(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（２）の排気管（３）に設けられ、前記内燃機関の排気中の粒子状物質を捕集するフィルタに、排気中のＮＯｘを選択的に還元する選択還元触媒が担持された触媒担持フィルタ（７）と、
前記触媒担持フィルタの排気上流側に、前記触媒担持フィルタにおいてＮＯｘを還元させるための尿素を添加する添加弁（５）と、
前記触媒担持フィルタの前後の差圧を取得する差圧センサ（８）と、
前記差圧センサが取得した値に基づいて前記触媒担持フィルタの再生実施を判断する判断部（Ｓ３１、１）と、
前記触媒担持フィルタの前端への尿素由来デポジットの堆積による前記差圧への影響の大きさを示した影響指標を検出する指標検出部（Ｓ１、１）と、
前記判断部が前記触媒担持フィルタの再生実施を判断した場合に、前記影響指標が所定値未満のときに、前記触媒担持フィルタに堆積した粒子状物質が燃焼するよう前記触媒担持フィルタを昇温させる第１再生処理を実施する第１の再生制御部（Ｓ３２、Ｓ３４、Ｓ４、１）と、
前記判断部が前記触媒担持フィルタの再生実施を判断した場合に、前記影響指標が前記所定値以上のときには、前記第１再生処理に代えて、前記触媒担持フィルタに堆積した尿素由来デポジットを除去する第２再生処理を実施する第２の再生制御部（Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ５、１）と、
を備える内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記指標検出部は、前記触媒担持フィルタの温度と、前記添加弁から添加される尿素の添加量とを取得して、前記温度と前記添加量とに基づき前記影響指標を算出する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記指標検出部は、
前記触媒担持フィルタの各時点での温度を取得する温度取得部（Ｓ１１）と、
前記添加弁から添加される各時点での尿素の添加量を取得する添加量取得部（Ｓ１２）と、
時点毎に前記温度と前記添加量とに応じた前記影響指標を算出する算出部（Ｓ１３）と、
前記算出部が算出した時点毎の前記影響指標を積算する積算部（Ｓ１４）とを備え、
前記第１の再生制御部は、前記積算部により得られた積算の前記影響指標が前記所定値未満のときに基づき前記第１再生処理を実施し、
前記第２の再生制御部は、前記積算部により得られた積算の前記影響指標が前記所定値以上のときに前記第２再生処理を実施する請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記指標検出部は、
前記触媒担持フィルタでのＮＯｘ浄化率を取得する浄化率取得部（Ｓ１５）と、
前記浄化率取得部が取得したＮＯｘ浄化率に基づいて前記影響指標を補正する補正部（Ｓ１６、Ｓ１７）とを備える請求項２又は３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記指標検出部は、
前記内燃機関の最近の停止時間を取得する停止時間取得部（Ｓ１８）と、
前記停止時間取得部が取得した停止時間に基づいて前記影響指標を補正する補正部（Ｓ１９、Ｓ２０）とを備える請求項２〜４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６】
前記第２再生処理は、尿素由来デポジットが燃焼するよう前記触媒担持フィルタを昇温させる処理であり、前記第２再生処理の実施時における前記触媒担持フィルタの目標温度は、前記第１再生処理の実施時における前記触媒担持フィルタの目標温度より低温である請求項１〜５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７】
前記第２の再生制御部は、前記第２再生処理を所定時間継続した後、終了する請求項１〜６のいずれか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、内燃機関から排出される排気を浄化するシステムの一つに尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システムが知られている。尿素ＳＣＲシステムでは、内燃機関の排気管に、尿素から生成されたアンモニアを貯蔵してそのアンモニアにより排気中のＮＯｘを選択的に還元する選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）と、その選択還元触媒の排気上流側に尿素を添加する添加弁とが設けられる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、排気管には、排気中の粒子状物質（パティキュレートマター、ＰＭ）を捕集するフィルタが設けられることがある。このフィルタに一定量以上の粒子状物質が堆積した場合には、フィルタを昇温させて堆積した粒子状物質を燃焼させる再生処理が実施される。再生処理としては、例えば内燃機関のトルクを得るためのメイン噴射に後続して、排気の温度を上げるためのアフター噴射やポスト噴射を実施する。また、フィルタに粒子状物質の堆積量が多くなるにしたがってフィルタの前後差圧（圧損）が次第に大きくなっていく。そこで、再生処理を実施するか否かは、例えばフィルタの前後の差圧を取得する差圧センサを設けて、その差圧センサが取得した値に基づき判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７０６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、尿素ＳＣＲシステムでは、添加弁から添加された尿素の添加量や選択還元触媒の温度等の条件によっては、排気管の内壁や選択還元触媒の前端などに、尿素や中間生成物（シアヌル酸、メラミン、メルムなど）の析出固形物である尿素由来デポジットが堆積することがある。
【０００６】
一方で、上記フィルタに上記選択還元触媒が担持された触媒担持フィルタがある。この触媒担持フィルタを採用した場合、触媒担持フィルタの上流から尿素水を添加するため、尿素水由来のデポジットが排気管内やミキサー、触媒前端に堆積する。触媒担持フィルタの前端に尿素由来デポジットが堆積した場合、尿素由来デポジットにより触媒担持フィルタの前後差圧が増加する。尿素由来デポジットの堆積による差圧増加により、触媒担持フィルタへの粒子状物質の堆積量が少ない時にも粒子状物質を燃焼させるための昇温が実施され、無駄な昇温が繰り返されることにより燃費が悪化するという問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、触媒担持フィルタの前端への尿素由来デポジットの堆積により、粒子状物質を燃焼させるための昇温を頻繁に実施してしまうのを抑制できる内燃機関の排気浄化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関（２）の排気管（３）に設けられ、前記内燃機関の排気中の粒子状物質を捕集するフィルタに、排気中のＮＯｘを選択的に還元する選択還元触媒が担持された触媒担持フィルタ（７）と、
前記触媒担持フィルタの排気上流側に、前記触媒担持フィルタにおいてＮＯｘを還元させるための尿素を添加する添加弁（５）と、
前記触媒担持フィルタの前後の差圧を取得する差圧センサ（８）と、
前記差圧センサが取得した値に基づいて前記触媒担持フィルタの再生実施を判断する判断部（Ｓ３１、１）と、
前記触媒担持フィルタの前端への尿素由来デポジットの堆積による前記差圧への影響の大きさを示した影響指標を検出する指標検出部（Ｓ１、１）と、
前記判断部が前記触媒担持フィルタの再生実施を判断した場合に、前記影響指標が所定値未満のときに、前記触媒担持フィルタに堆積した粒子状物質が燃焼するよう前記触媒担持フィルタを昇温させる第１再生処理を実施する第１の再生制御部（Ｓ３２、Ｓ３４、Ｓ４、１）と、
前記判断部が前記触媒担持フィルタの再生実施を判断した場合に、前記影響指標が前記所定値以上のときには、前記第１再生処理に代えて、前記触媒担持フィルタに堆積した尿素由来デポジットを除去する第２再生処理を実施する第２の再生制御部（Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ５、１）と、
を備える。
【０００９】
本発明によれば、触媒担持フィルタの前端への尿素由来デポジットの堆積による差圧への影響の大きさを示した影響指標を検出する。そして、触媒担持フィルタの前後の差圧に基づいて触媒担持フィルタの再生実施を判断した場合には、再生実施する前に影響指標を確認する。影響指標が所定値未満のときに、堆積した粒子状物質を燃焼させるための昇温（第１再生処理）を実施する。一方、影響指標が所定値以上のときには、第１再生処理の実施を中止して、尿素由来デポジットを除去する第２再生処理を実施するので、尿素由来デポジットの堆積により粒子状物質を燃焼させるための昇温（第１再生処理）を頻繁に実施してしまうのを抑制できる。加えて、第２再生処理により触媒担持フィルタに堆積した尿素由来デポジットを除去できるので、尿素由来デポジットの堆積により触媒担持フィルタの前後の差圧が増加してしまうのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】内燃機関の排気浄化装置の構成図である。
【図２】ＳＣＲＦ前端に尿素デポが堆積した状態を示した図である。
【図３】差圧が閾値に達したときにおける、ＰＭ堆積による差圧と尿素デポ堆積による差圧との内訳を示した図である。
【図４】ＳＣＲＦ前端の狭い範囲に尿素デポが堆積した状態を示した図である。
【図５】ＳＣＲＦの再生処理を構成する各工程のブロック図である。
【図６】ＳＣＲＦ温度及び尿素添加量から影響指標を算出する工程を示したブロック図である。
【図７】ＳＣＲＦ温度と影響指標との関係を示した図である。
【図８】ＳＣＲＦ温度が低い時の尿素添加量と影響指標との関係を示した図である。
【図９】ＳＣＲＦ温度が高い時の尿素添加量と影響指標との関係を示した図である。
【図１０】上段にＳＣＲＦ温度の推移を例示し、その温度の推移に対応させた形で影響指標の推移を下段に示した図である。
【図１１】ＳＣＲＦ温度及び尿素添加量に加えて、ＮＯｘ浄化率を考慮した影響指標を算出する工程を示したブロック図である。
【図１２】ＮＯｘ浄化率と影響指標の補正項との関係を示した図である。
【図１３】ＳＣＲＦ温度とＳＣＲＦでのＮＯｘ浄化能力との関係を示した図である。
【図１４】ＳＣＲＦ温度及び尿素添加量に加えて、エンジン停止時間を考慮した影響指標を算出する工程を示したブロック図である。
【図１５】エンジン停止時間と影響指標の補正項との関係を示した図である。
【図１６】ＰＭ除去用の昇温を実施するか尿素デポ除去用の昇温を実施するかの昇温実施判定のフローチャートである。
【図１７】ＳＣＲＦの再生処理に関連する各パラメータのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明が適用された内燃機関の排気浄化装置の構成図である。図１の排気浄化装置は車両に搭載されて、車両のエンジン２（内燃機関）から排出された排気中の有害物質を除去する装置である。排気浄化装置は、排気中のＮＯｘを浄化する尿素ＳＣＲシステムを含んで構成される。さらに、排気浄化装置は、排気中のＰＭ（Ｓｏｏｔ、すす）を除去する装置でもある。
【００１２】
エンジン２は、例えば、筒内に燃料を直接噴射するインジェクタを備えて、そのインジェクタから噴射された燃料が筒内で自己着火することで、車両を駆動するためのトルクを生み出すディーゼルエンジンである。
【００１３】
エンジン２の排気管３には、排気中の有害成分の一つであるＨＣやＣＯを酸化浄化する酸化触媒４（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）が配置されている。酸化触媒４は、例えば、ウォールスルータイプのセラミック製ハニカムや金属製のメッシュなどに、ＨＣ、ＣＯの酸化反応を促進させる触媒成分（例えば、Ｐｔ（白金）やＰｄ（パラジウム）など）を担持した構造となっている。また、酸化触媒４は、後述のＳＣＲＦ７に堆積したＰＭや尿素由来デポジットを燃焼除去するために、酸化触媒４に供給された未燃燃料（未燃ＨＣ）との酸化反応により排気を昇温する役割も担っている。
【００１４】
酸化触媒４の下流の排気管３には、排気管３内に還元剤としての尿素水を添加する添加弁５が配置されている。添加弁５は、ガソリンエンジンの筒内または吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁（インジェクタ）と同様の構造を有している。すなわち、添加弁５は、噴孔が形成されたノズルと、電磁ソレノイド等からなる駆動部と、尿素水を流通させる尿素水通路やノズルを開閉するためのニードルとを備えた電磁式開閉弁として構成されている。そして、電磁ソレノイドが通電されると、その通電に伴いニードルが開弁方向に移動し、そのニードルの移動に伴いノズル先端に形成された噴孔から尿素水が噴射される。
【００１５】
添加弁５の下流の排気管３にはミキサー６が配置されている。ミキサー６は、添加弁５から添加された尿素水を微粒化して排気中に分散させる装置である。ミキサー６は、例えば、排気の旋廻流や蛇行流を生じさせる通路として構成される。
【００１６】
ミキサー６の下流の排気管３には、触媒担持フィルタとしてのＳＣＲＦ（Selective Catalytic Reduction Filter）７が配置されている。ＳＣＲＦ７は、排気中のＰＭを捕集する、例えばウォールスルータイプのセラミック製ハニカムに構成されたフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）に、排気中のＮＯｘを選択的に還元する選択還元触媒としてのＳＣＲ触媒が担持された構造を有する。つまり、ＳＣＲＦ７は、ＰＭを除去する機能と、ＮＯｘを還元浄化する機能の両方を備えている。排気は、ＳＣＲＦ７の多孔性の隔壁を通過しながら下流に流れ、その間に排気中のＰＭがＳＣＲＦ７に捕集される。
【００１７】
ＳＣＲＦ７に担持されているＳＣＲ触媒は、尿素水から生成されたアンモニア（ＮＨ３）とＮＯｘとの還元反応として例えば下記式１、式２、式３の還元反応を促進させるものであり、例えばバナジウム、モリブデン、タングステン等の卑金属酸化物、ゼオライトや貴金属である。このように、排気がＳＣＲＦ７を通過する間に、ＮＯｘは例えば下記式１、式２、式３により水や窒素に分解（浄化）する。
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ      ・・・（式１）
６ＮＯ２＋８ＮＨ３→７Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ      ・・・（式２）
ＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ      ・・・（式３）
【００１８】
また、排気浄化装置には、添加弁５に尿素水を供給する尿素水供給装置（図示外）が備えられている。その尿素水供給装置は、尿素水を貯蔵する尿素水タンクと、尿素水タンクと添加弁５の間を繋ぐ配管と、尿素水タンクから尿素水を汲み上げて配管を通じて添加弁５側に吐出するポンプと、配管内の尿素水の圧力を所定圧力となるように調整するレギュレータとを備えている。
【００１９】
さらに、排気浄化装置には各種センサが設けられている。具体的には、ＳＣＲＦ７の前後の差圧（ＳＣＲＦ７の上流の圧力と下流の圧力との差）を検出する差圧センサ８が設けられている。また、ＳＣＲＦ７の上流には、ＳＣＲＦ７に流入する排気の温度を検出する排気温センサ９と、ＮＯｘ濃度を検出する上流ＮＯｘセンサ１０とが設けられている。ＳＣＲＦ７に流入するＮＯｘ濃度を推定する機能がＥＣＵ１内にある場合には上流ＮＯｘセンサ１０は無くても良い。センサ９は、ミキサー６の下流に設けられている。センサ１０を搭載する場合は添加弁５の上流に設けられている。また、ＳＣＲＦ７の下流には、ＳＣＲＦ７から流出した排気中のＮＯｘ濃度を検出する下流ＮＯｘセンサ１１が設けられている。さらに、エンジン２の吸気管を流れる吸気ガスの流量（例えば質量流量）を検出するエアフロメータ１２、エンジン２の回転数を検出する回転数センサ１３及び車両の運転者の要求トルクを車両側に知らせるためのアクセルペダルの操作量（踏み込み量）を検出するアクセルペダルセンサ１４などが設けられている。これらセンサ８〜１４の検出値はＥＣＵ１に入力されるようになっている。
【００２０】
排気浄化装置は、排気浄化装置の全体制御を司るＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１を備えている。そのＥＣＵ１は、通常のコンピュータの構造を有するものとし、各種演算を行うＣＰＵ（図示外）や各種情報の記憶を行うＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ１５を備えている。ＥＣＵ１は、例えば、上記各種センサからの検出信号を基にエンジン２の運転条件を検出し、運転条件に応じた最適な燃料噴射量、噴射時期、噴射圧等を算出して、エンジン２への燃料噴射を制御する。また、ＥＣＵ１は、ＳＣＲＦ７に流入するＮＯｘ濃度を推定する機能を有する場合もある。
【００２１】
また、ＥＣＵ１は、ＳＣＲＦ７でのＮＯｘ浄化に必要な尿素水の添加量を算出し、その添加量の尿素水が添加されるよう添加弁５を駆動する。尿素水の添加量の算出に関し、例えばＳＣＲＦ７に流入するＮＯｘを浄化するのに必要なアンモニア量と、これまでに添加した尿素水添加量から定まるＳＣＲＦ７へのアンモニア供給量と、ＳＣＲＦ７でのアンモニア消費量との収支に基づいて、ＳＣＲＦ７でのアンモニア吸着量を算出する。そして、アンモニア吸着量と目標吸着量との偏差に応じた尿素水添加量を今回時点の添加量として算出する。なお、ＳＣＲＦ７でのアンモニア消費量は、例えば上流ＮＯｘセンサ１０やエンジン２の運転条件（回転数センサ１３から求まるエンジン回転数及びアクセルペダルセンサ１４から求まるエンジン負荷（燃料噴射量）等）に基づいてＳＣＲＦ７に流入するＮＯｘ量を算出し、下流ＮＯｘセンサ１１からＳＣＲＦ７から流出するＮＯｘ濃度を算出し、ＳＣＲＦ上流のＮＯｘ量とＳＣＲＦ下流のＮＯｘ量とから求める。
【００２２】
さらに、ＥＣＵ１は、差圧センサ８が検出する差圧が大きくなった時に、ＳＣＲＦ７に堆積したＰＭを燃焼除去してＳＣＲＦ７を再生させる再生処理を実行する。この再生処理の詳細は後述する。
【００２３】
再生処理の詳細を説明する前に、尿素由来デポジットについて説明する。添加弁５から添加された尿素水が排気熱により熱分解されることでアンモニアとシアヌル酸が生成される。ここで、尿素水からアンモニアやシアヌル酸が生成される過程で、メラミン、メルムなどの中間生成物が発生する。その中間生成物は通常は熱によって分解するが、条件によっては消滅せずに固形化することがある。また、尿素水の水分のみが蒸発し尿素が析出して固形化する場合もある。以下では、尿素や尿素由来の中間生成物の析出固形物である尿素由来デポジットを尿素デポという。尿素デポは、例えばＳＣＲＦ７の温度が低温（具体的には例えば２５０℃以下）の時に発生しやすい。また、尿素デポは、添加弁５による尿素水添加量が多いほど発生しやすい。
【００２４】
尿素デポは、排気管３の内壁、ミキサー６、ＳＣＲＦ７などに堆積する。ＳＣＲＦ７について言えば、図２に示すように、尿素デポは、ＳＣＲＦ７の前端（排気上流側の端部）に堆積しやすい。これは、ＳＣＲＦ７の前端までに尿素水の蒸発や分解が完了しない場合に、ＳＣＲＦ前端に尿素水が溜まり固形化した尿素デポが発生する。
【００２５】
ＳＣＲＦ７に尿素デポが堆積すると、その堆積により排気の流れが阻害され、その結果、ＳＣＲＦ７の前後の差圧（圧損）が増加する。このとき、差圧がＳＣＲＦ７の再生処理（ＰＭ除去用の昇温）を実施するための判定閾値に達した場合であっても、図３に示すように、差圧の内訳としてＰＭ量による差圧が大きく、尿素デポによる差圧が小さい場合もあれば、反対に、ＰＭ量による差圧が小さく、尿素デポによる差圧が大きい場合もある。ＰＭを燃焼除去するための昇温は、図３の左に示す内訳のようにできるだけＳＣＲＦ７に堆積したＰＭ量が多い時に実施するのが良い。なぜなら、ＰＭを除去するために必要な温度は尿素デポを除去するために必要な温度より高いため、排気を昇温させるのに必要な燃料が多い。そのため図３の右に示す内訳のようにＰＭ量が少ない時にも昇温を実施すると、排気の昇温に無駄に燃料が使用され、結果、燃費の悪化につながるためである。
【００２６】
なお、図４に示すように、尿素デポがＳＣＲＦ７の前端の狭い範囲に堆積した場合には、図２の場合に比べて、尿素デポがＳＣＲＦ７における排気の流れを阻害する程度が小さく、尿素デポによる差圧への影響は小さい。この場合、差圧が判定閾値に達したときには、図３の左の内訳になると考えられるので、それほど問題にはならない。
【００２７】
以下に説明するＳＣＲＦ７の再生処理は、図２のようにＳＣＲＦ７の前端に尿素デポが堆積したことにより、図３の右の内訳のときにＰＭ除去用の昇温を実施してしまうのを抑制することを目的として構成されている。以下、ＥＣＵ１が実行するＳＣＲＦ７の再生処理の詳細を説明する。
【００２８】
図５は、この再生処理を構成する各工程のブロック図を示している。図５に示す再生処理は、例えばエンジン２の始動と同時に開始し、所定周期で繰り返し実行される。図５の再生処理では、ＳＣＲＦ７の前端への尿素デポ堆積による差圧への影響の大きさを示した影響指標を算出する（Ｓ１）。影響指標は、別の言い方をすると、ＳＣＲＦ７の前端への尿素デポ堆積による差圧への寄与度を示した指標であって、値が大きいほど寄与度が大きいことを示した指標である。
【００２９】
影響指標は、具体的には図６の工程にしたがって算出する。図６において、各時点のＳＣＲＦ７の温度を取得する（Ｓ１１）。具体的には、ＳＣＲＦ７の温度は排気の温度に応じて変化するので、例えば排気温センサ９が検出する排気の温度に基づいてＳＣＲＦ７の温度を推定する。より具体的には、例えばＳＣＲＦ７の内部を仮想的に上流側から下流側へ複数個の領域（セル）に分割し、各セルの温度を推定することで、ＳＣＲＦ７内部の温度分布を求める。そして、例えば得られた温度分布の平均値をＳＣＲＦ７の温度とする。セルの分割数は、分割数が多いほど正確な温度を求めることができるが、計算量が多くなる。温度の精度と計算量とに鑑みて、セルの分割数が適宜に設定される。
【００３０】
以下、各セルの温度の推定方法を説明する。各セルの温度の推定は例えば上流側から順に行う。なお、セルの温度とはそのセル部分の基材の温度とすればよい。各時点において全てのセル温度を推定する処理を１回の処理とし、１回前に行った処理を前回の処理、現在行っている処理を今回の処理などと呼称する。また、セル温度推定の対象となる１つのセルを当該セル、当該セルに隣接する１つ上流側のセルを上流セル、当該セルに隣接する１つ下流側のセルを下流セルと呼称する。
【００３１】
具体的には、当該セルを流通する排気から当該セルへの熱伝達量Ｑ１を求める。この熱伝達量Ｑ１は、当該セルを流通する排気の温度（以下セルガス温度という）と当該セルの温度と当該セルを流通する排気流量と排気とセル間の熱の伝わりやすさを示す熱伝達係数とにより得られる。排気流量はエアフロメータ１２の検出値により得られる。セルガス温度は前回の処理にて得られた値又は今回の処理において得られた上流セルにおけるセルガス温度を用いれば良い。なお、セルガス温度の求め方は後述する。また、当該セルの温度は、前回の処理にて得られた値を用いれば良い。熱伝達係数は、予め定められた固定値であっても良いし、排気流量に応じた値であっても良い。セルガス温度、当該セルの温度及び排気流量と、熱伝達量Ｑ１との関係を予め求めておいて、例えばマップとしてメモリ１５に記憶しておき、そのマップを用いて熱伝達量Ｑ１を算出する。
【００３２】
また、当該セルの上下流に隣接するセルから当該セルへの熱伝達量Ｑ２を求める。この熱伝達量Ｑ２は、上流セルの温度、下流セルの温度、当該セルの温度及びＳＣＲＦ７内の熱の伝わりやすさを示す熱伝導係数により得られる。上流セルの温度は、上流のセルから順にセル温度を求めるとして、今回の処理により得られる値を用いれば良い。下流セルの温度及び当該セルの温度は前回の処理により得られる値を用いれば良い。熱伝導係数は予め定められた固定値とすれば良い。上流セルの温度、下流セルの温度及び当該セルの温度と、熱伝達量Ｑ２との関係を予め求めておいて、例えばマップとしてメモリ１５に記憶しておき、そのマップを用いて熱伝達量Ｑ２を算出する。
【００３３】
得られた２つの熱伝達量Ｑ１、Ｑ２の合計値を算出する。これにより、当該セルへ伝達される全熱量が求められる。次に、当該セルへの熱伝達量の合計値から、当該セルの温度上昇値を算出する。この算出では、熱伝達量の合計値を予め定められたセルの熱容量で除算すれば良い。さらに、求まった温度上昇値を前回算出した当該セルの温度に加算する。これにより、当該セルの今回の温度が求まる。
【００３４】
次に、各セルの温度を求めるために必要なセルガス温度の求め方を説明する。当該セルのセルガス温度の算出の基本的な考え方は、当該セルを流通するガスから当該セルへの熱伝達量Ｑ１による温度低下分（熱伝達量Ｑを、ガスの熱容量で除算することにより得られる）を、上流セルのセルガス温度から減算するというものである。つまり、当該セルのセルガス温度は、熱伝達量Ｑ１及び上流セルのセルガス温度により得られる。熱伝達量Ｑ１及び上流セルのセルガス温度は今回の処理において既に得られている。なお、当該セルより上流にセルが無い場合、つまり当該セルが最上流のセルである場合には、上流セルのセルガス温度として排気温センサ９の検出値を用いれば良い。熱伝達量Ｑ１及び上流セルのセルガス温度と、当該セルのセルガス温度との関係を予め求めておいて例えばマップとしてメモリ１５に記憶しておき、そのマップを用いて当該セルのセルガス温度を算出する。
【００３５】
結局、ＳＣＲＦ７の温度は、ＳＣＲＦ７に流入する排気の温度及び流量に応じた値となる。したがって、Ｓ１１では、排気の温度及び流量に基づくＳＣＲＦ７の温度の推定モデルをメモリ１５に記憶しておき、その推定モデルに基づいてＳＣＲＦ７の温度を推定することを意味する。
【００３６】
なお、上記ではＳＣＲＦ７に堆積したＰＭが燃焼しないものとしてＳＣＲＦ７の温度の算出を説明したが、ＳＣＲＦ７の温度が高くＰＭが燃焼した場合には、その燃焼による発熱量によってもＳＣＲＦ７の温度が変化する。したがって、ＰＭ燃焼による発熱量も考慮してＳＣＲＦ７の温度を推定しても良い。また、図６のＳ１１の工程では、ＳＣＲＦ７の内部に温度センサを設けて、その温度センサの検出値を、ＳＣＲＦ７の温度として取得しても良い。
【００３７】
図６の説明に戻り、各時点において添加弁５から添加される単位時間当たりの尿素添加量を取得する（Ｓ１２）。尿素添加量は、ＥＣＵ１自身が各時点において求めた添加弁５への添加量指令値とすれば良い。
【００３８】
Ｓ１１、Ｓ１２で得られた各時点のＳＣＲＦ７の温度及び尿素添加量（尿素デポ堆積に関係する条件）に基づいて、各時点における尿素デポによる差圧への影響指標を算出する（Ｓ１３）。ここで算出する影響指標は、各時点におけるＳＣＲＦ７への尿素デポ堆積量の単位時間当たりの変化量、すなわち尿素デポの堆積率に相当する指標である。言い換えると、Ｓ１３の影響指標は、各時点におけるＳＣＲＦ７への尿素デポの堆積のしやすさを示した指標である。
【００３９】
ここで、図７〜図９は、ＳＣＲＦ温度又は尿素添加量と影響指標との関係を例示している。尿素デポは温度が低温の時に発生しやすく、高温になると分解してしまう。したがって、図７に示すように、ＳＣＲＦ温度が低温の領域では影響指標が大きい値となっており、ＳＣＲＦ温度が高温になるほど影響指標は小さくなる。また、ＳＣＲＦ温度がある程度高温になると、堆積していた尿素デポが分解して消滅する。そのため、図７においては、ＳＣＲＦ温度が所定温度以上の領域では、影響指標は、尿素デポが消滅することを示したマイナス値となる。影響指標は、プラス側に大きい値ほど尿素デポの堆積量が多いことを示し、マイナス側に大きい値ほど堆積した尿素デポが分解して消滅する量が多いことを示している。
【００４０】
また、図８、図９に示すように、尿素添加量が多いほど影響指標が大きくなる。これは、尿素添加量が多いほど尿素デポの原因となる中間生成物の発生量が多くなるためである。また、尿素添加量が多いと、少ない場合に比べて、ＳＣＲＦ７に供給された尿素水によりＳＣＲＦ７の温度が低下しやすくなり、その温度低下により尿素デポが発生しやすくなるためである。
【００４１】
図８と図９とを比較すると、図８のＳＣＲＦ温度が低い時には尿素添加量の増加に対する影響指標の増加度合いが大きいのに対し、図９のＳＣＲＦ温度が高い時にはその増加度合いは小さい。言い換えると、同じ尿素水添加量であっても、図８のＳＣＲＦ温度が低い時の影響指標のほうが、図９のＳＣＲＦ温度が高い時の影響指標よりも大きい値となる。これは、図７で説明したように、ＳＣＲＦ温度が低いと尿素デポが発生しやすくなるためである。なお、図８、図９においても、影響指標はマイナス値を取り得る。例えば、尿素添加量が少ない時には、尿素デポの新たな堆積よりも、ＳＣＲＦ温度の影響で既に堆積した尿素デポの分解のほうが優位となる。この場合、影響指標はマイナス値となる。
【００４２】
Ｓ１３の工程では、ＳＣＲＦ温度及び尿素添加量と影響指標との関係を予め求めておいて例えばマップ１０１（図６参照）としてメモリ１５に記憶しておく。そして、このマップ１０１とＳ１１、Ｓ１２で求めたＳＣＲＦ温度及び尿素添加量とから、時点毎にＳＣＲＦ温度及び尿素添加量に応じた影響指標を算出する。マップ１０１は、図７〜図９の関係を統合したものに相当する。
【００４３】
Ｓ１３の工程を実施した後、次に、Ｓ１３で得られた各時点における影響指標を積算する（Ｓ１４）。すなわち、現時点のＳ１３で得られた影響指標を、前回時点までにＳ１４で得られた影響指標の積算値に加えて、現時点における積算値とする。この積算値は、ＳＣＲＦ７の前端に堆積した尿素デポの積算量に相当する。Ｓ１４により得られた積算値を、図５のＳ１の工程における出力値とする。なお、積算値は、例えば下限をゼロ、上限を所定値（例えば１００）として、それら下限、上限間で変化する。
【００４４】
ここで、図１０は、Ｓ１の工程（図６の工程）で得られる影響指標の時間に対する推移を例示した図であり、詳しくは、上段に、ＳＣＲＦ温度の推移を例示し、その温度の推移に対応させた形で影響指標の推移を下段に示している。なお、図１０の符号「ｍ」は、図６のＳ１３で算出する影響指標を示している。図１０の例では、ＳＣＲＦ温度が低い時には、時間の経過にしたがって次第に影響指標（積算値）が増加していき、単位時間当たりの増加量（各時点での影響指標ｍ）は、ＳＣＲＦ温度が中程度又は高い時に比べて大きくなっている。また、ＳＣＲＦ温度が中程度の時には、時間の経過にしたがって次第に影響指標（積算値）が増加していくが、単位時間当たりの増加量は、ＳＣＲＦ温度が低い時に比べて小さくなっている。また、ＳＣＲＦ温度が高い時には、時間の経過にしたがって次第に影響指標（積算値）が減少していく。このように、影響指標の積算値は、時間の経過にしたがって単調に増加し続けるわけではなく、ＳＣＲＦ温度及び尿素添加量の条件によっては、増加率が変わったり、逆に減少したりする。
【００４５】
なお、図１０の影響指標の積算の開始点（ゼロ点）つまり図６のＳ１３の影響指標の算出及びＳ１４の積算の開始時は、後述の図５のＳ４によるＰＭ除去用の昇温を実施した時、又はＳ５の尿素デポ除去用の昇温を実施した時とする。すなわち、Ｓ１の工程では、前回にＳ４又はＳ５の昇温を実施してから現時点までの影響指標の積算値を算出する。これは、昇温を実施することで、ＳＣＲＦ７に堆積した尿素デポは除去されて、影響指標がゼロにリセットされるためである。
【００４６】
このように、図６においては、各時点におけるＳＣＲＦ温度及び尿素添加量から影響指標を求めており、これを別の言い方をすると、ＳＣＲＦ温度の履歴と尿素添加量の履歴とに基づいて影響指標を求めている。
【００４７】
ところで、尿素デポは、ＳＣＲＦ温度及び尿素添加量の他に、ＳＣＲＦ７でのＮＯｘ浄化率や最近のエンジン停止時間によっても影響する。そこで、ＳＣＲＦ温度及び尿素添加量に加えて、以下に説明するようにＮＯｘ浄化率やエンジン停止時間も考慮して、影響指標を求めても良い。
【００４８】
先ず、ＮＯｘ浄化率を考慮した影響指標の算出を説明する。ＳＣＲＦ７の前端に図２のように尿素デポが堆積すると、その堆積によりＳＣＲＦ７での排気の流通範囲が狭くなって、結果、ＮＯｘ浄化率が想定よりも低下する。逆に言うと、ＮＯｘ浄化率が想定よりも低い場合には、尿素デポ堆積の影響が大きいと考えることができる。この考え方をもとに、ＳＣＲＦ温度及び尿素添加量から求めた影響指標をＮＯｘ浄化率に応じて補正する。
【００４９】
図１１は、図６の各工程に、ＮＯｘ浄化率による補正に関連する工程を追加したブロック図である。図１１においてＳＣＲＦ７での各時点でのＮＯｘ浄化率を取得する（Ｓ１５）。ＮＯｘ浄化率は、ＳＣＲＦ７に流入するＮＯｘ量Ｂ１と、ＳＣＲＦ７から流出するＮＯｘ量Ｂ２とを取得して、それらＮＯｘ量Ｂ１、Ｂ２の差分を流入ＮＯｘ量Ｂ１で除算することで得られる。つまり、ＮＯｘ浄化率＝（Ｂ１−Ｂ２）／Ｂ１を計算する。ここで、流入ＮＯｘ量Ｂ１は、例えば上流ＮＯｘセンサ１０の検出値から求めても良いし、エンジン運転条件（エンジン回転数、エンジン負荷等）から推定しても良い。また、流出ＮＯｘ量Ｂ２は例えば下流ＮＯｘセンサ１１の検出値から求める。エンジン運転条件から流入ＮＯｘ量Ｂ１を推定する場合、エンジン運転条件としてのエンジン回転数は回転数センサ１３から得られる。エンジン負荷は、アクセルペダルセンサ１４の検出値（アクセルペダルの操作量）及びエンジン回転数等に基づいてＥＣＵ１自身が設定したインジェクタへの燃料噴射量の指令値とすれば良い。エンジン運転条件と流入ＮＯｘ量Ｂ１との関係を予め求めておいて例えばマップとしてメモリ１５に記憶しておき、このマップに基づいて流入ＮＯｘ量Ｂ１を得ることができる。
【００５０】
次に、ＮＯｘ浄化率に基づいてＳ１１〜Ｓ１４の工程で得られる影響指標を補正するための補正項（補正係数）を算出する（Ｓ１６）。なお、補正項は、影響指標に乗算することで影響指標を増加側に補正するための係数であり、１以上の値に設定される。補正項＝１の場合には、影響指標の補正が行われないことを意味する。
【００５１】
ここで、図１２はＮＯｘ浄化率と補正項との関係を示している。図１２において、ライン１０３はＳＣＲＦ温度が高い時の関係を示し、ライン１０４はＳＣＲＦ温度が低い時の関係を示している。また、図１３は、ＳＣＲＦ温度とＳＣＲＦ７でのＮＯｘ浄化能力（ＮＯｘ浄化率）との関係を示している。図１３に示すように、ＳＣＲＦ温度が低温の領域（温度Ｔ１以下の領域）では、ＳＣＲＦ７での触媒の活性度が低いため、ＮＯｘ浄化能力は低い。また、ＳＣＲＦ温度がある程度高くなると、触媒の活性度が上がるため、ＮＯｘ浄化能力が高くなる。ただし、ＳＣＲＦ温度が高温になりすぎると（温度Ｔ２以上の領域）、ＮＯｘ浄化能力が低下する。
【００５２】
ＳＣＲＦ温度が高い時（図１３の例では温度がＴ１からＴ２の間）には通常ならばＮＯｘ浄化能力が高いにもかかわらず、実際のＮＯｘ浄化率が低いということは、ＳＣＲＦ７への尿素デポ堆積の影響でＮＯｘ浄化率が低下していると考えることができる。また、ＮＯｘ浄化率が低いほど尿素デポ堆積による影響度が高いと考えることができる。この考え方のもと、図１２のライン１０３では、ＮＯｘ浄化率が低いほど補正項が大きくなっている。一方で、ＳＣＲＦ温度が高い時にＮＯｘ浄化率が高い場合には、もともとＮＯｘ浄化能力が高く（図１３参照）、ＳＣＲＦ温度及び尿素水添加量から得られる影響指標の補正が必要な程の尿素デポ堆積ではないとして、ライン１０３ではＮＯｘ浄化率がある値以上の領域では補正項が１となっている。
【００５３】
また、ＳＣＲＦ温度が低い時（図１３では温度Ｔ１以下）には、もともとＮＯｘ浄化能力が低いので、実際のＮＯｘ浄化率が低いからといって尿素デポ堆積による影響が大きいと判断することはできない。そのため、図１２のライン１０４では、ライン１０３に比べて補正項が小さく設定されている。
【００５４】
Ｓ１６の工程では、図１２の関係つまりＳＣＲＦ温度及びＮＯｘ浄化率と補正項との関係を予め求めておいてマップ１０２（図１１参照）としてメモリ１５に記憶しておく。そして、マップ１０２と、Ｓ１１及びＳ１５の工程で取得したＳＣＲＦ温度及びＮＯｘ浄化率とに基づいて補正項を算出する。なお、図１２では、ＳＣＲＦ温度が高い時の関係１０３と低い時の関係１０４との２つを例示したが、マップ１０２は２つより多くのＳＣＲＦ温度の領域ごとにＮＯｘ浄化率と補正項との関係が設定されたマップである。なお、ＳＣＲＦ温度が高い時にＮＯｘ浄化率が低い場合に影響指標を補正する必要性が特に高いので、マップ１０２を図１２のライン１０３のみから構成して、Ｓ１１で取得したＳＣＲＦ温度が所定値以上の場合にＳ１６の補正項の算出及び後述のＳ１７による補正を実施し、ＳＣＲＦ温度が所定値未満の場合にはＳ１６、Ｓ１７の工程を省略しても良い。
【００５５】
Ｓ１６の工程で補正項を算出した後、次に、その補正項を、Ｓ１４の工程で得られた影響指標に乗算することで、影響指標を補正する（Ｓ１７）。これによって、ＳＣＲＦ温度及び尿素添加量に加えて、ＮＯｘ浄化率も考慮した影響指標を得ることができる。例えば、ＳＣＲＦ温度が高く、ＮＯｘ浄化率が低い場合には、影響指標が増加する方向に補正される。補正後の影響指標を、図５のＳ１の工程における出力値とする。
【００５６】
次に、最近のエンジン停止時間を考慮した影響指標の算出を説明する。エンジン２が停止するとＳＣＲＦ温度が低下するが、エンジン停止時間が長いほど、つまりＳＣＲＦ温度が低下した状態が長く継続するほど、尿素デポが発生しやすい。そこで、ＳＣＲＦ温度及び尿素添加量から求めた影響指標を、最近のエンジン停止時間に応じて補正する。
【００５７】
具体的には、図１４に示すように、最近のエンジン停止時間を取得する（Ｓ１８）。ＥＣＵ１は、時計を有しており、エンジン２が停止する度にその時計によりエンジン２が停止してから次に始動するまでの時間であるエンジン停止時間を算出して、メモリ１５に記憶しておく。Ｓ１８の工程では、メモリ１５に記憶されたエンジン停止時間を読み出す。
【００５８】
次に、エンジン停止時間に基づいてＳ１１〜Ｓ１４の工程で得られる影響指標を補正するための補正項（補正係数）を算出する（Ｓ１９）。この補正項も、Ｓ１６で算出する補正項と同様に、影響指標に乗算することで影響指標を増加側に補正するための係数であり、１以上の値に設定される。
【００５９】
ここで、図１５はエンジン停止時間と補正項との関係を示している。図１５に示すようにエンジン停止時間が短い領域では補正項は、１又は１に近い値となっているが、エンジン停止時間が長くなると補正項は急激に増加する。これは、信号待ち等でエンジンが自動停止するアイドルストップ機能によるエンジン停止などエンジン停止時間が短い場合には、エンジン停止中に尿素デポが発生することはほとんど無い。これに対し、車両を一晩中停止していた場合などエンジン停止時間が長い場合には、エンジン停止前に添加弁５から供給されＳＣＲＦ７に残留している尿素が、エンジン作動時では固形化しない尿素添加量であったとしても、ＳＣＲＦ温度が低い状態が長時間継続することで、固形化する場合がある。このとき、エンジン停止の終了時（エンジン始動時）におけるＳＣＲＦ７の前後差圧は、エンジン停止前における前後差圧から、エンジン停止中に発生した尿素デポ堆積量に応じた分だけ増加した値となる。この増加分が、図１５の補正項に相当する。
【００６０】
Ｓ１９の工程では、図１５の関係を予め求めておいてこれをマップ１０５（図１４参照）としてメモリ１５に記憶しておく。そして、マップ１０５とＳ１８で取得したエンジン停止時間とに基づいて補正項を算出する。
【００６１】
次に、Ｓ１９の工程で求めた補正項を、Ｓ１４の工程で得られた影響指標に乗算することで、影響指標を補正する（Ｓ２０）。これによって、ＳＣＲＦ温度及び尿素添加量に加えて、最近のエンジン停止時間をも考慮した影響指標を得ることができる。例えば、エンジン停止時間が長い場合には、影響指標が増加する方向に補正される。補正後の影響指標を、図５のＳ１の工程における出力値とする。
【００６２】
なお、Ｓ１５で取得するエンジン停止時間が、同一時刻に発生したエンジン停止に対するエンジン停止時間である限りにおいては、該エンジン停止時間に基づくＳ２０の補正は１回のみ行う。すなわち、例えばある時刻ｔ１でエンジン停止した場合には、そのエンジン停止に対するエンジン停止時間に基づくＳ２０の補正は１回のみ実施する。その後、別の時刻ｔ２でエンジン停止した場合には、そのエンジン停止に対するエンジン停止時間に基づくＳ２０の補正も１回のみ実施する。
【００６３】
また、アイドルストップ機能に基づくエンジン停止の場合には、エンジン停止時間が非常に短く、エンジン停止中に尿素デポが発生することはほとんど無い。そのため、Ｓ１８〜Ｓ２０の工程では、アイドルストップ機能によるエンジン停止を除外した、車両のキーオフに基づくエンジン停止のみを考慮して、影響指標の補正を行っても良い。この場合、Ｓ１８の工程では、車両のキーオフに基づくエンジン停止のうち最近のエンジン停止におけるエンジン停止時間を取得する。なお、アイドルストップ機能に基づくエンジン停止も考慮して補正する場合であっても、アイドルストップ機能に基づくエンジン停止時間は非常に短いので、Ｓ１９で算出する補正項は１となって、実質的には影響指標の補正を行わないようにしても良い。
【００６４】
なお、ＮＯｘ浄化率に基づく影響指標の補正と、エンジン停止時間に基づく影響指標の補正はいずれか一方のみ実施しても良いし、両方実施しても良い。両方実施する場合には、例えば、図１１のＳ１６で算出した補正項と、図１４のＳ１９で算出した補正項の両方をＳ１４で算出した影響指標に乗算する。または、図１１のマップ１０２と、図１４のマップ１０５とを統合した、ＳＣＲＦ温度、ＮＯｘ浄化率及びエンジン停止時間と補正項とのマップを求めてこれをメモリ１５に記憶しておく。そして、このマップに基づいてＳＣＲＦ温度、ＮＯｘ浄化率及びエンジン停止時間に応じた一つの補正項を算出して、この補正項に基づいて影響指標を補正しても良い。
【００６５】
このように、ＳＣＲＦ温度及び尿素添加量に加えて、ＮＯｘ浄化率やエンジン停止時間も考慮することで、高精度の影響指標を得ることができる。
【００６６】
以上が図５のＳ１の工程の内容である。なお、Ｓ１の工程を実行するＥＣＵ１が指標検出部に相当する。また、Ｓ１１の工程を実行するＥＣＵ１が温度取得部に相当する。Ｓ１２の工程を実行するＥＣＵ１が添加量取得部に相当する。Ｓ１３の工程を実行するＥＣＵ１が算出部に相当する。Ｓ１４の工程を実行するＥＣＵ１が積算部に相当する。Ｓ１５の工程を実行するＥＣＵ１が浄化率取得部に相当する。Ｓ１６及びＳ１７の工程を実行するＥＣＵ１が補正部に相当する。Ｓ１８の工程を実行するＥＣＵ１が停止時間取得部に相当する。Ｓ１９及びＳ２０の工程を実行するＥＣＵ１が補正部に相当する。
【００６７】
図５の説明に戻り、差圧センサ８からＳＣＲＦ７の前後差圧を取得する（Ｓ２）。Ｓ１及びＳ２で影響指標及び差圧を取得した後、次に、これらに基づいてＰＭ除去用の昇温を実施するか、尿素デポ除去用の昇温を実施するかの昇温実施判定を行う（Ｓ３）。具体的には、図１６のフローチャートの処理を実行する。
【００６８】
図１６において、先ずＳ２の工程で取得した差圧が予め定められた閾値以上か否かを判断する（Ｓ３１）。なお、差圧は、同一のＰＭ量が堆積されている場合であっても、ＳＣＲＦ７を通過する排気の流量によって変化し、具体的には高流量ほど差圧が大きくなる。そこで、Ｓ３１では、排気の流量による差圧の影響を除外するために、例えば排気の流量に応じた閾値を設定する。この閾値は高流量ほど大きい値に設定される。排気の流量はエアフロメータ１２とＳＣＲＦ上流の排気温センサ９、差圧センサ８により得られる。そして、流量に応じた閾値と、差圧とを比較する。または、排気の流量に基づいて、差圧センサ８の検出値を単位流量当たりの差圧に変換して、その単位流量当たりの差圧と閾値とを比較しても良い。なお、Ｓ３１の工程を実施するＥＣＵ１が判断部に相当する。
【００６９】
差圧が閾値未満の場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、差圧が閾値以上になるまで待機する。差圧が閾値以上になった場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、次に、Ｓ１の工程で求めた影響指標が予め定められた閾値以上か否かを判断する。閾値未満の場合には（Ｓ３２：Ｎｏ）、尿素デポ堆積による差圧への影響が小さく、差圧の内訳が図３の左の内訳であるとして、ＰＭ除去用の昇温実施を判定する（Ｓ３４）。その後、図１６の処理を終了する。
【００７０】
一方、影響指標が閾値以上の場合には（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、尿素デポ堆積による差圧への影響が大きく、差圧の内訳が図３の右の内訳であるとして、尿素デポ除去用の昇温実施を判定する（Ｓ３３）。その後、図１６の処理を終了する。
【００７１】
図５に戻って、Ｓ３の実施判定の結果に基づいて、ＰＭ除去用の昇温（Ｓ４）又は尿素デポ除去用の昇温（Ｓ５）のいずれか一方を実施する。具体的には、図１６のＳ３４でＰＭ除去用の昇温実施を判定した場合には、ＰＭ除去用の昇温を実施する（Ｓ４）。この昇温は、例えばエンジン２のトルクを得るためのメイン噴射に後続して、アフター噴射やポスト噴射を実施する。ここで、アフター噴射は、排気の温度を高めることを目的にメイン噴射の直後に行う少量の燃料噴射である。ポスト噴射は、未燃燃料を排気管３に送り込むため排気バルブが開く直前に行う少量の燃料噴射である。また、排気管３の酸化触媒４の上流に燃料を添加する燃料添加弁を設けて、この燃料添加弁により未燃燃料を排気管３内に直接添加しても良い。
【００７２】
アフター噴射、ポスト噴射又は燃料添加弁による燃料添加によって、酸化触媒４に未燃燃料が供給され、酸化触媒４において未燃燃料が酸化反応することで排気の温度が昇温する。昇温した排気がＳＣＲＦ７に流入することで、ＳＣＲＦ温度が昇温する。ＰＭ除去用の昇温時におけるＳＣＲＦ温度の目標温度は、後述のデポ除去用の昇温時における目標温度より高温に設定され、具体的にはＰＭが燃焼除去する温度（６００℃〜７００℃程度）に設定される。ＥＣＵ１は、ＰＭ除去用の昇温を実施中、ＳＣＲＦ温度を監視して、ＳＣＲＦ温度が目標温度となるようにポスト噴射量などを調整する。例えば、ＳＣＲＦ温度が目標温度より低温の場合にはポスト噴射量を増量し、反対に目標温度より高温の場合にはポスト噴射量を減量する。なお、ＳＣＲＦ温度の監視（取得）は、図１１のＳ１１の工程と同様に行えばよい。また、ＳＣＲＦ温度は排気温度に相関するので、排気温センサ９の検出値が目標温度となるように噴射量を調整しても良い。このように、ＳＣＲＦ温度を監視しながら昇温を実施することで、ＳＣＲＦ７が過昇温となるのを抑制でき、過昇温によってＳＣＲＦ７が熱で溶けてしまうのを抑制できる。
【００７３】
また、ＰＭ除去用の昇温は、予め定められた固定時間（例えば２０分〜３０分）継続しても良いし、差圧センサ８の検出値が所定値（図１６のＳ３１の閾値よりも小さい値）以下となるまで継続しても良い。ＰＭ除去用の昇温の継続時間は、尿素デポ除去用の昇温の継続時間よりも長い。
【００７４】
このように、ＰＭ除去用の昇温を実施することで、ＳＣＲＦ７に堆積したＰＭを燃焼除去できる。加えて、尿素デポはＰＭよりも低温で燃焼するので、尿素デポも燃焼除去できる。
【００７５】
一方、図１６のＳ３３で尿素デポ除去用の昇温実施を判定した場合には、尿素デポ除去用の昇温を実施する（Ｓ５）。この昇温も、ＰＭ除去用の昇温と同様に、例えばアフター噴射、ポスト噴射又は燃料添加弁による燃料添加を実施する。ただし、ＳＣＲＦ温度の目標温度や、昇温の継続時間が、ＰＭ除去用の昇温とは異なっている。具体的には、尿素デポ除去用の昇温時におけるＳＣＲＦ温度の目標温度は、ＰＭ除去用の昇温時における目標温度より低温に設定され、具体的には、ＰＭは燃焼除去されないことを許容しつつ、尿素デポは燃焼除去される温度（例えば３５０℃〜４００℃程度）に設定される。
【００７６】
尿素デポ除去用の昇温においては、ＳＣＲＦ温度が過昇温となるのは想定しにくいので、例えばポスト噴射等の燃料噴射量は、目標温度となるように運転条件ごとに予め定められた固定値とする。つまり、昇温処理中のＳＣＲＦ温度の監視及びＳＣＲＦ温度に基づく噴射量の調整は行わない。なお、ＰＭ除去用の昇温と同様に、ＳＣＲＦ温度を監視して、ＳＣＲＦ温度が目標温度となるように噴射量を調整するようにしても良い。
【００７７】
また、尿素デポ除去用の昇温の継続時間は、ＰＭ除去用の継続時間よりも短い時間（例えば５分〜１０分程度）に設定される。つまり、尿素デポ除去用の昇温は、ＰＭ除去用の昇温の継続時間より短い、予め定められた固定時間継続した後、終了する。なお、尿素デポ除去用の昇温の継続時間は、影響指標に応じた時間に設定しても良く、具体的には影響指標が大きいほど長い時間に設定しても良い。影響指標に応じて継続時間を設定する場合であっても、ＰＭ除去用の昇温における継続時間より短い時間に設定する。このように、影響指標に応じて継続時間を設定することで、ＳＣＲＦ７に堆積した尿素デポを完全に燃焼除去する前に昇温が終了してしまうのを抑制でき、また、尿素デポの燃焼除去が完了したにもかかわらず無駄に昇温を継続してしまうのを抑制できる。このように、尿素デポ除去用の昇温を実施することで、ＳＣＲＦ７に堆積した尿素デポを燃焼除去できる。
【００７８】
なお、Ｓ３２、Ｓ３４及びＳ４の工程を実行するＥＣＵ１が第１の再生制御部に相当する。Ｓ３２、Ｓ３３及びＳ５の工程を実行するＥＣＵ１が第２の再生制御部に相当する。また、ＰＭ除去用の昇温が第１再生処理に相当し、尿素デポ除去用の昇温が第２再生処理に相当する。
【００７９】
ここで、図１７は、本実施形態の作用を説明する図であり、ＳＣＲＦ７の再生処理に関連する各パラメータのタイムチャートを示している。詳しくは、図１７は、上から、ＳＣＲＦの前後の差圧（同図（ａ））、ＳＣＲＦ内のＰＭ量（同図（ｂ））、ＳＣＲＦ前端への尿素デポによる差圧（影響指標）（同図（ｃ））、ＳＣＲＦ温度（同図（ｄ））、及び昇温用の噴射量（同図（ｅ））のタイムチャートを示している。また、図１７では、点線が本実施例を示し、実線が従来例を示している。
【００８０】
図１７に示すように、差圧が閾値に達した場合に、従来では図１７（ｄ）、（ｅ）の実線で示されるように必ずＰＭ除去用の昇温を実施するのに対し、本実施例では、昇温を実施する前にＳＣＲＦ前端への尿素デポによる影響指標を確認する。その影響指標が所定値に達していた場合には（図１７（ｃ）参照）、ＰＭ除去用の昇温に代えて、尿素デポ除去用の昇温を実施する（図１７（ｄ）、（ｅ）の点線参照）。尿素デポ除去用の昇温を実施することで、ＳＣＲＦ内のＰＭ量が減少しないものの（図１７（ｂ）の点線参照）、尿素デポによる差圧は減少する（図１７（ｃ）参照）。その結果、図１７（ａ）の点線で示される差圧は、図１７（ｃ）の差圧が減少した分だけ減少する。ただし、ＰＭ量が燃焼除去されるわけではないので、図１７（ａ）の点線は、実線よりも高くなっている。
【００８１】
以上、本実施形態によれば、ＳＣＲＦ前端への尿素デポ堆積による影響指標を算出し、差圧が閾値に達した場合にはその影響指標を確認し、影響指標が閾値以上の場合には、ＰＭ除去用の昇温に代えて、尿素デポ除去用の昇温を実施する。これにより、尿素デポ堆積の影響でＰＭ除去用の昇温が頻繁に実施されてしまうのを抑制できる。尿素デポ除去用の昇温は、ＰＭ除去用の昇温に比べて、目標温度が低く、継続時間が短いので、燃費が良い昇温である。ＰＭ除去用の昇温が頻繁に実施されるのを抑制できることで、燃費の悪化を抑制できる。また、尿素デポ除去用の昇温を実施することで、ＳＣＲＦに堆積した尿素デポを除去でき、尿素デポ堆積による差圧の増加を抑制できる。
【００８２】
また、ＳＣＲＦへの尿素デポの堆積量を正確に検出することは困難であるが、本実施形態では、差圧センサの検出値と影響指標の両方を用いているので、図２のようなＳＣＲＦ前端への尿素デポの堆積量が多く、尿素デポによる差圧が大きい状態を精度よく捉えることができる。また、図４のようにＳＣＲＦ前端の狭い範囲に尿素デポが堆積し尿素デポによる差圧が小さい時にも尿素デポ除去用の昇温を実施してしまう可能性がある。この場合には、車両性能やＳＣＲＦ触媒性能への影響が小さいにもかかわらず、尿素デポ除去用の昇温が頻繁に実施されることとなり、燃費が悪化してしまう。本実施形態では、尿素デポ除去用の昇温が頻繁に（無駄に）実施されてしまうのも抑制できる。
【００８３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ＳＣＲＦに堆積した尿素デポを除去する手段として、ポスト噴射等に基づくＳＣＲＦ温度の昇温処理を例示したが、例えば排気の流量が増加させて、排気流によって尿素デポをＳＣＲＦから飛ばしても良い。排気の流量増加は、例えばエンジンを高回転数、高負荷の条件で運転させるようにする。
【００８４】
また、上記実施形態では、ＳＣＲＦの上流に酸化触媒を配置した例を示したが、ＳＣＲＦの基材に酸化触媒を担持しても良い。これによっても、ＳＣＲＦに担持された酸化触媒に未燃燃料を供給することで、ＳＣＲＦ温度を昇温させることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  ＥＣＵ（判断部、指標検出部、温度取得部、添加量取得部、算出部、積算部、浄化率取得部、停止時間取得部、補正部、第１の再生制御部、第２の再生制御部）
２  エンジン（内燃機関）
３  排気管
５  添加弁
７  ＳＣＲＦ（触媒担持フィルタ）
８  差圧センサ
【図１】
0006512535.tif 000002
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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