(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の排気通路に設けられるフィルタに対するＰＭ再生処理の実施において、フィルタに捕集されている微粒子物質の酸化効率を向上させ、以ってＰＭ再生処理の効率を向上させることの可能な技術を提供することを課題とする。【解決手段】フィルタの周辺雰囲気が所定燃料吸着状態であると判定されるときに燃料をＰＭに吸着させた後（Ｓ１０２、Ｓ１０３）、フィルタを昇温しているときにＰＭに吸着させている燃料が蒸発してフィルタの下流側にすり抜けることを抑制すべくフィルタを急速に昇温させる（Ｓ１０４）。【選択図】図３
2008095646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられるとともに排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタに還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記フィルタの雰囲気温度を上昇させる昇温手段と、
を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記フィルタの周辺雰囲気が、前記還元剤供給手段によって供給される還元剤を前記フィルタに捕集される微粒子物質に吸着させることの可能な所定の還元剤吸着状態であるか否かを判定する還元剤吸着可否判定手段を、さらに備え、
前記還元剤吸着可否判定手段によって前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸着状態であると判定されるときに前記還元剤供給手段によって前記還元剤を前記フィルタに供給させた後、前記昇温手段によって前記フィルタの雰囲気温度を上昇させることによって前記微粒子物質に吸着している還元剤を酸化させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記還元剤吸着可否判定手段は前記フィルタの雰囲気温度を取得する雰囲気温度取得手段を有し、
前記還元剤吸着可否判定手段は前記雰囲気温度取得手段によって取得される前記フィルタの雰囲気温度が所定温度以下のときに前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸着状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
少なくとも前記還元剤供給手段によって前記フィルタに供給された全ての還元剤が蒸発するよりも前に、前記昇温手段は前記フィルタの雰囲気温度を前記還元剤が酸化する所定酸化温度まで上昇させることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
前記昇温手段は、前記フィルタの雰囲気温度を前記フィルタに供給された還元剤が蒸発する所定蒸発温度まで上昇させた後、所定期間が経過する前に前記フィルタの雰囲気温度を前記所定酸化温度まで上昇させることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項５】
前記フィルタを通過する排気の流量を減少させる排気流量減少手段を、さらに備え、
前記昇温手段によって前記フィルタの雰囲気温度を上昇させるときに、前記排気流量減少手段によって前記フィルタを通過する排気の流量を減少させることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項６】
前記フィルタの雰囲気温度を低下させる雰囲気温度低下手段を、さらに備え、
前記還元剤吸着可否判定手段によって前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸着状態ではないと判定されるときに、前記雰囲気温度低下手段によって前記フィルタの雰囲気温度を低下させることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項７】
内燃機関の排気通路に設けられるフィルタに捕集される微粒子物質を酸化除去するＰＭ再生方法であって、
前記フィルタの周辺雰囲気が還元剤を前記フィルタに捕集される微粒子物質に吸着させることの可能な所定の還元剤吸着状態であるか否かを判定する還元剤吸着可否判定工程と、
前記還元剤吸着可否判定工程において前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸
着状態と判定されたときに実施され、前記フィルタに還元剤を供給するとともに該還元剤を前記微粒子物質に吸着させる還元剤吸着工程と、
前記還元剤吸着工程の後に実施され、前記フィルタの雰囲気温度を上昇させることによって前記微粒子物質に吸着している還元剤を酸化させる昇温工程と、
を備えることを特徴とするＰＭ再生方法。
【請求項８】
前記還元剤吸着可否判定工程は前記フィルタの雰囲気温度を取得する雰囲気温度取得工程を有し、
前記還元剤吸着可否判定工程は前記雰囲気温度取得工程において取得された前記フィルタの雰囲気温度が所定温度以下のときに前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸着状態であると判定することを特徴とする請求項７に記載のＰＭ再生方法。
【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システムおよび内燃機関の排気通路に設けられるフィルタに捕集される微粒子物質を酸化除去するＰＭ再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここで、内燃機関の排気温度が還元剤としての未燃ＨＣを予めフィルタに供給しておき、内燃機関が高負荷となって排気温度が上昇したときに未燃ＨＣによってフィルタに捕集されている微粒子物質を酸化させる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。上記従来技術において、内燃機関から排出される高温の排気によって還元剤が煤に変化されることのないタイミングでフィルタに供給される。ところが、還元剤が酸化する温度に比べてより低い温度においても還元剤は蒸発するため、この蒸発した還元剤が排気とともにフィルタよりも下流側にすり抜けてしまうと、効率的にＰＭ再生処理を実施できない虞があった。
【特許文献１】特開２００２−１２９９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の排気通路に設けられるフィルタに対するＰＭ再生処理の実施において、フィルタに捕集されている微粒子物質の酸化効率を向上させ、以ってＰＭ再生処理の効率を向上させることの可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するための本発明は、内燃機関の排気通路に設けられるフィルタに対するＰＭ再生処理の実施において、還元剤が微粒子物質に吸着することの可能な所定の還元剤吸着状態であるときにフィルタに還元剤を供給した後、フィルタの雰囲気温度を上昇させることによって前記微粒子物質を酸化させることを最大の特徴とする。
【０００５】
より詳しくは、一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられるとともに排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタに還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記フィルタの雰囲気温度を上昇させる昇温手段と、
を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記フィルタの周辺雰囲気が、前記還元剤供給手段によって供給される還元剤を前記フィルタに捕集される微粒子物質に吸着させることの可能な所定の還元剤吸着状態であるか否かを判定する還元剤吸着可否判定手段を、さらに備え、
前記還元剤吸着可否判定手段によって前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸着状態であると判定されるときに前記還元剤供給手段によって前記還元剤を前記フィルタに供給させた後、前記昇温手段によって前記フィルタの雰囲気温度を上昇させることによって前記微粒子物質に吸着している還元剤を酸化させることを特徴とする。
【０００６】
従来、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタに対するＰＭ再生処理を実施する方法として、フィルタに還元剤を供給して該還元剤が酸化されるときの反応熱によって該フィルタの温度を上昇させ、該フィルタに捕集されている微粒子物質を酸化除去する技術が知られている。しかしながら、上記のように供給された還元剤は高温の排気によって酸化される以前に蒸発するため、微粒子物質の酸化反応が行われる前に蒸発した還元剤が排気とと
もに前記フィルタよりも下流側にすり抜けてしまう場合があった。そうすると、少なくとも供給された還元剤の一部が無駄になってしまうとともに、充分な微粒子物質の酸化除去が行われず、ＰＭ再生処理の効率が悪化する虞があった。
【０００７】
そこで、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムでは、前記還元剤吸着可否判定手段によって、前記フィルタの周辺雰囲気が前記還元剤供給手段によって供給される還元剤を前記フィルタに捕集される微粒子物質に吸着させることの可能な所定の還元剤吸着状態であるか否かが判定される。そして、前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸着状態であると判定されるときに、前記還元剤供給手段から前記還元剤が前記フィルタに供給される。これにより、前記供給される還元剤が蒸発してしまうことに起因して、前記フィルタよりも還元剤が下流側にすり抜けてしまうことを抑制できる。
【０００８】
ここで、「所定の還元剤吸着状態」とは、前記フィルタの周辺雰囲気が前記還元剤供給手段によって供給される還元剤を前記フィルタに捕集される微粒子物質に吸着させることの可能な状態であり、前記還元剤が排気に晒されるときに蒸発することなく前記微粒子物質に吸着することの可能な状態を含むものである。また、「前記微粒子物質に吸着させる」とは、微粒子物質のみならず該微粒子物質を捕集する前記フィルタ自体に吸着させる意味も含まれる。
【０００９】
そして、本発明においては、前記還元剤が前記フィルタに供給され、前記還元剤が前記微粒子物質に吸着した後に前記昇温手段によって前記フィルタの雰囲気温度を上昇させる。これにより、前記微粒子物質に吸着している還元剤が酸化される。そうすると、少なくとも前記還元剤が酸化するときに発生する反応熱によって前記フィルタに捕集されている微粒子物質を酸化除去することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、前記昇温手段によって前記還元剤を酸化させるために前記フィルタの雰囲気温度を上昇させる前に、前記還元剤が蒸発することによって排気とともにフィルタの下流側にすり抜けてしまうことが抑制される。これにより、前記還元剤供給手段により供給される還元剤の一部が無駄になってしまうことを抑制するとともにＰＭ再生処理の効率を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る昇温手段は前記フィルタの雰囲気温度を上昇させることが可能であれば種々の手段を採用することが可能である。また、前記フィルタの雰囲気温度を上昇させるためにフィルタ自体を昇温しても良いし、フィルタに流入する排気の温度を上昇させても良い。
【００１２】
例えば、前記昇温手段は電気加熱式ヒータを有し、電気加熱式ヒータに通電することによって前記フィルタの雰囲気温度を上昇させても良い。また、この電気加熱式ヒータは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ていても良いし、前記フィルタ自体に組み合わされて構成されていても良い。更に、前記電気加熱式ヒータは酸化機能を有する触媒が担持されている構成（例えば、電気加熱式酸化触媒）であっても良い。また、電気加熱式ヒータの代わりに燃焼式バーナ等によって前記フィルタの雰囲気温度を上昇させても良い。また、前記内燃機関における燃焼に用いられる燃料の噴射量を増大させ、前記フィルタに流入する排気の温度を上昇させることにより前記フィルタの雰囲気温度を上昇させても良い。
【００１３】
また、前記還元剤供給手段は、排気中に還元剤を噴射する還元剤添加弁や、前記内燃機関の膨張行程や排気行程等に燃料を副噴射する燃料噴射弁を含んで構成されてもよい。
【００１４】
また、本発明においては、前記還元剤吸着可否判定手段は前記フィルタの雰囲気温度を
取得する雰囲気温度取得手段を有し、
前記還元剤吸着可否判定手段は前記雰囲気温度取得手段によって取得される前記フィルタの雰囲気温度が所定温度以下のときに前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸着状態であると判定するようにしても良い。
【００１５】
ここで、上記の所定温度とは、前記フィルタの雰囲気温度であって、前記フィルタに供給された還元剤が蒸発せずに前記微粒子物質に吸着している状態を維持できる上限の温度としても良いし、該上限の温度に所定のマージンを見込んだ温度としても良い。
【００１６】
また、前記雰囲気温度取得手段は、前記排気通路における前記フィルタの上流側、或いは下流側に設けられる排気温度センサを設け、該排気温度センサの検出値に基づいて前記フィルタの雰囲気温度を取得しても良いし、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記フィルタの雰囲気温度を取得しても良い。後者の場合に、例えば前記内燃機関の機関回転数、機関負荷、燃料噴射量、機関トルク、吸入空気量等に基づいて前記フィルタの雰囲気温度を取得しても良い。
【００１７】
従って、上記のように前記雰囲気温度取得手段を有する前記還元剤吸着可否判定手段は、前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸着状態であるか否かをより精度良く判定することが可能となる。つまり、より効率よく前記フィルタに対するＰＭ再生処理を実施することが可能となる。
【００１８】
また、本発明において、少なくとも前記還元剤供給手段によって前記フィルタに供給された全ての還元剤が蒸発するよりも前に、前記昇温手段は前記フィルタの雰囲気温度を前記還元剤が酸化する所定酸化温度まで上昇させても良い。
【００１９】
ここで、前記昇温手段が前記フィルタの雰囲気温度を上昇させる速度が遅いと、昇温中に前記還元剤が蒸発してしまい、該還元剤がフィルタの下流側にすり抜けてしまう場合がある。従って、本発明において、前記昇温手段は急速に前記フィルタの雰囲気温度を上昇させることが望ましい。そこで、前記昇温手段は前記フィルタの雰囲気温度を前記所定酸化温度まで急速に上昇させても良い。これにより、前記フィルタの雰囲気温度を上昇させている間に前記還元剤が多量に蒸発してしまうことを抑制できる。
【００２０】
また、上記の「所定酸化温度」とは、前記フィルタの雰囲気温度であって、前記還元剤が酸化される温度である。そして、この所定酸化温度は前記還元剤が酸化される下限の温度としても良いし、前記還元剤が酸化される下限の温度よりも所定のマージンを見込んだだけ高い温度としても良い。また、所定酸化温度は予め実験等により求めておいても良い。
【００２１】
また、本発明においては、前記昇温手段は、前記フィルタの雰囲気温度を前記フィルタに供給された還元剤が蒸発する所定蒸発温度まで上昇させた後、所定期間が経過する前に前記フィルタの雰囲気温度を前記所定酸化温度まで上昇させるようにしても良い。
【００２２】
ここで、上記の「所定蒸発温度」とは、前記フィルタの雰囲気温度であって、前記還元剤が蒸発する温度である。本発明において所定蒸発温度は前記還元剤が蒸発する下限の温度としても良いし、この温度に所定のマージンを見込んだ温度としても良い。
【００２３】
また、上記の「所定期間」とは、前記フィルタの雰囲気温度を前記所定蒸発温度から前記所定酸化温度まで上昇させることに要する期間である。この所定期間が短いほど急速に前記フィルタの雰囲気温度が上昇し、前記フィルタ雰囲気温度を上昇させている間に前記還元剤が蒸発するとともに前記フィルタよりも下流側にすり抜けてしまう還元剤の量を減
少させることができる。
【００２４】
ここで、前記所定期間はできるだけ短く設定されると好適である。つまり、前記所定期間が短く設定されるほど、前記フィルタの雰囲気温度が前記所定蒸発温度から前記所定酸化温度まで上昇するまでの間を短くすることができる。そうすると、前記フィルタの雰囲気温度を上昇させている間に蒸発して前記フィルタよりも下流側にすり抜けてしまう還元剤の量を少なくすることができる。これにより、前記フィルタに捕集されている微粒子物質の酸化効率を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明においては、前記フィルタを通過する排気の流量を減少させる排気流量減少手段を、さらに備え、
前記昇温手段によって前記フィルタの雰囲気温度を上昇させるときに、前記排気流量減少手段によって前記フィルタを通過する排気の流量を減少させるようにしても良い。
【００２６】
つまり、上記のように前記フィルタを通過する排気の流量が減少すると、該排気が前記フィルタを通過するときに持ち去られる熱を少なくすることができる。つまり、前記フィルタの雰囲気温度をより効率的に上昇させることが可能となる。
【００２７】
さらに、前記フィルタを通過する排気の流量を減少させることによって前記還元剤が下流側に持ち去られることを抑制できる。つまり、前記フィルタに還元剤が残留することにより微粒子物質の酸化反応を促進させることができる。また、前記還元剤が前記フィルタよりも下流側にすり抜けることを抑制し、前記フィルタに供給される還元剤が無駄になってしまうことを抑制できる。
【００２８】
ここで、本発明に係る排気流量減少手段は前記フィルタを通過する排気の流量を減少させることが可能であれば種々の手段を採用することが可能である。例えば、排気流量減少手段は、少なくとも前記排気流量減少手段は排気の流量を変更可能な排気絞り弁または吸気の流量を変更可能な吸気絞り弁を有し、前記排気流量減少手段は少なくとも前記排気絞り弁または吸気絞り弁の何れかの開度を減少させることによって前記フィルタを通過する排気の流量を減少させても良い。
【００２９】
また、前記排気流量減少手段は、前記排気通路における前記フィルタの上流側の部分と下流側の部分とを連通するとともに前記排気通路を通過する排気に前記フィルタを迂回させるバイパス通路と、前記排気通路を通過する排気に前記バイパス通路または前記フィルタのいずれを通過させるかを切り換える排気切換手段とを有し、前記排気流量減少手段は前記排気通路を通過する排気に前記バイパス通路を通過させることによって前記フィルタを通過する排気の流量を減少させても良い。
【００３０】
また、前記排気流量減少手段は、前記排気通路を通過する排気の一部を前記内燃機関の吸気通路に循環させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路内を流れる排気の流量であるＥＧＲガス量を変更可能なＥＧＲ弁とを有し、前記排気流量減少手段は前記ＥＧＲ弁の開度を増大させることによって前記フィルタを通過する排気の流量を減少させても良い。
【００３１】
また、本発明に係る内燃機関が搭載される車両が、さらに電動モータ等の動力源を備えた所謂ハイブリッド車両であるときにおいて、該内燃機関の稼働を停止させることによって、該内燃機関から排気を排出させないようにしても良い。
【００３２】
また、本発明においては、前記フィルタの雰囲気温度を低下させる雰囲気温度低下手段を、さらに備え、
前記還元剤吸着可否判定手段によって前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸
着状態ではないと判定されるときに、前記雰囲気温度低下手段によって前記フィルタの雰囲気温度を低下させても良い。
【００３３】
これにより、迅速に前記フィルタの周辺雰囲気を前記所定の還元剤吸着状態にすることができる。つまり、前記フィルタに対するＰＭ再生処理の効率を向上させることができる。
【００３４】
ここで、本発明に係る雰囲気温度低下手段は前記フィルタの雰囲気温度を低下させることが可能であれば種々の手段を採用することが可能である。例えば、前記内燃機関における減速時のように該内燃機関から排出される排気の温度が低くなるときに、前記内燃機関に吸入される吸入空気量を増大させても良い。これにより前記フィルタを通過する排気の流量が増大し、該排気が前記フィルタから持ち去る熱を増大させることができる。つまり、前記フィルタの雰囲気温度を低下させることができる。
【００３５】
また、本発明に係る内燃機関の排気通路に設けられるフィルタに捕集される微粒子物質を酸化除去するＰＭ再生方法は、
前記フィルタの周辺雰囲気が還元剤を前記フィルタに捕集される微粒子物質に吸着させることの可能な所定の還元剤吸着状態であるか否かを判定する還元剤吸着可否判定工程と、
前記還元剤吸着可否判定工程において前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸着状態と判定されたときに実施され、前記フィルタに還元剤を供給するとともに該還元剤を前記微粒子物質に吸着させる還元剤吸着工程と、
前記還元剤吸着工程の後に実施され、前記フィルタの雰囲気温度を上昇させることによって前記微粒子物質に吸着している還元剤を酸化させる昇温工程と、
を備えていても良い。
【００３６】
上記のＰＭ再生方法においては、前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸着状態と判定されたときに前記フィルタに還元剤が供給されるので、この還元剤を前記フィルタに捕集されている微粒子物質に吸着させることができる。
【００３７】
また、前記昇温工程は前記還元剤を前記微粒子物質に吸着させた後に実行されるので、前記フィルタの雰囲気温度を上昇させる前に還元剤が蒸発して、前記フィルタよりも還元剤が下流側にすり抜けてしまうことを抑制できる。
【００３８】
そして、前記昇温工程においては、少なくとも前記微粒子物質に吸着している還元剤が酸化するときに発生する反応熱によって前記フィルタに捕集されている微粒子物質を酸化させることができる。このように本発明に係るＰＭ再生方法によれば、前記フィルタに捕集される微粒子物質のＰＭ再生処理の効率を向上させるとともに、前記フィルタに供給される還元剤を節約することができる。
【００３９】
また、本発明に係るＰＭ再生方法においては、前記還元剤吸着可否判定工程は前記フィルタの雰囲気温度を取得する雰囲気温度取得工程を有し、前記還元剤吸着可否判定工程は前記雰囲気温度取得工程において取得された前記フィルタの雰囲気温度が所定温度以下のときに前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸着状態であると判定しても良い。
【００４０】
これにより、前記フィルタの周辺雰囲気が前記所定の還元剤吸着状態であるか否かをより精度良く判定することができる。つまり、前記フィルタに供給される還元剤が該フィルタの下流側にすり抜けることに起因して還元剤が無駄になることをより確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられるフィルタに対するＰＭ再生処理の実施において、フィルタに供給される還元剤が蒸発してしまうことに起因してフィルタの下流側にすり抜けてしまうことを抑制し、フィルタに供給される還元剤の一部が無駄になってしまうことを抑制するとともにＰＭ再生処理の効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、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。
【実施例１】
【００４３】
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本発明に係る内燃機関１と、その吸排気系の概略構成を示す図である。
【００４４】
内燃機関１は車両駆動用のディーゼルエンジンである。内燃機関１には、該内燃機関１に流入する吸気が流通する吸気管２が接続されており、該吸気管２には該吸気管２内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁３が設けられている。また、吸気管２における吸気絞り弁３よりも上流側には吸気管２内を流通する吸気量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ４が配置されている。
【００４５】
また、内燃機関１には、該内燃機関１からの排気が流通する排気管５が接続され、この排気管５は下流にて図示しないマフラーに接続されている。また、排気管５の途中には、排気中の粒子状物質（以下、単に「ＰＭ」ともいう。）を捕集するフィルタ１０が配置されている。以下、排気管５においてフィルタ１０よりも上流側を第１排気管５ａ、下流側を第２排気管５ｂという。ここで、本実施例において、第１排気管５ａ及び第２排気管５ｂが本発明における排気通路に相当する。また、本発明におけるフィルタ１０は排気中のＰＭを捕集できれば良く、例えばＮＯｘ触媒を担持したパティキュレートフィルタとしても良い。
【００４６】
また、第１排気管５ａには、排気中に還元剤として燃料を添加する燃料添加弁６が設けられている。また、第１排気管５ａにおける燃料添加弁６よりも下流側には通電によって発熱する電熱ヒータ１１が設けられている。さらに、第２排気管５ｂには、排気の温度を検出する温度センサ７が設けられている。また、排気管５にはフィルタ１０の上流側と下流側との差圧を検出する差圧センサ１２が設けられている。ここで、本実施例における電熱ヒータ１１は本発明における昇温手段に相当する。また、本実施例においては燃料添加弁６が本発明における還元剤供給手段に相当する。
【００４７】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１及び吸排気系を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３０が併設されている。このＥＣＵ３０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するほか、内燃機関１の電気ヒータ１１やフィルタ１０に係る制御を行うユニットである。
【００４８】
ＥＣＵ３０には、内燃機関１に吸入される吸入空気量を検出するエアフローメータ４や、回転数を検出するクランクポジションセンサ８、アクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ９などの内燃機関１の運転状態の制御に係るセンサ類のほか、温度センサ７、差圧センサ１２等が電気配線を介して接続され、それらの出力信号がＥＣＵ３０に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ３０には、内燃機関１内の筒内燃料噴射弁（図示
省略）、吸気絞り弁３、燃料添加弁６、電熱ヒータ１１が電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ３０によって制御されるようになっている。
【００４９】
また、ＥＣＵ３０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられており、ＲＯＭには、内燃機関１の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。また、フィルタ１０に捕集されているＰＭを酸化除去させるための後述するＰＭ再生処理ルーチンはＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されているプログラムの一つである。
【００５０】
＜ＰＭの再生処理＞
【００５１】
本実施例では、フィルタ１０に捕集されているＰＭを酸化除去すべくフィルタ１０に対するＰＭ再生処理が行われる。本実施例に係るＰＭ再生処理は、フィルタ１０に捕集されているＰＭに燃料を吸着させるための燃料吸着制御と、燃料をＰＭに吸着させた状態で昇温することによりＰＭを酸化除去するための昇温制御とによって構成されている。以下にそれぞれの制御を詳しく説明する。
【００５２】
＜燃料吸着制御＞
【００５３】
本実施例に係る燃料吸着制御においては、フィルタ１０の周辺雰囲気が、燃料添加弁６から添加される還元剤としての燃料がＰＭに吸着することの可能な所定燃料吸着状態であるときに燃料添加弁６から燃料が添加される。ここで、所定燃料吸着状態とは、燃料添加弁６から添加された燃料が排気に晒されたときに蒸発することなくフィルタ１０に捕集されているＰＭに吸着することの可能な状態をいう。ここで、本実施例では所定燃料吸着状態が本発明における還元剤吸着状態に相当する。
【００５４】
そして、フィルタ１０の周辺雰囲気が所定燃料吸着状態であるか否かの判定は、ＥＣＵ３０によって排気温度センサ７の検出値に基づいてフィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆが取得され、このフィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆが所定温度Ｔｆｂ以下のときに所定燃料吸着状態であると判定される。また、フィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆは、例えば内燃機関１の運転状態（例えば、機関回転数Ｎｅおよび機関負荷ＴＱ）に基づいて取得されても良い。
【００５５】
つまり、機関回転数Ｎｅと機関負荷ＴＱとフィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆとの関係を予め実験等で求めておき、該関係を制御マップの形でＥＣＵ３０内に格納しておいても良い。そして、該制御マップに機関回転数Ｎｅと機関負荷ＴＱとをパラメータとしてアクセスすることで、フィルタ１０の雰囲気温度を導出しても良い。尚、その場合には機関回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ８の検出値により取得され、機関負荷ＴＱはアクセルポジションセンサ９により検出されるアクセル開度に基づいて取得される。なお、本実施例において、フィルタ１０の周辺雰囲気が所定燃料吸着状態であるか否かを判定するＥＣＵ３０が本発明における還元剤吸着可否判定手段に相当する。また、本実施例において、フィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆを取得するＥＣＵ３０が本発明における雰囲気温度取得手段に相当する。
【００５６】
また、本実施例における上記の所定温度Ｔｆｂとは予め実験的に求められる温度であり、燃料が蒸発せずにＰＭに吸着している状態を維持できる上限の温度であっても良いし、この上限の温度に一定のマージンを見込んだ温度としても良い（例えば、１５０℃乃至２００℃）。
【００５７】
以上のように、本実施例における燃料吸着制御によれば、ＥＣＵ３０によってフィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆが所定燃料吸着状態であると判定されるときに燃料添加弁６から燃料が添加されるため、添加された燃料を蒸発させずにＰＭに吸着させることができる。こ
れにより、後述する昇温制御が実施される前に燃料が蒸発することを抑制し、フィルタ１０よりも下流側に排気とともにすり抜けてしまうことを抑制できる。つまり、燃料添加弁６から添加された燃料の一部が無駄になってしまうことを抑制することができる。
【００５８】
＜昇温制御＞
【００５９】
次に本実施例における昇温制御について説明する。本制御は上述した燃料吸着制御がなされた後に実行される。具体的にはＥＣＵ３０からの指令によって電熱ヒータ１１が通電され、フィルタ１０に流入する排気の温度を上昇させる。このように、フィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆを上昇させることによって、フィルタ１０に捕集されているＰＭが酸化除去される。従って、本実施例においては、電熱ヒータ１１に通電することによってフィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆを上昇させるＥＣＵ３０は電熱ヒータ１１とともに本発明における昇温手段に相当する。
【００６０】
ここで、昇温制御におけるフィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆの上昇速度が遅い場合には、ＰＭを酸化除去するためのフィルタ１０を昇温している間に燃料が多量に蒸発してしまい、ＰＭの酸化効率が悪化する虞がある。そこで、本実施例における昇温制御においては、フィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆを所定酸化温度まで急速に上昇させることとした。ここで、「急速」とは、「フィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆを上昇させる過程において、燃料が酸化することによってＰＭの酸化反応が促進する前に燃料が多量に蒸発してしまうことを抑制可能な速度」を含む概念である。
【００６１】
ここで、所定酸化温度は予め実験的に定められる温度であって、燃料が酸化する下限の温度である。また、所定酸化温度は、燃料が酸化する下限の温度よりも一定のマージンを見込んだだけ高い温度としても良い（例えば、３５０℃乃至４００℃）。さらに、所定酸化温度は、燃料の物性等に基づいて異なる温度になるようにしても良い。
【００６２】
本実施例では、具体的にはフィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆを燃料が蒸発する所定蒸発温度まで上昇させた後、所定期間が経過する前に所定酸化温度まで上昇させることとした。ここで、所定蒸発温度とは、燃料添加弁６から添加される燃料が蒸発する下限の温度である。また、所定蒸発温度は燃料が蒸発する下限の温度に対して一定のマージンを見込んだ温度としても良い（例えば、１５０℃乃至２００℃）。
【００６３】
また、上記の所定期間はフィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆを所定蒸発温度から所定酸化温度まで上昇させることに要する期間であり、予め実験的に定められる。つまり、本実施例においては、ＰＭの酸化反応が促進する前に燃料が多量に蒸発してしまうことでＰＭの酸化効率が悪化することのないように適切な所定期間が設定される。これにより、本実施例におけるＰＭ再生処理の効率を向上させることができる。
【００６４】
ここで、図２は、本実施例に係るＰＭ再生処理において、燃料吸着制御の後に昇温制御を実施するときのフィルタの雰囲気温度（以下、単に、「フィルタ雰囲気温度」ともいう。）Ｔｆ、ＰＭが酸化するときに発生する熱量（以下、単に「発生熱量」ともいう。）Ｑｈ、フィルタに捕集されているＰＭの堆積量（以下、単に「ＰＭ堆積量」ともいう。）Ｗａｃの時間推移を示した概念図である。図２（ａ）はフィルタ雰囲気温度Ｔｆの時間推移を示した概念図である。図２（ｂ）は発生熱量Ｑｈの時間推移を示した概念図である。図２（ｃ）はＰＭ堆積量Ｗａｃの時間推移を示した概念図である。なお、図中に示す実線（１）は、本実施例における昇温制御（以下、「急速昇温制御」ともいう。）について示したものであり、図中に示す破線（２）は、フィルタ雰囲気温度Ｔｆを急速昇温制御に比べて緩やかに上昇させるときの昇温制御（以下、「通常昇温制御」ともいう。）について示したものである。
【００６５】
図２（ａ）に示すように、本実施例に係る急速昇温制御（実線１）は通常昇温制御（破線２）に比べてフィルタ雰囲気温度Ｔｆを上昇させる昇温速度が速い。このように、急速にフィルタ雰囲気温度Ｔｆを上昇させると、図２（ｂ）に示すように発生熱量Ｑｈの最大値が増大する。そして、発生熱量の総和ΣＱｈにおいては、通常昇温制御（破線２）における発生熱量の総和（図中ＢとＣの面積の和）ΣＱｈ２よりも急速昇温制御（実線１）における発生熱量の総和（図中ＡとＢの面積の和）ΣＱｈ１の方が多くなる（ΣＱｈ１＞ΣＱｈ２）。
【００６６】
これは、急速にフィルタ雰囲気温度Ｔｆを上昇させることにより、燃料吸着制御によってＰＭに吸着させた燃料が昇温途中で蒸発して酸化する前にフィルタ１０よりも下流側にすり抜けてしまう燃料の量（以下、「蒸発すり抜け燃料量」ともいう。）が減少するからである。
【００６７】
そして、図２（ｃ）に示すように、蒸発すり抜け燃料量を減少できる急速昇温制御（実線１）は通常昇温制御（破線２）に比べてＰＭ堆積量Ｗａｃの減少率が大きくなる。つまり、フィルタ１０に捕集されているＰＭの酸化を促進させるとともに短時間でＰＭの酸化除去を実施することができる。これにより、フィルタ１０に対するＰＭ再生処理の効率を向上させることができる。
【００６８】
＜ＰＭ再生処理ルーチン＞
【００６９】
ここで、図３は本実施例におけるＰＭ再生処理ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ３０内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。
【００７０】
本ルーチンが実行されると、まずステップＳ１０１において、フィルタ１０に対してＰＭ再生要求が出されているかどうかが判定される。ここで、差圧センサ１２の検出値に基づいてフィルタ１０の上流側と下流側との差圧ΔＰａを取得し、差圧ΔＰａが予め定められる基準差圧ΔＰａｓ以上であるときにＰＭ再生要求が出される。また、例えば前回のＰＭ再生処理の終了時からの走行距離の積算値に基づいてＰＭ再生要求が出されるようにしてもよい。
【００７１】
ここで、ＰＭ再生要求が出されていないと判定された場合にはそのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、ＰＭ再生要求が出されていると判定された場合にはステップＳ１０２に進む。
【００７２】
ステップＳ１０２においては、フィルタ１０の周辺雰囲気が上述した所定燃料吸着状態であるか否かが判定される。つまり、本ステップでは、燃料添加弁６から燃料を添加しても、該燃料が蒸発する虞がないかどうかが判定される。具体的には、排気温度センサ７の検出値に基づいてフィルタ雰囲気温度Ｔｆが取得され、このフィルタ雰囲気温度Ｔｆが所定温度Ｔｆｂ以下のときに所定燃料吸着状態であると判定される。
【００７３】
そして、フィルタ１０の周辺雰囲気が所定燃料吸着状態であると判定された場合には、燃料添加弁６から添加される燃料が蒸発する虞がないと判断され、ステップＳ１０３に進む。一方、フィルタ１０の周辺雰囲気が所定燃料吸着状態ではないと判定された場合には、燃料添加弁６から添加される燃料が蒸発する虞があると判断され、本ルーチンを一旦終了する。
【００７４】
ステップＳ１０３においては、燃料添加弁６から所定量の燃料が添加される。この燃料
添加弁６から添加された燃料はフィルタ１０に捕集されているＰＭに吸着する。そして、ステップＳ１０３の処理が終わるとステップＳ１０４に進む。次に、ステップＳ１０４においては、ＥＣＵ３０からの指令によって電熱ヒータ１１が通電される。本ステップでは、ＰＭを酸化除去する前の昇温制御中に燃料が多量に蒸発してしまい、フィルタ１０よりも下流側にすり抜けてしまうことを抑制すべく、電熱ヒータ１１によって急速にフィルタ雰囲気温度Ｔｆを上昇させる。これにより、燃料が酸化するとともに、該酸化熱によってＰＭを酸化除去することができる。そして、ステップＳ１０４の処理が終わるとステップＳ１０５に進む。
【００７５】
ステップＳ１０５においては、差圧センサ１２の検出値に基づいてフィルタ１０の上流側と下流側との差圧ΔＰａが取得される。そして、ステップＳ１０５の処理が終わるとステップＳ１０６に進む。
【００７６】
ステップＳ１０６においては、フィルタ１０に対するＰＭ再生処理の終了要求が出されているか否かが判定される。つまり、本ステップでは、ＰＭ再生処理を終了しても良いか否かが判定される。ここでＰＭ再生終了要求は、差圧ΔＰａが予め定められる基準差圧ΔＰａｅ以下であるときにＰＭ再生処理の終了要求が出されていると判定される。
【００７７】
ここで、ＰＭ再生処理の終了要求が出されていると判定された場合にはステップＳ１０７に進む。一方、ＰＭ再生処理の終了要求が出されていないと判定された場合にはステップＳ１０５に戻る。すなわち、ＰＭ再生処理の終了要求が出されるまで、電熱ヒータ１１への通電による昇温制御が継続される。
【００７８】
そして、ステップＳ１０７においては、ＥＣＵ３０からの指令によって電熱ヒータ１１への通電が停止される。そして、ステップＳ１０７の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。つまり、フィルタ１０に対するＰＭ再生処理が終了する。
【００７９】
以上のように、本ルーチンによれば、フィルタ１０の周辺雰囲気が所定燃料吸着状態であると判定されるときに燃料をＰＭに吸着させることにより、フィルタ１０の昇温制御が行われる前に燃料が蒸発することが抑制できる。つまり、燃料がフィルタ１０の下流側にすり抜けること起因して燃料が無駄になってしまうことが抑制できる。また、フィルタ１０の雰囲気温度Ｔｆを急速に上昇させることによって、昇温制御中に燃料がフィルタ１０よりも下流側に排気とともにすり抜けてしまうことを抑制できる。そして、該燃料が酸化されるときの発熱によってＰＭを効率よく酸化除去することができる。
【００８０】
なお、本ルーチンにおけるステップＳ１０２の処理は本発明における還元剤吸着可否判定工程に、ステップＳ１０３の処理は本発明における還元剤吸着工程に、ステップＳ１０４からステップＳ１０７までの処理は本発明における昇温工程に相当する。
【００８１】
また、本実施例においては、フィルタ１０の雰囲気温度を上昇させるために電熱ヒータ１１をフィルタ１０よりも上流側に配置したが、これに限定されるものではない。例えば、フィルタ１０を通電することによって自己発熱することの可能な導電性のフィルタとして、フィルタ自体に通電することによってフィルタ１０の雰囲気温度を上昇させるようにしても良い。電熱ヒータ１１は酸化機能を有する触媒が担持されている構成（例えば、電気加熱式酸化触媒）であっても良い。
【００８２】
また、電気ヒータ１１の代わりに燃焼式バーナ等によってフィルタ１０の雰囲気温度を上昇させても良いし、マイクロ波発生装置によってマイクロ波を発生させ、このマイクロ波を用いた誘電加熱によりフィルタ１０の雰囲気温度を上昇させても良い。
【００８３】
また、内燃機関１内の筒内噴射弁（図示省略）から噴射される燃料の噴射量を増大させ、フィルタ１０に流入する排気の温度を上昇させることによりフィルタ１０の雰囲気温度を上昇させても良い。
【００８４】
また、本実施例においては、燃料添加弁６から燃料を添加させることによりフィルタ１０に燃料を供給しているが、燃料添加弁６の代わりに内燃機関１の膨張行程や排気行程等に筒内噴射弁（図示省略）から燃料を副噴射させるようにしても良い。また、その場合に、内燃機関１の気筒内には燃料を副噴射させるための副燃料噴射弁を備えていても良い。
【実施例２】
【００８５】
次に、本発明に係る内燃機関１の排気浄化システムの実施例１とは異なる実施例について説明する。図４は、本実施例における内燃機関１と、その吸排気系の概略構成を示す図である。ここで、実施例１の排気浄化システムと同一又は同等の構成部分については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００８６】
本実施例と実施例１に係る排気浄化システムでは以下の点で相違する。即ち、本実施例における排気管５には電気ヒータ１１およびフィルタ１０を迂回して排気を第２排気管５ｂに導くバイパス管５ｃが設けられている。つまり、バイパス管５ｃの一端は第１排気管５ａにおける燃料添加弁６よりも下流側の部分と連通し、バイパス管５ｃの他端は第２排気管５ｂにおける温度センサ７よりも下流側の部分と連通している。そして、第１排気管５ａにおけるバイパス管５ｃとの分岐部には流量変更弁１３が設けられている。この流量変更弁１３はＥＣＵ３０と電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ３０によって制御されることにより、フィルタ１０を通過する排気の流量を変更することができる。従って、本実施例においては、流量変更弁１３と流量変更弁１３を制御するＥＣＵ３０とが本発明における排気流量減少手段に相当する。
【００８７】
本実施例におけるフィルタ１０に対するＰＭ再生処理では、内燃機関１から排出される排気であって、フィルタ１０を通過する排気の流量を減少させた状態で上述した昇温制御を実施することとした。このように、フィルタ１０の雰囲気温度を上昇させるときに、フィルタ１０を通過する排気の流量を減少させることによって、排気によってフィルタ１０から持ち去られる熱量を少なくすることができる。つまり、本実施例に係る昇温制御によれば、フィルタ１０の雰囲気温度をより迅速かつ効率的に上昇させることが可能となる。
【００８８】
＜ＰＭ再生処理第２ルーチン＞
【００８９】
ここで、図５は、本実施例におけるＰＭ再生処理第２ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンもＥＣＵ３０内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。また、本ルーチンにおいて、流量変更弁１３は内燃機関１から排出される排気の全てがフィルタ１０を通過するように制御されていることを前提に説明する。
【００９０】
また、本ルーチンにおけるステップＳ１０１からステップＳ１０４までの処理は上述したＰＭ再生処理ルーチンにおけるステップＳ１０１からステップＳ１０４までの処理に対応しており、詳しい説明を省略する。そして、本ルーチンにおけるステップＳ１０４の処理が終わると、ステップＳ２０５に進む。そして、ステップＳ２０５においては、ＥＣＵ３０からの指令によって、内燃機関１から排出される排気の全てがバイパス管５ｃを通過するように流量変更弁１３が制御される。これにより、排気によってフィルタ１０から持ち去られる熱量を減少させ、フィルタ１０の雰囲気温度を急速に上昇させることができる。そして、ステップＳ２０５の処理が終わるとステップＳ１０５に進む。
【００９１】
ここで、本ルーチンにおけるステップＳ１０５およびステップＳ１０６の処理はＰＭ再生処理ルーチンにおけるステップＳ１０５およびステップＳ１０６と対応しており、詳しい説明を省略する。そして、ステップＳ１０６において、ＰＭ再生処理の終了要求が出されていると判定された場合にはステップＳ２０６に進む。
【００９２】
ステップＳ２０６においては、ＥＣＵ３０からの指令によって、内燃機関１から排出される排気の全てがフィルタ１０を通過するように流量変更弁１２が制御され、ステップＳ２０７においては電熱ヒータ１１への通電が停止される。そして、ステップＳ２０７の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。つまり、フィルタ１０に対するＰＭ再生処理が終了する。
【００９３】
以上のように、本ルーチンに係るＰＭ再生処理によれば、フィルタ１０を通過する排気の流量を減少させた状態でフィルタ雰囲気温度Ｔｆを上昇させるため、排気によってフィルタ１０から持ち去られる熱量を少なくすることができる。つまり、フィルタ雰囲気温度Ｔｆをより迅速に上昇させることができる。さらに、フィルタ１０を通過する排気の流量を減少させることによって、ＰＭに吸着させた燃料をフィルタ１０の下流側にすり抜け難くすることができる。これにより、フィルタ１０に対するＰＭ再生処理の効率を向上することが可能となる。
【００９４】
なお、本ルーチンのステップＳ２０５において、内燃機関１から排出される排気の全てがバイパス管５ｃを通過するように流量変更弁１３を制御しているが、フィルタ１０に比べてバイパス管５ｃを通過する排気の流量が充分に多くなるように流量変更弁１３を制御しても良い。
【００９５】
また、ステップＳ２０６において、内燃機関１から排出される排気の全てがフィルタ１０を通過するように流量変更弁１２を制御しているが、バイパス管５ｃに比べてフィルタ１０を通過する排気の流量が充分に多くなるように流量変更弁１３を制御しても良い。
【実施例３】
【００９６】
次に、本発明に係る内燃機関１の排気浄化システムの実施例１および実施例２とは異なる実施例について説明する。図６は、本実施例における内燃機関１と、その吸排気系の概略構成を示す図である。ここで、実施例１の排気浄化システムと同一又は同等の構成部分については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００９７】
本実施例と実施例１に係る排気浄化システムでは以下の点で相違する。即ち、内燃機関１には、該内燃機関１の排気系を流れる排気の一部を吸気系へ再循環させるＥＧＲ装置２０が設けられている。ＥＧＲ装置２０は、第１排気管５ａにおける燃料添加弁６よりも下流側の部分と吸気管２における吸気絞り弁３よりも下流側の部分とを連通するＥＧＲ管２１と、電磁弁等からなり印加電圧の大きさに応じてＥＧＲ管２１内を流れる排気（以下、「ＥＧＲガス」という。）の流量を調整する流量調整弁（以下、「ＥＧＲ弁」という。）２２と、ＥＧＲ弁２２より上流のＥＧＲ管２１に設けられ該ＥＧＲ管２１を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２３とを備えている。
【００９８】
このように構成されたＥＧＲ装置２０では、ＥＧＲ弁２２が開弁されると、第１排気管５ａ内を流れる排気の一部がＥＧＲ管２１を通り、ＥＧＲクーラ２３によって冷却されてから吸気管２へ流入する。吸気管２へ流入したＥＧＲガスは、吸気管２において新気と混ざり合いつつ気筒の燃焼室（図示省略）へ分配されて、燃焼される。
【００９９】
本実施例におけるフィルタ１０に対するＰＭ再生処理では、フィルタ１０の周辺雰囲気が上述した所定燃料吸着状態ではないときに、フィルタ雰囲気温度Ｔｆを一旦低下させる
こととした。そして、フィルタ１０の周辺雰囲気を所定燃料吸着状態にした後に上述の燃料吸着制御および昇温制御を実施することによって、フィルタ１０に捕集されているＰＭの酸化除去が行われる。
【０１００】
＜ＰＭ再生処理第３ルーチン＞
【０１０１】
ここで、図７は本実施例におけるＰＭ再生処理第３ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ３０内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。
【０１０２】
本ルーチンが実行されると、まずステップＳ３０１において、フィルタ１０に対してＰＭ再生要求が出されているかどうかが判定される。具体的には、差圧センサ１２の検出値に基づいてフィルタ１０の上流側と下流側との差圧ΔＰａを取得し、差圧ΔＰａが予め定められる基準差圧ΔＰａｓ以上であるときにＰＭ再生要求が出される。そして、ＰＭ再生要求が出されていないと判定された場合にはそのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、ＰＭ再生要求が出されていると判定された場合にはステップＳ３０２に進む。
【０１０３】
ステップＳ３０２においては、フィルタ１０の周辺雰囲気が上述した所定燃料吸着状態でないかどうかが判定される。つまり、本ステップでは、燃料添加弁６から燃料を添加しても燃料が蒸発する虞があるかどうかが判定される。具体的には、排気温度センサ７の検出値に基づいてフィルタ雰囲気温度Ｔｆが取得され、このフィルタ雰囲気温度Ｔｆが所定温度Ｔｆｂよりも高いときに所定燃料吸着状態ではないと判定される。
【０１０４】
そして、フィルタ１０の周辺雰囲気が所定燃料吸着状態であると判定された場合には、燃料添加弁６から添加しても良いと判断され、ステップＳ３０６に進む。一方、フィルタ１０の周辺雰囲気が所定燃料吸着状態ではないと判定された場合には、フィルタ雰囲気温度Ｔｆを低下させる必要があると判断され、ステップＳ３０３に進む。
【０１０５】
ステップＳ３０３においては、内燃機関１が減速中であるか否かが判定される。つまり、本ステップでは、吸気絞り弁３の開度（以下、「スロットル開度」という。）ＴＡおよびＥＧＲ弁２２の開度（以下、「ＥＧＲ開度」という。）ＥＡを制御することによって、フィルタ雰囲気温度Ｔｆを低下させることができるか否かが判定される。そして、内燃機関１が減速中であると判定された場合には、ステップＳ３０４に進む。一方、内燃機関１が減速中ではないと判定された場合には、フィルタ雰囲気温度Ｔｆを低下させることができないと判断され、本ルーチンを一旦終了する。
【０１０６】
ステップＳ３０４においては、ＥＣＵ３０によって現在のスロットル開度ＴＡおよびＥＧＲ開度ＥＡが取得され、ＥＣＵ３０からの指令によってスロットル開度ＴＡを現在よりも開き側の開度ＴＡ１に変更させ、ＥＧＲ開度ＥＡを現在よりも閉じ側の開度ＥＡ１に変更させる。これにより、内燃機関１の気筒（図示省略）に吸入される新気量およびフィルタ１０に流入する排気の流量を増大させることによってフィルタ雰囲気温度Ｔｆを低下させることができる。そして、ステップＳ３０４の処理が終わると、ステップＳ３０５に進む。
【０１０７】
ステップＳ３０５においては、フィルタ１０の周辺雰囲気が上述した所定燃料吸着状態であるか否かが判定される。そして、フィルタ１０の周辺雰囲気が所定燃料吸着状態であると判定された場合には、ステップＳ３０６に進む。一方、フィルタ１０の周辺雰囲気が所定燃料吸着状態ではないと判定された場合には、ステップＳ３０３に戻る。
【０１０８】
ステップＳ３０６においては、燃料添加弁６から所定量の燃料が添加される。この燃料
添加弁６から添加された燃料はフィルタ１０に捕集されているＰＭに吸着する。そして、ステップＳ３０６の処理が終わるとステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７においては、ＥＣＵ３０からの指令によって電熱ヒータ１１が通電される。
【０１０９】
ステップＳ３０８においては、ＥＣＵ３０によって現在のスロットル開度ＴＡおよびＥＧＲ開度ＥＡが取得され、ＥＣＵ３０からの指令によってスロットル開度ＴＡを現在よりも閉じ側の開度ＴＡ２に変更させ、ＥＧＲ開度ＥＡを現在よりも開き側の開度ＥＡ２に変更させる。これにより、フィルタ１０に流入する排気の流量が減少するため、該排気によってフィルタ１０から持ち去られる熱量を減少させ、フィルタ１０の雰囲気温度をより迅速に上昇させることができる。そして、ステップＳ３０８の処理が終わると、ステップＳ１０５に進む。
【０１１０】
ここで、本ルーチンにおけるステップＳ１０５からステップＳ１０７までの処理は、ＰＭ再生処理ルーチンにおける上記ステップにおける処理と同様であり、詳しい説明を省略する。そして、ＥＣＵ３０からの指令によって電熱ヒータ１１への通電が停止され、ステップＳ１０７の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。つまり、フィルタ１０に対するＰＭ再生処理が終了する。
【０１１１】
以上のように、本ルーチンによれば、フィルタ１０の周辺雰囲気が所定燃料吸着状態ではないと判定されたときにおいても、フィルタ雰囲気温度Ｔｆを低下させることができるので、確実に燃料添加弁６から添加される燃料を蒸発させることなくＰＭに一旦吸着させ、その後の昇温制御によってＰＭとともに酸化させることができる。これにより、フィルタ１０に対するＰＭ再生処理の効率をより向上させることが可能となる。
【０１１２】
また、本ルーチンのステップＳ３０８においては、スロットル開度ＴＡを閉じ側の開度ＴＡ２に変更させ、ＥＧＲ開度ＥＡを開き側の開度ＥＡ２に変更させることによりフィルタ１０に流入する排気の流量を減少させているが、ＥＧＲ開度ＥＡを全開に、ＥＧＲ開度ＥＡを全閉にしても良い。また、第２排気管５ｂに排気の流量を変更可能な排気絞り弁を設け、スロットル開度ＴＡおよびＥＧＲ開度ＥＡを変更する際に排気絞り弁の開度を変更させても良い。具体的には、例えば排気絞り弁の開度を、全閉を含んだ所定の開度に変更させても良い。これにより、フィルタ１０を通過する排気の流量をより確実に減少させ、効率よくＰＭ再生処理を実施することが可能となる。
【０１１３】
また、例えば内燃機関１が搭載される車両が、さらに電動モータ等の動力源を備えた所謂ハイブリッド車両である場合には、フィルタ雰囲気温度Ｔｆを上昇させているときに内燃機関１の稼働を停止させ、内燃機関１から排気が排出されないようにしても良い。そのような場合には、フィルタ１０を通過する排気の流量が略零にすることが可能となり、より一層ＰＭ再生処理の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明に係る内燃機関と、その吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係るＰＭ再生処理において燃料吸着制御の後に昇温制御を実施するときのフィルタ雰囲気温度Ｔｆ、発生熱量Ｑｈ、ＰＭ堆積量Ｗａｃの時間推移を示した概念図である。（ａ）は、フィルタ雰囲気温度Ｔｆの時間推移を示した概念図である。（ｂ）は、発生熱量Ｑｈの時間推移を示した概念図である。（ｃ）は、ＰＭ堆積量Ｗａｃの時間推移を示した概念図である。
【図３】実施例１におけるＰＭ再生処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】実施例２における内燃機関と、その吸排気系の概略構成を示す図である。
【図５】実施例２におけるＰＭ再生処理第２ルーチンを示したフローチャートである。
【図６】実施例３における内燃機関と、その吸排気系の概略構成を示す図である。
【図７】実施例３におけるＰＭ再生処理第３ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１５】
１・・・内燃機関
２・・・吸気管
３・・・吸気絞り弁
４・・・エアフローメータ
５・・・排気管
５ａ・・第１排気管
５ｂ・・第２排気管
５ｃ・・バイパス管
６・・・燃料添加弁
７・・・温度センサ
８・・・クランクポジションセンサ
９・・・アクセルポジションセンサ
１０・・フィルタ
１１・・電熱ヒータ
１２・・差圧センサ
１３・・流量変更弁
２０・・ＥＧＲ装置
２１・・ＥＧＲ管
２２・・ＥＧＲ弁
２３・・ＥＧＲクーラ
３０・・ＥＣＵ
【図１】
2008095646.tif 000003
【図２】
2008095646.tif 000004
【図３】
2008095646.tif 000005
【図４】
2008095646.tif 000006
【図５】
2008095646.tif 000007
【図６】
2008095646.tif 000008
【図７】
2008095646.tif 000009