及び第二ＤＰＦ１４ｂを通過する。そして、排気ガスは、第二ＤＰＦ１４ｂを通過する際、第二ＤＰＦ１４ｂによって排気ガスに含まれるＰＭが捕集される。
【００３１】
第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂでは、排気ガス中からＰＭを捕集することによってＰＭが堆積されていくが、ＰＭの堆積量が過剰に大きくなるとＰＭの捕集能力が低下するため、ＰＭの堆積量が所定量に達すると、堆積したＰＭを燃焼（酸化）させて除去するＰＭ再生が行われる。
また、ＥＣＵ５０は、ディーゼルエンジン本体１の運転状態、エンジン回転数、燃料噴射量、吸入空気量等の車両の運転状態から、第一気筒群１ａ及び第二気筒群１ｂにおけるＰＭの発生量を推定計算し、ディーゼルエンジン本体１の吸入空気量と第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂの推定温度とからＰＭの酸化量を推定計算し、ＰＭの発生量とＰＭの酸化量との差分をディーゼルエンジン本体１の運転時間で積分して、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂでのＰＭの堆積量を算出している。なお、第一ＤＰＦ１４ａの推定温度（第一推定温度と呼ぶ）は、第一上流温度センサ１５ａ及び第一下流温度センサ１６ａより送られる温度情報から推定計算され、第二ＤＰＦ１４ｂの推定温度（第二推定温度と呼ぶ）は、第二上流温度センサ１５ｂ及び第二下流温度センサ１６ｂより送られる温度情報から推定計算される。
そして、ＥＣＵ５０は、第一ＤＰＦ１４ａ又は第二ＤＰＦ１４ｂのいずれかのＰＭ堆積量が所定量に達すると、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂ両方のＰＭ再生を同時に開始する。
【００３２】
ＰＭ再生を開始する際、ＥＣＵ５０は、ディーゼルエンジン本体１の稼働中に、図示しない燃料供給ポンプを作動させると共に第一燃料噴射弁１２ａ及び第二燃料噴射弁１２ｂをそれぞれ開放し、第一排気管６ａの第一管路部６ａ１及び第二排気管６ｂの第一管路部６ｂ１のそれぞれの内部に燃料（軽油）を噴射させる。第一排気管６ａの第一管路部６ａ１及び第二排気管６ｂの第一管路部６ｂ１に噴射された燃料は、それぞれの内部を流通する排気ガスと共に、第一酸化触媒１３ａ及び第二酸化触媒１３ｂにそれぞれ流入する。第一酸化触媒１３ａ及び第二酸化触媒１３ｂでは、担持されている酸化触媒の作用と排気ガスの温度の作用とによって、燃料が燃焼し、それにより、排気ガスの温度が上昇する。そして、温度を上昇させた高温の排気ガスは、第一酸化触媒１３ａ及び第二酸化触媒１３ｂから第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂにそれぞれ流入し、堆積しているＰＭを燃焼させる。
【００３３】
なお、ＰＭを燃焼させる際、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂ内の温度が高い、すなわち流入する排気ガスの温度が高い程、ＰＭを燃焼させて消失させる時間であるＰＭ再生時間が短くなり、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂ内の温度が低い、すなわち流入する排気ガスの温度が低い程、ＰＭ再生時間が長くなる。しかしながら、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂ内の温度が高温になり過ぎると、内部のフィルタ部材の破損や劣化につながりＰＭ捕集性能及び耐久性が低下する。一方、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂ内の温度が低くＰＭ再生時間が長くなると、第一燃料噴射弁１２ａ及び第二燃料噴射弁１２ｂから長時間にわたって燃料が噴射されるため、車両の燃費が悪化する。このため、ＰＭ捕集性能及び耐久性を保持しつつ、ＰＭ再生時間をできるだけ短くする目標再生温度が第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂに対して予め設定され、この目標再生温度はＥＣＵ５０に記憶されている。
【００３４】
また、ＥＣＵ５０は、ＰＭ再生中、第一ＤＰＦ１４ａの第一推定温度及び第二ＤＰＦ１４ｂの第二推定温度を推定計算する。
そして、ＥＣＵ５０は、第一推定温度が目標再生温度となるように、第一燃料噴射弁１２ａから噴射される燃料の供給量、つまり燃料添加量を調節する。具体的には、ＥＣＵ５０は、第一推定温度が目標再生温度より高い場合、第一燃料噴射弁１２ａの開度を絞り、燃料添加量を減少させるように調節し、第一推定温度が目標再生温度より低い場合、第一燃料噴射弁１２ａの開度を拡大し、燃料添加量を増大させるように調節する。同様にして、ＥＣＵ５０は、第二推定温度が目標再生温度となるように、第二燃料噴射弁１２ｂからの燃料添加量を調節する。
ここで、ＥＣＵ５０は、燃料供給量調節手段を構成している。
【００３５】
このとき、第一推定温度及び第二推定温度が目標再生温度である場合の燃料添加量を目標燃料添加量Ａａ（ｃｃ／ｍｉｎ）とすると、第一推定温度及び第二推定温度を目標再生温度とするために調節する際の目的とする燃料添加量、すなわち補正燃料添加量Ａｃ（ｃｃ／ｍｉｎ）は、添加燃料補正係数Ｃを用いて、Ａｃ＝Ｃ×Ａａで示される。
添加燃料補正係数Ｃは、第一推定温度又は第二推定温度と目標再生温度との差に相関しており、ＥＣＵ５０は、第一推定温度及び第二推定温度のそれぞれと目標再生温度との差に対する添加燃料補正係数Ｃの関係を予め記憶している。さらに、ＥＣＵ５０は、第一推定温度及び第二推定温度のそれぞれと目標再生温度との差から添加燃料補正係数Ｃをそれぞれ算出し、さらには算出した添加燃料補正係数Ｃから補正燃料添加量Ａｃをそれぞれ算出し、第一燃料噴射弁１２ａ及び第二燃料噴射弁１２ｂのそれぞれを算出した補正燃料添加量Ａｃとなるように調節する。なお、添加燃料補正係数Ｃは、燃料添加量を減少させるように調節する場合は、その値が１より小さい値となり、燃料添加量を増大させるように調節する場合は、その値１より大きい値となり、燃料添加量が目標燃料添加量のままでよい場合、その値が１となる。
ここで、目標燃料添加量Ａａ及び添加燃料補正係数Ｃはそれぞれ、目標燃料供給量及び燃料補正係数を構成し、さらに、添加燃料補正係数Ｃは、燃料補正量を構成している。
【００３６】
さらに、ＥＣＵ５０は、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂの両方のＰＭ堆積量が所定量となると、ＰＭ再生を完了し、第一燃料噴射弁１２ａ及び第二燃料噴射弁１２ｂを閉鎖するように動作させると共に、これらに燃料を供給する燃料供給ポンプを停止する。
このとき、ＥＣＵ５０は、第一ＤＰＦ１４ａにおけるＰＭ再生の開始時からＰＭ堆積量が所定量となるまでに要した経過時間（ＰＭ再生時間と呼ぶ）と、第二ＤＰＦ１４ｂにおけるＰＭ再生時間とを測定しており、これらの測定結果を記憶する。さらに、ＥＣＵ５０は、第一ＤＰＦ１４ａにおけるＰＭ再生時間と第二ＤＰＦ１４ｂにおけるＰＭ再生時間との差（ＰＭ再生時間差ｔｄと呼ぶ）を算出する。なお、ＰＭ再生時間差ｔｄは、第一ＤＰＦ１４ａにおけるＰＭ再生時間から第二ＤＰＦ１４ｂにおけるＰＭ再生時間を減じたものの絶対値とする。
【００３７】
ここで、ＥＣＵ５０は、再生時間測定手段を構成している。さらに、第一ＤＰＦ１４ａにおけるＰＭ再生時間は、第一の再生時間を構成し、第二ＤＰＦ１４ｂにおけるＰＭ再生時間は、第二の再生時間を構成している。そして、第一ＤＰＦ１４ａにおけるＰＭ再生時間と第二ＤＰＦ１４ｂにおけるＰＭ再生時間との差は、再生時間の比較値を構成している。
【００３８】
また、ＥＣＵ５０は、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂのいずれかのＰＭ堆積量が所定量となった時点で、第一燃料噴射弁１２ａにおける補正燃料添加量の添加燃料補正係数と、第二燃料噴射弁１２ｂにおける補正燃料添加量の添加燃料補正係数との差（添加燃料補正係数差Ｃｄと呼ぶ）を算出する。なお、添加燃料補正係数差Ｃｄは、第一燃料噴射弁１２ａにおける添加燃料補正係数から第二燃料噴射弁１２ｂにおける添加燃料補正係数を減じたものの絶対値とする。
ここで、第一燃料噴射弁１２ａにおける添加燃料補正係数は、第一の燃料補正量を構成し、第二燃料噴射弁１２ｂにおける添加燃料補正係数は、第二の燃料補正量を構成している。さらに、第一燃料噴射弁１２ａにおける添加燃料補正係数と第二燃料噴射弁１２ｂにおける添加燃料補正係数との差は、燃料補正量の比較値を構成している。
【００３９】
さらに、ＰＭ再生時間差ｔｄには閾値ｔｄαが予め設定されると共に、添加燃料補正係数差Ｃｄには閾値Ｃｄαが予め設定されており、ＥＣＵ５０は、これらの閾値ｔｄα及び閾値Ｃｄαを予め記憶している。そして、ＥＣＵ５０は、ＰＭ再生時間差ｔｄが閾値ｔｄα以上となる、及び／又は、添加燃料補正係数差Ｃｄが閾値Ｃｄα以上となる場合に、第一ＤＰＦ１４ａ又は第二ＤＰＦ１４ｂのＰＭ再生、すなわちＰＭ再生に関わる装置に異常があると判定する。
ここで、ＥＣＵ５０は、再生時間比較手段、燃料補正量比較手段及び異常判定手段を構成している。
【００４０】
なお、第一ＤＰＦ１４ａを含む第一排気系統２０ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂを含む第二排気系統２０ｂはそれぞれ、同様の吸入空気量である第一吸気系統１０ａ及び第二吸気系統１０ｂにそれぞれ接続され且つ互いに同じ気筒数を有する第一気筒群１ａ及び第二気筒群１ｂに、接続されている。このため、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂに流入する排気ガスの性状は同等であり、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂに捕集されて堆積するＰＭの堆積量も同等である。よって、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂのＰＭ再生において、ＰＭ再生時間同士又は添加燃料補正係数同士に一定以上の差が生じることは、第一ＤＰＦ１４ａ又は第二ＤＰＦ１４ｂのＰＭ再生に関わる装置、例えば、第一燃料噴射弁１２ａ、第二燃料噴射弁１２ｂ、第一燃料噴射弁１２ａへの燃料供給系統、第二燃料噴射弁１２ｂへの燃料供給系統、第一酸化触媒１３ａ、第二酸化触媒１３ｂ、第一ＤＰＦ１４ａ、又は第二ＤＰＦ１４ｂに何らかの異常があると考えることができる。
【００４１】
また、ＥＣＵ５０は、ＰＭ再生時間差ｔｄとその閾値ｔｄαとを比較し且つ添加燃料補正係数差Ｃｄとその閾値Ｃｄαとを比較する際、具体的には、予め記憶している図２に示すマップＭ１を使用する。
図２を参照すると、ＰＭ再生異常判定マップＭ１が示されており、このマップＭ１は、ＰＭ再生時間差ｔｄ及び添加燃料補正係数差Ｃｄを変数とし、ＰＭ再生時間差ｔｄを横軸にとり、添加燃料補正係数差Ｃｄを縦軸にとる座標系を有している。そして、このマップＭ１では、縦軸及び横軸の交点を原点として、この原点ではＰＭ再生時間差及び添加燃料補正係数差が０となり、ＰＭ再生時間差ｔｄは、紙面上で原点から右方向に正の値をとり、添加燃料補正係数差Ｃｄは、紙面上で原点から上方向に正の値をとる。
そして、マップＭ１では、横軸とｔｄαの値で交わり、縦軸とＣｄαの値で交わる略１／４楕円の形状をした閾値線Ｌαが設定されている。
【００４２】
ＥＣＵ５０は、算出したＰＭ再生時間差ｔｄ及び添加燃料補正係数差Ｃｄを座標とする点ＣｔをマップＭ１上におとしこみ、点Ｃｔが閾値線Ｌα上にある又は閾値線Ｌαより外側（つまり、原点と反対側）の領域Ａに含まれる場合（例えば、図面上で点Ｃｔａとする）、ＰＭ再生に関わる装置に異常があると判定し、点Ｃｔが閾値線Ｌαより内側（つまり、原点側）の領域Ｎに含まれる場合（例えば、図面上で点Ｃｔｎとする）、ＰＭ再生に関わる装置に異常がないと判定する。
ここで、閾値線Ｌα及び領域Ａは、異常領域を構成し、領域Ｎは、正常領域を構成している。
【００４３】
なお、ＰＭ再生時間と添加燃料補正係数とは相関し且つ相反する動きをするように変化する関係となっている。例えば、ＰＭ再生時間が長い場合は、添加燃料補正係数が正確に機能せずに小さい値となっており、一方、添加燃料補正係数が大きい場合は、ＰＭ再生時間は短くなる。このため、閾値線Ｌαは、図示のように円若しくは楕円状の形状の一部、又は凸状曲線をなす形状を有し、事前の実験、シミュレーション等によって具体的な形状、閾値ｔｄα、及び閾値Ｃｄαを設定することができる。
【００４４】
上述のようにして、ＥＣＵ５０は、ＰＭ再生の際、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂ間におけるＰＭ再生時間差ｔｄ及び添加燃料補正係数差Ｃｄを算出し、算出したＰＭ再生時間差ｔｄ及び添加燃料補正係数差Ｃｄとその閾値ｔｄα及び閾値Ｃｄαとを比較することによって、ＰＭ再生に関わる装置における異常を検出する。
【００４５】
上述の説明から、この発明の実施の形態１に係る排気ガス浄化装置１０１は、排気ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集する第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂと、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂのそれぞれをＰＭ再生させるために第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂのそれぞれの上流に燃料を供給する第一燃料噴射弁１２ａ及び第二燃料噴射弁１２ｂとを備え、さらに、第一ＤＰＦ１４ａの温度を検出する第一温度センサ１５ａ，１６ａと、第二ＤＰＦ１４ｂの温度を検出する第二温度センサ１５ｂ，１６ｂと、ＥＣＵ５０とを備える。
【００４６】
ＥＣＵ５０は、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂのＰＭ再生時、温度センサ１５ａ，１６ａ，１５ｂ，１６ｂが検出する温度による第一推定温度及び第二推定温度が所定の目標再生温度となるように第一燃料噴射弁１２ａ及び第二燃料噴射弁１２ｂの燃料添加量を調節する燃料供給量調節手段として作用する。さらに、ＥＣＵ５０は、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂの再生開始から再生完了までのＰＭ再生時間を測定する再生時間測定手段として作用し、第一の再生時間である測定した第一ＤＰＦ１４ａのＰＭ再生時間と第二の再生時間である測定した第二ＤＰＦ１４ｂのＰＭ再生時間とを比較した再生時間の比較値を検出する再生時間比較手段として作用する。また、ＥＣＵ５０は、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂが目標再生温度である場合に第一燃料噴射弁１２ａ及び第二燃料噴射弁１２ｂが供給する目標燃料添加量に対して増減した第一燃料噴射弁１２ａによる燃料添加量の第一の燃料補正量（第一燃料噴射弁１２ａの添加燃料補正係数Ｃ）と第二燃料噴射弁１２ｂによる燃料添加量の第二の燃料補正量（第二燃料噴射弁１２ｂの添加燃料補正係数Ｃ）とを比較した燃料補正量の比較値を検出する燃料補正量比較手段として作用する。さらに、ＥＣＵ５０は、上記再生時間の比較値と上記燃料補正量の比較値の少なくとも一方を用いて第一ＤＰＦ１４ａ又は第二ＤＰＦ１４ｂのＰＭ再生に異常があると判定する異常判定手段として作用する。
【００４７】
これによって、排気ガス浄化装置１０１は、２つのパラメータとしてＤＰＦのＰＭ再生時間とＰＭ再生時の燃料補正量（添加燃料補正係数）とを使用し、ＰＭ再生時間同士を比較した比較値及び燃料補正量（添加燃料補正係数）同士を比較した比較値の少なくとも一方での異常に基づき、第一ＤＰＦ１４ａ又は第二ＤＰＦ１４ｂにおけるＰＭ再生の異常を検出している。よって、排気ガス浄化装置１０１は、２つのパラメータを使用して異常の有無を判定することによって異常の検出精度を向上させている。
【００４８】
さらに具体的には、排気ガス浄化装置１０１のＥＣＵ５０は、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂのそれぞれのＰＭ再生時間同士の差をＰＭ再生時間の比較値とし、第一燃料噴射弁１２ａ及び第二燃料噴射弁１２ｂのそれぞれの燃料補正量（添加燃料補正係数）同士の差を燃料補正量の比較値とする。さらに、ＥＣＵ５０は、ＰＭ再生時間の比較値と所定量（閾値ｔｄα）とを比較し、燃料補正量の比較値と所定量（閾値Ｃｄα）とを比較し、ＰＭ再生時間の比較値及び燃料補正量の比較値の少なくとも一方が、閾値ｔｄα内の正常領域又は閾値Ｃｄα内の正常領域から外れる場合、第一ＤＰＦ１４ａ又は第二ＤＰＦ１４ｂのＰＭ再生に異常があると判定することができる。
【００４９】
ここで、実際のＰＭ再生時間と目標再生温度でＰＭ再生した場合のＰＭ再生時間との関係、及び、燃料噴射弁の実際の燃料補正量（添加燃料補正係数）と目標再生温度でＰＭ再生した場合の燃料補正量（添加燃料補正係数）との関係は、ＤＰＦ１４ａ及び１４ｂにおける第一推定温度及び第二推定温度のみによって一義的に定まらず、車両の運転状態によって変化する。また、上記の２つの関係は、第一燃料噴射弁１２ａ及び第二燃料噴射弁１２ｂにおける燃料噴射のばらつき、すなわち排気管６ａ及び６ｂ内に均等に燃料が噴射されないことや、第一燃料噴射弁１２ａ、第二燃料噴射弁１２ｂ、第一ＤＰＦ１４ａ、第二ＤＰＦ１４ｂ等のＰＭ再生に関わる部品の経時劣化によっても、変化する。
しかしながら、排気ガス浄化装置１０１は、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂ間のＰＭ再生時間の差とその閾値との関係、並びに、第一燃料噴射弁１２ａ及び第二燃料噴射弁１２ｂ間の燃料補正量（添加燃料補正係数）の差とその閾値との関係に基づき、第一ＤＰＦ１４ａ又は第二ＤＰＦ１４ｂにおけるＰＭ再生の異常を検出している。従って、排気ガス浄化装置１０１は、車両の運転状態、第一燃料噴射弁１２ａ及び第二燃料噴射弁１２ｂにおける燃料噴射のばらつき、ＰＭ再生に関わる部品の経時劣化等の影響を受けずに、第一ＤＰＦ１４ａ又は第二ＤＰＦ１４ｂにおけるＰＭ再生の異常を検出可能であり、検出精度を向上させることを可能にする。
【００５０】
また、ＥＣＵ５０は、ＰＭ再生時間同士の差による再生時間の比較値及び燃料補正量（添加燃料補正係数）同士の差による燃料補正量の比較値を変数とするマップＭ１を有している。マップＭ１では正常領域（領域Ｎ）と異常領域（領域Ａ及び閾値線Ｌα）とが予め設定されている。ＥＣＵ５０は、異常領域（領域Ａ及び閾値線Ｌα）に上記両比較値の変数の値の組み合わせが含まれることを検出した場合に第一ＤＰＦ１４ａ又は第二ＤＰＦ１４ｂのＰＭ再生に異常があると判定する。なお、マップＭ１の異常領域（領域Ａ及び閾値線Ｌα）は、再生時間の比較値と燃料補正量（添加燃料補正係数）の比較値の少なくとも一方を用いて異常判定をする場合に設定される異常領域よりも広い領域を有している。つまり、マップＭ１では、異常領域（領域Ａ及び閾値線Ｌα）は、ＰＭ再生時間同士の差及び燃料補正量（添加燃料補正係数）同士の差のいずれもが閾値ｔｄα及び閾値Ｃｄαより小さくなる場合を含んでいる。これによって、ＰＭ再生時間同士の差と燃料補正量（添加燃料補正係数）同士の差とを個別に判定するのではなく、互いに相関するこれらの変数を互いに関連づけたマップＭ１を使用してＰＭ再生時間同士の差及び燃料補正量（添加燃料補正係数）同士の差を判断することによって、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂにおけるＰＭ再生の異常の検出精度をさらに向上させることが可能になる。
【００５１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る排気ガス浄化装置２０１は、実施の形態１のディーゼルエンジン本体１を直列型エンジンとし、この直列型エンジンが１系統のみの吸気系統１０ａ及び排気系統２０ａを備える構成としたものである。
なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
まず、この発明の実施の形態２に係る排気ガス浄化装置２０１及びその周辺の構成を説明する。
図３を参照すると、直列型エンジン構造を有するディーゼルエンジン本体２１は、一列に配置された複数の気筒２１ａａを有している。
気筒２１ａａには、それぞれの図示しない吸入ポートを介して吸気マニフォールド２ａが接続されており、また、それぞれの図示しない排気ポートを介して排気マニフォールド３ａが接続されている。
【００５３】
吸気マニフォールド２ａには、上流側端部に図示しないエアクリーナが取り付けられた吸気管４ａが接続され、吸気管４ａの途中には、ＥＣＵ５０に電気的に接続されたエアフロメータ５ａが設けられている。
排気マニフォールド３ａには、下流側端部に消音器７ａが接続された排気管６ａが接続されている。排気管６ａは、上流側から第一管路部６ａ１、第二管路部６ａ２及び第三管路部６ａ３によって順次構成され、第一管路部６ａ１及び第二管路部６ａ２の間に酸化触媒１３ａが設けられ、第二管路部６ａ２及び第三管路部６ａ３の間にＤＰＦ１４ａが設けられている。
【００５４】
また、第一管路部６ａ１における酸化触媒１３ａの上流側近傍には、ＥＣＵ５０と電気的に接続された燃料噴射弁１２ａが設けられている。
さらに、第二管路部６ａ２におけるＤＰＦ１４ａの上流側近傍には、ＥＣＵ５０と電気的に接続された上流温度センサ１５ａが設けられ、第三管路部６ａ３におけるＤＰＦ１４ａの下流側近傍には、ＥＣＵ５０と電気的に接続された下流温度センサ１６ａが設けられている。
また、この発明の実施の形態２に係る排気ガス浄化装置２０１及びその周辺のその他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５５】
次に、この発明の実施の形態２に係る排気ガス浄化装置２０１及びその周辺の動作を説明する。
図３を参照すると、ディーゼルエンジン本体２１が稼動することによって、図示しないエアクリーナから吸入される吸入空気と燃料とが気筒２１ａａ内で混合されて燃焼し、気筒２１ａａから排出された排気ガスが排気管６ａを流通して車両の外部に排出され、その流通過程で排気ガスに含まれるＰＭがＤＰＦ１４ａによって捕集される。
【００５６】
ＥＣＵ５０は、ディーゼルエンジン本体２１の運転状態、エンジン回転数、燃料噴射量、吸入空気量等の車両の運転状態から、ＤＰＦ１４ａのＰＭの堆積量を算出しているが、ＤＰＦ１４ａのＰＭ堆積量が所定量に達すると、燃料噴射弁１２ａから排気管６ａの第一管路部６ａ１の内部に燃料を噴射させて、ＤＰＦ１４ａの再生を開始する。
【００５７】
ＥＣＵ５０は、ＰＭ再生中、上流温度センサ１５ａ及び下流温度センサ１６ａから送られる温度情報からＤＰＦ１４ａの推定温度を算出し、推定温度が目標再生温度となるように、燃料噴射弁１２ａからの燃料添加量を調節する。
また、ＥＣＵ５０は、ＰＭ再生中、ＤＰＦ１４ａにおけるＰＭ堆積量を算出し、ＰＭ堆積量が所定量となると、燃料噴射弁１２ａを閉鎖してＰＭ再生を完了する。
【００５８】
このとき、ＥＣＵ５０は、ＤＰＦ１４ａにおけるＰＭ再生の開始時からＰＭ再生完了までのＰＭ再生時間を測定しており、さらに、ＤＰＦ１４ａでのＰＭ再生時間とＰＭ再生時間の理想値（理想ＰＭ再生時間と呼ぶ）との差（ＰＭ再生時間差ｔｄ２と呼ぶ）を算出する。なお、理想ＰＭ再生時間は、堆積したＰＭを目標再生温度で燃焼した場合のＰＭ再生時間であり、ＰＭの堆積量から算出可能なものである。そして、ＥＣＵ５０には、上述で算出したＤＰＦ１４ａのＰＭの堆積量から、理想ＰＭ再生時間を算出できるようにプログラム等によって予め設定されている。また、ＰＭ再生時間差ｔｄ２は、ＤＰＦ１４ａでのＰＭ再生時間から理想ＰＭ再生時間を減じたものの絶対値とする。
ここで、ＤＰＦ１４ａのＰＭ再生時間は、第一の再生時間を構成し、ＤＰＦ１４ａの理想ＰＭ再生時間は、第二の再生時間を構成している。さらに、ＤＰＦ１４ａでのＰＭ再生時間と理想ＰＭ再生時間との差は、再生時間の比較値を構成している。
【００５９】
また、ＥＣＵ５０は、ＤＰＦ１４ａのＰＭ再生が完了した時点、すなわち燃料噴射弁１２ａを閉鎖する直前での、燃料噴射弁１２ａにおける補正燃料添加量の添加燃料補正係数と、予め記憶している添加燃料補正係数の理想値（理想添加燃料補正係数と呼ぶ）との差（添加燃料補正係数差Ｃｄ２と呼ぶ）を算出する。なお、理想添加燃料補正係数は、ＰＭを目標再生温度で燃焼する場合の添加燃料補正係数であり、ＤＰＦ１４ａを流通する排気ガスの流量に応じて変化し、この排気ガスの流量、すなわち、エアフロメータ５ａが測定した吸入空気量から算出可能なものである。そして、ＥＣＵ５０には、エアフロメータ５ａが測定した吸入空気量から、理想添加燃料補正係数を算出できるようにプログラム等によって予め設定されている。例えば、エアフロメータ５ａが測定する吸入空気量が一定である場合、理想添加燃料補正係数は１とすることができる。また、添加燃料補正係数差Ｃｄ２は、燃料噴射弁１２ａにおける添加燃料補正係数から理想添加燃料補正係数を減じたものの絶対値とする。
ここで、燃料噴射弁１２ａの添加燃料補正係数は、第一の燃料補正量を構成し、燃料噴射弁１２ａの理想添加燃料補正係数は、第二の燃料補正量を構成している。さらに、燃料噴射弁１２ａにおける添加燃料補正係数と理想添加燃料補正係数との差は、燃料補正量の比較値を構成している。
【００６０】
さらに、ＰＭ再生時間差ｔｄ２には閾値ｔｄα２が予め設定されると共に、添加燃料補正係数差Ｃｄ２には閾値Ｃｄα２が予め設定されており、ＥＣＵ５０は、これらの閾値ｔｄα２及び閾値Ｃｄαを予め記憶している。そして、ＥＣＵ５０は、ＰＭ再生時間差ｔｄ２が閾値ｔｄα２以上となる、及び／又は、添加燃料補正係数差Ｃｄ２が閾値Ｃｄα２以上となる場合に、ＤＰＦ１４ａのＰＭ再生に関わる装置に異常があると判定する。
【００６１】
また、ＥＣＵ５０は、ＰＭ再生時間差ｔｄ２とその閾値ｔｄα２とを比較し且つ添加燃料補正係数差Ｃｄ２とその閾値Ｃｄα２とを比較する際、具体的には、予め記憶している図４に示すマップＭ２を使用する。
図４を参照すると、図２と同様にして、ＰＭ再生異常判定マップＭ２は、ＰＭ再生時間差ｔｄ２及び添加燃料補正係数差Ｃｄ２を変数とし、ＰＭ再生時間差ｔｄ２を横軸にとり、添加燃料補正係数差Ｃｄ２を縦軸にとる座標系を有している。
そして、このマップＭ２では、横軸とｔｄα２の値で交わり、縦軸とＣｄα２の値で交わる略１／４楕円の形状をした閾値線Ｌ２αが設定されている。
【００６２】
ＥＣＵ５０は、算出したＰＭ再生時間差ｔｄ２及び添加燃料補正係数差Ｃｄ２を座標とする点Ｃｔ２をマップＭ２上におとしこみ、点Ｃｔ２が閾値線Ｌ２α上にある又は閾値線Ｌ２αの外側の領域Ａ２に含まれる場合（例えば、図面上で点Ｃｔ２ａとする）、ＰＭ再生に関わる装置に異常があると判定し、点Ｃｔ２が閾値線Ｌ２αの内側の領域Ｎ２に含まれる場合（例えば、図面上で点Ｃｔ２ｎとする）、ＰＭ再生に関わる装置に異常がないと判定する。
なお、閾値線Ｌ２αは、ＰＭ再生時間と添加燃料補正係数とが相関し且つ相反する動きをするように変化する関係となっているため、図示のように円若しくは楕円状の形状の一部、又は凸状曲線をなす形状を有し、事前の実験、シミュレーション等によって具体的な形状、閾値ｔｄα２、及び閾値Ｃｄα２を設定することができる。
【００６３】
上述のようにして、ＥＣＵ５０は、ＰＭ再生の際、ＤＰＦ１４ａにおけるＰＭ再生時間差ｔｄ２及び添加燃料補正係数差Ｃｄ２を算出し、算出したＰＭ再生時間差ｔｄ２及び添加燃料補正係数差Ｃｄ２とその閾値ｔｄα２及び閾値Ｃｄα２とを比較することによって、ＰＭ再生に関わる装置における異常を検出する。
また、この発明の実施の形態２に係る排気ガス浄化装置２０１及びその周辺のその他の動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００６４】
上述の説明から、この実施の形態２における排気ガス浄化装置２０１は、ＤＰＦ１４ａと、ＤＰＦ１４ａの上流に燃料を供給する燃料噴射弁１２ａとを備え、さらに、ＤＰＦ１４ａの温度を検出する温度センサ１５ａ，１６ａと、ＥＣＵ５０とを備える。
ＥＣＵ５０は、ＤＰＦ１４ａのＰＭ再生時、温度センサ１５ａ，１６ａが検出する温度による推定温度が所定の目標再生温度となるように燃料噴射弁１２ａの燃料添加量を調節し、ＤＰＦ１４ａのＰＭ再生時間を測定し、第一の再生時間である測定したＰＭ再生時間と第二の再生時間である理想ＰＭ再生時間とを比較した再生時間の比較値を検出し、第一の燃料補正量である調節した燃料添加量の添加燃料補正係数と第二の燃料補正量である理想添加燃料補正係数とを比較した燃料補正量の比較値を検出する。さらに、ＥＣＵ５０は、上記再生時間の比較値と上記燃料補正量の比較値の少なくとも一方を用いてＤＰＦ１４ａのＰＭ再生に異常があると判定する。
【００６５】
これによって、排気ガス浄化装置２０１は、２つのパラメータとしてＤＰＦのＰＭ再生時間と添加燃料補正係数とを使用し、ＰＭ再生時間と理想ＰＭ再生時間との比較値、及び添加燃料補正係数と理想添加燃料補正係数との比較値の少なくとも一方での異常に基づき、ＤＰＦ１４ａにおけるＰＭ再生の異常を検出している。よって、排気ガス浄化装置２０１は、２つのパラメータを使用して異常の有無を判定することによって異常の検出精度を向上させている。
【００６６】
また、実施の形態１及び２において、燃料補正量として、目標燃料添加量に対するＥＣＵ５０により調節された燃料添加量（補正燃料添加量）の割合を示す添加燃料補正係数Ｃを使用していたが、これに限定されるものでない。燃料補正量として、目標燃料添加量に対する補正燃料添加量の増減量をそのまま使用してもよい。
【００６７】
また、実施の形態１において、ＰＭ再生完了時に比較する添加燃料補正係数として、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂのいずれかのＰＭ堆積量が所定量となった時点での第一燃料噴射弁１２ａ及び第二燃料噴射弁１２ｂにおける添加燃料補正係数を採用していた。また、実施の形態２において、ＰＭ再生完了時に比較する添加燃料補正係数として、ＤＰＦ１４ａのＰＭ堆積量が所定量となった時点での燃料噴射弁１２ａにおける添加燃料補正係数を採用していた。しかしながら、比較する添加燃料補正係数は、上記の場合のものに限定されるものではなく、ＰＭ再生中における添加燃料補正係数の最大値又は最小値であってもよく、ＰＭ再生中における添加燃料補正係数の平均値であってもよい。
【００６８】
また、実施の形態１において、第一吸気系統１０ａ及び第二吸気系統１０ｂが同等の流量を有し、第一排気系統２０ａ及び第二排気系統２０ｂが同等の流量を有していたが、これに限定されるものではない。第一吸気系統１０ａ及び第二吸気系統１０ｂ、並びに／又は、第一排気系統２０ａ及び第二排気系統２０ｂが、互いに異なる流量を有していても、一方の流量、ＰＭ堆積量、燃料添加量等を補正することによって、実施の形態１と同様にして、第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂにおけるＰＭ再生の異常を検出することができる。
【００６９】
また、実施の形態１及び２の排気ガス浄化装置１０１及び２０１は、ＤＰＦ１４ａ，１４ｂにおけるＰＭ再生の異常の検出にＰＭ再生時間差ｔｄ，ｔｄ２及び添加燃料補正係数差Ｃｄ，Ｃｄ２の両方のパラメータを使用していたが、いずれか一方のみを使用したＰＭ再生の異常検出にも適用することができる。つまり、添加燃料補正係数差Ｃｄ，Ｃｄ２を０とすることによって、図２のマップＭ１又は図４のマップＭ２を使用して、ＰＭ再生時間差ｔｄ，ｔｄ２のみをパラメータとしたＰＭ再生の異常検出が可能であり、ＰＭ再生時間差ｔｄ，ｔｄ２を０とすることによって、図２のマップＭ１又は図４のマップＭ２を使用して、添加燃料補正係数差Ｃｄ，Ｃｄ２のみをパラメータとしたＰＭ再生の異常検出が可能である。
【００７０】
実施の形態１の排気ガス浄化装置１０１において、２つの第一ＤＰＦ１４ａ及び第二ＤＰＦ１４ｂの間でのＰＭ再生時間差及び添加燃料補正係数差とそれらの閾値とを比較していたが、３つ以上のＤＰＦの間でＰＭ再生時間差及び添加燃料補正係数差とそれらの閾値とを比較することによって、ＤＰＦにおけるＰＭ再生の異常を検出してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１２ａ  第一燃料噴射弁（燃料供給手段）、１２ｂ  第二燃料噴射弁（燃料供給手段）、１４ａ  第一ＤＰＦ（粒子状物質捕集手段）、１４ｂ  第二ＤＰＦ（粒子状物質捕集手段）、１５ａ  第一上流温度センサ（温度検出手段）、１５ｂ  第二上流温度センサ（温度検出手段）、１６ａ  第一下流温度センサ（温度検出手段）、１６ｂ  第二下流温度センサ（温度検出手段）、５０  ＥＣＵ（燃料供給量調節手段，再生時間測定手段，再生時間比較手段，燃料補正量比較手段，異常判定手段）、Ｍ１，Ｍ２  マップ、１０１，２０１  排気ガス浄化装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0005763328.tif 000004
【図４】
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